EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

KM-8: Chemische Grundlagen des Lebens 257 257 Saccharose – Zucker – Zuckercouleur Saccharose ( β -D-Fructofuranosyl- α -D-Glucopyranosid) Saccharose 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 Ostös- terreich ein wichtiger Wirtschaftszweig. Zuckergewinnung Zur Zuckergewinnung 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 Atmung etwa 1 % Zucker pro Monat verliert. c Gewinnung von Rohsaft Die gewaschenen Rüben werden zerschnitten und mit ca. 70 °C heißem Wasser im Gegenstromverfahren ausgelaugt. Dabei gewinnt man den Roh- saft mit etwa 14 % Zucker. Daneben sind noch andere lösliche Stoffe aus der Rübe, wie Salze und Eiweiß, enthalten. c Reinigung des Rohsafts Zur Reinigung macht man den Rohsaft durch Zusatz von gebranntem Kalk alkalisch. Dadurch werden Phosphate als Calciumphosphat gefällt und das Eiweiß koaguliert. Das überschüssige Calciumhydroxid fällt man durch Ein- leiten von Kohlenstoffdioxid wieder als Calciumcarbonat aus. Am Nieder- schlag werden viele Begleitstoffe adsorbiert. Nach dem Filtrieren erhält man den gereinigten Dünnsaft . c Gewinnung des Dicksafts und Kristallisation von Zucker 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 gereinigt. Der Vorgang Ver- dampfen – Zentrifugieren wird noch zweimal wiederholt. Bei den ersten zwei Kristallisationsvorgängen entsteht weißer Zucker, der getrocknet und gelagert wird. In der letzten Stufe entsteht brauner Zucker, der wieder im Dicksaft gelöst wird. Melasse Als Rückstand verbleibt eine zuckerhältige Flüssigkeit, die Melasse. Sie wird mit den ausgelaugten Rübenschnitzeln vermischt und als Viehfutter verwertet. Auch als Ausgangsstoff für die Citronensäureproduktion ist sie brauchbar. Zuckerrohr 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 Rohrzuckerme- lasse hergestellt (Besprühen von weißem Rübenzucker). Zuckercouleur Erhitzt man Saccharose vorsichtig bis zum Schmelzen, so verfärbt sie sich dunkel. Das Zersetzungsprodukt nennt man Karamell . Stark zersetzter Zucker dient als „Zuckercouleur“ zum Färben von Lebensmitteln (Essig, Rum, Cola-Getränke). Invertzucker Wenn man Saccharose mit Säuren behandelt, so spaltet sie in ein Gemisch aus Glucose und Fructose. Die Mischung wirkt wieder reduzierend. Sie wird Invertzu- cker genannt, da die rechtsdrehende Saccharose in die linksdrehende Mischung übergeht. (Fructose dreht stärker links als Glucose rechts.) Ein natürlicher In- vertzucker ist der Honig. Im Sammelmagen der Biene spalten Enzyme die Sac- charose des Blütennektars. Als Zuckersirup bzw. Glucose-Fructose-Sirup findet er in der Lebensmittelindustrie Verwendung. Abb. 257–1: D-Saccharose aus D-Glucose und D-Fructose O C C C C C CH 2 O H H O H H O H O H H H H O H H C C O C C O C C CH 2 O H H O H H O H CH 2 O H H O C C C CH 2 O H H H O H O H H H H O H H C C O C C CH 2 O H H O H H O H CH 2 O H O H 2 O α -D-Glucose β -D-Fructose Saccharose Abb. 257–2: Von der Zuckerrübe zum Zucker Waschen Schnitzeln Rohsaft Ca(OH) 2 Filtration Dünnsaft Verdampfer Dicksaft Melasse Ernten Aus- laugen CO 2 CaCO 3 Verdampfer Zucker Schüler-Experiment 9.1 Reduzierende und nichtreduzierende Zucker VS Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv