Experimenteliste zu den Kohlenhydraten

Stärke ist ein Polysaccharid. Viele a-Glucose-Moleküle sind zu einer langen Kette verknüpft. Es handelt sich dabei um eine a-glykosidische Bindung zwischen den C-Atomen 1 und 4. Außerdem ist noch die C6-Seitenkette beteiligt, so dass Stärkemoleküle auch verzweigt sein können.

Man muss zwei Stärkeformen unterscheiden.

Die Amylose besteht aus 500-6000 Glucosebausteinen, die nur a-(1-> 4)-glykosidisch verknüpft sind. Diese Stärke bildet Kolloide und ist in Wasser löslich (lösliche Stärke).

Amylopektin besteht dagegen aus Hunderttausenden bis Millionen von Glucosebausteinen, die nicht nur a-(1-> 4)-glykosidisch, sondern auch a-(1-> 6)-glykosidisch verknüpft sind. Sie ist deshalb in Wasser unlöslich, quillt aber auf und bildet den Stärkekleister.

In Kartoffelstärke beträgt der Anteil von löslicher Stärke zu Amylopektin etwa 20:80.

Stärkemoleküle bilden lange Ketten. Im Allgemeinen findet man diese so gezeichnet:

Bild 1: Ausschnitt aus einem Stärkemolekül.
Gern gezeichnet, aber so nicht ganz richtig...

Mit diesen rotmarkierten „eckigen“ Bindungen kann man jedoch Folgendes nicht erklären: Die langen Makromoleküle der unverzweigten Bereiche der Stärkemoleküle sind nicht wie bei der Cellulose gerade, sondern spiralig geformt.

Hier hilft die richtige Darstellung weiter.

Bild 2: Ausschnitt aus einem unverzweigten Teil eines Stärkemoleküls

Die a-(1-> 4)-glykosidische Bindung führt dazu, dass die aufeinander folgenden Glucose-Bausteine aufgrund des Tetraederwinkels am verbindenden Sauerstoffatom jeweils etwas gegeneinander gewinkelt sind.

Um das zu realisieren, kann man zusammen mit der Klasse ein entsprechendes Molekülmodell bauen. Geeignet hierzu sind Kugelstabmodelle, wie die bekannten CVK-Kästen. Für einen Spiralumgang (den man aber zum Erkennen der Biegung des Moleküls nicht benötigt) muss man ca. 30 vereinfachte Glucosereste verknüpfen.

Das Äußere der Spiralen ist polar, da hier die Hydroxylgruppen herausragen, während der Innenraum der Spiralen mehr durch das unpolare Kohlenstoffskelett der Glucoseringe geprägt ist. (Das spielt eine Rolle bei der bekannten Iod/Stärke-Probe sowie bei den Geruch absorbierenden Cyclodextrinen.)

Die Moleküle von Amylopektin sind folgendermaßen aufgebaut:

Bild 3: Ausschnitt aus einem Amylopektin-Molekül

Die Kügelchen symbolisieren die Glucosereste. Im Kreis ist ein Molekülausschnitt mit 1->4- und 1->6-Verknüpfung vergrößert gezeigt.

(Graphiken verändert nach Cornelsen)

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