Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 15.01.14

C

L Z10a

Exp. Lebensmittelchemie für den Unterricht

Calciumalginatperlen
(geschmacklich optimiert)

S

Zeitbedarf: Vorbereitung: 30 Minuten; Herstellung der Calciumalginatperlen: 5 Minuten; Haltbarkeit <20 Minuten.
Ziel: Erzielung von fruchtigem Geschmack, Gelieren.
Material:
  • Heizrührer
  • 2 Magnetrührstäbchen
  • Spatel 8mm
  • Teesieb
  • Messzylinder 50mL
  • 2 Bechergläser 250mL
  • 1 Becherglas 50mL
  • Tropfflasche 50mL mit Schraubkappe
  • Trinkglas
Chemikalien:
  • Algizoon-Pulver (Natriumalginat (Ph.Eur.))
  • Saccharose (Haushaltszucker)
  • dest. Wasser
  • Citronensäure (Ph.Eur.)
  • Calazoon-Pulver (Calciumlaktat (Ph.Eur.) oder Calciumchlorid (Ph.Eur.))
  • tri-Natriumcitrat-2-hydrat (Ph.Eur.)
  • Fruchtaromen
  • Lebensmittelfarben
Durchführung: Herstellung der Natriumalginat-Stammlösung: 0,3g Natriumalginat werden in die Tropfflasche eingewogen und mit 10mL dest. Wasser (Deckel!) ca. 1 Min. kräftig geschüttelt. Einige Zeit stehen lassen, bis die meisten Luftblasen platzen.
Herstellung des Zuckersirups
: 10g Saccharose im Becherglas 50mL einwiegen, 10mL dest. Wasser zugeben und auf dem Heizrührer (unter Rühren) ca. 3 Min. kochen. Abkühlen lassen.
Herstellung der Calcium-Kationen-Lösung: 4,5g Calazoon-Pulver oder 5g Calciumlaktat im 250mL-Becherglas einwiegen und in 130mL Wasser unter Rühren auf dem Magnetrührer lösen (kann bis 10 Min. dauern).
Herstellung der zu verkapselnden Flüssigkeit: Erst werden 0,7g Citronensäure in dem abgekühlten Zuckersirup gelöst (Magnetrührer), dann 0,4g Natriumcitrat. Diese Lösung portionsweise in die Tropfflasche zur Natriumalginat-Stammlösung geben, schütteln. 1 Tropfen Aroma und 1-2 Tropfen Lebensmittelfarbe hinzugeben, schütteln.
Herstellung der Calciumalginatperlen: Die zu verkapselnde Flüssigkeit wird aus der Tropfflasche in die Calcium-Kationen-Lösung getropft (Ergebnis: Kügelchen) oder durch Eintauchen eingespritzt (Ergebnis: Schnüre). Nach ca. 30s wird die Calcium-Kationen-Lösung durch das Teesieb in das zweite 250mL-Becherglas abgegossen und die Calciumalginat-Perlen im Sieb aufgefangen.

 

Beobachtung:
  1. Die Natriumalginat-Stammlösung hat eine sehr zähflüssige Konsistenz.
  2. Die Perlen oder Schnüre haben eine gelartige Haut.
  3. Nimmt man die Calciumalginatperlen nach der Herstellung in den Mund und übt mit der Zunge etwas Druck aus, platzen sie auf und der noch flüssige "Kern" verteilt sich im Mund.
Deutung:
  1. Natriumalginat quillt in Wasser auf und bildet eine hydrokolloide Lösung.
  2. Die zu verkapselnde Flüssigkeit enthält Natriumalginat, welches geliert, sobald es mit Calcium-Kationen in Kontakt kommt. Beim Eintropfen der zu verkapselnden Flüssigkeit bildet sich an der Tropfenoberfläche sofort eine Gel-Schicht.
  3. Beim Eintropfen der zu verkapselnden Flüssigkeit in die Calcium-Kationen-Lösung kommen vorerst nur die äußeren Natriumalginat-Moleküle mit den Calcium-Kationen in Kontakt und gelieren sofort zu einer Gel-Hülle. Diese Gel-Hülle umschließt die restliche zu verkapselnde Flüssigkeit, den Kern, der vorerst flüssig bleibt. Der Gelierprozess setzt sich nach dem Entfernen der Calciumalginat-Perlen aus der Calcium-Kationen-Lösung über die gesamte zu verkapselnde Flüssigkeit fort und innerhalb von 10-15 Minuten sind die Perlen vollständig durchgeliert.
Entsorgung: Oral.
Quelle: Schriftliche Hausarbeit Ida Müller, Universität Bayreuth 2009.
Hintergrund:
  1. Man verwendet dest. Wasser zur Herstellung des Zuckersirups und der Natriumalginat-Stammlösung, da im Leitungswasser bereits ausreichend Calcium-Kationen enthalten sein können, um eine vorzeitige Gelierung hervorzurufen.
  2. Statt dest. Wasser lassen sich auch Mineralwasser mit weniger als 16mg/L Calcium-Kationen verwenden.
Did. Hinweise: Die zu verkapselnde Flüssigkeit lässt sich auch aus 10mL Natriumalginat-Stammlösung und einem handelsüblichen Sirup oder Saft mit wenig Säure und fast keinen Calcium-Kationen herstellen und ist im Kühlschrank bis zu drei Wochen haltbar.
Bezugsquellen:
  1. Algizoon-Pulver und Calazoon-Pulver: www.biozoon.de (€9.40-€11.30 zzgl. Versandkosten, 300g-400g kleinste Packungsgröße, Stand 01/2014)
  2. Aromen: manche Natur-Drogerien (nicht Spinnrad) und
    http://www.omikron-online.de/naturhaus/preise/016leben.htm
    (Richtungen Himbeere, Erdbeere, Kirsche, Mango, Orange, ca. €1,60 je 10ml, Stand 01/2014).

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