Anfragen wegen Facharbeiten
Aus dem E-Mail-Korb von Professor Blume

Facharbeiten 169
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F: Zum Thema Polyphenole führe ich zur Zeit ein Lebensmittel-Chemie-Projekt durch.
Neben ausführlichen Recherchen habe ich bereits einige Versuche zur Indikatorwirkung der Polyphenole (in Tee) und zur Braunfärbung von Äpfeln gemacht.
Eine quantitative Analyse von Polyphenolen in Apfelsaft mit dem Fotometer ist mir leider nicht gelungen, da durch eine Trübfärbung durch das Fruchtfleisch die Benutzung des Fotometers nicht möglich ist.

Ich habe überlegt, eventuell mit der Dünnschichtchromatografie zu arbeiten und verschiedene Schokoladensorten mit unterschiedlichem Kakaogehalt zu untersuchen. Leider habe ich keine mir Schulversuche dazu gefunden.
Ich würde mich freuen, wenn Sie mir weiterhelfen könnten!
Vielen Dank im Vorraus,


A: Was Sie vorhaben, ist meines Erachtens für schulische Zwecke nicht machbar.

Die DC macht nur Sinn, wenn Sie Referenzsubstanzen haben. Die können Sie wohl kaum beschaffen. Außerdem erfordern Chromatographie-Verfahren eine vorgeschaltete aufwendige Trenn- und Anreicherungsprozedur.

In der Technik nutzt man Verfahren wie die HPLC.


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F1: Zurzeit schreibe ich eine Seminararbeit über Speiseeis im Fach Biologie/Chemie. Ein Gliederungspunkt hierbei ist die Untersuchung eines industriell hergestellten Speiseeises. Neben den Nachweisen von Proteinen und Zucker habe ich auch Aromastoffe nachgewiesen (siehe Suppenchemie: Reaktion mit Kaliumpermanganatlösung). Hierbei entfärbt sich das Gemisch nach anfänglicher rot-violetter Färbung sofort wieder. Können Sie mir hierfür einen Tipp geben, warum es sich entfärbt? Welcher Bestandteil der Aromastoffe reagiert mit dem Kaliumpermanganat?


A1: Wenn Sie Kaliumpermanganat (KPM) auf Eis loslassen, wird es immer reagieren. Denn KPM ist ein äußerst starkes Oxidationsmittel, welches mit vielen organischen Substanzen reagieren kann. Das können vor allem nichtaromatische, ungesättigte Verbindungen sein. Bevorzugt sind auch Aldehyde, zu denen auch bestimmte Kohlenhydrate gehören.

Zu Ihrer Frage: Es gibt unglaublich viele Aromastoffe, die mit KPM reagieren können. Hier seien nur die gängigsten drei Beispiele genannt.

Vanille-Eis
Dieses Eis enthält vor allem den am weitesten verbreiteten Aldehyd unter den Aromastoffen, Vanillin.

Erdbeer-Eis
Erdbeer-Aroma enthält viele Aldehyde, Ketone oder andere, mit KPM reagierende Substanzen wie den Erdbeeraldehyd (der gar kein Aldehyd ist).

Zitronen-Eis
Das Zitronenaroma wird vor allem durch zwei ungesättigte Aldehyde charakterisiert, Citronellal und Citral B.

Für Nichtwissende: Suppenchemie bezeichnet eine didaktische Richtung, in die Chemie anhand von Schülerexperimenten zum Kochen, zur Nahrungsmittelzubereitung und zur Lebensmitteluntersuchung einzuführen. Ich habe die Befürchtung, dass bei diesem Konzept ein fundierter Wissensaufbau unter den Küchentisch fällt.


F2: Vielen Dank für Ihre Antwort.
Habe ich das richtig verstanden, dass es eigentlich schwer ist, den exakten Grund zu benennen, warum sich die Lösung entfärbt.
Man kann nur sagen, dass Kaliumpermanganat ein starkes Oxidationsmittel ist und dass es sich bei den Aromastoffen im Eis vermutlich um ein Aldehyd (Vanillin) handelt (ich habe Vanilleeis verwendet), oder?


A2: Genau so ist es. Aber nicht so formulieren: „Man kann nur sagen, dass Kaliumpermanganat ein starkes Oxidationsmittel ist und dass es sich bei den Aromastoffen im Eis vermutlich um einen Aldehyd (Vanillin) handelt.“

Besser: „Kaliumpermanganat ist ein starkes Oxidationsmittel und daher sehr unspezifisch in seiner Reaktion gegenüber komplizierten organisch-chemischen Stoffgemischen, wie es das Speiseeis darstellt. Dabei reagiert es natürlich auch mit dem Aromastoff Vanillin, weil dieser ein leicht oxidierbarer Aldehyd ist. Vanillin habe ich anhand seines typischen Geruchs identifiziert.“


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F: Ich schreibe im Moment meine Seminararbeit über Henna und die Eignung des Farbstoffes Lawson (2-Hydroxy-1,4-naphthochinon) zum Färben von Wolle. Hierzu färbe ich sowohl ungebeizte als auch gebeizte Wolle. Ich muss jetzt das Lawson zu einer bestimmten Farbstoffgruppe zuordnen, um die Chemie des Färbevorgangs erklären zu können. Meine Frage lautet also: Gehört das Lawson aufgrund des aciden Wasserstoffatoms zu den "Sauren Wollfarbstoffen" oder doch zu den Beizenfarbstoffen, da das Färbeergebnis mit einer Kalialaunbeize intensiviert werden kann? Oder gehört es, wenn man Lawson ohne Vorbeize anwendet, zu den Sauren Wollfarbstoffen und mit Vorbeize zu den Beizenfarbstoffen? Eine weitere Vermutung war, dass Lawson ein Direktfarbstoff ist. Dies halte ich jedoch für sehr unwahrscheinlich, da diese bei Baumwolle angewendet werden. Meine Experimente haben jedoch gezeigt, dass Lawson Baumwolle kaum färbt. Trotz ausführlicher Recherchen und auch durch die Hilfe meiner Mutter (die Chemie studiert hat) bin ich zu keinem Ergebnis gekommen.


A: Wegen des allgemeinen Interesses haben wir hierzu einen Text für die Rubrik Frage/Antwort gemacht. Lies Frage Nr. 2048.


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F: Ich schreibe momentan meine Seminararbeit zum Thema Soufflé. Auf Ihrer Website habe ich schon einige hilfreiche Informationen zu Proteinen und Maillard-Reaktionen gefunden.
Nun hätte ich noch eine Frage: Für das Soufflé, über das ich schreibe, muss man eine Mehlschwitze herstellen und diese mit Milch verrühren. Dabei bildet sich ein weißer Belag am Boden des Topfes. Können Sie mir erklären, was chemisch beim Herstellen einer Mehlschwitze passiert und was der weiße Belag am Topfboden ist?


A: Leider weiß ich nicht einmal, was eine Mehlschwitze ist - geschweige denn, wie man sie herstellt. Aber trotzdem will ich eine Antwort versuchen.

Beim Erhitzen von Milch rühren weiße Niederschläge am Topfboden vor allem von ausgeflockten Proteinen her. Bei Zusatz von Mehl (wie wohl in Ihrem Fall) kann es sich auch um eine Protein-Stärke-Mischung handeln.

Sie sollten von diesem komplizierten lebensmittelchemischen Thema die Finger lassen.


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F: Ich (Schülerin der 11. Klasse) arbeite momentan an einer Projektarbeit zum Thema Lebensmittelverschwendung und wollte in diesem Rahmen ein Experiment zur Entstehung von Methan und Kohlenstoffdioxid (Deponiegas) beim Abbau von organischen Stoffen im Müll durchführen.
Deswegen suche ich einen Nachweis für Methan (um nachzuweisen, dass Methan entstanden ist bzw. ggf. auch in welcher Menge es entstanden ist). Kennen Sie einen solchen Nachweis?


A: Manche schlagen Brennversuche vor. Neben Methan entstehen aber viele andere brennbare Gase. Außerdem ist die Gasmenge im Allgemeinen zu gering, um sie zum Brennen zu bringen. Störend wirkt auch das gleichzeitig entstehende CO2, so dass diese Versuche nichts taugen. Da bleibt nur die Nachweismethode mit Hilfe eines Gaschromatographen. Mit dem kann man sowohl qualitativ als auch quantitativ arbeiten.

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Diese Seite ist Teil eines großen Webseitenangebots mit weiteren Texten und Experimentiervorschriften auf Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie.
Letzte Überarbeitung: 18. August 2014, Dagmar Wiechoczek