EL-MO II Moleküle, Schulbuch

121 8.2 KOhlenhYDrate Saccharose ( β -D-Fructofuranosyl- α -D-Glucopyranosid) Saccharose (Abb. 121.1) ist ein rechtsdrehendes, nicht reduzierendes Disaccharid (beide Ringe sind durch die glycosidische Bindung fixiert). Sie ist heute weltweit der am weitesten verbreitete lösliche Nahrungsmittelzucker. Nach der Herkunft nennt man Saccharose auch Rohr- oder Rübenzucker . Die Jahresweltproduktion beträgt etwa 120 Millionen Tonnen und stammt zu über 60 % aus dem Zuckerrohr; der Rest stammt aus Rüben. Zuckerrübenanbau und Zuckergewinnung sind in Ostösterreich ein wichtiger Wirtschaftszweig. Zur Zuckergewinnung (Abb. 121.2) werden die Zuckerrüben (Züchtungen enthalten bis zu 20 % Saccharose) in der Zeit der Kampagne von September bis Dezember verarbeitet. Die rasche Verarbeitung ist nötig, da die Rübe beim Lagern durch At- mung etwa 1 % Zucker pro Monat verliert. Die gewaschenen Rüben werden zer- schnitten und mit ca. 70 °C heißem Wasser im Gegenstromverfahren ausgelaugt. Dabei gewinnt man den Rohsaft mit etwa 14 % Zucker. Daneben sind noch andere lösliche Stoffe aus der Rübe wie Salze und Eiweiß enthalten. Zur Reinigung macht man den Rohsaft durch Zusatz von gebranntem Kalk alkalisch. Dadurch werden Phosphate als Calciumphosphat gefällt und das Eiweiß koaguliert. Das überschüs- sige Calciumhydroxid fällt man durch Einleiten von Kohlenstoffdioxid wieder als Calciumcarbonat aus. Am Niederschlag werden viele Begleitstoffe adsorbiert. Nach dem Filtrieren erhält man den gereinigten Dünnsaft. In der Verdampferstation wird daraus Wasser verdampft, bis ein Dicksaft mit etwa 60 % Zucker entsteht. Dieser wird weiter eingedampft und der auskristallisierte Zucker durch Zentrifugieren ge- reinigt. Der Vorgang Verdampfen – Zentrifugieren wird noch zweimal wiederholt. Bei den ersten zwei Kristallisationsvorgängen entsteht weißer Zucker, der getrock- net und gelagert wird. In der letzten Stufe entsteht brauner Zucker, der wieder im Dicksaft gelöst wird. Als Rückstand verbleibt eine zuckerhältige Flüssigkeit, die Me- lasse . Sie wird mit den ausgelaugten Rübenschnitzeln vermischt und als Viehfutter verwertet. Auch als Ausgangsstoff für die Citronensäureproduktion ist sie brauchbar. Die Verarbeitung von Zuckerrohr erfolgt auf ähnliche Weise. Die Melasse enthält aber im Gegensatz zur Rübenmelasse eine Reihe angenehm riechender Stoffe. Sie kann zu Rum vergoren werden. Auch brauner Zucker wird mit Rohrzuckermelasse hergestellt (Besprühen von weißem Rübenzucker). Erhitzt man Saccharose vorsichtig bis zum Schmelzen, so verfärbt sie sich dunkel. Das Zersetzungsprodukt nennt man Behandelt man Saccharose mit Säuren, so zerfällt sie in ein Gemisch aus Glucose und Fructose. Die Mischung wirkt wieder reduzierend. Sie wird Invertzucker genannt, da die rechtsdrehende Saccharose in die linksdrehende Mischung übergeht. (Fruc- tose dreht stärker links als Glucose rechts.) Ein natürlicher Invertzucker ist der Honig. Im Sammelmagen der Biene spalten Enzyme die Saccharose des Blütennektars. ■ 121.1: Erklär die gute Wasserlös- lichkeit von Zucker und die Tat- sache, dass Zucker kaum unzer- setzt schmelzbar sind, aus dem Molekülbau! ■ 121.2: Cellobiose ist ein Disaccharid aus 2 D-Glucoseeinheiten mit β -(1,4)-glycosidischer Verknüp- fung. Ermittle die Hayworth- Strukturformel! Ist Cellobiose reduzierend? ÜBUNGeN ■ 121.1: Reduktionsvermögen der Disaccharide Führ die Fehling´sche Probe mit den Disacchariden Maltose, Lactose und Saccharose durch! Entsorgung: Kanister S ■ 121.2: Spaltung der Saccharose I Erhitz etwas Saccharose mit verdünnter Salzsäure 5 Minuten im Wasser- bad! Neutralisier mit Sodalösung bis zum Ende des Schäumens! Führ mit der Invertzuckerlösung die Fehling´sche Probe durch! Entsorgung: Kanister S ■ 121.3: Spaltung der Saccharose II Füll Saccharoselösung in die Küvette eines Polarimeters und bestimm den Drehwinkel! Nun setz etwas verdünnte Salzsäure zu und wiederhol die Be- stimmung des Drehwinkels in Abständen von 5 Minuten! Entsorgung: Abfluss SCHülerVersuCHe O C C C C C CH 2 OH H OH H OH OH H H HO H H C C O C C O C C CH 2 OH HO H H OH CH 2 OH HO C C C CH 2 OH H H OH OH H H HO H H C C O C C CH 2 OH HO H H OH CH 2 OH O H 2 O Waschen Schnitzeln Rohsaft Ca(OH) 2 Filtration Dünnsaft Verdampfer Dicksaft Melasse Ernten Aus- laugen CO 2 CaCO 3 Verdampfer Zucker Abb. 121.2: Von der Zuckerrübe zum Zucker Abb. 121.1: Saccharose aus Glucose und Fructose Saccharose b -D-Fructose a -D-Glucose Karamel. Stark zersetzter Zucker dient als „Zuckercouleur“ zum Färben von Lebensmitteln (Essig, Rum, Cola-Getränke). Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv