Der Einfluss der Lagerung und Verarbeitung auf den Vitamin C Gehalt von Äpfeln Anika Flüs Beatrice Meier Michael-Ende-Gymnasium St.Tönis Klasse 7 Schüler experimentieren Chemie 1
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 3 2. Vitamin C 3 2.1 Täglicher Bedarf 3,f 2.2 Mangel 4 2.3 Funktion 5 2.3.1 Im Körper 5 2.3.2 In der Küche 5 2.3.3 In der Natur 6 3. Ziel unsrer Arbeit 7 4. Versuch 1 8 4.1 Vorbereitung 8 4.2 Durchführung 8 4.3 Ergebnis 8,f 4.4 Deutung 9 5. Versuch 2 9 5.1 Vorbereitung 9 5.2 Durchführung 9,f 5.3 Ergebnis 10 5.4 Deutung 10 6. Versuch 3 10 6.1 Vorbereitung 11 6.2 Durchführung 11,f 6.3 Ergebnis 12 6.4 Deutung 12 7. Quellenangabe 12 2
1.Einleitung Da wir gerne Äpfel essen, haben wir uns einmal gefragt: Warum werden Äpfel braun, wenn man sie angeschnitten eine Weile liegen lässt? Außerdem haben wir uns gefragt, was die Bedingungen dafür sind. Wir haben uns auch gefragt, ob es einen Unterschied macht, wenn es eine andere Apfelsorte ist und ob es darauf ankommt, wenn die Äpfel anders gelagert werden. Da wir sehr experimentierfreudig sind haben wir auch getestet, wie es ist wenn man Äpfel verarbeitet. 2. Vitamin C Vitamin C ist auch unter dem Namen Ascorbinsäure bekannt. Außerdem ist es eins der wichtigsten Vitamine zur Unterstützung des Immunsystems. Es ist an sehr vielen Vorgängen im menschlichen Körper beteiligt. Zusätzlich unterstützt das Vitamin C aktiv die Arbeit der Abwehrzellen. Die Ascorbinsäure schützt vor Krankheiten, weil es aktiv an der Abwehr von Vieren und Bakterien beteiligt ist. Außerdem wird die Ascorbinsäure von den meisten Tieren und Pflanzen gebildet, mit Ausnahme von Affen, Meerschweinchen, Flughühner, einigen Vögel und Insekten ( z.b. Heuschrecken) und dem Menschen. Summenformel: C6 H8 O6 C= Kohlenstoff, H= Wasserstoff, O= Sauerstoff (1) 2.1 Täglicher Bedarf Der Körper braucht ständig neues Vitamin C, da er es nicht speichern kann. Die deutsche Gesellschaft für Ernährung hat empfohlen, dass man durchschnittlich 100 mg pro Tag zu sich nehmen sollte. Dies gilt für Erwachsene. Wenn man regelmäßig Vitamin C zu sich nimmt, ist die Wahrscheinlichkeit nicht mehr so groß, dass man eine Erkältung bekommt. Wenn man eine ausgewogene Ernährung hat wird der Vitamin-C Bedarf gedeckt. Schwangere, Stillende, Alkoholiker und Raucher so wie auch Menschen, die eine Operation hinter sich haben müssen mehr Ascorbinsäure zu sich nehmen. So in etwa 150 mg pro Tag. Auch Menschen die Stress haben und Sportler brauchen mehr 3
davon. Es entsteht keine Überdosis, wenn man zuviel Vitamin-C zu sich genommen hat. (1) Empfehlung für die Vitamin C Zufuhr (nach der DGE= Deutsche Gesellschaft für Ernährung) Alter Vitamin C (mg/d) Säuglinge 0-3 Monate 50 4-11 55 Kinder 1-3 Jahre 60 4-6 Jahre 70 7-9 Jahre 80 10-12 Jahre 90 13-14 Jahre 100 Jugendliche und Erwachsene >15 Jahre 100 Ausnahmen Schwangere Ab 4. Monat 110 Stillende 150 Raucher 150 2.2 Mangel Bei Mangel entstehen Bindegewebsschäden, Blutungen im Zahnfleisch und in der Muskulatur außerdem fallen die Zähne aus. Diese Krankheit nennt man Skorbut. Auch unter dem Namen die Seemanns Krankheit bekannt, da früher die Seemänner sie bekommen haben, weil sie sehr lange Reisen gemacht haben und somit auch kaum Obst und Gemüse zu sich nehmen konnten. Bei einem geringen Mangel kann es zu Schwächen des Immunsystems kommen oder zu Erkältungen, Müdigkeit, Konzentrationsstörungen und Verzögerungen von Wundheilungen. Dies geschieht alles häufig bei älteren Menschen. 4
