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F: Mein Name ist (…) und ich besuche derzeit das Gymnasium (…). Im Rahmen meiner Facharbeit muss ich mich mit der Enzymkatalyse auseinandersetzten, mit der ich, wie ich zugeben muss, auf Kriegsfuß stehe. Die Michaels-Menten-Gleichung, die Thermodynamik sowie der Proximitätseffekt sind dabei die Hauptprobleme. Ich möchte Sie daher bitte, falls es ihnen nicht zu viele Umstände macht, mir zu helfen. Ich wäre über eine schnelle Antwort dankbar.

Liebe Grüße
(…)

A: Kennen Sie meine Webseitengruppe „Katalyse und Enzyme“? Da haben wir zum Thema Michaelis-Menten-Gleichung einige Webseiten, die die Theorie ausführlich erklären. Zur Thermodynamik (bio)chemischer Reaktionen sollten Sie auch in unsere Webseitengruppe „Energie“ schauen. Hier geht es wohl um Energiediagramme mit und ohne Katalyse.

Zum chemischen Proximitätseffekt: Für Außenstehende sei gesagt: Darunter versteht man in der Chemie das Prinzip, dass intramolekulare Reaktionen im Vergleich zu den intermolekularen sehr viel schneller und milder ablaufen. In der Enzymologie beschreibt man damit den Effekt, dass im aktiven Zentrum Substrate und Cosubstrate (etc.) bereits so angeordnet sind, dass sie optimal reagieren können. Damit wird letztlich der den Reaktionsablauf störende Entropieeffekt gering gehalten. Wir haben hierzu in der Katalyse-Webseite Beispiele.

Diese Thematik halte ich für eine Facharbeit für zu hochgestochen. Ihr Lehrer sollte sich darüber eigentlich klar sein…

Größere Hilfestellung kann ich Ihnen nicht geben. Das ist Aufgabe Ihres Mentors! Der wird Ihnen gern helfen – das wenigstens schreiben mir die Lehrer immer wieder.

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F: Subject: Quantitativer Nachweis von Vitamin C

Hallo,
für meine Facharbeit muss ich den Vitamin C-Gehalt von verschiedenem Obst und Gemüse ermitteln. Bei der Titration verwende ich als Maßlösung eine DCPIP-Lösung und zu dem zu untersuchenden Stoff gebe ich immer noch etwas Phosphorsäure, um die Ascorbinsäure einigermaßen stabil zu haltten. Hat bisher alles ganz gut geklappt, nur als ich Kartoffeln untersuchte, konnte ich im gekochten Zustand mehr Vitamin C nachweisen als im rohen, dabei müsste die Ascorbinsäure doch beim Kochen eher zerfallen, oder? Vielleicht haben Sie ja eine Erklärung dafür.
Vielen Dank schon mal
mit freundlichen Grüßen
(…)

A: Hallo zurück,
mal davon abgesehen, dass die Bestimmungsmethode mit DCPIP für Laien nicht besonders geeignet ist und ich von diesem Versuch aus vielerlei guten Gründen abrate: Ich kann mir mangels genauer Beschreibungen der Ersttitration bei der ungekochten Kartoffel und des anschließenden Kochvorgangs nur zusammenreimen, was Sie gemacht haben. Versuche ich es also mal mit einer Ferndiagnose:

Sie haben durch das Kochen die Zellen bzw. Vakuolen der Kartoffel aufgebrochen und dadurch mehr interzelluläre Ascorbinsäure freigelegt als vorher beim Untersuchen der ungekochten Kartoffel.

Solche vergleichende Bestimmungen erfordern perfekte Zerkleinerung des Materials! Garen sollten Sie nur mit dem Dampfkochtopf.

Zur Verdeutlichung des Problems: Führen Sie doch einmal die Iod/Stärke-Probe mit einer frischen und mit einer gekochten Kartoffel durch.

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F: Betreff: Facharbeit: Eiweißgehalt mit Hilfe der Maillard-Reaktion bestimmen

Sehr geehrter Herr Blume,
als Hobbykoch und Schüler der Jahrgangsstufe 12 schien mir eine praktische Facharbeit zur Maillard-Reaktion eine zündende Idee zu sein. Dass eine Behandlung im Rahmen der Möglichkeiten eines normalen Gymnasiums nicht ganz einfach sein könnte, musste ich feststellen, als ich die Fragestellung präzisieren wollte.
Zunächst wollte ich untersuchen, inwiefern das Bratfett einen Einfluss auf die Stärke der Maillard-Reaktion an Lebensmitteln mit unterschiedlichen Eiweißgehalten hat. Dazu müsste ich den unterschiedlichen Bräunungsgrad mit Hilfe eines Spektrometers untersuchen, oder?
Mein Lehrer hatte nun vorgeschlagen, den Eiweißgehalt anhand der Bräune festzumachen.
Ich habe nun im Internet gelesen, dass die Anzahl möglicher Reaktionsprodukte äußerst vielfältig ist. Zudem konnte ich keine Nachweißreaktion für Eiweiße finden.
Ich zerbreche mir den Kopf darüber und finde dennoch keine Möglichkeit eine der oben genannten Fragen sinnvoll experimentell beantworten zu können. Haben Sie eine Idee, wie ich das Problem lösen könnte, oder eventuell sogar eine bessere Idee für eine praktische Facharbeit zur Maillard-Reaktion?
Vielen Dank im Voraus!

A: Was Sie vorhaben, klingt abenteuerlich. Zur Proteinbestimmung gibt es bessere Methoden als die Bräunung. Letztere können Sie mit einem einfachen Spektrometer nicht untersuchen. Dazu ist die Brühe zu trübe. Filtrieren nützt auch nichts, denn es sind ja gerade die trüben Teilchen, die die Bräunung hervorrufen. Vielleicht könnte man mit einem Reflektionsmessgerät etwas machen.

Die Maillard-Reaktion ist wegen der komplexen Abläufe und Reaktionsgemische ein äußerst schwieriges Gebiet der organischen Analytik und von Schülern inhaltlich und praktisch nicht zu bewältigen. Vor allem geht das heute alles nur noch apparativ, z. B. mit HPLC oder GC/MS-Kopplung.

Zu Ihrer Versuchsplanung: Das alles erfordert eine präzise, reproduzierbare Versuchsführung, denn Sie müssen bei vergleichenden Versuchen immer die gleiche Temperatur einhalten, auf gleichen Wassergehalt achten (usw.). Dazu haben Sie wohl nicht die apparativen Voraussetzungen.

Fragen Sie ein chemisches Untersuchungsamt. Vielleicht können die Ihnen helfen.

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F: Betreff: Facharbeit Lanthanoide

Ich bin Schüler der 13. Jahrgangsstufe an einem bayrischen Gymnasium und bin gerade dabei, meine Facharbeit über die Lanthanoide zu verfassen. Jetzt hätte ich eine kleine Frage, die sich mir stellt:

Wie reagieren die elementaren Metalle mit Alkalihydroxiden? Reagieren sie überhaupt? Oder lösen sie sich wie Aluminium darin auf?

Trotz Recherchen im Internet, Holleman/Wiberg, etc. habe ich leider keine Antwort darauf gefunden.

Dürfte ich Ihnen die fertige Facharbeit zur Korrektur schicken (natürlich nur, wenn es Ihnen keine allzu großen Umstände bereitet)? Und könnten Sie mir eine E-Mail Adresse von Herrn Jens Kuster geben, er hat sich ja auch intensiv mit diesem Thema beschäftigt.

Vielen Dank schon im Voraus für Ihre Bemühungen, ich wünsche Ihnen einen Guten Rutsch ins Neue Jahr, (…)

A: Zunächst eine Begrifflichkeit: Aluminium löst sich nicht in Laugen auf (-> physikalischer Vorgang), sondern es zersetzt sich in ihnen ( chemischer Vorgang)…

Der Grund für die Al-Zersetzung: Es bilden sich lösliche Aluminat-Komplexe, die eine denkbare Passivierung durch Hydroxidbildung verhindern. Al ist nämlich amphoter.

Dagegen sind die Lanthanoide nicht amphoter. Sie bilden zwar (als besonders unedle Metalle; vergleiche Alkalimetalle) mit dem Wasseranteil der Laugen Hydroxide, die dann aber wegen ihrer Schwerlöslichkeit den weiteren Angriff auf das Metall unterbinden (-> Passivierung).

Ln + 3 H₂O ———> Ln(OH)₃ (schwerlöslich) + 3/2 H₂

Ausnahmen sind Yb und Lu, die aber nur unter heftigsten Bedingungen (hoher Druck, hohe Konzentration an Lauge) reagieren.

Sie können das zeigen: Vergleichen Sie die Reaktionen, die bei der Einwirkung von Natronlauge auf eine Lösung von Al-Salzen und von Lanthanoid-Salzen eintreten. In beiden Fällen gibt es zunächst einen farblosen Niederschlag, der sich nur beim Al mit weiterer Zugabe von Natronlauge wieder zersetzt („auflöst“).

Die Korrektur Ihrer Facharbeit übernimmt Ihr Mentor. Die Adresse von Herrn Kuster liegt mir gegenwärtig nicht vor.

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F: Betreff: Karamelliesierung

Sehr geehrter Herr Blume,

Ich bin Schüler der 13ten Klasse am Gymnasium und auf der Suche nach informationen bezüglich des reaktionsablaufes bei der Karamelliesierung. Internet sowie Buchquellen gaben mir bis jetzte nur als Auskunft, das eine hydrolytische Spaltung der Saccharose vonstatten geht, und sich anschließend diverse Aromastoffe bilden. Allerdings betrifft dies, soweit ich informiert bin, nur die erste Stufe ( ~105-112°C). Ich würde mich also freuen wenn ich sie für das Thema interessieren könnte und sie mir eventl. ein Stück weiterhelfen würden.

Grüße,

(…)

A: Gleich vorneweg: Ich persönlich schreibe „Karamelliesierung“ so: Karamelisierung. Versuchen Sie es auch einmal. Dann werden Ihre Recherchen wohl erfolgreicher sein… Aber vielleicht ist das ein Beispiel für die neue Rechtschreibung, das mir entgangen ist.

Was Sie genau wissen wollen, weiß ich nicht. Es geht hier wohl um die Maillard-Reaktionen. Ihr Mentor soll Ihnen folgendes Buch zur Verfügung stellen:

H.-D. Belitz, W. Grosch, P. Schieberle: Lehrbuch der Lebensmittelchemie. Springer-Verlag, Berlin (neueste Auflage).

Da steht alles dazu drin.

Falls er das Buch nicht hat, hilft Ihnen vielleicht die Stadtbibliothek oder ein chemisches Untersuchungsamt.

Grüße zurück

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