Laboratorium: Kasztanowe eksperymenty
Doświadczenie 1
Ostrym nożem przekrój żołędzie i kasztany na pół. Na każdą połówkę nanieś kilka kropel jodyny i odczekaj minutę. Czy nastąpiła zmiana barwy?
Wyjaśnienie: Kasztany i żołędzie są bogatym źródłem skrobi, którą można wykryć w reakcji z jodyną – barwa zmienia się na granatową, niemal czarną.
Doświadczenie 2
Doświadczenie wykonuj w ciemnym pokoju. Łupinę kasztanowca pokrój w cienkie plastry. Do szklanki wlej wrzątek (ok. 150 ml). Zgaś światło i oświetl szklankę latarką UV (do sprawdzania autentyczności banknotów o długości fali ok. 365 nm). Wrzuć skrawki łupin i obserwuj. Zamieszaj łyżeczką.
Wyjaśnienie: Eskulina dość dobrze rozpuszcza się w gorącej wodzie i pochłania światło ultrafioletowe (najsilniej takie o długości fali 330 nm), a jego energia jest rozpraszana w postaci ciepła i fluorescencji – rozpuszczający się związek intensywnie jarzy się zielonkawoniebieską poświatą.
Doświadczenie 3
Kilka cienkich (!) skrawków łupin owoców kasztanowca wrzuć do zimnej wody. Po godzinie porównaj barwę skrawków z zimnej wody i wrzątku (z doświadczenia 2).
Wyjaśnienie: Wskutek uszkodzenia komórek mieszają się utrzymywane w osobnych przedziałach oksydaza polifenolowa i jej substraty – w obecności tlenu zachodzi reakcja brązowienia enzymatycznego, a więc uszkodzone kasztany i ich skórka szybko zmieniają barwę. Powstałe barwniki chronią uszkodzone tkanki m.in. przed atakiem grzybów. Reakcja zachodzi też podczas dojrzewania nasion – barwa kasztanów jest także wynikiem działania tej oksydazy: zerwane przedwcześnie i obrane z łupin wciąż białe kasztany zbrązowieją w ciągu kilku–kilkunastu godzin. Oksydaza jest enzymem białkowym – wysoka temperatura powoduje jej denaturację i zniszczenie, a więc skrawki z wrzątku nie zmieniają barwy.
Doświadczenie 4
W słoiczku po przecierze pomidorowym zalej wrzątkiem kilkanaście skrawków łupin owocu kasztanowca. Odczekaj godzinę i usuń skrawki. Zakręć napełniony do połowy słoik i wstrząsaj nim intensywnie przez 30 s.
Wyjaśnienie: Powstająca w tkankach kasztanowca escyna słabo rozpuszcza się w wodzie. Należy ona do saponin, a ich cechą charakterystyczną jest pienienie się w roztworach (z łac. sapo – „mydło”). Dlatego wstrząsany ekstrakt z łupin pokrywa się kożuchem piany. Bogatym w saponiny krewniakiem kasztanowca jest Sapindus mukorossi, czyli orzech piorący.
Wiedza w pigułce
Kasztanowiec zwyczajny wywodzi się z południowych Włoch i Bałkanów (jedynie tam gatunek przetrwał zlodowacenie). Ze względu na urodę i niezwykłe owoce sadzono go w parkach całej Europy już od XVII w. Bez pomocy człowieka nigdy nie dotarłby na krańce Norwegii czy Wielkiej Brytanii – wszak nasiona mogą ważyć nawet 17 g, a z łupiną i dwa razy tyle. Dzieci robią z nich figurki, ale maluchom zdarza się też… zjadać soczyste, lecz trujące łupiny kasztanów. Zawarta w owocach eskulina powoduje silne bóle brzucha, a nawet utratę przytomności. Lecz owoce kasztanowca zawierają cenne dla medycyny składniki – np. escynę, dzięki której maść kasztanowa działa przeciwzapalnie, przeciwobrzękowo i uszczelnia naczynia krwionośne.
