Stärke Zucker

Speisestärke Zucker

Die Stärke (lat. Amylum) ist eine organische Verbindung. Biokraftstoff wird in einigen anderen Ländern hauptsächlich aus Zucker hergestellt, beispielsweise in Brasilien aus dem Anbau von Zuckerrohr. Heute sind viele Hunde Diabetiker oder auf dem Weg dorthin. Die Stärke, das polymere Depotkohlenhydrat der Pflanzen, besteht aus ?

-D(+)-Glucose-Einheiten. Malzzucker (Maltose): Maltose ist ein Abbauprodukt von Stärke.

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Die Stärke (lat. Amylum) ist eine organisch gebundene Substanz. Die Stärke ist eine der bedeutendsten Reservesubstanzen in Pflanzenzellen, während der Tier- oder Menschenorganismus und der Pilz Glykogen als Kohlehydratspeicher nutzen. Die Stärke ist ein Erzeugnis der Kohlendioxidaufnahme (siehe Calvin-Zyklus). In der Regel ist es in der Pflanze in Gestalt von organisierten Stärkekörnern vorhanden, je nach Art der Pflanze in verschiedenen Größen und Formen.

Mehrere Getreidekörner bilden oft ein abgerundetes Ganzes (zusammengesetzte Stärkekörner). Allerdings ist das Stärkeamylopektin mit etwa einer ?-1,6-glykosidischen Verbindung nach etwa 30 ?-1,4-glykosidischen Verbindungen weniger verzweigtkettig als das von Glykogen (etwa 1 ?-1,6-glykosidisch pro 10 ?-1,4-glykosidische Verbindungen). Ausnahmsweise können die Anteile auch unterschiedlich sein, z.B. der so genannte klebrige Reis beinhaltet nahezu ausschliesslich Ammylopektin.

Die Stärkekörnchen im Gewässer weisen eine klare Schichtenbildung auf, die dadurch verursacht wird, dass um einen inneren, weniger dichten Teil, das so genannte Formationszentrum, schalenförmig gelagerte Brechungsschichten liegen; das Formationszentrum nur bei kugelförmigen Körnchen exakt in der Mitte (konzentrisch), in der Regel außermittig, und die sie umschließenden Lagen entsprechend ungleich dick sind.

Im polarisierten Zustand weisen alle Stärkekörnchen ein leuchtendes, vierartiges Fadenkreuz auf, dessen Zentrum mit dem Schichtzentrum zusammentrifft. Grüne Algen und andere Arten von Algen nutzen Stärke, um ihre Überschussenergie als Reserven zu lagern. Ziel der Stärkeerzeugung ist die Lagerung von Glukose in einer unlöslichen und damit unwirksamen und osmotischen Weise.

Gegenüber Glukose kann Stärke daher ohne viel Flüssigkeit, d.h. wesentlich dichter gelagert werden. Sie kommt in den verschiedensten Gewebe aller Grünpflanzen vor. Eine geringfügig unterschiedliche Stärkeform im Verzweigungszustand kommt auch bei der Rotalge vor (sog. Flideophyceae-Stärke), während die meisten anderen Lebewesen andere Reservesubstanzen (Diatomeen, Gold- und Braunalgen) verwenden:

Chrysolaminarin; Euglena: Paramylon; Cryptophyceae: Öl im Zytoplasma, Stärke im periplastischen Raum). Die epidermalen Zellen einiger höher gelegener Anlagen enthalten auch eine blaue oder rötliche Färbung mit Jod in aufgelöster Form, der löslichen Stärke. Ansonsten ist das Vorkommen von Stärke in der dargestellten Kornform die Norm.

Das Saatgut, die Knolle, die Zwiebel und der Wurzelstock sowie die Strahlen und das Parenchym im Holz der Hölzer sind sehr dick. Die Reserve-Stärke weicht durch ihre große Korngröße von der im aufnehmenden Tissue vorkommenden Feinkornstärke ab. Diese Stärke entsteht entweder in den Chlorkunststoffen oder in anderen Kunststoffen, zum Beispiel im farbneutralen Leukoplast.

Letzteres kommt vor allem in solchen chlorfrei gemachten Gewebe vor, in denen die Assimilierungsprodukte wie in vielen stärkehaltigen Knolle in Reserve-Stärke umwandelt werden. In vielen Chlorophyll-haltigen Alge, z.B. Spirogyra, kommen die Stärkekörnchen an speziellen Formationsstellen in der Nähe von Pyrenäen vor. Die Züchtung der zunächst sehr kleinen Stärkekörnchen geschieht durch das Einbringen von neuen Stärkemolekülen zwischen die bestehenden, während die Verbundstärkekörner durch anschließende Fusion und Neuanordnung mit neuen Lagen gebildet werden.

Die Stärke ist das bedeutendste Kohlehydrat in der Humanernährung. Die Pflanzenstärke wird auch von vielen Tieren verzehrt. In der Amyloplastik erfolgt die Bio-Synthese und Lagerung von Stärke. Die Stärke-Synthase fügt dann die aktiven ADP-Glukose-Monomere der wachsenden Amylose-Kette durch Spaltung von ADP ?-1,4-Glykosid hinzu. Das Stärkezweigenzym (1,4-?-glucan-branching enzyme) produziert anschliessend die ?-1,6-glycosidischen Zweige des Amylopektins, indem es sieben Glukosereste von wenigstens elf Resten einer Länge von ?-1,4-glycosidischen Ketten spaltet und ?-1,6-glycosidisch wieder an ein Glukosemolekül der Ketten bindet.

Stärke kann durch Fermente abgespalten werden (?-, ?-Amylasen). Das passiert zum Beispiel auch innerhalb von pflanzlichen Zellen, weil Stärke im Laufe des Lebens der Pflanzen das Ausgangsmaterial für den Zellwandaufbau darstellt. Ebenso kann der Tier- und der Menschenkörper aus Stärke Strom beziehen. Widerstandsfähige Stärke hingegen ist für Verdauungsenzymen nicht zugänglich.

Vor allem bei Rohroggen muss jedoch die durch die natürliche Amylase-Aktivität bedingte Stärkeabspaltung in der Regel begrenzt werden, um die Brennbarkeit zu sichern. Unter dem Einfluss von Hitze kann Stärke ein Mehrfaches ihres Eigengewichts an Feuchtigkeit abbinden, quellen und gelieren. Bei Erwärmung mit Heißwasser schwillt die Stärke bei 47-57 C an, die Lagen zerplatzen und bei 55-87 C (Kartoffelstärke bei 62,5 C, Getreidestärke bei 67,5 C) bildet sich Stärketeig, der je nach Stärkeart (Maisstärketeig größer als Weizenstärketeig, dieser größer als Kartoffelstärketeig) unterschiedliche Versteifungseigenschaften aufweist und sich unter Versauerung mehr oder weniger leicht auflöst.

Verleimte Stärke und koaguliertes Leimprotein sind die Grundstruktur oder Krümel aller Arten von Backwaren. Das potentiell krebserzeugende Acrylsäureamid bildet sich nach derzeitigem Kenntnisstand (2004) in Anwesenheit der Asparagine, wenn Stärke überhitzt wird, vor allem beim Kochen, Fritieren, Braten, Grillieren und Ausbacken. Die Kartoffel enthält etwa 75% des Wassers, 21% Stärke und 4% andere Stoffe.

Für die Produktion von Stärke werden sie üblicherweise auf Schnelldrehzylindern mit Sägezahn und Wasserzufuhr so klein wie möglich gemahlen. Anschließend wird der Haferbrei mit lauwarmem Salzwasser auf einem Metall-Sieb gewaschen, auf dem sich das Pinseln allmählich dreht, in dem die Küvetten so weit wie möglich eingerissen werden sollen, d.h. die Stärkekörner freigelegt werden sollen.

Aus dem beinahe ausgelaugten Haferbrei am Ende des Siebs, der sehr wenig Stärke enthalten hat, wird das anfallende Breiwasser für eine maximale Nutzung wieder in den Frischbrei zurückgeführt. Das gewaschene Fruchtfleisch ist zu 80-95% wasserhaltig, aber immer noch ca. 60% Stärke in der Trockenmasse und wird als Futtermittel, auch für die Herstellung von Stärkezucker, Spirituosen und Papier verwendet; das Spülwasser wurde zur Bewässerung der Weiden verwendet, aber es konnten auch die Stickstoffbestandteile des Fruchtwassers der Kartoffel als Futtermittel verwendet werden.

