Kohlenhydrate in Lebensmitteln Schokolade ist nicht gleich Schokolade!

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1 Kohlenhydrate in Lebensmitteln ist nicht gleich! Einführung Sicher hast du schon davon gehört, dass es verschiedene Zuckerarten gibt. So gibt es Traubenzucker (Glucose), Fruchtzucker (Fructose) und natürlich den normalen Haushaltszucker (Saccharose). In den nachfolgenden Versuchen wirst du Möglichkeiten kennen lernen, Zucker in durch Chromatografie (Teil II der Versuche) oder chemische Reaktionen (Teil III der Versuche) nachzuweisen. Bei allen Experimenten gilt: Bei der Durchführung der Versuche herrscht Ess- und Trinkverbot. Nach Beendigung der Versuche werden getragene Handschuhe in den Müll entsorgt und in jedem Fall gründlich die Hände gewaschen. Teil I Herstellung der Probe-Lösungen Geräte Heizplatte, Teelöffel, 4 x 100 ml Weithals-Erlenmeyerkolben, 2 Kunststoff-Trichter, 2 Faltenfilter, 2 Kunststoff-Pipetten, Edding Materialien a) und Diät- (Zartbitter) b) Reagenzien: Carrez I: 1,5 g Kaliumhexacyanoferrat(II)-trihydrat gelöst in 100 ml Wasser Carrez II: 2,3 g Zinkacetat-Dihydrat gelöst in 100 ml Wasser Sicherheits- und Entsorgungshinweise Zinkacetat-Dihydrat: gesundheitsschädlich (X n) R-Sätze: 22, S-Sätze: 24/25 Durchführung Fülle 2 gestrichene Teelöffel geraspelte in einen Erlenmeyerkolben und löse die in ca. 60 ml heißem Wasser. Fülle in einen zweiten Erlenmeyerkolben 2 gestrichene Teelöffel geraspelte Diät- und löse auch diese in ca. 60 ml heißem Wasser. Gib mit sauberen Pipetten jeweils 5 ml Carrez I- und Carrez II-Reagenz in die Kolben. Schüttele nach jeder Zugabe kräftig. Fülle mit Wasser auf 100 ml auf, schüttele kräftig und filtriere durch einen Faltenfilter in einen Erlenmeyerkolben. Die Filtrate sind die Probelösungen, die in Teil II der Versuchsvorschrift eingesetzt werden.

2 Teil II Chromatografie mit den Zuckerlösungen Prinzip Bei der Chromatografie (von griech. chroma, Farbe und graphein, schreiben) wird eine feste Phase (Papier, Dünnschichtplatte) von einer mobilen Phase (Fließmittel) durchwandert. Dabei werden die einzelnen Bestandteile eines Stoffgemisches, das auf der stationären Phase aufgebracht ist, verschieden weit transportiert und damit getrennt. Wenn die zu trennenden Stoffe nicht farbig sind, müssen sie nach der Auftrennung mit einem sogenannten Detektionsmittel sichtbar gemacht werden. Geräte DC-Fertigplatte (Kieselgel 60, 5x10 cm, 0,25 mm Schichtdicke), 5 Glaskapillaren, Bleistift, Lineal, Föhn, Schraubdeckelglas für Fließmittel, 10 ml Messzylinder, Glaspetrischale mit Deckel für das Detektionsmittel, Pinzette, Heizplatte mit Alufolie bedeckt Materialien a) in Teil I hergestellte Probe-Lösungen b) wässrige Glucose-, Fructose- und Saccharose-Lösung (je 1,0 %ig) c) Reagenzien: Fließmittel: 1-Butanol + konz. Essigsäure + Wasser (60 ml + 20 ml + 20 ml) Detektionsmittel: Anisaldehyd-Lösung (20 ml Ethanol + 1 ml konz. Schwefelsäure + 0,5 ml Anisaldehyd) wichtiger Hinweis: Fließ- und Detektionsmittel müssen frisch angesetzt werden! Sicherheits- und Entsorgungshinweise 1-Butanol: gesundheitsschädlich (X n) R-Sätze: / , S-Sätze: 7/ /39-46 konz. Essigsäure: ätzend (C) R-Sätze: 10-35, S-Sätze: /37/39-45 Ethanol: leichtentzündlich (F) R-Sätze: 11, S-Sätze: 7-16 konz. Schwefelsäure: ätzend (C) R-Sätze: 35, S-Sätze: Durchführung Lege eine Dünnschichtplatte vor dir auf den Tisch; markiere mit Bleistift eine Startlinie (ca. 1 cm vom unteren Rand) und Auftrage-Punkte für die Glucose-Lösung (Glu), die filtrierte Diät--Lösung (DS), die Fructose-Lösung (Fru), die filtrierte - Lösung (S) und die Saccharose-Lösung (Sac).

3 Trage die Lösungen auf den markierten Punkten auf - Schritt 1: Sauge ein bisschen der filtrierten Diät--Lösung in eine Glaskapillare, indem du die Kapillare in die Lösung tauchst. - Schritt 2: Tüpfele die Kapillare an der mit DS beschrifteten Marke der Startlinie vorsichtig auf die Dünnschichtplatte und föhne den entstandenen Fleck trocken. - Schritt 3: Wiederhole die Schritte 1 und 2 mit der filtrierten -Lösung; Achte darauf, an der richtigen Stelle zu tupfen ( S )! - Schritt 4: Wiederhole die Schritte 1 und 2 auch mit der Glucose-, Fructose- und Saccharose-Lösung, - Schritt 5: Föhne die Platte noch einmal insgesamt trocken. Fülle mit einem 10 ml Messzylinder das Fließmittel (1-Butanol + Essigsäure + Wasser im Verhältnis von 3:1:1) im Labor-Abzug in ein Schraubdeckelglas und stelle die Dünnschichtplatte mit Hilfe der Pinzette vorsichtig so in die Flüssigkeit, dass die Startlinie unten ist. Verschließe das Glas anschließend und lasse es ruhig stehen. Warte, bis das Fließmittel ca. 1 cm von der oberen Kante der Platte entfernt ist (dauert ca. 45 Minuten). Dann nimm die Platte aus dem Schraubdeckelglas und lege sie in den Labor-Abzug. Sichtbarmachen (Detektion): - Warte, bis das Fließmittel verdunstet ist und tauche die Platte mit einer Pinzette zügig (aber nicht hektisch!) in die Petrischale mit dem Detektionsmittel. - Lege die Platte auf eine mit Alufolie umhüllte, ca. 120 C heiße Heizplatte, bis sich die einzelnen Stoffe dunkel auf dem Untergrund zeigen.! Einige Stoffe brauchen etwas länger, warte bis alle Flecken sichtbar sind.

4 Teil III der Versuche Fehlingsche Probe Geräte Heizplatte, 250 ml Becherglas, Siedesteine, 9 Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Spatel, dest. Wasser Materialien Zuckerlösungen: Traubenzucker, Fruchtzucker, Haushaltszucker, in Teil I hergestellte Probe-Lösungen Reagenzien (in Tropffläschchen): Fehling A: 3,5 g Kupfersulfat-pentahydrat gelöst in 50 ml Wasser Fehling B: 17,5 g Kalium-Natriumtartrat und 5 g Natriumhydroxid löst in 50 ml Wasser verdünnte Salzsäure (2,5 %ig) Sicherheits- und Entsorgungshinweise alkalische Kalium-Natriumtartrat-Lösung: ätzend (C) R-Sätze: 34, S-Sätze: 26-36/37/39-45 verdünnte Salzsäure (2,5 %ig): reizend (X i) R-Sätze: 36/37/38, S-Sätze: 26 Vorsicht! In einigen Versuchsteilen werden Salzsäure und ätzendes Fehling A und B erhitzt. Daher unbedingt mit Schutzbrille arbeiten (Verätzungsgefahr durch Spritzer!). Prinzip Bestimmte Zucker kann man mit der sogenannten Fehlingschen Probe nachweisen. Die Fehlingsche Probe basiert auf einer Reaktion von Zuckern mit Kupfer-II-Ionen, Natriumhydroxid und Weinsäure, die zu einer charakteristischen Färbung führt. Durchführung Damit du weißt, wie die charakteristische Färbung aussieht, führe zunächst Nachweis- Reaktionen mit den unterschiedlichen Zuckerarten durch. 1. Nachweis von Traubenzucker (Glucose) und Fruchtzucker (Fructose) Fülle eine Spatelspitze Glucose in ein Reagenzglas und in ein zweites Reagenzglas eine Spatelspitze Fructose. Gib je 2 ml Wasser hinzu und schüttele die Reagenzgläser, damit sich die Glucose bzw. Fructose im Wasser lösen. In ein weiteres Reagenzglas gib nur Wasser. Nun gib in alle Reagenzgläser jeweils 5 Tropfen Fehling A und B; die Lösungen sollten jetzt kräftig blau gefärbt sein. Wenn dies nicht der Fall ist, gibst du solange 5 Tropfen Fehling A und B in die Reagenzgläser, bis die Lösungen kräftig blau gefärbt sind. Anschließend stellst du die Reagenzgläser vorsichtig in ein Wasserbad (ein mit Wasser gefülltes Becherglas, das auf einer Heizplatte bis kurz vor dem Sieden erhitzt wird).

