5.11 Pektine Aufgabe

Naturwissenschaften - Chemie - Lebensmittelchemie - 5
Kohlenhydrate (P7187600)
5.11 Pektine
Experiment von: Anouch
Gedruckt: 28.02.2014 11:11:30
interTESS (Version 13.12 B214, Export 2000)
Aufgabe
Aufgabe
Wie können Pektine aus Fruchtsaft gewonnen werden?
Weise Pektinstoffe in Orangensaft nach.
Raum für Notizen
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Zusatzinformationen.
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Zusätzliche Informationen
Konfitüren werden aus Früchten durch Zusatz von Zucker und Genusssäuren
hergestellt. Zur Verbesserung der Konsistenz wird noch Pektin zugegeben.
Gelierzucker ist ein Fertigprodukt zur Herstellung von Konfitüren.
Inhalte und Lernziele
• Fruchtsäfte enthalten Pektinstoffe, die durch Fällung mit Ethanol isoliert werden
können.
• Pektine sind Polysaccaride, die mit Zuckere und Genusssäuren stabile Gele bilden.
Methodische Anmerkungen
Dieser Versuch lässt sich gut gruppenteilig mit verschiedenen Fruchtsäften und
Fruchtbestandteilen durchführen. Die unterschiedliche Gelbildung sollte miteinander
verglichen werden.
Auf Formelarbeit sollte verzichtet werden, da die Zusammenhänge die Anforderungen
übersteigen.
Grundlagen und Hinweise
Pektine kommen im Gewebe vieler höherer Pflanzen vor. Besonders pektinhaltig sind
parenchymatische Gewebe von Früchten und Wurzeln.
Industriell wird Pektin aus Schalen von Zitrusfrüchten, Apfeltrester und ausgelaugten
Zuckerrübenschnitzeln gewonnen.
Pektine bestehen aus Polygalacturonsäureketten, die in Pflanzen als Calcium- bzw.
Magnesiumsalze vorkommen oder teilweise mit Methanol verestert sind.
Die Stammkörper D-Galacturonsäure (siehe Abbildung) sind α-1,4-glycosidisch zu
fadenförmigen Molekülen verknüpft.
Die Carboxylgruppen sind teilweise mit Methanol verestert. Der Veresterungsgrad
beeinflusst die Geschwindigkeit der Gelbildung.
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Hinweise zur Vertiefung
• Herstellung einer Fruchtkonfitüre.
Hinweise zu Aufbau und Durchführung
Vorbereitung
Zur Pektingewinnung sollte reiner Fruchtsaft und kein Fruchtsaftgetränk verwendet
werden.
Pektin kann auch aus Apfelschnitzeln und zerkleinerten Schalen von Zitrusfrüchten
durch Auslaugen mit heißem Wasser und anschließender Fällung mit Alkohol gewonnen
werden.
Anmerkung zu den Schülerversuchen
Achten Sie darauf, dass beim Erhitzen der alkoholischen Lösungen keine offenen
Flammen brennen.
Falls eine Zentrifuge zur Verfügung steht, kann die alkoholische Lösung zur
Abtrennung des Pektins auch zentrifugiert werden.
H- und P-Sätze
Ethanol:
H225:Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.
P210: Von Hitze/Funken/offener Flamme/heißen Oberflächen fernhalten. Nicht
rauchen.
Gefahren
• Ethanol ist leicht entzündlich. Alle offenen Flammen löschen! Nach dem Abfüllen
Flasche verschließen und entfernen.
• Schutzbrille und Schutzhandschuhe tragen.
• Der Versuch sollte möglichst im Abzug durchgeführt werden.
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Entsorgung
Das Filtrat muss in den Behälter für organische halogenfreie Lösungsmittel. Die festen
Stoffe können in den Abfall gegeben werden.
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Material
Material
Material aus "TESS advanced Chemie Set Lebensmittelchemie, FCH" (Bestellnr.
15306-88)
Position Material
Bestellnr. Menge
1
Stativfuß, variabel
02001-00
1
2
Stativstange Edelstahl 18/8, l = 370 mm, d = 10 mm
02059-00
1
3
Doppelmuffe
02043-00
1
4
Universalklemme, Stellschraube an beweglicher Seite
37715-00
1
5
Ring mit Muffe, verzinkt, Innendurchmesser 100 mm
37701-01
1
6
Drahtnetz mit Keramik, 160 x 160 mm
33287-01
1
®
36013-00
1
®
36014-00
1
7
Becherglas DURAN , niedrige Form, 250 ml
8
Becherglas DURAN , niedrige Form, 400 ml
9
Erlenmeyerkolben DURAN , Enghals, 100 ml
36118-00
1
10
Messzylinder 100 ml, PP transparent
36629-01
1
11
Reagenzglasgestell, 12 Bohrungen, d = 22 mm, Holz
37686-10
1
12
Reagenzglas, d = 18 mm, l = 180 mm, Laborglas, 100 Stück 37658-10
13
Reagenzglashalter bis d = 22 mm
38823-00
1
14
Reagenzglasbürste, d = 20 mm, l = 270 mm
38762-00
1
15
Spritzflasche, 250 ml, Kunststoff
33930-00
1
16
Trichter, Oben-d = 75 mm, PP
46895-00
1
17
Schülerthermometer, -10...+110°C, l = 180 mm
38005-02
1
18
Pipette mit Gummikappe
64701-00
1
19
Löffelspatel, Stahl, l = 150 mm
33398-00
1
20
Glasrührstab, Boro 3.3, l = 200 mm, d = 6 mm
40485-04
1
21
Schutzbrille, farblose Scheiben
39316-00
1
22
Gummihandschuhe, Größe S (7)
39325-00
1
®
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(1)
Chemikalien, Zusätzliches Material
Position Material
Bestellnr. Menge
Bunsenbrenner mit Hahn, für Erdgas, DIN-Ausführung 32168-05
1
Sicherheits-Gasschlau, DVGW, lfd. Meter
39281-10
1
Ethanol absolut, reinst, 1000 ml
30008-70
Citronensäure Monohydrat, 250 g
30063-25
D(+)-Saccharose, reinst, 250 g
30210-25
Wasser, destilliert, 5 l
31246-81
Siedesteinchen, 200 g
36937-20
Faltenfilter, qualitativ, 150 mm, 100 Stück
47580-04
Fruchtsaft (Apfelsaft, o.ä.)
Für das Experiment benötigte Materialien
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Aufbau
Aufbau
Gefahren
• Ethanol ist leicht entzündlich. Alle offenen Flammen löschen! Nach dem Abfüllen Flasche
verschließen und entfernen.
• Schutzbrille und Schutzhandschuhe tragen.
• Der Versuch sollte möglichst im Abzug durchgeführt werden.
Aufbau
Baue das Stativ mit Brenner entsprechend der Abbildungen 1-5 auf. Befestige an der Stativstange
den Stativring und lege darauf das Drahtnetz. Verschiebe den Stativring in der Höhe so, dass
die Brennerflamme gerade das Drahtnetz erreicht.
Abb. 1
Abb. 3
Abb. 2
Abb. 4
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Abb. 5
Fülle ein 400 ml Becherglas bis zur Hälfte mit Wasser und gib einige Siedesteine dazu (Abb.
6). Erhitze es bis zum Sieden und stelle es zur Seite. Lösche die Bunsenbrennerflamme aus!
Abb. 6
Entferne anschließend das Drahtnetz und den Stativring und befestige stattdessen die
Universalklemme mit Hilfe der Doppelmuffe an der Stativstange (Abb. 7-8).
Abb. 7
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Abb. 8
Durchführung
Durchführung
Ablauf
Gib 10 ml Orangensaft in einen Erlenmeyerkolben. Füge ebenfalls 30 ml Ethanol hinzu (Abb. 9).
Abb. 9
Befestige den Erlenmeyerkolben entsprechend der Abbildung 10 mit der Universalklemme,
sodass der Erlenmeyerkolben in das vorbereitete heiße Wasserbad taucht. Erwärme den
Erlenmeyerkolben ca. 10 Minuten im vorbereiteten heißen Wasserbad. Filtriere die Flüssigkeit
durch einen Faltenfilter in ein 250 ml Becherglas wie in Abbildung 11 zu sehen. Gib das Filtrat
in den Behälter für brennbare organische Lösungsmittel.
Abb. 10
Abb. 11
Gib in ein Reagenzglas zwei gehäufte Spatelspitzen des Niederschlags im Filter. Füge zudem
zwei gehäufte Spatelspitzen Saccharose und einige Kristalle Citronensäure hinzu.
Schiebe die Substanzen mit einem Glasstab auf den Boden des Reagenzglases. Spüle die
Substanzen an der Innenseite des Reagenzglases mit destilliertem Wasser herunter bis das
Reagenzglas zu einer Höhe von ca. 4 cm gefüllt ist.
Stelle das Reagenzglas in das vorbereitete Wasserbad. Erhitze das Becherglas bis die Lösung
im Reagenzglas siedet (Abb. 12).
Lass die Lösung anschließend möglichst im Kühlschrank abkühlen. Prüfe die Konsistenz der
kalten Lösung.
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Abb. 12
Entsorgung
Das Filtrat muss in den Behälter für organische halogenfreie Lösungsmittel. Die festen Stoffe
können in den Abfall gegeben werden.
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Ergebnisse
Ergebnisse
Notiere deine Beobachtungen in folgender Reihenfolge.
Fruchtsaft mit Alkohol
Niederschlag mit Zucker und Citronensäure
Fruchtsaft mit Alkohol:
Aus Orangensaft fällt nach Zugabe von Ethanol und Erwärmen ein weißer Niederschlag
aus.
Niederschlag mit Zucker und Citronensäure:
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Der Niederschlag ist in warmen Wasser löslich und bildet mit Zuckerlösung und
Citronensäure ein gelartiges Gemisch.
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Auswertung
Auswertung
Frage 1
Ziehe Schlussfolgerungen aus deinen Beobachtungen.
Orangensaft enthält Pektin, das mit Alkoholen isoliert werden kann.
Pektine sind Polysaccharide, die mit Zucker und Genusssäuren stabile Gele bilden.
Es sind also Geliermittel.
Frage 2
Welchen Lebensmitteln wird bei der Herstellung Pektin hinzugesetzt?
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Bei der Herstellung von Konfitüren, Marmelade, Eiscreme, Pudding- und
Milcherzeugnissen werden Pektine als Gelier- und Bindemittel verwendet.
Frage 3
Vervollständige die folgenden Aussagen:
1. Orangensaft enthält nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn , das mit Alkoholen isoliert werden kann.
2. Pektine sind nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn , die mit Zucker und Genusssäuren
stabile nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn bilden.
1. Orangensaft enthält Pektin, das mit Alkoholen isoliert werden kann.
2. Pektine sind Polysaccharide, die mit Zucker und Genusssäuren stabile Gele bilden.
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