Nachweis von Nährstoffen

Nachweise von Nährstoffen – Biologie

Hast du dir beim Einkauf von Lebensmitteln die Verpackungen schon einmal genauer angesehen? Dann ist dir bestimmt aufgefallen, dass auf jeder Verpackung eine Tabelle mit den enthaltenen Nährstoffen abgebildet ist. Aber was genau sind Nährstoffe eigentlich? Wie kann ich Nährstoffe in Lebensmitteln nachweisen? Und was ist eine Nachweisreaktion? In diesem Lerntext lernst du verschiedene Methoden kennen, wie Nährstoffe in Lebensmitteln nachgewiesen werden können.

Nahrung und Lebensmittel – Definition

Nahrungsmittel sind alle essbaren und trinkbaren Stoffe, die vom Körper aufgenommen und verstoffwechselt werden können und somit Energie liefern. Genussmittel wie Alkohol und Tabak zählen nicht dazu.

Im Gegensatz dazu gehören zu den Lebensmitteln neben den Nahrungsmitteln auch Genussmittel, Trinkwasser, Lebensmittelzusatzstoffe und Nahrungsergänzungsmittel.

Der Nährwert oder Brennwert gibt den Energiegehalt von Lebensmitteln an. Er bezeichnet somit den Wert eines Lebensmittels, je nach Menge und Verhältnis seiner Inhaltsstoffe und der Verfügbarkeit dieser Stoffe.

Nährstoffe – Definition

Nährstoffe sind energiereiche Stoffe, die von Lebewesen aufgenommen und anschließend im Stoffwechsel des Körpers verarbeitet werden. Beim Abbau der Nährstoffe wird Energie freigesetzt, die für die Aufrechterhaltung der Lebensprozesse notwendig ist. Mehr darüber lernst du in dem Video über die Zerlegung von Nährstoffen. Nährstoffe sind in Nahrungsmitteln enthalten.

Die drei Hauptnährstoffe sind Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette. Eiweiße werden auch Proteine genannt. In den folgenden Abschnitten geht es um die Nachweisreaktionen für diese Nährstoffe.

Nachweis von Kohlenhydraten

Kohlenhydrate werden in Einfachzucker, Zweifachzucker und Vielfachzucker eingeteilt. Sie unterscheiden sich durch ihren etwas unterschiedlichen Aufbau voneinander. In der folgenden Tabelle sind einige Beispiele aufgelistet.

Nachweis von Stärke

Stärke lässt sich mittels einer Iodlösung nachweisen. Eine Mischung aus Wasser, Iod und Kaliumiodid ergibt die sogenannte lugolsche Lösung. Diese Lösung wird auf das Nahrungsmittel gegeben, in dem man die Stärke nachweisen möchte, beispielsweise eine aufgeschnittene Kartoffel oder Speisestärke. Wenn eine dunkle Färbung einsetzt, ist der Nachweis positiv und man weiß nun, dass Stärke enthalten ist. Bei Nahrungsmitteln ohne Stärke, wie Rübenzucker und Kochsalz, bleibt die Färbung gelb-bräunlich.

Nachweis von Traubenzucker

Für den Nachweis von Traubenzucker, auch Glucose genannt, sind in der Apotheke Teststreifen erhältlich. Mit diesen kann überprüft werden, ob Traubenzucker enthalten ist und in welcher Menge. Der Teststreifen wird in die Probe gehalten, in der der Traubenzucker nachgewiesen werden soll. Anhand der Färbung des Teststreifens und durch einen Vergleich mit der Testskala lässt sich ablesen, ob und wie viel Traubenzucker enthalten ist. Wenn Traubenzucker fehlt, verändert sich die Färbung des Teststreifens nicht.

Eine weitere Möglichkeit, um Traubenzucker nachzuweisen, ist es, eine Lösung mit Benedict-Reagenz zu versetzen. Das Reagenz hat eine blaue Färbung. Es wird zu der zu überprüfenden Lösung hinzugegeben und vorsichtig erhitzt. Nach einer Weile verändert sich die Farbe des Stoffgemisches. In Abhängigkeit von der Konzentration an Zucker wird die Lösung rot, gelb oder grün. Wenn kein Traubenzucker enthalten ist, bleibt die Lösung blau.

Nachweis von Eiweiß

Eiweiß kann beispielsweise in einem Hühnerei nachgewiesen werden. Dazu wird das Eiklar vom Eiweiß getrennt und in zwei Reagenzgläser aufgeteilt. Eiklar enthält viel Eiweiß. Eines der Reagenzgläser wird erhitzt. Dadurch wird aus dem Eiklar Eiweiß, wie man es aus dem Ei kennt. Die Reaktion zeigt, dass Eiweiß durch Hitze verändert wird. Bei hohen Temperaturen wird Eiweiß weiß und fest. Dies wird als Denaturierung bezeichnet. Diese Eigenschaft kann man sich beim Nachweis von Eiweiß zunutze machen.

In das zweite Reagenzglas, in dem sich ebenfalls Eiklar befindet, wird eine Kupfersulfatlösung hinzugegeben. Durch die Kupferionen in der Lösung flockt das Eiweiß aus und es bildet sich ein weißer Rand. Durch die Zugabe einer Sodalösung wird der Effekt noch deutlicher und es bildet sich zudem eine violette Färbung, die vorhandenes Eiweiß nachweist.

Eine andere Variante ist es, Zitronensäurelösung zum Eiklar hinzuzufügen. Durch die Säure verklumpen die wasserlöslichen Eiweiße und fallen aus, da Eiweiße säureempfindlich sind. Auf ähnliche Weise wird übrigens durch die Milchsäure Quark hergestellt.

Nachweis von Fetten

Fett kann mittels der Fettfleckprobe nachgewiesen werden. Dazu werden ein paar Tropfen Rapsöl, Butter und Wasser an verschiedenen Stellen auf ein Löschpapier geträufelt. Zur Markierung können die Flecken mit einem Stift umrandet werden. Nach einer Weile ist das Wasser verdunstet und der Fleck ist auf dem Papier nicht mehr erkennbar. Wenn Fett vorhanden ist, wie in Rapsöl und Butter, bleibt der Fleck auf dem Papier sichtbar. Die Fettflecken sind im Licht durchscheinend.

Nachweis von Nährstoffen – Zusammenfassung

Du hast nun einige Methoden kennengelernt, mit denen man Zucker, Eiweiß und Fett in Lebensmitteln nachweisen kann. Die folgende Tabelle fasst die Nachweisreaktionen von Kohlenhydraten, wie Glucose und Stärke, von Eiweiß und von Fetten zusammen.

Wenn dich solche kleinen Versuche interessieren, dann schau dir gern die Videos über den Nachweis von Glucose und Cellulose oder über Methoden zum Planen, Untersuchen und Auswerten an. Viel Spaß!