Experimenteliste zu den Kohlenhydraten

Polysaccharide (Glycane) bestehen wie die Disaccharide aus Einfachzuckern, die über Glykosidbindungen miteinander verknüpft sind. Es handelt sich um die acetalische Kopplung zwischen einer glykosidischen OH-Gruppe des einen Moleküls mit einer alkoholischen OH-Gruppe eines anderen Moleküls. Dabei ergibt sich neben der linearen Anordnung auch noch die Möglichkeit der Verzweigung.

Besonders lehrreich ist die Beschäftigung mit den Polysacchariden, die einheitlich aus Glucose aufgebaut sind. Diese unterscheiden sich nur in einer „Kleinigkeit“, nämlich in der a- bzw. ß-Stellung der glykosidischen Hydroxylgruppe. Dieser Unterschied wirkt sich tiefgreifend auf die stofflichen Eigenschaften des jeweiligen Polysaccharids aus:

Die Cellulose ist ausschließlich linear aus ß-Glucosemolekülen aufgebaut. Sie ist unlöslich in Wasser und Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände und damit auch von Holz oder Stroh.

Das andere wichtige Polysaccharid, die Stärke, ist aus a-Glucoseresten zusammengesetzt. Stärke besteht aus zwei Komponenten: Amylose und Amylopektin. Amylose ist lösliche Stärke, während Amylopektin die kleisterartige, unlösliche und nur quellfähige Komponente der Stärke ist. Der Grund dafür liegt auch hier im unterschiedlichen Bau der Moleküle.

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Amylose besteht aus a-Glucosemolekülen, die über eine 1,4-glykosidische Bindung miteinander verknüpft sind. Es handelt sich um ein lineares Molekül, das sich in einer spiralförmigen Helix windet. Einige Moleküle, wie z. B. Iod, geben mit Amylose Einschlussverbindungen. Auf dieser Fähigkeit beruht auch der Nachweis von Stärke. Umgekehrt kann man mit Stärke auch Iod nachweisen – wie z. B. bei der Prüfung von Luft auf das Vorliegen von Ozon.

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Amylopektin ist im Gegensatz zu Amylose ein verzweigtes Glycan. Die Verzweigung kommt durch zusätzliche, allerdings unregelmäßig auftretende a-1,6-Verknüpfungen zustande. Mit Iod gibt es keine besonderen Verbindungen; deshalb bleibt die Mischung iodbraun.

Stärke ist als Reservekohlenhydrat in den verschiedensten Organen von Pflanzen anzutreffen. Als Bestandteil vieler Lebensmittel ist sie auch für uns unentbehrlich, denn sie stellt die wichtigste Kohlenhydratquelle für unsere Ernährung dar.

Lebensmittel, die viel Stärke enthalten
(Foto: Yvonne)

Glykogen, die so genannte tierische Stärke, ist ebenfalls wie das Amylopektin aufgebaut – nur weisen seine Moleküle wesentlich mehr Verzweigungen auf.

Ein paar weitere, besondere Vertreter der Polysaccharide seien hier nur genannt:

-	Da ist das Chitin, aus dem die Panzer der Insekten und auch die Zellwände vieler Pilze aufgebaut sind. Es ist nach Cellulose das zweithäufigste Polysaccharid.
-	In den Wurzeln von Korbblütlern (Asteraceae, früher Compositae) wie Dahlien, Artischocke oder Topinambur finden wir eine Polyfructose; ihre Bezeichnung ist Inulin.
-	Schalen von Steinobstfrüchten, Wal- oder Haselnüssen bestehen aus Polymannose.
-	Saure Pektine sind vor allem in unreifen Früchten enthalten. Sie sind bekannt als Gelierhilfen und deshalb in käuflichem Gelierzucker enthalten.
-	Viele schleimbildende Substanzen sind letztlich Polysaccharide. Man spricht unter anderem von Mucopolysacchariden (lat. mucidos; schleimig, rotzig). Sie kommen oft an Proteine gebunden vor und haben vielfältige biochemische Funktionen (Glucokonjugate).

Die Hydrolyse dieser Polysaccharide verläuft letztlich so wie im Versuch Hydrolyse von Cellulose beschrieben. Zu empfehlen ist die Demonstration der Hydrolyse von feinzerkleinerten Nussschalen, weil hier auf beeindruckende Art und Weise eine sehr harte Schale „verflüssigt“ wird.

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