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Nachweis von Nährstoffen

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Die Autor*innen
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Roland Hesse
Nachweis von Nährstoffen
lernst du in der Unterstufe 1. Klasse - 2. Klasse - 3. Klasse - 4. Klasse

Grundlagen zum Thema Nachweis von Nährstoffen

Inhalt

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.

Einfachzucker Zweifachzucker Vielfachzucker
  • Traubenzucker
  • Fruchtzucker
  • Milchzucker
  • Rohr- oder Rübenzucker
  • Stärke
  • Cellulose
  • 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.

    Nachzuweisender Nährstoff Benötigte Utensilien Ergebnis bei Vorhandensein des Nährstoffs
    Stärke lugolsche Lösung dunkle Färbung
    Traubenzucker Teststreifen aus der Apotheke Verfärbung des Teststreifens
    Traubenzucker
  • Benedict-Reagenz
  • Brenner zum Erhitzen
  • rote, gelbe oder grüne Verfärbung
    Eiweiß Kupfersulfatlösung Bildung eines weißen Rands
    Eiweiß
  • Kupfersulfatlösung
  • Sodalösung
  • Bildung eines weißen Rands
  • Violette Färbung
  • Eiweiß Zitronensäure Ausflocken des Eiweißes
    Fett Löschpapier/Filterpapier sichtbarer, durchscheinender Fleck auf dem Papier

    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!

    Transkript Nachweis von Nährstoffen

    Hallo! Heute möchte ich dir zeigen, wie man mit Hilfe eines kleinen Chemielabors und Stoffen aus dem Haushalt und der Apotheke einige Nährstoffe in Lebensmitteln nachweisen kann. Zuerst wollen wir dazu einige Begriffe klären: Wir sollten wissen, was Nahrung, Lebensmittel und Nährstoffe sind. Alle essbaren und trinkbaren Stoffe bilden die Nahrung. Ausgenommen sind die Genussmittel, zum Beispiel Alkohol. Wenn all die essbaren und trinkbaren Stoffe verändert, verarbeitet oder teilweise verarbeitet werden, kann man von Lebensmitteln reden. Deren Nährwert oder Brennwert ist der hauptsächliche Nutzen von Lebensmitteln. Er gibt den Energiegehalt in Lebensmitteln an. Nährstoffe sind Bestandteile unserer Nahrung, die wir direkt für unsere Tätigkeiten, den Stoffwechsel, den Wachstum und die Erhaltung unseres Körpers benötigen. Dazu zählen wir die Eiweiße, Fette und Stärke. Stärke ist ein Kohlenhydrat. Kohlenhydrate teilt man in den Einfach- Zweifach- und Vielfachzucker ein. Zu den Einfachzuckern zählen wir Traubenzucker und Fruchtzucker. Der Milchzucker und der Rohr- oder Rübenzucker sind Zweifachzucker. Stärke und Zellulose sind Vielfachzucker. Letztere können wir aber nicht verdauen, deshalb ist es ja ein Ballaststoff. Ich zeige euch zuerst den Stärkenachweis. Zur Speisestärke gebe ich eine Iodlösung. Zur Kontrolle tropfe ich auch etwas Lugolsche Lösung auf Rübenzucker und Kochsalz. Der Nachweis ist positiv, wie wir links sehen können, wenn eine Dunkelfärbung, also violett bis schwarz einsetzt. Negativ ist er, wenn alles gelbbräunlich bleibt. Demnach ist in Haushaltszucker und Kochsalz absolut keine Stärke. Für den Nachweis von Traubenzucker will ich in der Apotheke erhältliche Teststreifen einsetzen, die für den Traubenzuckernachweis im Urin bestimmt sind. Außerdem kann man mit den Teststreifen auch die Menge des enthaltenen Traubenzuckers, der ebenso Glukose genannt wird, messen. Wir sehen, dass es einen Farbumschlag von Gelb nach Hellgrün gibt. Wir messen durch Farbvergleich mit der Testskala 20 Milligramm je Deziliter, also 20 Milligramm Traubenzucker je 100 Milliliter der Lösung. Wenn Traubenzucker fehlt, bleibt der Streifen unverändert gelb. Es gibt noch eine weitere Nachweismöglichkeit für wasserlösliche Kohlenhydrate. Hier müssen wir aber die Gefahrenhinweise beachten. Eine Zuckerlösung wird mit Benedict-Reagenz versetzt. Die habe ich bereits vorbereitet. Die Lösung ist kräftig blau. Wir geben sie zur Traubenzuckerlösung und erhitzen vorsichtig. Allmählich verändert sich die Farbe des Stoffgemisches. Je nach Zuckerkonzentration soll die Lösung rot, gelb oder grün werden. Beobachtet, ob es gelingt. Ja, geschafft! Der Traubenzuckernachweis war positiv. Bleibt die Lösung nach dem Erhitzen blau, war kein Zucker vorhanden. Der Eiweißnachweis gelingt mit Hitze und mehreren Reagenzien. Beginnen wir mit dem Eiklar des Hühnereis. Es wird in zwei Reagenzgläser abgefüllt. Ein Reagenzglas wird erhitzt. Ganz klar: Das Eiklar wird zum Eiweiß, so wie wir es kennen. Eiweiße sind also hitzeempfindlich. Diese Eigenschaft kann man nutzen, um sie zu finden. Die Veränderung von Eiweißen bis sie funktionslos werden, heißt „Denaturierung“. Zum zweiten Reagenzglas mit Eiklar gibt man Kupfersulfatlösung. Empfindliche Eiweiße flocken bereits bei Vorhandensein von Kupfersulfatlösung aus, da die Kupferteilchen – es handelt sich um die Kupferionen, die in der Lösung sind - das Eiweiß ausflocken lassen. Das ist auf der Untertasse schwach, aber deutlich im Reagenzglas festzustellen. Sollte das nicht genügen, setzt man noch eine Sodalösung hinzu und es erfolgt langsam eine Violettfärbung, die wiederum vorhandenes Eiweiß nachweist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Zitronensäurelösung hinzuzufügen. Wasserlösliche Eiweiße fallen aus, da sie verklumpen. Verursacht wird es durch die Säure. Eiweiße sind säureempfindlich, sie werden also durch Säuren verändert. Auf ähnliche Weise entsteht durch die Milchsäure Quark. Zum Schluss noch der Nachweis für Fette. Dazu brauchen wir nur Löschpapier. Wir setzen zwei Tropfen Rapsöl darauf, an anderer Stelle etwas Butter und an der nächsten Stelle einige Wassertropfen, umkreisen die jeweiligen Flecken und stellen den Ventilator an. Nach kurzer Zeit, etwa fünf Minuten, bleiben nur noch ein durchscheinender Ölfleck und der Butterfleck übrig. Das Wasser verdunstete. Das war die Fettfleckprobe. Vielleicht interessierst du dich jetzt genauer für die Verpackungsaufschriften unserer Lebensmittel. Dort werden nämlich die Nährstoffe angegeben. Tschüss, bis zum nächsten Mal!

    12 Kommentare

    12 Kommentare
    1. Cooles Video

      Von Colin, vor 10 Monaten
    2. Supi Video! :)

      Von Jimena, vor 11 Monaten
    3. etwas zu schnell

      Von Daniel R., vor mehr als 3 Jahren
    4. man kann es langsamer stellen

      Von Hamburg115, vor fast 4 Jahren
    5. p

      Von Chemiemaeuschen, vor fast 4 Jahren
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