Das Fruchtfleisch ist immer noch stark stärkehaltig, daher wird es zwischen den Rollen gemahlen, um alle Küvetten zu lösen und wieder auszuwaschen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Kartoffel in Stücke zu schneiden, ihren Fruchtsaft durch Einweichen in kochendes Salzwasser zu entfernen und sie in Halden mit Reisholz oder Schalen zu legen, in denen sie etwa acht Tage lang bei einer Hitze von 30-40 C völlig verfaulen und in eine lose, matschige Masse umgewandelt werden, aus der die Stärke leicht herausgewaschen werden kann.

Die aus den Sieben abfließendes Leitungswasser beinhaltet die Saftanteile der gelösten Kartoffel und die durch das Netz gelangten Stärke- und Feinfasern werden aufgeschwemmt. Dieses wird in Fässern gerührt, kurz ruhen lassen, damit Sande und kleine Steine auf den Grund gelangen können, dann durch ein Feinsieb strömen lassen, um die gröberen Ballaststoffe zu halten, und dann in einen Behälter geben, in dem die Stärke und die Ballaststoffe abgelagert werden.

Nach der Entwässerung des Abwassers wird daher die oberste Sedimentschicht abgetragen und unmittelbar als Klärschlammstärke verwendet oder durch Auswaschen mit viel Flüssigkeit auf einem Rüttelsieb aus feinem Seidengewebe, durch dessen Geflecht die Stärke aber nicht die Faser läuft, weiterverarbeitet. In der Wanne wird die Hauptstärkemasse immer wieder mit Reinwasser vermischt und nach jedem Ablegen von der obersten verunreinigten Stärke getrennt.

Die Rohstärke kann auch mit einem sehr leicht geneigten Kanal, in dessen oberen Teil die schwerere Reinstärke abgelagert wird, mit Hilfe von Leitungswasser durchströmt werden. Häufig werden auch Zentrifugen eingesetzt, bei denen die große Dicke zunächst auf der vertikalen Seite der rasch drehenden Sortiertrommel abgeschieden wird, während die Leichtfaser im Leitungswasser hängengeblieben ist.

Allerdings tritt das anfallende Abwasser durch die Filterwand aus und die Stärke kann anschließend in massiven Blocks aus der Zentrifuge entfernt werden, deren Innenschicht die Fasern ausbildet. Aus der feuchten (grünen) Stärke, die ca. 33-45 Prozent Feuchtigkeitsgehalt hat, wird leicht Dextrose gewonnen, aber für alle anderen Verwendungszwecke wird sie auf Siebpressen oder auf gebrannten Gipsplatten ent-wässert, die ebenfalls mit einer Druckluftpumpe eifrig nachsaugen.

Manchmal wird die angefeuchtete Stärke mit etwas Paste geknetet und durch eine perforierte Eisenplatte gefahren, woraufhin die restlichen Stiele auf Schalen getrocknet werden. Zum Verbergen eines gelben Farbtons von Stärke vor der letzen Wäsche etwas Ultra-Marin hinzufügen. Es besteht aus ca. 58-64% Stärke, ca. 10% Leim und 3-4% Zellulose, die vor allem die Schalen des Getreides bilden.

Aufgrund der Adhäsionseigenschaften kommt es zu Schwankungen der Weizenstärkeproduktion gegenüber der Stärkegewinnung aus dem Erdäpfel. Durch das traditionelle Halleschener oder saure Verfahren wird der Getreide in einem Wasserbad eingeweicht, zwischen den Rollen zerkleinert und der Vergärung überlassen, die durch saures Abwasser aus einem vorhergehenden Prozess zugeführt wird und Essig- und Milchsäure zuführt, in der sich der Klebstoff so weit auflöst oder zumindest seine zähharte Konsistenz einbüßt, dass die Stärke nach 10-20 Tagen in einer Wäschetrommel mit siebartigen Löchern abgetrennt werden kann.

Die aus der Walze austretende Wassermenge lagert zunächst Stärke in einem Behälter ab, dann eine enge Vermischung von Stärke mit Klebstoff- und Hülsenpartikeln (Größe, Schlammdicke) und schließlich eine Schlammmasse, die hauptsächlich aus Klebstoff besteht. Die rohe Stärke wird aufbereitet und anschließend in ähnlicher Weise wie die Stärke von Kartoffeln in Pulverform oder, wenn sie noch kleine Leimmengen aufweist, mit der sogenannten Strahlungsintensität behandelt, die der normale Verbraucher fälschlicherweise für besonders sauber hält.

Neben Stärke wird das Abwasser mit vielen Klebstoff- und Kernpartikeln angereichert und entweder wie im vorherigen Prozess vergoren und weiterverarbeitet oder unmittelbar den Zentrifugen zugeführt, wo viel Klebstoff abgetrennt und eine rohe Stärke gewonnen wird, die durch Fermentation etc. weiter gereinigt wird. Soll der Klebstoff jedoch noch günstiger eingesetzt werden, wird ein fester, zäher Weizenmehlteig hergestellt und nach etwa einer Stunde in 1 kg-Stücken in einem trogförmigen Tröge mit Wasserzufluss mit einer leicht geriffelten Rolle aufbereitet.

Die Stärke wird aus dem Klebstoff herausgewaschen und läuft mit dem Gießwasser ab, während der Klebstoff als feste, gewindeziehende Substanz bleibt. Reiskörner enthalten 70-75% Stärke und 7-9% unlösliche, proteinähnliche Substanzen, die meist durch Tränken des Rice in sehr schwachem Ätznatron zersetzt werden. Dann wird der Reismehl in einer Mahlanlage mit einem konstanten Zulauf von Schwachlauge gemahlen, die Maische wird kontinuierlich mit Laugen und Leitungswasser in einem Kübel aufbereitet.

Die Stärke wird durch ein rotierendes Sieb aus dem Sediment gewaschen und anschließend durch Behandlung mit Laugen und Schlamm vom Klebstoff befrei. Dabei wird die zuerst gewonnene reiner werdende Stärke abgesetzt, die oberste Schmutzschicht abgetragen, der Rest auf der Zentrifuge aufbereitet und die Reinstärke getrocknet. Der Mais wird alle 24 Std. vier- bis fünffach in 35 C heißem Nass eingeweicht, gewaschen und anschließend zwei Schleifzyklen durchlaufen.

Die Mehle fallen in einen mit Nässe gefüllten Läufer und werden auf Seidenstoff gemischt, der nur die Grobkleie aufnimmt. Die mit Stärke beladenen, das Material durchdringenden Wässer gelangen in Mulden, dann durch zwei Feingewebe und schließlich auf 80-100 Meter lange Schieferplatten mit geringer Neigung, auf denen die Stärke abgelegt wird.

Die Abwässer, die nur Stärkespuren enthalten, bleiben stehend und werden zu Torten gepresst, die als Futtermittel wiederverwendet werden. Der Begriff "Stärke" wird ausschliesslich für Getreidestärke benutzt, vgl. auch die industriellen Erzeugnisse Mondamin, Maizena, Feine Stärke. Stärke kann auch aus Roßkastanien hergestellt werden, kann aber nur für rein technischen Zweck eingesetzt werden, da ein daran haftender bitterer Stoff durch Behandlung mit Natriumkarbonat kaum restlos abbaubar ist.

Im Gegensatz dazu besteht die Handelsstärke aus 80-84% reiner Stärke, 14-18% Zucker und in den preiswerteren Varianten bis zu 5% Leim, 2,5% Faser und 1,3% Eschenanteil. Ein Großteil der Stärke und ihrer Erzeugnisse wird in der Nahrungsmittelindustrie zur Produktion von Süsswaren, Bäckereien, Molkereiprodukten und vor allem von alkoholischen und alkoholischen Getränke in Zuckerform (hauptsächlich Glukosesirup, Traubenzucker und Isoglukose) eingesetzt.

Laut Bundesverband Stärkeindustrie beläuft sich dieser Wert auf 55 Prozent der in Deutschland zur Verfügung stehenden 1,9 Millionen t. 11] Aufgrund der Eigenschaft der Stärke als modifizierbarem Polymeren und ihrer Zusammenstellung von vergärbaren Zuckerbausteinen ist Stärke auch als erneuerbarer Grundstoff in der chemischen Verfahrenstechnik weit verbreitet; nach Verbandangaben lag der Stärke- und Stärkederivatverbrauch in Deutschland im Jahr 2007 bei 45% und damit über 850.000t.

