前一陣子因緣際會，認真看了一下關於國中生物課程中，澱粉酶的內容。這段課程超經典的，大概是說我們的口水裡面，有可以把澱粉分解變成麥芽糖的酵素，稱為澱粉酶。國中生物課為了要說明這件事情，就會設計一個實作課程：準備一些澱粉溶液，然後讓學生吐一點口水進去，攪拌一陣子之後，將整個混合溶液加入一點本氏液隔水加熱，看到本氏液從藍色變為紅色時，就代表混合溶液具有還原性，證明麥芽糖（或葡萄糖）存在。
但這個實驗，對一些偶包有點重的國中生而言，吐口水，用口水作實驗有點噁心，所以不少生物老師都在想辦法要讓這個實驗更加的讓國中生可以接受。雖然我覺得用口水來說明人類自己身上的酵素，是非常好的課程體驗，但確實就會有老師因為學生的心裡跨不過去，在課程進行時會有點卡關。
最近聽到的一個作法是從簡子惠老師那邊聽到的，她從111年會考的第32題取材，做成課程。
用蜂蜜水來取代口水，用糯米紙取代澱粉（糯米紙的這個作法我最早是聽月鈴老師作的，一張一張糯米紙很方便取得定量的澱粉），然後將糯米紙先泡水之後，滴入蜂蜜水，然後滴入碘液後，會看到藍黑色，再稍微搖晃一下，藍黑色就消失了。實驗結果如下圖的敘述：
這個實驗方式的邏輯其實和原本的設計有好幾個不同的地方，實驗的結果也有非常多很有趣可以討論的地方。先談一下邏輯部分：
原本的設計，是檢驗澱粉被分解之後的還原糖，只要有一點還原糖產生了，就可以用本氏液檢測出來「有產生還原糖」。新的設計，是檢驗澱粉有沒有被分解掉。
前者檢驗的是有沒有產生產物，後者檢驗的是反應物是不是消失了。在已知澱粉會被分解變成糖的前提下，檢驗誰當然都可以。不過如果把這個事情當做未知的話，結合兩個實驗剛好可以把「澱粉被分解變成糖」的過程都看到。
第二個不同的地方是，原本只要產生出一點還原糖，我就可以用本氏液檢驗到。但後者的作法，就得要等澱粉「完全被分解」，才能看到藍紫色消失，所以觀察的邏輯就會不一樣。
接下來我想關注一下第二點。酵素要讓澱粉消失，需要的時間會是比較長一點的，所以一開始在看上面的實驗影片時，就覺得哪裡有點怪怪的：
1.藍紫色消失的速度也太快了吧
2.碘液加進去的瞬間，變為藍紫色然後就馬上消失，難道是碘液加進去的時機，剛好抓到了澱粉從還沒分解完到分解完的瞬間嗎？
所以我想應該還有不同的可能性可以加以討論。查一下蜂蜜的成分，當然很複雜，不同蜂蜜也有很多不同的組成，不過大致上都會有大約75-80%的葡萄糖和果糖，水份，各種酵素包含澱粉酶，還有一些維生素、胺基酸等物質。
所以蜂蜜裡面確實有澱粉酶可以分解澱粉，但也還有這麼多其他物質，有沒有什麼其他造成藍紫色消失呢？剛好身為一個化學老師，碘液的變色遊戲玩了不下十次，當然知道碘在形成三碘離子I3-的時候，會變成褐色，還原成碘離子I-的時候，會變成無色，氧化成IO3-碘酸根離子時又會變成無色。
會不會是還原劑造成了碘的顏色變化，而不是酵素分解澱粉造成的顏色變化呢？看上面的影片截圖可以發現，藍紫色消失後，水溶液是呈現黃褐色的，如果是把碘還原的原因造成的話，應該會變成無色才對。不過因為蜂蜜水本身也是帶有黃褐色，所以這個顏色的判斷會失準。
今天上課前，自己做了簡單測試後，調整了一點步驟，就讓學生來玩。
首先是最基本的碘液碰到澱粉變色，給學生一點太白粉，在水中攪拌一下，滴幾滴優碘進去，就會變色了。
接下來呢，就挖一小湯匙蜂蜜加進去，搖一搖。大概幾分鐘之後，大家都看到顏色慢慢的變成褐色，藍紫色都褪掉了。
這是因為澱粉被分解掉造成的嗎？要怎麼驗證呢？其中一個方法就是在藍紫色已經褪掉的溶液裡面，再加一點碘液進去，看看會不會變色。如果還會變色，代表澱粉還存在，至少還沒被完全分解的情況下，顏色就褪掉了；如果不會變色的話，代表澱粉真的都被分解掉了。
結果其中六組學生都變色了，只有一組沒有變色。
代表蜂蜜水真的可以把澱粉分解掉，但是就算澱粉沒有被分解掉，顏色也是會消失的。意思是顏色消失，未必是因為澱粉分解。
所以接下來就讓學生去思考：那還有什麼別的可能性會造成顏色消失呢？
「碘液被分解了」
就變成一個很好的答案。當然碘液不太能被分解，比較可能的是氧化或還原，但回答碘液被分解了，或產生了化學變化等等的說法，是一個很好很敏銳的觀點。
接下來的課程，就先跳離蜂蜜，玩回我的老本行，就是拿硫代硫酸鈉讓碘液顏色消失，再拿30%雙氧水進去讓顏色重新出現，說明在還原環境和氧化環境下，碘液的顏色會有哪些變化。也可以玩玩在碘液裡面，加入一點鹼，可以讓碘液自身氧化還原，顏色也會消失。
既然知道碘液被還原時，顏色會消失，那就可以回頭找找，蜂蜜裡面有什麼成分可以讓顏色消失的？又或者會不會是酸鹼環境造成碘顏色消失的？
先排除酸鹼環境，因為通常蜂蜜會帶一點酸性，所以不會是鹼性環境造成的自身氧化還原。那葡萄糖、果糖、酵素、維生素中，具有還原力的有什麼？
葡萄糖、果糖和維生素都可能可以有還原力。當然以蜂蜜組成成分來說，糖佔的比例很高，維生素的含量很少，整體可視為具有還原力的溶液，主要應該來自於糖的還原力。雖然在酸性環境中，還原力會較弱，但還是具有足夠還原碘的能力吧。
最後就可以推論是蜂蜜中的糖，造成澱粉和碘液藍紫色錯合物顏色消失的結論。當然澱粉被酵素分解，也是其中一個造成顏色消失的原因，這兩者並不互斥，可以同時作用。
課程的最後，就讓學生把前面的歷程發現記錄作個總整理，用CER的模式試著寫寫看，論述蜂蜜水中，澱粉＋碘液藍紫色消失的原因是什麼。
