To kiwi cię zadziwi

Doświadczenie 1

Przygotuj galaretkę owocową zgodnie z przepisem na opakowaniu i rozlej po 60 ml do dwóch pojemników na mocz. Umieść w lodówce, aby galaretki stężały. Gdy się zsiądą, jeden pojemnik wyciągnij i poczekaj, aż ogrzeje się do temperatury pokojowej. Plasterek kiwi (gruby na 0,5 cm) potnij na 2 równe części. Umieść po jednej połówce w każdym z pojemników na całą noc.

Wyjaśnienie: Głównym składnikiem żelatyny jest kolagen – białko o długich niciach, które splatają się ze sobą, tworząc sieć. W sieci tej ruch wody zostaje mocno ograniczony, tworzy się żel – galaretka. Aktynidaza z kiwi tnie kolagen na małe fragmenty – sieć rozpada się i uwalnia wodę – widzimy, że galaretka się rozpuszcza. Szybkość działania enzymów zależy jednak od temperatury – wraz z jej wzrostem enzym pracuje szybciej – więcej płynu powstało w pojemniku trzymanym w temperaturze pokojowej.

Doświadczenie 2

Przygotuj galaretkę owocową zgodnie z przepisem na opakowaniu i rozlej po 60 ml do czterech pojemników na mocz. Pozostaw do zastygnięcia. Potnij plasterek kiwi na ćwiartki. Zagotuj wodę, wlej wrzątek do filiżanki i wrzuć do niego trzy ćwiartki z plastra kiwi. Co 5 min przekładaj kolejne ćwiartki do filiżanki z zimną wodą na 2–3 min (aby owoce ostygły i nie stopiły galaretki), po czym przełam ćwiartki na pół i świeżo odkrytymi fragmentami przyłóż do galaretki. Do czwartego pojemnika włóż ćwiartkę nieparzoną w wodzie.

Wyjaśnienie: Aktynidaza jest białkiem, dlatego zbyt wysoka temperatura sprawia, że jej łańcuch może się rozplątać i splątać w sposób uniemożliwiający dalszą funkcję – gdy dojdzie do denaturacji. Dla aktynidazy graniczną temperaturą jest ok. 70˚C – w wyższej coraz więcej cząsteczek przestaje działać. Owoc we wrzątku nagrzewa się, co sprzyja niszczeniu enzymu. Im dłużej trzymamy kiwi w gorącej wodzie, tym mniej płynu zbiera się po trawieniu galaretki. Wysoka temperatura powoduje też wyraźną zmianę barwy owocu na jaśniejszą, co wynika m.in. z uszkodzenia komórek i nasiąkania wodą. Co ciekawe, denaturację aktynidazy dość trudno wywołać działaniem alkoholu.

Doświadczenie 3

W pojemniku na mocz umieść pół plasterka kiwi rozgniecionego widelcem. Zalej do 50 ml wodą i zamieszaj. Umieść w płynie kawałek ugotowanego białka jaja kurzego oraz kilka włosów lub pióro i zostaw na dobę.

Wyjaśnienie: Enzymy różnią się specyficznością substratową. Chociaż aktynidaza może atakować bardzo wiele białek, niektóre pozostają poza jej zasięgiem. Aktynidaza nie umie np. przegryźć łańcucha keratyny budującej włosy. Albuminy jaja kurzego są natomiast przez nią dobrze trawione – kawałek białka puchnie i staje się półprzezroczysty, bo duże fragmenty białka przestają być ze sobą splecione.

Doświadczenie 4

Przygotuj galaretkę i rozlej po 60 ml do trzech pojemników na mocz. Gdy się zsiądzie, wlej do jednego 10 ml wody, do drugiego 10 ml wody, w której rozgnieciono tabletkę leku bez recepty zawierającego chlorochinaldol, a do trzeciego – 10 ml roztworu octanu miedzi(II) (otrzymanego przez całonocne moczenie miedzianej mufy w roztworze octu zmieszanym pół na pół z wodą utlenioną). W każdym z pojemników umieść po ćwiartce plasterka kiwi na całą noc. Rankiem porównaj, ile galaretki uległo upłynnieniu pod wpływem aktynidazy.

Wyjaśnienie: Sole metali ciężkich (ołowiu, kadmu czy miedzi) są toksyczne m.in. dlatego, że łatwo reagują z niektórymi resztami aminokwasowymi enzymów – w tym kradnąc siarkę z reszt cysteiny i tworząc odpowiedni siarczek metalu – np. siarczek miedzi. Zniszczenie reszty katalitycznej uniemożliwia działanie enzymu, dlatego w roztworze octanu miedzi upłynnia się znacznie mniej galaretki niż w pojemniku z wodą. Wiele enzymów wymaga do działania także jonów np. wapnia czy magnezu – dlatego są one ważnymi mikroelementami i składnikami diety. Chlorochinaldol jest chelatorem, zatem łapie i więzi m.in. jony magnezu, utrudniając działanie aktynidazy – także i w tym wypadku z galaretki uwolnione będzie mniej płynu niż w pojemniku kontrolnym.

