Brause - Liebfrauenschule Vechta

Emsland-Sonne-Brause, Kunst und Wissenschaft ?
Ein Projekt einer 10. Klasse der Liebfrauenschule Vechta
Fachlehrer: Martin Ratermann
Liebfrauenschule Vechta
Marienstr. 4
493377 Vechta
0,7
0,6
E[]
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
300
350
400
450
500
Wellenlänge [nm]
1
550
600
Emsland-Sonne-Brause, Kunst und Wissenschaft ?
1 Vom Untersuchungsobjekt zum Projekt
1.1
Entwicklung der Projektidee
Beim Besuch der Lebensmittel- oder Getränkeabteilungen von Supermärkten fallen den Kunden
besonders die attraktiven, manchmal auch sehr intensiven Farben der Produkte auf. Häufig verdanken
die Lebensmittel ihr ansprechendes Aussehen dem Zusatz natürlicher, naturidentischer oder
synthetischer Farbstoffe. Im Chemieunterricht und in Arbeitsgemeinschaften hatten wir an unserer
Schule bereits mehrere Projekte zum Thema "Farbstoffe in Lebensmitteln"
durchgeführt und dabei interessante Ergebnisse erzielt.1 Bei der Suche nach
neuen Untersuchungsobjekten stießen wir, zunächst eher zufällig, auf die intensiv
rote Emsland-Sonne-Brause. Ursprünglich galt unser Interesse lediglich den
enthaltenen Farbstoffen. Schließlich setzten wir uns aber zum Ziel möglichst
viele Inhaltsstoffe der Brause experimentell nachzuweisen. Am Anfang stand
dabei die intensive Suche nach geeigneten Versuchsvorschriften. Bei unseren
Literaturrecherchen stießen wir auf eine Vielzahl interessanter Quellen. Als
besonders ergiebig erwiesen sich z.T. hervorragend präsentierte
Praktikumsanleitungen aus dem Internet.2
1 EmslandSonne-Brause
1.2
2Etikett der Emsland-Sonne-Brause
Limonade oder Brause - was ist der Unterschied ?
Uns war zunächst nicht bewusst, dass zwischen einer Limonade und einer Brause Unterschiede
bestehen. Im Rahmen unserer Literaturstudien stießen wir dann aber auf Informationen3. Danach
enthalten Brausen im Unterschied zu Limonaden und Fruchtsaftgetränken naturidentische oder
künstliche Aroma- und /oder Farbstoffe.
1
Z.B. Was Tiere Bunt macht, Lit. [3]
vgl. Literaturliste, hier sind nur die wichtigsten Titel angegeben.
3
vgl. [a]
2
2
2
2.1
Die Farbstoffe
Wasserlöslich oder fettlöslich ?
In einem ersten Experiment sollten die Farbstoffe einer gelben Limonade und der roten Brause im
Hinblick auf ihre Löslichkeiten in verschiedenen Lösungsmitteln verglichen werden. Dazu wurden
Proben beider Lösungen mit wenig Hexan überschichtet und geschüttelt.
Beobachtung: Der gelbe Farbstoff der Limonade wurde überwiegend in die Hexanschicht überführt.
Der rote Farbstoff der Brause blieb in der wässerigen Phase gelöst.
Deutung: Bei dem gelben Farbstoff der Limonade handelt es sich um ein fettlösliches Carotinoid.
Dieses ist nicht wasserlöslich und liegt in der Limonade in suspendierter Form vor. Dies erklärt auch
die Trübung der Limonade. Der Farbstoff der klaren Brause ist wasserlöslich und lässt sich daher mit
Hexan nicht extrahieren.
3 Extraktionsversuche mit Brause und Limonade
2.2
Isolierung der Farbstoffe aus der Brause
Da sich die Farbstoffe mit Hexan nicht extrahieren
ließen, musste ein anderes Extraktionsverfahren
angewandt werden. Wir entschieden uns für die
"Wollfadenmethode". Wir gaben entfettete Wollfäden
in die Brause. Ein bei anderen Versuchsobjekten
notwendiger Zusatz von Essig erübrigte sich hier, da
die Brause ausreichend sauer war. Soll das Experiment
nur wenige Minuten dauern, muss erhitzt werden. Da
wir die entfärbte Lösung aber weiter auf andere
Inhaltsstoffe untersuchen wollten und befürchteten,
dass durch die Erwärmung hitzelabile Bestandteile
zerstört werden könnten, entschieden wir uns dafür,
den Ansatz über Nacht ohne Erwärmung zu rühren.
Am nächsten Tag war die Lösung völlig entfärbt und
die Wollfäden hatten eine intensiv rote Farbe
angenommen (Abb. 4).
4 Gefärbter Wollfäden in entfärbter Brause
3
Die Wollfäden wurden unter fließendem Wasser gewaschen. Durch Kochen in verdünnter
Ammoniaklösung wurden die Farbstoffe wieder von den Fäden desorbiert. Die erhaltene rote Lösung
wurde spektralfotometrisch untersucht. Das Spektrum (Abb. 5) zeigt drei Absorptionsmaxima bei bei
411 (430) nm und bei 510 nm. Das Aussehen des Spektrums deutet auf zwei oder drei Farbstoffe hin.
0,7
0,6
E[]
0,5
0,4
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0,2
0,1
0
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550
600
Wellenlänge [nm]
5 Absorptionsspektrum der Farbstoffe in der Brause
2.3
Chromatografie
Die beim Kochen mit Ammoniakwasser erhaltene Farbstofflösung wurde eingeengt. Mit
Mikropipetten wurden die Farbstoffe auf Cellulose-Dünnschichtplatten4 übertragen. Die Platten
wurden in eine Chromatografiekammer gestellt. Als Laufmittel wurde ein Gemisch aus 25 ml
Ammoniaklösung (5%ig), 3 ml Brennspiritus und 1 g Natriumcitrat verwendet. Nach wenigen
Minuten war eine Auftrennung in eine rote und zwei gelbe Farbstoffbanden deutlich zu erkennen.
RF-Werte:
roter Farbstoff:
0.45
gelbe Farbstoffe:
0.15
0.31
6 Chromatogramme der Brausefarbstoffe
4
Polygram CEL 300
4
Deutung: Die Auftrennung in drei Farbstoffbanden deutet zunächst auf drei Farbstoffe hin. Auf dem
Etikett sind jedoch nur zwei Farbstoffe als Inhaltsstoffe angegeben: E 104 (Chinolingelb) und E 124
(Cochenillerot A). Literaturstudien ergaben, dass Chinolingelb herstellungsbedingt aus einem
Gemisch aus Disulfonaten (mind. 80 %) Monosulfonaten (höchstens 15 %) und Trisulfonaten
(höchstens 7 %) besteht5. Es ist daher anzunehmen, dass die intensivere obere gelbe Bande durch
Disulfonate und die untere Bande im Wesentlichen durch Monosulfonate erzeugt wird. Das in der
Literatur angegebene Absorptionsmaximum von 411 nm entspricht exakt dem von uns gefundenen.
Vermutlich sind die Monosulfonate für das zweite Absorptionsmaximum bei 430 nm verantwortlich.
Das dritte Absorptionsmaximum bei 510 nm ist eindeutig dem Cochenillerot A zuzuordnen und
entspricht ebenfalls dem Literaturwert.
2.4
Die Farbstoffe der Brause
2.4.1 E 104 Chinolingelb
Gesundheitliche Bewertung6: Wegen der chemischen
Ähnlichkeit
mit
Azofarbstoffen
wird
ein
Zusammenhang
bei
der
Auslösung
von
Pseudoallergien und hyperkinetischem Syndrom bei
entsprechend
veranlagten
Menschen
nicht
ausgeschlossen.
