Gewinnung von Stärke aus Kartoffeln

Stärke wird im Zusammenhang mit der Photosynthese gebildet und liegt im Normalfall in der Zelle in Form von Stärkekörnern vor, die je nach Pflanzenart verschiedene Gestalt und Schichtung haben.

Inhaltsverzeichnis:

  1. Was ist pflanzliche Stärke?
  2. Gewinnung von Kartoffelstärke (Industrie)
  3. Verwendungszwecke
  4. Versuch
  5. Quellen

1. Was ist pflanzliche Stärke?

Stärke wird im Zusammenhang mit der Photosynthese gebildet und liegt im Normalfall in der Zelle in Form von Stärkekörnern vor, die je nach Pflanzenart verschiedene Gestalt und Schichtung haben. Stärke wird in Samen, Knollen oder Wurzeln eingelagert und dient der Pflanze als Energiespeicher. Der Sinn der Stärkebildung ist die Speicherung der Glucose in unlöslicher Form. Stärke gehört zu den Polysacchariden (Vielfachzucker, Untergruppe der Kohlenhydrate) und ist aus Tausenden von Glucosemolekülen aufgebaut. Sie besteht zu 10-30% aus Amylose (unverzweigte Glucoseketten, die durch α-1,4-glycosidischen-Bindungen verknüpft sind) und zu 70-90% aus  Amylopektin (sehr große, verzweigte Kettenmoleküle, die durch α-1,6-glykosidischen-Bindungen und α-1,4-glycosidischen-Bindungen verknüpft sind). Stärke kann durch Hydrolyse (z.B. durch Enzyme oder Säuren) in ihre Bausteine (Glucose) zerlegt werden. Sie muss z.B. bei der Verdauung erst in Zuckereinheiten zerlegt werden, um vom menschlichen Körper aufgenommen zu werden.

2. Gewinnung von Kartoffelstärke (Industrie)

Die grobe Durchführung, um Stärke aus Kartoffeln zu gewinnen, ist, dass die Kartoffeln erst zerkleinert werden, die Stärkekörner mit Wasser ausgeschwemmt, diese aus der Suspension abgesetzt und getrocknet werden. Ein Beispiel: Reinigung: • Anlieferung der Kartoffeln • Grob gereinigt • Lagerung • Mit Schwemmrinnen, die mit Kraut- und Steinfängen ausgestattet sind, in die Fabrik transportiert • Hauptreinigung: Kartoffeln werden in Trogwäscher mit Knüppel durcheinandergewirbelt. Durch Abreibung wird die Erde vollständig und die Schale teilweise entfernt. Zerkleinerung: • Durch Sägeblattreiben zerkleinert: feiner Brei, sogenannte Reibsel • Möglichst viel Zellen geöffnet; Schale nicht zu fein zerrissen, damit sie bei Extraktion nicht durchs Sieb kommen. Extraktion: • Die groben Schalenbestandteile (Pülpe) mittels mehrerer Centrisiebe und Wasser über Düsen abgetrennt. • Die Stärke und das Fruchtwasser durch; zurückbleibende Pülpe entwässert und getrocknet: Mischfutterkomponent (da Proteine und ein Reststärkegehalt bis zu 30% Trockenmasse vorhanden sind) Fruchtwassertrennung: • Mit Hydrozyklonanlage • Fruchtwasser: hoher Gehalt an Proteinen, Aminosäuren und Mineralstoffe • Proteine durch Hitzekoagulation abgetrennt • Restlicher Fruchtsaft wird eingedampft und zu Dünger. Raffination: • Frischwasserzugabe (Aufschwemmung) = Reinigung Entwässerung und Trocknung: • Raffinierte Rohmilch: Gehalt von 35% bis 40% Trockenmasse • Entwässerung: Vakuumdrehfilter, Restfeuchtigkeit 40% • Trocknung: in Stromtrocknern, Endfeuchtigkeit max. 15%, damit die Stärke lagerfähig ist

3. Verwendungszwecke

Stärke wird unter anderem • Zum Beizen von Baumwolle • Zur Färbung mit Anilinfarbe • Zum Leimen von Papier • Zum Verdicken von Farben in der Zeugdruckerei • als Kleister • Zur Herstellung von Dextrin und Traubenzucker • Zur Herstellung von Nudeln und mehlhaltigen Nahrungsmittel, wie Brot und andere Backwaren verwendet und ist auch ein • Wichtiges Verdickungs- und Bindemittel In der Nahrungsmittelindustrie wird Stärke häufig in Form von „modifizierter Stärke“ verwendet (chemisch bearbeitete Stärke, wird erhöhten technischen Anforderungen gerecht, wird wie natürliche Stärke verdaut), die für ganz spezifische Anwendungszwecke gemacht wird (Quellstärke, dünnkochende Stärke, Stärkeether, Stärkeesther, vernetzte Stärke, oxidierte Stärke).

4.Versuch

Versuch: Gewinnung von Stärke aus Kartoffeln Schülerversuch; 20 min. Geräte 2 Bechergläser (mindestens 400 ml), Kartoffel-Reibe aus der Küche, Leinen (z. B. Geschirrtuch). Chemikalien, Material Kartoffel (etwa 100 g). Durchführung Die Kartoffel wird geschält und zu einem Brei zerrieben, der im Becherglas mit 150 ml Leitungswasser unter Rühren aufgeschlämmt wird. Die Masse wird durch ein Leinentuch gepresst. Der Rückstand im Tuch wird zur Erhöhung der Ausbeute noch zweimal in je 100 ml Leitungswasser aufgeschlämmt und wie eben beschrieben behandelt. Danach wird er verworfen. Die Stärkesuspension trennt sich im Becherglas innerhalb weniger Minuten. Der überstehende Kartoffelpresssaft wird vorsichtig abdekandiert. Die am Glasboden zurückbleibende Stärke wird noch einmal mit etwa 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Absetzen der Stärke wird erneut abdekandiert. Die Stärke kann getrocknet oder noch feucht weiterverarbeitet werden. Die Menge an Stärkekörnern, die man unter schulischen Bedingungen aus Kartoffeln erhält, ist tatsächlich nicht umwerfend. Alle in einer Klasse gewonnenen Körner reichen für eine schöne Folie aus. • Nachweis der Stärke durch Iodprobe 5.Quellen • www.lebensmittel.de • www.biosicherheit.de • www.zuckerforschung.at • www.uni-bielefeld.de • www.foodnews.ch • Linder Biologie, Lehrbuch für die Oberstufe, 21., neu bearbeitete Auflage, Metzler • Chemie in Lebensmitteln, Herausgegeben von der Katalyse-Umweltgruppe Köln e.V. • www.lexikon.freenet.de • www.pixelquelle.de

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