Stärkenachweis - 5 Experimente zum Nachweis von Stärke in Lebensmitteln

Bei Stärke denken viele in erster Linie an starke Menschen mit starken Muskeln. Aber Stärke kann auch andere Bedeutungen haben. Bei diesen Experimenten geht es um das Kohlenhydrat Stärke. Du hast das vielleicht schon mal in Zusammenhang mit Ernährung gehört. Zu den Kohlenhydraten gehören auch Zucker.

Stärke liegt in Pflanzenzellen in Form von Stärkekörnern vor. In diesen Körnen speichern sie überschüssige Energie. Über die Nahrung nehmen wir die Stärke auf, die für unseren Körper ein Energielieferant ist.

Mit den folgenden einfachen Experimenten zeige ich dir, wie du Stärke in verschiedenen Lebensmitteln nachweisen kannst.

• Was sind Kohlenhydrate?
• Was ist Stärke?
• Stärke in unserem Körper
• Was ist Iod?
• Experiment: Brot wird süß
• Experiment: Spucke baut Stärke ab
• Experiment: Stärkenachweis bei Lebensmitteln
• Experiment: Stärkenachweis bei Kartoffeln
• Experiment: Stärkenachweis bei Speisestärke und Mehl

Was sind Kohlenhydrate?

Kohlenhydrate sind Verbindungen aus den chemischen Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Man nennt das eine organische Verbindung. Gebildet werden Kohlenhydrate in Pflanzen bei der Photosynthese: Kohlenstoffdioxid und Wasser werden mit Hilfe von Sonnenlicht in Kohlenhydrate und Sauerstoff umgewandelt.

Das einfachste Kohlenhydrat ist der Traubenzucker. Aus unterschiedlich langen Ketten von Traubenzuckern entstehen verschiedene Kohlenhydrate. Dazu gehören unterschiedliche Zucker, Stärke und Cellulose.

Der Haushaltszucker, den wir als weiße Körner kennen, besteht aus einer Verbindung von zwei Traubenzuckern.

Was ist Stärke?

Stärke ist ein Kohlenhydrat, das aus einer Kette von mehr als 6 Traubenzuckern besteht. In Pflanzenzellen kommt die Stärke hauptsächlich in Form von Stärkekörnern vor.

Auf Zutatenlisten (Inhaltsstoffen) von Lebensmitteln steht oft der Begriff "modifizierte Stärke". Das ist ganz normale Stärke, die durch ein technisches Verfahren zusätzlich behandelt wurde. Dadurch kann man bestimmte Eigenschaften der Stärke verändern. Zum Beispiel soll die Stärke stabiler gegenüber Hitze, Kälte, Säure oder Änderung des pH-Wertes werden. Für unseren Körper macht das keinen Unterschied, sie wird verwertet wie natürliche Stärke.

Stärke kann man als Speisestärke im Lebensmittelhandel kaufen. Es gibt unterschiedliche Stärkeprodukte: Maisstärke, Weizenstärke, Kartoffelstärke, Reisstärke, etc.

Besonders spannend ist die Verwendung von Stärke als Schleim, wie im Experiment Oobleck.

Du kannst dir Stärke auch unter dem Mikroskop anschauen. Dazu gibst du eine kleine Menge Stärke in ein Glas und löst sie in ein paar Tropfen Wasser auf. Nun gibst du einen Tropfen auf einen Objektträger. Dann deckst du es mit einem Deckglas ab und betrachtest es unter einem Mikroskop.

Ich habe hier Kartoffel- und Maisstärke mit dem Mikroskop untersucht. Die Vergrößerung ist die gleiche. Die Stärkekörner der Kartoffel sind deutlich größer und eiförmig. Die Stärkekörner der Maisstärke sind viel kleiner und sehen aus wie kleine Bruchstücke, es sind unregelmäßig geformte Körner.

Mit stärkerer Vergrößerung erkennt man die Struktur der Stärkekörner besser. Sie sehen aus wie kleine Muschelschalen.

Stärke kommt als Energiespeicher in Pflanzen vor. Man findet Stärke also auch in anderen Pflanzen wie Bohnen, Bananen usw.

Stärke in unserem Körper

Pflanzen bilden Kohlenhydrate selbst. Menschen, Tiere, Pilze und Bakterien müssen Kohlenhydrate über die Nahrung aufnehmen. Zucker gehen dabei direkt ins Blut über und liefern schnell Energie. Langkettige Kohlenhydrate wie Stärke müssen von unserem Körper erst in kleinere Bestandteile (Zucker) zerlegt werden. Das beginnt bereits bei der Nahrungsaufnahme, wie du im ersten Experiment herausfinden kannst.

Die Energie, die in der Stärke gespeichert ist, wird in unserem Körper wieder freigesetzt. Kohlenhydrate geben uns Energie für unsere Muskeln und das Denken unseres Gehirns. Essen wir mehr Kohlenhydrate als unser Körper braucht, ist das ungesund und macht uns dick. Denn unser Körper kann Kohlenhydrate in Fette umwandeln und als Fettzellen speichern.

Was ist Iod?

Iod (oder Jod) ist ein chemisches Element. Für unseren Körper ist es ein lebenswichtiges Spurenelement. Nehmen wir zu wenig Iod über die Nahrung auf entsteht ein Iodmangel. Da in Deutschland in der Natur zu wenig Iod vorkommt, wird es unserer Nahrung zugesetzt. Das geschieht hauptsächlich durch Iodsalz. Das ist Salz, dem zusätzlich Iod zugeführt wurde. Auch Futtermitteln für Tiere wird Iod zugesetz. Natürlich vorkommend enthalten Meeresprodukte wie Algen und Seefisch besonders viel Iod.

Iod ist für die Funktion unserer Schilddrüse lebenswichtig. Iodmangel kann zur Bildung eines Kropfes (einer stark vergrößerten Schilddrüse) und schließlich zu Fehlfunktionen der Schilddrüse führen.

In zu großen Mengen gilt Iod als Gefahrstoff. Vor allem Ioddämpfe sind sehr gifitg für unseren Körper.

In der Medizin wird Iod unter anderem zur Desinfektion von Wunden eingesetzt. Das kennst du vielleicht in Form von Betaisodona. Die gibt es als Lösung oder Creme.

Auch wenn es nur kleine Mengen sind, solltest du das Iod nicht über das Abwasser entsorgen. Nimm Reste mit einem Küchenpapier auf und entsorge es über den Restmüll. Das gild auch für Betaisodona. Creme-Reste solltest du nicht mit Wasser abwaschen, sondern erst mit einem Tuch abnehmen und dieses wegwerfen.

Experiment: Brot wird süß

Wenn du manche Brot sehr lange kaust, können sie irgendwann süßlich schmecken. Das liegt daran, dass ein Enzym in deinem Speichel die Stärke in Zucker aufspaltet.

Bei diesem sehr einfachen kleinen Experiment kannst du es selbst schmecken.

Du brauchst:

• Ein Stück Bauernbrot

So gehst du vor:

1. Nimm ein kleines Stück Bauernbrot in den Mund.
2. Kaue das Brot sehr laangsam und lange bis sich der Geschmack verändert.
3. Fängt das Brot an irgendwann süßlich zu schmecken?

Achte darauf, ein Brot zu verwenden, dass einen hohen Stärkeanteil besitzt und dem wenig Zucker zugegeben wurde. Ein Bauernbrot eignet sich oft besonders gut dafür.

Beim Kauen entsteht ein Nahrungsbrei, der sich mit Speichel (Spucke) vermischt. In deiner Spucke befindet sich ein Enzym, die Amylase. Diese zerlegt die Stärke in kleinere Kohlenhydrat-Bestandteile, die Zucker. Diesen Vorgang nennt man Amymolyse.

Experiment: Spucke baut Stärke ab

Den Vorgang aus dem oberen Experiment kannst du mit Hilfe einer Iod-Lösung sichtbar machen.

Du brauchst:

• Betaisodona-Lösung (aus der Apotheke)
• Glas
• Wasser
• Speisestärke, z.B. Kartoffelstärke
• Löffel

So gehst du vor:

1. Gib ein wenig Speisestärke in ein Glas.
2. Fülle etwas Wasser in das Glas und rühre es um.
3. Gib einen Tropfen der Betaisodona-Lösung in das Glas, die Flüssigkeit wird sich lila färben.
4. Jetzt spuckst du in das Glas und beobachtest, was passiert.
5. Rühre wieder mit dem Löffel um.
6. Jetzt musst du warten und zwischendurch immer wieder rühren.

Das Enzym braucht eine Weile um die Stärke zu zersetzen. Die Dauer ist abhängig von der Menge an Stärke und Spucke. Die Stärke setzt sich zwischendurch ab, rühre also immer wieder mal um.

Im Experiment entfärbt sich nach und nach die Lösung, sie wird mit der Zeit immer heller.

Iod geht eine Verbindung mit der Stärke ein. Diese neue Verbindung ist lila. Wird die Stärke aufgespalten, wird das Iod wieder freigesetzt und die lila Farbe verschwindet. Das Iod ist in der Lösung aber noch vorhanden, es ist nur nicht mehr an der Farbe zu erkennen.

Experiment: Stärkenachweis bei Lebensmitteln

Jetzt zeige ich dir, wie du mit Hilfe einer Iod-Lösung Stärke in unterschiedlichen Lebensmitteln nachweisen kannst.

Du brauchst:

• Betaisodona-Lösung (aus der Apotheke)
• Verschiedene stärkehaltige Lebensmittel (Brot, Getreide, Mehl, Kartoffeln, Reis, etc.)
• Lebensmittel, die vermutlich keine Stärke enthalten (Apfel, Gurke, etc.)

So gehst du vor:

1. Leg deine vermutlich stärkehaltigen Lebensmittel auf einen Teller.
2. Tropfe je einen Tropfen der Betaisodona-Lösung auf das Lebensmittel.
3. Ist Stärke vorhanden, verfärbt sich das Produkt, in Farbtönen bis lila/schwarz
4. Überschüssige Iod-Lösung nimmst du mit einem Küchenpapier auf.
5. Probiere das zum Beispiel auch mal mit einem Lebensmittel, das vermutlich keine Stärke enthält, wie einem Apfel.

Brot hat durch das Mehl einen sehr hohen Stärkeanteil. Jeder Tropfen Iod-Lösung ist sofort als dunkle Verfärbung zu erkennen.

Experiment: Stärkenachweis bei Kartoffeln

An einer Kartoffel kannst du untersuchen, was mit den Stärkekörnern passiert, wenn sie gekocht wird.

Du brauchst:

• Eine rohe Kartoffel
• Eine gekochte Kartoffel
• Messer

So gehst du vor:

1. Schneide eine rohe und eine gekochte Kartoffel auf.
2. Auf beide Hälften gibst du jeweils einen Tropfen Iod-Lösung. Die übrige Lösung tupfst du vorsichtig mit einem Tuch ab.
3. Beobachte, was passiert

Die Stärkekörner befinden sich bei der rohen Kartoffel innerhalb der Zellen. Du kannst sie als kleine dunkle Punkte erkennen. Die Iod-Lösung hat die einzelnen Stärkekörner gefärbt.

Die gekochte Kartoffel verfärbt sich fast schwarz. Durch das Kochen verändern sich die Zellen der Kartoffel, sie werden zum Teil zerstört. Die Stärkekörner quellen auf, indem sie Wasser aufnehmen. Die Stärke in der Kartoffel wird also aufgeschlossen. Dadurch ist sie für unsere Verdauungsenzyme und auch für die Iod-Lösung leichter zu erreichen.

Experiment: Stärkenachweis bei Speisestärke und Mehl

Als Mehl bezeichnet man alles, was gemahlen wurde. Wir konzentrieren uns hier auf Getreidemehle, also gemahlene Getreidekörner. Beim Mahlen bleibt nur der Mehlkörper übrig. So nennt man das Innere des Korns. Der Mehlkörper besteht zu 80%-90% aus Stärke. Dazu kommen dann noch Gluten, Ballaststoffe und Eiweiß.

Als Speisestärke, bzw. Stärke, wird nur der Stärkeanteil bezeichnet. In gekaufter Stärke sind die zusätzlichen Stoffe wie Gluten, Ballaststoffe und Eiweiße nicht mehr enthalten.

Dieses Experiment kannst du mit allen Mehlen und Speisestärken machen, die du bei dir zu Hause findest.

Du brauchst:

• Verschiedene Speisestärken: Maisstärke, Kartoffelstärke, Reisstärke, etc.
• Verschiedene Mehle: Weizenmehl, Roggenmehl, Dinkelmehl, etc.
• Betaisodona-Lösung (aus der Apotheke)
• Kleine Gläser, Bechergläser oder Reagenzgläser mit Ständer
• Löffel oder Spatel
• Pipette oder Trinkhalm-Pipette
• Wasser

So gehst du vor:

1. Gib jeweils Stärke in die Gläser. Dazu verwendest du die Spitze des Stiels eines Löffels oder eine Spatelspitze.
2. Fülle die Gläser mit etwas Wasser auf.
3. Vermische es durch vorsichtiges Schwenken.
4. Mit einer Pipette gibst du jeweils einen Tropfen Betaisodona-Lösung in die Flüssigkeit.
5. Warte, bis sich die Stärke abgesetzt hat.

Die löslichen Anteile der Stärke haben sich im Wasser gelöst. Abhängig von der Löslichkeit verfärbt sich das Wasser. Auch der Bodensatz wird verfärbt, je nachdem, wieviel Stärke im Mehl enthalten ist. Beobachte die Verfärbung, während sich die festen Teile absetzen. Schwenke die Flüssigkeit wieder auf und beobachte, was passiert.