Aufgabe 2 – Pektin
Pektine sind Stoffe, die in Pflanzen vorkommen und als Lebensmittelzusatzstoffe, zum Beispiel bei der Herstellung von Joghurt, eingesetzt werden.
ab und es kommt zum Absetzen des Caseins.
1.1
Das folgende Grundgerüst eines Pektin-Moleküls besteht aus D-Galacturonsäure-Bausteinen.
D-Galacturonsäure-Moleküle erhält man durch Oxidation von D-Galactose-Molekülen am sechsten Kohlenstoffatom.
Abbildung 1: Pektin-Molekül
- Zeichne die Strukturformel eines D-Galactose-Moleküls mit allen bindenden und nichtbindenden Elektronenpaaren in der FISCHER-Projektion.
- Kennzeichne alle asymmetrisch substituierten Kohlenstoffatome und erläutere in diesem Zusammenhang die D- und L-Konfiguration.
(4 VP)
1.2
In einem Labor wird Pektin hydrolysiert. Um den Erfolg der Hydrolyse zu überprüfen, wird vor und nach der Reaktion die TOLLENS-Probe durchgeführt.
- Erkläre die jeweiligen Ergebnisse der TOLLENS-Proben anhand der strukturellen Eigenschaften der Moleküle.
- Formuliere eine Reaktionsgleichung für die positive Nachweisreaktion.
(4 VP)
1.3
Gibt man Pektin in Wasser, entsteht eine saure Lösung. Die Wasserlöslichkeit beruht unter anderem darauf, dass sich die Pektin-Moleküle nicht aneinander lagern.
- Formuliere eine begründete Vermutung über den Zusammenhang zwischen Wasserlöslichkeit des Pektins und der Bildung einer sauren Lösung.
(2 VP)
2.1
Bei der Herstellung von Joghurt verhindert Pektin das Absetzen von Casein (Milcheiweiß).
Der mengenmäßig wichtigste Caseinbestandteil beginnt mit der folgenden Aminosäuresequenz:
Der mengenmäßig wichtigste Caseinbestandteil beginnt mit der folgenden Aminosäuresequenz:
Methionin – Lysin – Leucin – ...
| Lysin: | L-2,6-Diaminohexansäure |
| Leucin: | L-2-Amino-4-methylpentansäure |
Abbildung 2: L-Methionin
- Zeichne eine Strukturformel der oben genannten Aminosäuresequenz.
- Benenne den Reaktionstyp bei der Verknüpfung von Aminosäuren.
(3 VP)
2.2
Sinkt der pH-Wert bei der Joghurtherstellung auf etwa ab, so werden die Casein-Moleküle durch ihren hohen Lysingehalt positiv geladen. Bei diesem pH-Wert liegen in den Pektin-Molekülen noch genügend negative Ladungen vor (siehe nebenstehende Abbildung).
Abbildung 3: Casein- und Pektin-Moleküle bei pH-Wert 
- Erkläre das Zustandekommen der positiven Gesamtladung des Casein-Moleküls beim Absinken des pH-Wertes im Joghurt auf
- Erkläre anhand der Abbildung, wie mithilfe von Pektin verhindert werden kann, dass sich Casein am Boden absetzt.
- Deute diese Beobachtung ohne Berücksichtigung möglicher Denaturierungsvorgänge.
(5 VP)
2.3
In einer Zutatenliste für einen Joghurt-Drink sind die folgenden Inhaltsstoffe aufgeführt:
Trotz längerer Lagerung sinkt der pH-Wert in diesem Joghurt-Drink nicht unter pH ab.
- Erkläre dies anhand der Zutatenliste.
(2 VP)
(20 VP)