Das Lebensmittelwörterbuch von Zobel, Thüringen, Zobel, Täufel[12] listet die folgenden Stärkeprodukte auf: In der Lebensmittelindustrie wird Stärke in vielfältiger Form als nativ und modifiziert eingesetzt. Stärkenhaltige Nutzpflanzen wie z. B. Erdäpfel, Getreide, Mais u. ä. sind die wichtigste Grundnahrung für die internationale Kohlenhydratversorgung. Darüber hinaus werden Teigwaren, Brote und andere Backprodukte mit Hilfe von Stärkegetreide wie z. B. Getreide, Graupen, Roggen oder Gersten hergestellt.

Stärke wird auch zur Produktion verschiedener stärkebasierter Zucker wie Dextrine, Dextrose, Maltodextrine, Glukosesirup usw. genutzt, die als Süßstoff in der ganzen Lebensmittelbranche (z.B. Limonaden, Eis, Marmeladen, Süßwaren) Verwendung finden, wenn auch mit teilweise kontroversen Konsequenzen (siehe Maissirup). Einige Stärkesorten (wie Kartoffel- oder Maisstärke) werden auch als Bestandteil in vielen Rezepturen und in der Ernährungsindustrie wiederverwendet.

Die Stärke ist das bedeutendste Bindemittel in der Nahrungsmittelindustrie und wird z.B. in Fertigmahlzeiten wiederverwendet. Der Einsatz als Klebstoff für Wellpappe ist eine bedeutende Anwendung von Stärke. Die Stärke, insbesondere in Gestalt von Kartoffel-, Mais- und Getreidestärke, ist neben dem Rohstoff Zucker (Saccharose) aufgrund ihrer vielseitigen Einsatzmöglichkeiten in der chemisch-technischen Produktion einer der bedeutendsten Rohstoffe.

Hauptanwendungsgebiete für Stärke sind die Produktion von Papieren und Wellpappe als Stärke und in der Fermentation als vergärbares Trägermaterial für die Produktion von verschiedenen Plattform-chemikalien und für den Einsatz von Biobrennstoff Ethanol. Laut der Bioethanolindustrie in Deutschland im Jahr 2009 (BDB 2009) wird der Großteil des in Deutschland produzierten Ethanols auch aus stärkereichen Anlagen, insbesondere Getreide, hergestellt.

Biokraftstoffe werden in einigen anderen Staaten hauptsächlich aus Zucker hergestellt, zum Beispiel in Brasilien aus dem Zuckermarkt. In der Druckindustrie wird Stärke auch zum Färben von Baumwollgewebe, zum Färben mit Anilin-Tinten, zum Schlichten von Papieren und zum Eindicken verwendet. Beim Offset-Druck wird ein Stärkepulver-Luft-Gemisch, oft aus Getreide, mit einer Pulversprühanlage auf die druckfrische Fläche aufgebracht.

Vergleichsweise innovativ ist die Materialanwendung als Bioplastik in Gestalt von sogenannter thermoplastischer Stärke, z.B. für kompostierbare Einweggeschirr und Besteck oder als geschäumtes Polsterungsmaterial in Verpackungen (Stärke-Duroplast). Im Pharmabereich wird Stärke in der Tablettenproduktion eingesetzt, wo sie als Füll-, Zersetzungs- und Binderstoff sowie als Pulvergrundlage dient.

Das Aufspalten von Stärke in Glukose wurde vom Pharmazeuten Constantin Kirchhoff entdeckt. ? für Stärke in der Stoffdatenbank GESTIS der IFA, abrufbar am 28. April 2009 (JavaScript erforderlich). ? Stärke (aus Weizen) Merkblatt (PDF) von Merck, Download per Download per Download per Download am 3. März 2013. Stärkelösliches Merkblatt (PDF) von Merck, Download per Download am 3. März 2013. Die Chemikalienbilanz.

unter ? aus dem Bereich Stärke. Informationen from the Facheinrichtung der Stärke-Industrie e. V. ? Ternes, Täufel, Tunger, Zobel: Food encyclopedia.

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