Zucker, Zuckeraustauschstoffe und Süßstoffe

Es gibt viele Möglichkeiten ein Lebensmittel zu süßen. Dies zeigt der Besuch im Supermarkt. Es gibt Zucker, Zuckeraustauschstoffe und Süßstoffe. Zucker sind in vielen Naturprodukten enthalten und dienen in der Ernährung neben Fette als Hauptenergielieferant.

Sie besitzen einen hohen Brennwert und fördern zudem Karies. Zuckeraustauschstoffe besitzen dem Haushaltszucker ähnliche chemische Eigenschaften, werden allerdings vom Körper langsamer abgebaut. Süßstoffe haben gegenüber Zucker oder Zuckerersatzstoffen den Vorteil, dass sie vom menschlichen Stoffwechsel nicht verwertet werden. Die verschiedenen Zucker, Zuckeraustauschstoffe und Süßstoffe schmecken alle süß. In ihren chemischen Eigenschaften unterscheiden sie sich jedoch. Die Unterschiede sind auf die unterschiedlichen Strukturen bzw. funktionellen Gruppen zurückzuführen.

In diesem Schülerpraktikum werden sowohl Struktur-Eigenschaftsbeziehungen als auch Zuckeraustauschstoffe, wie Xylit thematisiert, die aus der Natur kommen.
Aufgrund verschiedener Strukturen analysieren die Schüler 5 Gefäße, welche mit A-E bezeichnet sind. Die Aufgabe besteht darin, anhand verschiedener funktionieller Gruppen die Süßungsmittel eindeutig zu identifizieren. Dabei wird auf das gesamte Wissen der organischen Chemie der Klassenstufe 10 zurückgegriffen. Das Thema bietet somit eine Möglichkeit, im Kontext der Süßungsmittel funktionelle Gruppen, wie Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Cycloalkane, oder auch Peptide zu thematisieren.

Benötigtes Vorwissen

Die Schülerinnen und Schüler

...nennen die funktionellen Gruppen: Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Peptid-Bindungen, (Ester).
...sind in der Lage in einer Strukturformel funktionelle Gruppe zu benennen.
...zeichnen Einfach-Zucker in der Fischer-Projekt
...nennen die Kyroskopie zur Bestimmung der Molaren Masse eines organischen Moleküls
...beschreiben die Fehling-Probe als Nachweisreaktion für Aldehyde
...beschreiben die Ninhydrin-Probe als Nachweis für Peptid-Bindungen
...beschreiben die Oxidation von Alkoholen und Aldehyden

Die Versuche

	Inhalte des Experiments	Kognitiver Anspruch	Dauer in Minuten
Identifizierung funktioneller Gruppen	Identifizierung funktioneller Gruppen in den Strukturformeln der Süßstoffe/Zuckeraustauschstoffe		je 5 Min.
Identifizierung der Proben A-E	Anhand verschiedener Reaktionen und Nachweise werden die Proben A-E identifiziert.		70 Min.
Hydrolyse eines Peptides	Experimentelle Bewertung eines Lebensmittelaufdrucks		je 25 Min.