In den USA ist Chinolingelb für die Färbung von
Lebensmitteln nicht zugelassen !
Tierversuche haben bisher keine Hinweise auf eine
Toxizität des Farbstoffes ergeben.
2.4.2 E 124 Cochenillerot
Gesundheitliche
Bewertung:
Wegen
der
chemischen Struktur (Azofarbstoff) wird ein
Zusammenhang bei der Auslösung von
Pseudoallergien und hyperkinetischem Syndrom
bei entsprechend veranlagten Menschen nicht
ausgeschlossen. Weiterhin wird eine Beteiligung
bei der Auslösung von Neurodermitis und
Asthma für möglich gehalten. Tierversuche
haben bisher allerdings keine Hinweise auf eine
Toxizität des Farbstoffes ergeben.
5
Richtlinie 95/45/EG der Kommission vom 26.Juli 1995 zur Festlegung spezifischer Reinheitskriterien für
Lebensmittelfarbstoffe, geändert durch Richtlinie 1999/75/EG der Kommission vom 22.Juli 1999
6
Gesundheitliche Bewertung u.a. nach Literaturstelle [f]
5
3
3.1
Die Citronensäure
Bestimmung des Gehaltes an Citronensäure
Durchführung: Eine Probe der Brause
wurde über Nacht mit einem
Magnetrührer
gerührt,
um
die
enthaltene Kohlensäure zu entfernen.
Die in der Lösung enthaltene
Citronensäure
sollte
titrimetrisch
bestimmt werden. Dazu wurden 25
Milliliter der entgasten Brause mit
Natronlauge der Konzentration 0.1
mol/l titriert (rote Kurve, Abb.8). In
einem Parallelversuch wurden 25 ml
einer wässerigen Citronensäurelösung
titriert (grüne Kurve, Abb. 8). Das
Vergleichsexperiment
mit
einer
Citronensäurelösung sollte dazu dienen,
den Verlauf der Titrationskurve
vergleichend zu beurteilen . So sollte
7 Schülerinnen bei der Titration
gezeigt werden, dass in der entgasten
Brause ausschließlich Citronensäure
titriert wurde.
In weiteren Experimenten wurde die entfärbte und entgaste Brause eingesetzt. In diesen Experimenten
wurden die Äquivalenzpunkte anhand des Farbumschlages von Bromthymolblau als Indikator
bestimmt. Die Ergebnisse waren in allen Versuchen gleich.
Titration von Brause und
Citronensäurelösung
Beobachtung: Bei einem Natronlaugeverbrauch von 8
Millilitern tritt ein sprunghafter Anstieg des pH-Wertes auf.
14
Auswertung: c(Citronensäure) =c(Natronlauge)•V(Natronlauge)/3•V(Citronensäure)
12
10
Ergebnis: Die Citronensäurekonzentration der Lösung beträgt
0.011 mol/l. Das entspricht
m = M • c = 192.4g/mol • 0.011 mol/l = 2.11 g/l.
Die Konzentration der Citronensäure beträgt 0.211%.
(Die Dichte der Regina beträgt 1 g/ml).
pH [ ]
c(Citronensäure) = 0.1 mol/l • 8 ml / 3 • 25 ml = 0.011 mol/l
8
6
4
2
0
0
5
10
15
Natronlauge [ml]
8 Titrationskurven
3.2
Zur Verwendung von Citronensäure
Citronensäure bewirkt in erster Linie einen sauren Geschmack. Sie trägt außerdem zur Haltbarkeit der
Brause bei, weil sie als Säure das Wachstum von Mikroorganismen hemmt.
6
20
25
4
Die Zucker
4.1
Nachweis von Kohlenhydraten in der Brause
4.1.1 Molisch-Test
Je drei Milliliter der Proben wurden in Reagenzgläser gefüllt, mit einigen Tropfen Molisch- Reagenz
(15%ige Thymollösung in Ethanol) versetzt und mit konzentrierter Schwefelsäure unterschichtet.
