Nachwachsende Rohstoffe - Lehrmaterialien für den ...

Heute wird das lebenswichtige Hormon zwar
immer noch aus tierischen Drüsen gewonnen, es
kann inzwischen aber auch durch biotechnologisch
hergestelltes Humaninsulin ergänzt werden.
Ein anderer Bakterienstamm setzt Glucose zu
Polyhydroxybuttersäure um. Polyhydroxybuttersäure
ist ein Polyester, der biologisch abbaubar ist.
Daraus hergestellte Verpackungen lassen sich kompostieren.
Die thermoplastische, d. h. bei erhöhten
Temperaturen verformbare Polyhydroxybuttersäure
wird unter dem Markennamen Biopol vertrieben.
Jedoch ist Biopol derzeit für eine breite Verwendung
noch zu teuer.
Stärke
Stärke ist ein in der Flora weit verbreitetes Polysaccharid.
Stärke besteht aus kettenförmigen Amylosemolekülen
und verzweigten Amylopektinen, die
wiederum aus dem Monosaccharid Glucose aufgebaut
werden.
Chemischer Aufbau von Stärke
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Kopiervorlage G / Zusatzinformation
ZUR FILMBILDUNGSEIGENSCHAFT VON STÄRKE
Stärkepflanze
Kartoffel
Reis
Mais
Weizen
Gerste
Stärkegehalt ausgewählter Stärkepflanzen
Stärkegehalt [%]
12 bis 20
70 bis 75
60 bis 70
53 bis 70
62
Heimische Stärkelieferanten sind Getreide, wie
Mais, Weizen, oder Kartoffeln.
Stärke wird in den Stärkepflanzen in kleinen, zwischen
5 und 500 µm großen, sogenannten Stärkekörnern
gesammelt. Diese weisen eine für jede
Pflanzenart typische Gestalt auf.
Die Stärke wird aus den vorgequollenen, zerkleinerten
Stärketrägern durch Auswaschen gewonnen.
Sie hat die Eigenschaft, mit Wasser bei Temperaturerhöhung
aufzuquellen: So lässt sich aus einer Stärkesuspension
durch Erhitzen eine hochviskose,
klebrige Masse, der sogenannte Stärkekleister,
erhalten. Die Quelleigenschaften sind je nach Stärkeart
verschieden.
Als verdauliches Kohlenhydrat spielen Stärketräger
(Kartoffeln, Reis) und Stärkeprodukte (Brot, Mehlspeisen)
eine wichtige Rolle bei der Ernährung von
Mensch und Haustier: Die Verbrennung von 1 g
Stärke setzt die Energie von etwa 17 kJ (4 kcal)
frei.
Verantwortlich für die Filmbildungseigenschaft der Stärke sind intra- und intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen.
Besonders leicht bilden die gestreckten Amylosemoleküle beim Eintrocknen
filmartiges Material. Durch Partialhydrolyse nativer Stärke wird vor allem das verzweigte Amylopektinmolekül
abgebaut. Dadurch nimmt die Fähigkeit der Filmbildung zu. Filme aus reiner Stärke
sind wegen der Ausbildung kristalliner Bereiche sehr spröde. Gelingt es, kleine Moleküle wie
beispielsweise Wasser oder Glycerin unter Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen
die Stärkemoleküle einzulagern, werden die kristallinen Bereiche gelockert. Wasser und
Glycerin haben hier also die Funktion eines Weichmachers. Das wenig flüchtige und sehr hydroskopische
Glycerin bewirkt einen Restgehalt Wasser in der Folie, welches auch als Weichmacher
fungiert.