Doświadczenie 5

Do garnuszka dodaj łyżeczkę agaru (ok. 2 g), łyżeczkę skrobi (ok. 2 g) i 150 ml wody. Wymieszaj. Doprowadź do wrzenia i gotuj kilka minut, uważając, by mieszanina nie wykipiała i się nie przypaliła (mieszaj). Gdy składniki się rozpuszczą, rozlej do dwóch wieczek pojemników na mocz. Pozostaw do zastygnięcia. Na pierwszym podłożu rozprowadź porcję śliny, pokrywając nią połowę podłoża. W kieliszku napełnionym do 1/3 śliną rozgnieć na papkę i dokładnie rozmieszaj ćwiartkę owocu kiwi. Odstaw na 10 min. Łyżeczką nanieś papkę (a szczególnie wodnisty płyn) na około połowę podłoża w wieczku nr 3. Pozostaw na całą noc w temperaturze pokojowej. Rankiem usuń owoce, odpłucz papkę wodą. W kieliszku dodaj strzykawką 1–2 ml jodyny do 30 ml wody i rozmieszaj. Zalej podłoża roztworem barwiącym.

Wyjaśnienie: Skrobia wiąże cząsteczki jodu i powstały kompleks uzyskuje barwę ciemnogranatową. Zawarta w ślinie amylaza ślinowa tnie skrobię na małe fragmenty, które nie są już w stanie chwytać cząsteczek jodu. W miejscu nałożenia śliny podłoże pozostaje białawe. Aktynidaza może niszczyć inne enzymy, w tym amylazę ślinową – tnąc ją na kawałeczki, uniemożliwia jej działanie. Już 5–10 min inkubacji obu enzymów wystarczy, by całkowicie zniszczyć amylazę. Dlatego w miejscu nałożenia papki ze śliny i kiwi niestrawiona skrobia barwi się na granatowo.

***

Uwaga!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.

***

Uwaga!
W zależności od dojrzałości owoców mogą wystąpić różnice w szybkości i wydajności obserwowanych reakcji. Sole miedzi są umiarkowanie toksyczne, używaj rękawiczek ochronnych, unikaj kontaktu ze skórą i oczami.

***

Zestaw przyrządów i materiałów

2–3 owoce kiwi, strzykawka, jodyna, agar, skrobia, 10 pojemników na mocz, miedziana mufa, ocet, woda utleniona, lek zawierający chlorochinaldol

Niewliczone w cenę: kieliszek, widelec, dwie filiżanki, łyżeczka, waga kuchenna, rękawiczki ochronne

Czas przygotowania: 3 godz. + doba inkubacji

Koszt: 60 zł

***

Wiedza w pigułce

Kiwi pochodzi z Chin i dlatego bywa nazywane agrestem chińskim, co staje się bardziej zrozumiałe, gdy weźmiemy pod uwagę, że istnieją także gatunki o małych owocach (minikiwi), które wyglądem bardzo agrest przypominają. Od nazwy botanicznej tych pnączy (aktinidia) nazwano także wykryty w owocach białkowy enzym – aktynidazę. Jest on proteazą, a zatem rozcina inne białka na drobne kawałki i może stanowić nawet 50% wszystkich białek owocu.

Białka (w tym enzymy) są zbudowane z reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami peptydowymi. Większość z tych reszt to tylko rusztowanie, zaledwie kilka (w aktynidazie m.in reszta cysteiny) faktycznie jest zaangażowanych w cięcie białek. Sama aktynidaza ukrywa reszty najbardziej podatne na cięcie, co zapobiega jej strawieniu przez inne cząsteczki tego samego enzymu i czyni mniej podatną na ataki innych proteaz – w tym znajdujących się w naszym żołądku. Jako jedno z nielicznych białek jest w stanie dotrzeć aż do jelita cienkiego w niezmienionym stanie. Niektórzy badacze upatrują w tym okazję do wspomagania naszego organizmu w trawieniu białek mięsa czy ryb (kiwi może też posłużyć jako składnik marynat, aby mięso np. na grilla stawało się miększe i delikatniejsze), jednak inne wyniki badań wskazują, że enzym ten może trawić białkowe połączenia między komórkami nabłonka jelit (działającymi uszczelniająco), zwiększając przepuszczalność jelit np. dla toksyn bakteryjnych. Trawi także białkowe substancje hormonalne wydzielane w jelitach, np. czynniki przeciwzapalne z grupy interleukin. Potrafi też niszczyć inne enzymy biorące udział w trawieniu pokarmów. Bez problemu radzi sobie z rozkładem żelatyny, składnika galaretki, uniemożliwiając wykorzystanie tych owoców w przygotowaniu niektórych deserów.