5 2. Nachweis der Zucker in Teil A Gib mit einer sauberen Pipette 1-2 ml (der in Teil I hergestellten) -Lösung in ein Reagenzglas. Gib mit einer weiteren sauberen Pipette 1-2 ml (der in Teil I hergestellten) Diät--Lösung in ein weiteres Reagenzglas. Gib in beide Reagenzgläser je 10 Tropfen Fehling A und B; die Lösungen sollten nun kräftig blau gefärbt sein. Wenn dies nicht der Fall ist, gibst du solange jeweils 5 Tropfen Fehling A und B in die Reagenzgläser, bis die Lösungen kräftig blau gefärbt sind. Stelle die Reagenzgläser anschließend vorsichtig in ein Wasserbad. Beobachte was geschieht! Probe 3. Nachweis von Haushaltszucker (Saccharose) Gib in 2 Reagenzgläser je 1 Spatelspitze Saccharose. Füge nun zu dem einen Reagenzglas 20 Tropfen Wasser, zu dem anderen 20 Tropfen 2,5 %ige Salzsäure hinzu. Erhitze die Reagenzgläser kurz (3-5 Minuten) im Wasserbad. Nimm die Reagenzgläser wieder aus dem Wasserbad, kühle sie unter fließendem kalten Wasser ab und gib 10 Tropfen Fehling A und B dazu; die Lösungen sollten nun kräftig blau gefärbt sein. Wenn dies nicht der Fall ist, gibst du solange jeweils 10 Tropfen Fehling A und B in die Reagenzgläser, bis die Lösungen kräftig blau gefärbt sind. Stelle die Reagenzgläser anschließend vorsichtig in das Wasserbad zurück. Beobachte was geschieht! Erklärung: Die Bausteine von Haushaltszucker (Saccharose) sind Glucose und Fructose. In der Saccharose liegen Glucose und Fructose aber nicht frei vor und müssen durch Säure zunächst voneinander getrennt werden. Erst nach der Spaltung mit Salzsäure gelingt der Zuckernachweis.

6 4. Nachweis der Zucker in Teil B Gib mit einer sauberen Pipette 1-2 ml der -Lösung aus Teil I in ein Reagenzglas. Füge nun 20 Tropfen 2,5 %ige Salzsäure hinzu und erhitze das Reagenzglas kurz (3-5 Minuten) im Wasserbad. Nimm das Reagenzglas wieder aus dem Wasserbad, kühle es unter fließendem kalten Wasser ab und gib 10 Tropfen Fehling A und B dazu; die Lösung sollte nun kräftig blau gefärbt sein. Wenn dies nicht der Fall ist, gibst du solange jeweils 10 Tropfen Fehling A und B in das Reagenzglas, bis die Lösung kräftig blau gefärbt ist. Stelle das Reagenzglas anschließend vorsichtig in das Wasserbad zurück. Beobachte was geschieht!