2.3 Funktionen Das Vitamin C hat an verschiedenen Orten verschiedene Aufgaben. Je nachdem wo man es vorfindet, muss es andere Aufgaben erfüllen. (1) 2.3.1 Im Körper Der Körper braucht Vitamin C, für: Die Wundheilung. Die Bildung (der Stress-) Hormone der Nebennieren Adrenalin und Noradrelanin. Die Imunfunktion. Die Stressbewältigung. Gesunde Nerven. Die Konzentrationsfähigkeit. Die Sehstärke. Den Kalziumstoffwechsel. Die Blutgefäßwände. Das Bindegewebe. Das Zahnfleisch. Die Fettverwertung. Die Haut. Die Haare. Die positive Stimmungslage. Die Narbenbildung. Den Wachstum von Neubildung von Knochen du Knorpel. Den Bodenstoff Serotonin, der für Empfindungen wie Müdigkeit und Sättigung verantwortlich ist. Eine bessere Eisenaufnahme im Dünndarm. Den Abtransport von Schwermetallen wie: Blei, Nickel und Cadmium. Es bindet sie an sich und schwämmt sie aus dem Körper. 5
Die enzymatische Umwandlung von Cholesterin in Gallensäure oder Vitamin D. Verbesserung des Immunsystems, indem es vermehrt Abwehrzellen mit erhöhter Aktivität bildet. Für das Redoxsystem. Bei Stress besteht ein enormer Bedarf an Vitamin C, da bei Stress mehr Vitamin C im Körper abgebaut wird. 2.3.2 In der Küche Damit angeschnittenes Obst nicht braun wird benutzt man oft Zitronensaft, da er circa 51 mg/100g Vitamin C enthält. Das braun werden geschieht dadurch, dass sich die farblosen Pflanzenphenole mit dem Sauerstoff der Luft zu dem Enzym Phenoloxidase bilden. So entsteht das gelb gefärbte, oxidierte Phenol, welches zu einem dunkelbraunen Stoff wird. Dies kann man aufheben, indem man Vitamin C, das in Zitronensäure vorhanden ist, auf die braun gefärbte Stelle gibt. (2) 2.3.3 In der Natur In jeder Pflanze ist Vitamin C enthalten. Jede hat unterschiedlich viel. (2) und Tabelle 6
Lebensmittel Vitamin C (mg/100g) Sanddornsaft 266 Schwarze Johannisbeeren 189 Petersilie 166 Paprika 140 Fenchel (roh) 93 Broccoli (gekocht) 90 Kiwi 77 Erdbeeren 62 Zitronensaft 51 Kartoffeln (gekocht) 14 Walnüsse 3 Kuhmilch (3,5% Fett) 2 7
3. Ziel unsrer Arbeit Wir wollen erforschen, ob die Lagerung und Verarbeitung Einfluss auf den Vitamin C Gehalt hat. 4. Versuch 1 Wir haben getestet, ob es einen Unterschied zwischen den Apfelsorten beim Vitamin C Gehalt gibt. 4.1 Vorbereitung Material: 2 Pinova Äpfel 2 Topa2 Äpfel 2 Rubinette Äpfel 2 Gala Äpfel 1 Messer 1 Brettchen 8 Vitaminteststreifen 4.2 Durchführung Als erstes haben wir die Äpfel gewaschen. Anschließend haben wir den ersten Apfel mit dem Messer halbiert, das wir nach jedem Apfel gereinigt haben, damit die Ergebnisse nicht verfälscht werden. Nun haben wir ein Teststäbchen auf die angeschnittene Stelle gedrückt. Nach 10 Sekunden haben wir das Teststäbchen vom Apfel entfernt und weitere 30 sec. gewartet. 4.3 Ergebnis Apfelsorte Vitamin C Gehalt Geschmack Gala 105 mg/l Sehr süß Pinova 130 mg/l Mittel süß Rubinette 135 mg/l Mittel sauer Topa 2 150 mg/l sauer 8
4.4 Deutung Je saurer der Apfel ist, desto mehr Vitamin C hat er. 5. Versuch 2 Wir haben getestet, ob die Lagerung Einfluss auf den Vitamin C Gehalt hat. 5.1 Vorbereitung Material: 4 Äpfel (Braeburn) aus dem Supermarkt (z.b.: aus Neuseeland) 4 Äpfel (Braeburn) von einem Bauernhof aus der Nähe Vitamin C Teststäbchen 8 Küchenmesser 1 Schneidebrettchen Je zwei Äpfel von jeder Sorte haben wir bei Raumtemperatur, das heißt bei 23 Grad Celsius 20 Stunden nach dem Einkauf gelagert und die anderen Äpfel haben wir in der Garage bei 11 Grad Celsius eben so lange gelagert. 5.2 Durchführung Zuerst haben wir die Äpfel vom Bauernhof getrennt von den Äpfeln aus Neuseeland gewaschen, damit sie nicht durcheinender geraten konnten. Dann haben wir den Bauernhof Apfel aus der Garage in der Mitte durchgeschnitten. Sobald dies geschehen war, haben wir ein Vitamin C Teststäbchen auf den angeschnittenen Apfel gedrückt. Nach 10 Sekunden haben wir das Teststäbchen vom Apfel entfernt und 30 Sekunden lang gewartet. Dann haben wir auf der Skala der Vitamin C Teststäbchen Verpackung den Vitamin C Gehalt abgelesen. Das gleiche haben wir auch mit den anderen Äpfeln gemacht. Aber für jeden Apfel 9