Kasztanowca, krewniaka klonów i mydleńców, nie należy mylić z kasztanem, znanym z jadalnych nasion krewniakiem buków i dębów. Owoce tych ostatnich warunkowo mogą być jadalne, ale występujące w Polsce żołędzie dębów szypułkowego i bezszypułkowego zawierają w suchej masie ok. 4% gorzkich tanin. Usuwa je gotowanie w mleku (taniny wiążą się z białkami i utrudniają ich trawienie) lub ługu (w dawnej Europie i Ameryce używano popiołu drzewnego bogatego w zasadę potasową) albo prażenie w popiele. Zwierzęta radzą sobie bez takich udogodnień – jelita świń wydzielają więcej wiążącego taniny śluzu. Niektóre gatunki dębów uchodzą za „słodkie” (np. dąb ostrolistny) i nie wymagają specjalnych przygotowań. Mąkę z bogatych w skrobię żołędzi wykorzystywano jeszcze w XIX-wiecznej Polsce do wypieku chleba. W Europie owoce te były jednak głównie pokarmem biedoty lub podczas klęsk głodu. Różnorodność orzechów niewymagających obróbki, dostępność zbóż, a także wykorzystanie żołędzi na pasze dla zwierząt mocno ograniczyły ich stosowanie w kuchni – dziś robi się z nich tylko namiastkę kawy. Dla kontrastu – żołędzie słodkich gatunków stanowiły ponad 50% diety plemion zamieszkujących tereny dzisiejszej Kalifornii. Z Ameryki sprowadzono do Europy dąb czerwony – choć chętnie nasadzany w parkach, jest dziś uznawany za szkodliwy gatunek inwazyjny.
Doświadczenie 5
Przygotuj dwa pojemniki na mocz. Do pierwszego nasyp kilkanaście skrawków łupin owocu kasztanowca, a do drugiego – pokrojone w drobną kostkę 4–6 żołędzi. Do obu wlej po 50 ml wrzątku i pomieszaj zawartość osobnymi łyżeczkami. Do każdego pojemnika wrzuć 3–7 okruchów siarczanu żelaza (nawozu do roślin). Opcjonalnie dodaj do każdego pojemnika 2–3 krople wody utlenionej.
Wyjaśnienie: Siarczan żelaza(II) w nawozach łatwo utlenia się w kontakcie z tlenem z powietrza, zatem po rozpuszczeniu w wodzie w roztworze znajdą się jony Fe2+ i Fe3+. W gorącej wodzie żołędzie uwalniają taniny, które dodatkowo mogą utleniać jony Fe2+ do Fe3+ – podobnie zadziała dodatek utleniacza, czyli nadtlenku wodoru, zawartego w wodzie utlenionej. Jony Fe3+ wiążą się silnie z taninami, tworząc kompleks barwy granatowej. Od średniowiecza wykorzystywano tę reakcję do produkcji atramentu. Eskulina z kasztanowca także tworzy kompleks z jonami Fe3+ – barwa zmienia się na brunatnozieloną.
Doświadczenie 6
Miskę napełnij wodą i wrzuć do niej 10–25 żołędzi. Rozdziel na osobne grupy żołędzie tonące od pływających po powierzchni i ostrym nożem przetnij każdy z nich.
Wyjaśnienie: Nawet 50% żołędzi polskich gatunków dębów jest robaczywych – najczęściej atakują je ćmy z rodzaju Kenneliola (różowe gąsienice) oraz chrząszcze słoniki żołędziowce (białe pędraki). Wskutek wyjedzenia zawartości w nasionach tworzy się pusta przestrzeń. Taki owoc będzie pływać po powierzchni. W wielu z nich można znaleźć larwy lub zauważyć otwory – czerwie słoników wygryzają dziury i zagrzebują się w ziemi, by przepoczwarzyć się i wylęgnąć wiosną jako dorosłe chrząszcze znane z ogromnych ryjków (porównywanych do słoniowej trąby), którymi samice wgryzają się w owoc. Uszkodzenia wywołane przez owady stanowią też wrota zakażenia dla patogennych grzybów niszczących nasiona. Dęby czerwone jako „nowość” w polskiej florze mają mniej wrogów, a grubsza łupina sprawia, że larwy nie zawsze mogą opuścić taki owoc i giną w nim, uwięzione. Nawet ich liście wyglądają zdrowiej – jesienią rzadziej pojawia się na nich biały nalot patogennych grzybów.
***
Uwaga! Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.
***
Zestaw przyrządów i materiałów: jodyna, latarka UV 365 nm, słoik po przecierze pomidorowym, 2 pojemniki na mocz, siarczan żelaza (nawóz do kwiatów), woda utleniona
Niewliczone w cenę: miska, nóż, deska do krojenia, szklanki, łyżeczki, czajnik, rękawiczki ochronne, telefon z kamerą
Czas przygotowania: 3 godz.
Koszt: 70 zł