Stärkenachweis - 4 Experimente zum Nachweis von Stärke in Lebensmitteln

Bei Stärke denkt man 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 gehört auch Zucker. Stärke liegt in Pflanzenzellen als Stärkekörner vor. Mit der Stärke speichern sie überschüssige Energie. Über die Nahrung nehmen wir die Stärke auf. Für unseren Körper ist Stärke ein Energielieferant. Mit den folgenden einfachen Experimenten zeige ich dir, wie du Stärke in Lebensmitteln nachweisen kannst.

• Was sind Kohlenhydrate?
• Was ist Stärke?
• Stärke in unserem Körper
• Was ist Iod?
• Experiment: Zersetzung der Stärke durch Spucke
• 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 Zucker, 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.

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

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.

Stärke kann man sich 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, 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. Beim Kauen entsteht ein Nahrungsbrei, der sich mit Speichel (Spucke) vermischt. Der Speichel fängt bereits an die Stärke in kleinere Stücke zu zerlegen. Das kannst du testen, indem du einmal so lange auf einem Stück Brot herum kaust bis es anfängt süßlich zu schmecken.

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, so 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 Jodsalz. 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.

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

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

In zu großen Mengen ist Iod jedoch nicht ungefährlich und gilt als Gefahrstoff. Vor allem Ioddämpfe sind sehr gifitg für unseren Körper.

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.

Experiment: Zersetzung der Stärke durch Spucke

Ein Enzym in deiner Spucke zersetzt die Stärke und zerlegt sie in kleiner Kohlenhydrat-Bestandteile. Diesen Vorgang nennt man Amylolyse, das Enzym Amylase. Die Zersetzung der Stärke durch deine Spucke kannst du in diesem einfachen Experiment testen.

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. Tropfe je 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 das Wasser, es wird mit der Zeit immer heller. Iod geht eine Verbindung mit der Stärke ein. Diese neue Verbindung ist lila. Wenn die Stärke zersetzt wird, wird das Iod wieder freigesetzt und die lila Farbe verschwindet. Das Iod ist in der Lösung aber noch vorhanden, nur nicht mehr sichtbar.

Experiment: Stärkenachweis bei Lebensmitteln

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

Du brauchst:

• Betaisodona-Lösung (aus der Apotheke)
• verschiedene stärkehaltige Lebensmittel (Brot, Getreide, Mehl, Kartoffeln, Reis, 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 Färbung zu erkennen.

Experiment: Stärkenachweis bei Kartoffeln

Schneide eine rohe und eine gekochte Kartoffel auf. Auf die Hälften gibst du jeweils einen Tropfen Iod-Lösung. Die übrige Lösung tupfst du vorsichtig mit einem Tuch ab.

Bei der rohen Kartoffel kannst du kleine dunkle Punkte erkennen. Die Iod-Lösung hat die Stärkekörner gefärbt. Die gekochte Kartoffel verfärbt sich fast schwarz. Durch das Kochen wird die Stärke in der Kartoffel aufgeschlossen.

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 ennt man das Innere des Korns. Der Mehlkörper besteht zu 80%-90% aus Stärke. Dazu kommt dann noch Gluten, Ballaststoffe und Eiweiß.

Als Speisestärke, bzw. Stärke, wird nur der Stärkeanteil bezeichnet. In 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: Mais, Kartoffel, Reis, 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 Betaisosona-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.