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Demonstrationsexperiment auf Video

Emulgatoren - "Vermittler" zwischen Wasser und Öl

Lernziel: amphiphiler Charakter der Emulgatoren, Grenzflächenspannung

Peter Keusch




English version



Supermarktprodukte:
Kartoffel-Püree  (Zutaten:  Kartoffel, Emulgator 471, Antioxidationmittel, Ascorbylpalmitat, Farbstoff Kurkumin)
Rosenpaprika  (Zutaten:  Paprika, Trennmittel, Cellulose, Siliciumdioxid)
Speiseöl  (Zutaten:  Sonnenblumenöl, Zitronenöl, Vitamin A, Vitamin D)

Glaswaren:
2 Gaswaschflaschen, ohne Einsatz, mit Stopfen, 250 mL
Becherglas 50 mL
2 Bechergläser 100 mL
2 Bechergläser 250 mL
Glastrichter d = 10 cm


Versuchsdurchführung:


3 g Rosenpaprikapulver werden in 80 mL Speiseöl gelöst und die Lösung anschließend auf zwei Gaswaschflaschen verteilt. Die Flaschen werden mit 200 mL Wasser aufgefüllt. Nach der erfolgten Phasentrennung werden mit Hilfe eines Glastrichters in eine der beiden Gefäße 20 g Kartoffelpüreepulver geschüttet. Die beiden Flaschen werden nun verschlossen und geschüttelt.


Versuchsergebnis:

Nach Beendigung des Schüttelns trennen sich Öl und Wasser in einer der beiden Gaswaschflaschen wieder. Auf dem Wasser sammelt sich das Öl, in dem Paprika mit roter Farbe (Carotinoide: Capsanthin, Capsorubin) gelöst ist. Im anderen Zylinder bildet sich eine einheitliche, orange gefärbte Mischung.




Videoclip
(Download RealPlayer .rm Datei)



Deutung des Versuchsergebnisses und Hintergrund:

Öl und Wasser mischen sich nicht. Öl ist nicht polar und hydrophob. Aufgrund der geringeren Dichte schwimmt Öl auf dem Wasser. Paprikapulver wird in Öl gelöst.







Der Emulgator im Kartoffelpüree vermittelt zwischen Öl und Wasser. Emulgatoren. besitzen sowohl einen lipophilen als auch einen hydrophilen Anteil. Bedingt durch ihren amphiphilen Charakter lagern sich Emulgatormoleküle an die Grenzfläche zwischen Öl und Wasser und erniedrigen die Grenzflächenspannung so stark, dass sich die beiden Phasen vermischen können.

Der im Kartoffel-Püree vorliegende Emulgator 471 besteht aus Mono- und Diglyceriden von Speisefettsäuren. Im Falle eines Diglycerids bilden die langen Kohlenwasserstoffketten der beiden Fettsäuren den lipophilen "Schwanz". Der Glycerinrest stellt den hydrophilen "Kopf" dar:

Diglycerid
Diglycerid


Der Einsatz von Emulgatoren ist dort gefragt, wo Öle oder Fette mit wässerigen Medien vereint über eine gewisse Zeit eine stabile Mischung bilden müssen. Sie sind daher ein Bestandteil von Nahrungs- und Reinigungsmitteln und Kosmetika.

Lecithin wird häufig in verarbeiteten Nahrungsmitteln wie Eiscreme, Margarine und Salatdressing verwendet.

Lecithin ist ein natürlicher Emulgator. Mit seinem hydrophoben und hydrophilen Molekülanteilen kann Lecithin gleichzeitig sowohl mit Wasser als auch mit Öl in Wechselwirkung treten. Der hydrophobe Teil enthält zwei lange Kohlenwasserstoffketten, während sich der hydrophile Kopf aus Carbonylgruppe, Glycerol-Brücke und Phosphatidylcholin zusammensetzt.



Lecithin -Kalottenmodell

(Quelle: http://www.web-books.com/MoBio/Free/Ch1B2.htm)


Die Bezeichnung "Lecithin" ist abgeleitet vom griechischen "lekithos" = Eigelb. Tatsächlich wurde Lecithin im Eigelb entdeckt. Allerdings stellen Sojabohnen die wichtigste kommerzielle Lecithinquelle dar.


Literatur:
G. Schwedt: Experimente mit Supermarktprodukten, Wiley-VCH-Verlag, Weinheim 2001


Liste der Experimente






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