haben wir ein anderes Küchenmesser genommen, damit die Werte nicht verfälscht werden. 5.3 Ergebnis Herkunft Bauernhof Herkunft Neuseeland Geschmack Sauer Geschmack süß Lagerung 11 C Lagerung 11 C Vitamin C Gehalt 250 mg/l Vitamin C Gehalt 100 mg/l Herkunft Bauernhof Herkunft Neuseeland Geschmack Sauer Geschmack Süß Lagerung 23 C Lagerung 23 C Vitamin C Gehalt 150 mg/l Vitamin C Gehalt 100 mg/l 5.4 Deutung 6. Versuch 3 Wenn die Äpfel unreif gepflückt werden, reifen sie zwar noch etwas nach, aber sie bekommen nicht mehr die richtige Reife und auch nicht mehr den Vitamin C Gehalt, den sie bekommen hätten, wenn sie am Baum zu Ende gereift wären. Zusätzlich kommt noch der lange Transport hinzu, der oft bei höheren Temperaturen geschieht. Bei unterschiedlicher Lagerungstemperatur ist der Vitamin C Gehalt auch unterschiedlich. Je wärmer es ist desto weniger Vitamin C ist in den Äpfeln enthalten. Süßere Äpfel haben weniger Ascorbinsäure als saure Äpfel. Das liegt daran, dass Vitamin C einen saueren Geschmack hat. Wir haben getestet, ob die Verarbeitung Einfluss auf den Vitamin C Gehalt bei Äpfeln hat. 10
6. 1 Vorbereitung Material: 2 Kg Äpfel (alle die gleiche Sorte z. B.: Gala) 1 Sparschäler 1 Küchenmesser 1 Brettchen 1 Pürierstab 1 Gefäß zum Pürieren 1 Plastik Reibe 1 Pipette 5 Petrischalen 2 Gläser Vitamin C Pulver Vitamin C Teststäbchen 6.2 Durchführung Zuerst haben wir die Äpfel gewaschen, aber nur zwei drittel der Äpfel haben wir dann mit dem Sparschäler geschält. Als das passiert war haben wir die geschälten Äpfel geviertelt und vom Kerngehäuse entfernt. Dann haben wir die Äpfel aufgeteilt und die eine Hälfte haben wir mit dem Pürierstab püriert und die andere Hälfte haben wir mit der Reibe gerieben. Danach war deutlich zu beobachten, dass der bearbeitete Apfel schneller braun wird als der nur angeschnittene Apfel. Nun hatten wir eine 1% Vitamin C Lösung in einem Glas angerührt, welche aus 99g Wasser und 1 g Vitamin C Pulver. Jetzt haben wir 1 ml von der Vitamin C Lösung auf 10 g geriebenen Apfel in einer Petrischale mit der Pipette geträufelt. Das gleiche haben wir mit 10 g püriertem Apfel gemacht, natürlich haben wir eine neue Petrischale genommen. Darauf haben wir eine 10% Vitamin C Lösung in dem anderen Glas angerührt, die aus 90 g Wasser und 10 g besteht. Von dieser höher dosierten Lösung träufelten wir ebenfalls 1 ml auf 10 g geriebenen Apfel auf einer neuen Petrischale. Diesen Vorgang machten wir auch ebenfalls mit dem pürierten Apfel gemacht. 11
Jetzt haben wir auch noch getestet, ob es einen Unterschied macht, wenn man die 10% Vitamin C Lösung erst nach dem pürieren auf den Apfel gibt oder wenn man sie während des Pürierens dazu gibt. Dazu wäscht man die restlichen Äpfel und schält sie ebenfalls und entfernt auch das Kerngehäuse. Jetzt wiegt man 100 g ab und gibt sie in das Gefäß. Auch 1 ml von der 10% Lösung gibt man hinzu und püriert alles. 6.3 Ergebnis Wir haben herausgekriegt, dass der pürierte Apfel schneller braun wird als der geriebene oder der nur angeschnittene Apfel. Außerdem haben wir erforscht, dass braun gewordene Äpfel wieder die natürliche Farbe zurück kriegen, wenn man etwas von der Vitamin C Lösung hinzu gibt. Dies geschieht bei dem pürierten wie auch bei dem geriebenen Apfel circa gleichschnell. Aber bei der 1% Lösung ging die braune Farbe nicht ganz weg wie bei der 10% Lösung. Zusätzlich haben wir gemerkt, dass wenn man die Vitamin C Lösung kurz vor dem Pürieren hinzu gibt die natürliche Farbe bleibt. 6.4 Deutung Die Pflanzenphenole bekommen schnell eine braune Farbe, dies geschieht schnell nach dem pürieren oder reiben, weil die Zellen zerstört werden. Und sich viel Luft mit dem Apfelmus vermischt. Das Vitamin C unterbindet diesen Vorgang. 7. Quellen (1) http://www.medizinfo.de/immunsystem/selbst/vitaminc.htm (2) Ernährung in Prävention und Therapie Leitzmann 12