Untersucht wurden Maltose-Lösung 5%ig, Glucose-Lösung 5%ig, Fruktose-Lösung 5%ig,
Saccharose-Lösung 5%ig, entfärbte Brause, Wasser. In dieser Reihenfolge wurden die Reagenzgläser
von links nach rechts gefüllt.
Maltose
Glucose
Fructose
Saccharose
Brause
Wasser
9 Ergebnisse des Molisch-Tests
Beobachtung: In den Vergleichsansätzen mit verschiedenen Zuckern und in dem Ansatz mit Brause
verfärbte sich der untere Bereich dunkel. An der Grenzfläche trat jeweils ein orangefarbener Ring auf.
Der Ansatz mit Wasser blieb farblos.
Deutung: Das Auftreten eines orangen Ringes an der Grenzfläche lässt auf Anwesenheit von
Kohlenhydraten schließen. Die Brause enthält ein Kohlenhydrat oder mehrere Kohlenhydrate.
In Gegenwart von konz. H2SO4 werden Zucker unter Bildung von Furfuryl-Derivaten dehydratisiert.
Furfural entsteht bei der Deydratisierung von Pentosen, während aus Hexosen Hydroxymethylfurfural
gebildet wird. Naphtol-(1) (bzw. Thymol) reagiert mit den zyklischen Aldehyden zu purpur gefärbten
Kondensationsprodukten (Furfuryl-diphenyl-methan-Farbstoffe) (1).7
10 Bildung des Farbstoffes beim Molisch-Test (Hier formuliert mit Naphthol statt mit Thymol)
7
Kursiv gedruckter Text und Abb. 9 zitiert aus [e]
7
4.2
Überprüfung auf reduzierend wirkende Zucker - der Benedict-Test8
Benedict-Reagenz: Lösung 1: 17.3 g Natriumcitrat und 10 g Natriumcarbonat in 70 ml
warmem Wasser gelöst,
Lösung 2: 1,7g Kupfersulfat in 20 ml Wasser gelöst
Je drei Milliliter der Proben wurden Reagenzgläser gefüllt und mit je einem Milliliter der Lösungen 1
und 2 versetzt. Anschließend stellt man die Lösungen für einige Minuten in ein etwa 70°C warmes
Wasserbad.
Maltose
Glucose
Fructose
Saccharose
Brause
Wasser
11 Ergebnisse des Benedict-Tests
Beobachtung: Mit Maltose-, Glucose-, Fructoselösung und Brause bildete sich ein ziegelroter
Niederschlag. Bei Saccharose und Wasser blieb die Niederschlagsbildung aus, die Lösungen blieben
blau.
Deutung: Bei Anwesenheit reduzierend wirkender Zucker bildet sich ein ziegelroter Niederschlag aus
Kupfer-I-oxid. Saccharose wirkt nicht reduzierend. Brause enthält einen oder mehrere reduzierend
wirkende Zucker
12 Reaktionsschema zum Nachweis reduzierend wirkender Zucker
8
Benedict Reagenz ist ein Ersatz-Reagenz für das übliche Fehling-Reagenz. Benedictreagenz ist für den
Schulbereich vorzuziehen, da Natriumhydroxid durch das weniger basische Natriumcarbonat ersetzt ist.
8
4.3
Nachweis von Fructose - Seliwanoff-Test
Seliwanoff-Reagenz: 0.05 g Resorcin in 100 ml konzentrierter Salzsäure (c=6 mol/l)
Zu 2 ml Probelösung wurden je 5 ml Seliwanoff-Reagenz gegeben. Anschließend wurden die Proben
für 5 Minuten im siedenden Wasserbad erhitzt (oberes Bild). Danach wurden die Proben weitere 5
Minuten erhitzt (unteres Bild).
Maltose
Glucose
Fructose
Saccharose
Brause
Wasser
13 Ergebnisse des Seliwanoff-Tests
Beobachtung: Mit Fructose ergab sich nach kurzer zeit eine intensive Rotfärbung, mit Saccharose
eine etwas weniger intensive. Die (zuvor entfärbte) Brause verfärbte sich langsam rot. Nach 10
Minuten waren die Rotfärbungen kräftiger, die Abstufung der
Farbintensitäten blieb aber bestehen.
Deutung: Ketosen ergeben beim Seliwanoff-Test eine
Rotfärbung. Fructose ist eine Ketose, Glucose und Maltose
sind Aldosen. Unter den vorliegenden sauren Bedingungen
findet langsam eine Hydrolyse von Saccharose in Fructose und
Glucose statt. Anwesenheit von Saccharose führt deshalb
langsamer zu einer Rotfärbung. Die Brause enthält also
entweder Fructose und/oder Saccharose. Die langsamere
Reaktion deutet auf Saccharose hin. Es ist allerdings nicht
auszuschließen, dass Fructose enthalten ist und die weniger
intensive Rotfärbung auf der geringen Konzentration des
Zuckers beruht.
9
14 Farbstoff Seliwanoff-Test
4.4
Nachweis von Glucose - der GOD-Test
In die Zuckerlösungen wird kurzzeitig ein Glucoseteststäbchen gehalten. Nach einer Minute kann
aufgrund der Verfärbung des Testfeldes Glucose nachgewiesen werden.
Maltose
Glucose
Fructose
Saccharose
Brause
Wasser
15 Ergebnis des GOD-Tests
Beobachtung: Nur bei Glucoselösung und Brause verfärbte sich das Testfeld bläulich.
Deutung: Bei Anwesenheit von Glucose tritt eine Blaufärbung auf. Die enzymkatalysierte Reaktion
(Glucose-Oxidase-Reaktion) ist spezifisch, andere Zucker reagieren nicht. Brause enthält Glucose.
4.5
Vorläufiges Ergebnis
Mithilfe der bisher durchgeführten Experimente ist folgende Aussage möglich: Glucose ist sicher
enthalten, dies zeigt der positive GOD-Test. Aufgrund des Ergebnisses des Seliwanoff-Tests ist zu
vermuten, dass außerdem Saccharose und/oder Fructose vorhanden sind. Ein Anteil von Maltose ist
unwahrscheinlich, kann aber aufgrund unserer Experimente nicht ausgeschlossen werden.
4.6
Chromatografischer Nachweis der Zucker
Da unsere bisherigen Ergebnisse keine endgültige Klärung der Frage erlaubten, welche Zucker in der
Brause enthalten sind, sollte eine chromatografische Analyse Aufschluss bringen. Lösungen der
Zucker und Brause wurden auf eine Kieselgel-Platte aufgebracht. Als Laufmittel wurde ein Gemisch
aus 40 ml Butanon, 40 ml Aceton und 25 ml 3%iger Borsäurelösung verwendet. Als
Derivatisierungsreagenz wurde ein Gemisch aus 0.02g Naphthoresorcin, 10 ml Ethanol und 1 ml
konzentrierte Schwefelsäure verwendet. Nach erfolgter Trennung wurden die DC-Platten getrocknet,
mit dem Derivatisierungsreagenz besprüht und bei 120 °C für fünf Minuten in den Trockenschrank
gestellt.
10
Saccharose ?
Glucose ?
Fructose ?
Fructose Glucose Maltose Saccharose Brause
16 DC-Platte nach Trennung und Derivatisierung
Beobachtung: Es treten unterschiedlich gefärbte Flecken auf. Fructose und Saccharose ergeben rote
Flecken, Maltose und Glucose blaue. Die Laufstrecken der Zucker unterscheiden sich (leider) kaum,
so dass eine ganz eindeutige Zuordnung schwer fällt. (Beim Besuch des Lebensmitteluntersuchungsamtes in Oldenburg im Herbst 2001 stellten wir fest, dass unsere Ergebnisse sich nicht sehr stark von
professionellen Analysen unterscheiden. Abhilfe könnte hier die Verwendung eines anderen
Laufmittelgemisches schaffen. Dieses enthielte aber als krebserregend eingestuftes Acetonitril, dessen
Einsatz im Schulunterricht unseres Erachtens nicht zu verantworten wäre.)
Ergebnis: Versuchte Zuordnung siehe Abbildung 14.
4.7
Der Massenanteil der Zucker
100 g der Brause wurden über mehrere Tage im Trockenschrank bei einer Temperatur von 50 °C bis
zur Bildung eines nahezu festen Rückstandes getrocknet. Die Masse dieses Rückstandes betrug 3,2 g.
Wir nahmen an, dass die Masse der Farbstoffe und Süßstoffe zu vernachlässigen sei und der
Feststoffrest aus wenig Citronensäure (genau 0.21 g, vgl. Punkt 3.1) und vor allem aus Zucker
bestand. Daraus ergab sich einen Zuckeranteil von 30 g/l Brause.
4.8
Zusammenfassung der Zuckeranalysen
Ganz eindeutige Beweise können wir nicht liefern. Es spricht aber einiges dafür, dass Saccharose mit
wenig Fructose und Glucose als Kohlenhydrate in der Brause enthalten sind. Auf dem Etikett steht der
Hinweis "mit einer Zuckerart". Bei einem Besuch des Lebensmitteluntersuchungsamtes in Oldenburg
erhielten wir von einem Lebensmittelchemiker die Information, dass in der Brause enthaltene
Saccharose unter den sauren Bedingungen - der pH-Wert liegt unter 3 - langsam hydrolysiert werden
kann. Insofern ist es plausibel, wenn neben Saccharose Glucose und Fructose, vernutlich nur als
Hydrolyseprodukte, vorhanden sind.
11
5
5.1
Die Süßstoffe
Nachweis von Aspartam
Aspartam musste getrennt von den übrigen Süßstoffen nachgewiesen werden, da es sich nicht
gemeinsam mit diesen aus der Brause extrahieren ließ. Lösungen von Aspartam, von Acesulfam, von
Saccharin, entfärbte Brause und dest. Wasser wurden erhitzt und mit wenig festem Ninhydrin versetzt.
Beim Aspartam trat sofort eine Blaufärbung auf. Diese dient als Nachweis für Aspartam. Die von uns
erwartete Blaufärbung der zuvor entfärbten Brause blieb zunächst aus, bis die Lösung mit Natronlauge
etwa neutralisiert wurde. Diese Phänomen beobachteten wir auch, wenn wir der Brause Aspartam
zugaben. Den Ausgang dieses Experimentes werteten wir als gelungenen Aspartamnachweis in der
Brause.
17 v. l.n.r.: Aspartamlösung, Acesulfamlösung, Saccharinlösung, Brause, dest. Wasser nach
Erwärmen und Zugan von Ninhydrin
5.2
Nachweise von weiteren Süßstoffe
Weitere in der Brause enthaltene Süßstoffe
sollten chromatografisch nachgewiesen werden.
Angesichts der geringen Süßstoffkonzentrationen mussten diese zunächst aus der Lösung
extrahiert und anschließend aufkonzentriert
werden. Dazu wendeten wir ein in der Literatur9
beschriebenes Verfahren an. In zwei Parallelversuchen wetzten wir dabei entfärbte bzw. nicht
entfärbte Brause ein. Die später erhaltenen
Ergebnisse waren identisch. Auf die Entfärbung
der Brause kann also verzichtet werden.
Im ersten Schritt wurden 50 ml Brause mit 15 ml
D2EHPA10 geschüttelt. Die wässerige Phase
wurde verworfen. Die in der organischen Phase
enthaltenen Süßstoffe wurden mit zwei mal 7 ml
Ammoniaklösung reextrahiert.
18 Extraktion der Süßstoffe mit D2EHPA
9
vgl. Literatur [6]
Di-2-ethylhexylphophphorsäure
10
12
Der so erhaltene Süßstoffextrakt wurde mit Mikropipetten auf eine Kieselgelplatte aufgetragen.
Daneben wurden Lösungen von reinem Acesulfam, Saccharin und zwei Süßstoffen mit
überwiegendem Cyclamatanteil11 zu Vergleichszwecken aufgetragen. Als Laufmittel wurde ein
Gemisch aus 25 ml Xylol, 25 ml n-Propanol und 5 ml Ameisensäure eingesetzt. Nach etwa einer
Stunde wurde der Trennvorgang beendet und die Platte im Kaltlusftstrom getrocknet. Anschließend
wurde die getrocknete Platte mit einer zweiprozentigen Lösung von 2,7-Dichlorfluoreszein in
Brennspiritus12 besprüht und für 15 Minuten bei etwa 70°C in den Trockenschrank gelegt. Nach dieser
Zeit waren die von den Süßstoffen erzeugten hellen Flecken gut zu erkennen (vgl. Abb 19). Die
Abbildung wurde am PC nachbehandelt (Erhöhung des Kontrastes), um die Substratflecken deutlicher
sichtbar zu machen.
Saccharin Rf = 0.81
Aceslufam Rf = 0.5
Cyclamat Rf = 0.28
19 Chromatogramm der Süßstofftrennung
Ergebnis: Cyclamat und Saccharin ließen sich von uns eindeutig in der Brause nachweisen. Das laut
Etikett ebenfalls vorhandene Acesulfam fanden wir nicht.
11
12
Assugrin und ein weiteres Produkt
Das in der Literatur vorgeschlagene giftige Methanol wird durch Brennspiritus ersetzt, was offenbar ohne
Einfluss auf das erhaltene Ergebnis blieb.
13
5.3
Wissenswertes zu den enthaltenen Süßstoffen
Süßstoffe werden eingesetzt, um einen angenehm süßen Geschmack ohne Zucker zu erzeugen.
Dadurch enthalten die Nahrungsportionen viel weniger für den Körper verwertbare Energie (Joule).
Ein Verzicht auf Zucker kann z.B. Nahrungsmittel auch für Diabetiker verträglich machen, die
Zahngesundheit und eine erwünschte Gewichtsreduktion fördern. Einerseits stellt Zucker für den einen
oder anderen Konsumenten ein Risiko dar, andererseits ist aber auch der Einsatz von Süßstoffen
keineswegs unumstritten. Häufig (naturgemäß?) unterscheiden sich die Einschätzungen von
Süßstoffindustrie und Verbraucherverbänden bezüglich der gesundheitlichen Risiken. Im Folgenden
eine kurze Einschätzung eines Verbraucherverbandes13
Aspartam: Künstlicher Süß- und Geschmacksstoff, wirkt 200 mal süßer als Zucker.Für Menschen mit
Phenylketonurie bedenklich. Teilweise wird Aspartam gentechnisch hergestellt. Für dieses ist eine
abschließende Bewertung z. Zt. nicht möglich.
Acesulfam: künstlicher Süßstoff und Geschmacksverstärker, wirkt 200mal süßer als Zucker. Gilt als
unbedenklich.
Cyclamat: Künstlicher Süßstoff, der 30-50 mal süßer wirkt als Zucker. Nach neueren Untersuchungen
lassen sich alte Befunde, nach denen höhere Dosen im Tierversuch zu Blasenkrebs und anderen
Erkrankungen geführt haben sollen, nicht aufrecht erhalten. Von häufigem Verzehr wird abgeraten.
Saccharin: Künstlicher Süßstoff, der 500 mal süßer wirkt als Zucker. In Tierversuchen gibt es
Hinweise auf eine Beteiligung an der Entstehung von Krebsgeschwüren. in den USA ist ein
entsprechender Warnhinweis vorgeschrieben. Von häufigem Verzehr wird abgeraten.
