用斐林试剂检测还原糖时为什么选择60℃水浴加热

徐树文

(江苏省扬州中学 225009) 张玉明 (江苏省仪征中学 211900)

用斐林试剂检测溶液中的还原糖是高中生物学中的经典实验。在教材提供的实验方法中，要求60℃水浴加热，这是最佳条件吗？对此，本文经过实验探究与分析，试图给出合理的、可供参考的解释。

1 斐林试剂检测还原糖的实验原理

生物组织中常见的还原糖有葡萄糖、果糖和麦芽糖等，它们的分子内都含有还原性基团(游离醛基或游离酮基)。斐林试剂由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液混合配制而成，两者混合后，立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与加入的葡萄糖能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身被氧化成葡萄糖酸。其反应式如下:

CH2OH-(CHOH)4-CHO+2Cu(OH)2→CH2OH-(CHOH)4-COOH+Cu2O↓+2H2O

用斐林试剂检测还原糖时，溶液的颜色变化过程为:浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)。

2 室温下(24℃)还原糖与斐林试剂完成显色反应所需的时间

室温条件下(即未经水浴加热)，还原糖与斐林试剂能否反应产生砖红色沉淀？若能完成显色反应，又需要多长时间？ 笔者设计了如下实验进行了探究。

实验步骤(说明：该实验的环境温度为24℃)：准备1支试管，①向试管内注入2 mL梨汁；②向试管内注入1 mL斐林试剂，震荡摇匀后放置于试管架上，并记录下此时溶液的颜色；③适时震荡试管中的溶液，观察试管中溶液的颜色变化，每隔10 min记录下试管中溶液的颜色。

实验结果见表1。

表1 室温下还原糖与斐林试剂完成显色反应所需时间

从表1可以看到，当环境温度为24℃时，在梨汁中加入斐林试剂后，随着反应时间的延长，溶液颜色逐渐由浅蓝色→墨绿色→棕色→棕红色→橙红色→砖红色。可见在室温条件下，不经过水浴加热，还原糖与斐林试剂也能发生反应，产生砖红色沉淀。只是完成显色反应所需时间延长，约需50 min后才能出现砖红色。

3 不同温度对还原糖与斐林试剂显色反应的影响

在探究了室温条件下完成显色反应所需时间后，笔者又设计了系列实验，探究了不同温度条件下完成显色反应所需时间的长短。

实验步骤：①取6支试管编号为1～6号，分别加入2 mL梨汁；②在6支试管中分别加入1 mL斐林试剂，震荡摇匀后分别放在30℃、45℃、60℃、75℃、90℃、100℃的水浴锅中保温；③适时震荡试管中的溶液，观察试管中溶液的颜色变化。记录每支试管中出现砖红色所需的反应时长(表2)。

表2 不同温度条件下还原糖与斐林试剂完成显色反应所需时间

从表2可以看出，随着温度的升高，在梨汁中加入斐林试剂后溶液中出现砖红色沉淀所需时间缩短。当温度是45℃或更低时，需等待5 min或更长的时间才能看到明显的现象(24℃室温时要等待50min左右)，而当温度是100℃时，实验现象在24 s内很快出现。

4 结论

斐林试剂与还原糖反应生成砖红色的Cu2O沉淀在不加热的条件(即室温)下也能进行，加热只是为了提高反应的速率，使学生能够在较短时间内看到明显的颜色变化。当温度是60℃时，大约2 min即可看到明显的现象，水温与时长都较适宜，所以高中生物学教材建议，还原糖检测实验选择在50℃～65℃温水中加热约2 min。从实验安全和节约实验成本考虑，也不宜使用高温水浴。