6
Schluss
Im Rahmen des Unterrichtsreihe, deren Ergebnisse wir hier vorstellen, wollten wir vor allem
Erfahrungen mit analytisch praktischem Arbeiten sammeln. Viele der beschriebenen Experimente
gelangen auf Anhieb, sodass schnelle Erfolgserlebnisse nicht ausblieben. Insbesondere die
chromatographischen Zucker- und Süßstoffanalysen erwiesen sich aber als heikel. Hier mussten z.B.
verschiedenen Laufmittelgemische getestet werden, bis brauchbare Ergebnisse erhalten wurden. Dies
geschah zumeist in arbeitsteiliger Gruppenarbeit. Dadurch konnten in vertretbarer Zeit die hier
präsentierten Ergebnisse erhalten werden. Alle Untersuchungen wurden ansonsten in
Parallelversuchen von Kleingruppen durchgeführt, jeweils mit identischen Ergebnissen. Die Versuche
sind also gut reproduzierbar. Mit den vorliegenden Versuchsvorschriften sollte es möglich sein,
vergleichbare Untersuchungsobjekte im Unterricht oder in Arbeitsgemeinschaften in vertretbarer Zeit
erfolgreich zu untersuchen.
Im Rahmen des Unterrichts wurden jeweils auch ausführlichere Informationen zur gesundheitlichen
Bewertung der Inhaltsstoffe eingeholt. Diese sind im Rahmen dieser Arbeit nur beispielhaft und sehr
knapp dargestellt, um den Rahmen nicht zu sprengen. Uns ging es an dieser Stelle primär darum, die
interessanten praktisch-analytischen Aspekte darzustellen.
13
Aus www:zusatzstoffe-online.de
14
7
Liste der verwendeten Literatur
[1] Grob, P.: Einfache Schulversuche zur Lebensmittelchemie, Aulis-Verlag, Köln 2000
[2] Lutz, B., Pfeifer, P.: Gaukler der Süße, in: NiU-PC 37 (1989), S.16-19
[3] Ratermann, M.: Was Tiere bunt macht - Farbstoffe in der Nahrung, in: Chemkon 3/2001, S.149- 153
[4] Schwedt, G.: Experimente mit Supermarktprodukten; Wiley-Verlag-Chemie, Weinheim 2001
[5] Schwedt, G.: Farbstoffen analytisch auf der Spur, Aulis-Verlag, Köln 1996
[6] Steiner, D., Schneider-Ebert, Chr.: Light-Getränke leicht untersucht, in: NiU-Chemie 6 (1995)
S.12-17
[7] Technical Information, Ajinomoto Aspartame; Firmenschrift
Ausgewählte Seiten aus dem Internet:
[a] www.verbraucherministerium.de/verbraucher/themen/ verbr/lmbuch/ls-erfrischungsgetraenke.pdf
[b] http://www.stud.tu-muenchen.de/~stefan.brummet/facharbeit/
[c] www.unipaderborn.de/schule/reis/fff/Chemie/Nachweis%20von%20Kohlenhydraten%20in%20Lebensmitteln.htm
[d] http://berg.heim.at/almwiesen/410466/cho/zucker/zucker.htm
[e] http://www.uniregensburg.de/Fakultaeten/nat_Fak_IV/Organische_Chemie/Didaktik/Keusch/p30_Z_mol.htm
[f] www.zusatzstoffe-online.de/
Fachlehrer: Martin Ratermann
Liebfrauenschule Vechta
Marienstr. 4
49377 Vechta
An den Untersuchungen waren folgende Schülerinnen beteiligt:
Inka Bosmann, Anna-Lena Grote, Katharina Klostermann, Eva-Maria Luers, Sarah Ostmann,
Alexandra Pentzlin, Theresa Rottinghaus, Nicole Sandvoß, Sonja Stein, Ruth Themann, Stefanie Voth
15