Lebensmittelfarbstoffe: Läuse in Süßigkeiten

oder: Was essen wir eigentlich?

----

Am 13.05.2016, zufällig am Freitag dem Dreizehnten, gingen wir, die NWT — Gruppe der 9b in den Laborkurs der Experimenta. Als wir den Raum betraten, standen die nötigen Utensilien für den Versuch bereits auf den Tischen. Nachdem wir uns gesetzt hatten, wurde wir eingewiesen. Die Sicherheitsbelehrung zu Beginn bestand aus den notwendigsten Informationen, wie dem leisen Verhalten innerhalb des Labors, das Verbot des Essens und Trinkens, das Handy-verbot, das Tragen von Laborbekleidung und dem Verhalten bei einem Unfall. Dazu wurde uns erklärt, wie wir mit den Utensilien umgehen sollen, zum Beispiel, dass wir unsere Reagenzgläser und Bechergläser immer beschriften und sie geschlossen halten sollen. Nach der Sicherheitsbelehrung wurden wir über die Inhaltsstoffe der M&Ms aufgeklärt, von denen uns aber nur die beinhaltenden Farbstoffe wirklich interessierten. Um diesen Nachweis besser zu verstehen, machten wir noch einen klein Vorversuch, bei dem wir Wassertropfen auf ein Filterpapier tropfen, auf dem zuvor ein schwarzer Kreis mit Filzstift gemalt wurde. Die Farbe verläuft dann auf dem Filterpapier in verschiedenen Farben. Dabei entstehen verschiedenfarbige Kreise. Der innerste ist rot, der zweite lila, der dritte blau und der äußerste grün. Das liegt daran, dass das Wasser, die sogenannte mobile Phase, durch das Filterpapier läuft und die Farbstoffe mit sich trägt. Diese Farbstoffe haben unterschiedliche Eigenschaften, wie Länge oder Gewicht. Dadurch werden manche Farbstoffe weiter gespült, als andere und es bilden sich diese Ringe. Diesen Vorgang nennt man auch Chromatograhie. Nach diesem Vorversuch, gingen wir zum eigentlichen Versuch, dem Lösen der Farbe von den M&M, über. Dazu wurden wir in Gruppen mit je zwei Personen eingeteilt. Jede Gruppe erhielt drei gleichfarbige M&Ms in den Farben Rot, Blau, Grün, Braun und Orange. Dann begann der Versuch, in dem wir in einem Becherglas auf einer Magnetplatte Wasser erhitzen. Die Temperatur sollte etwa 70°C betragen. Während das Wasser kocht, füllt man ein Becherglas mit destilliertem Wasser. Als nächstes erhielten wir ein Reaktionsgefäß, dass wir mit der Farbe unserer M&Ms und unserer Gruppennummer versahen. Als nächstes nahmen wir die Spritze, entfernten den Kolben und stopften den 10 cm langen Wollfaden hinein. Danach drückten wir den Kolben wieder in die Spritze und pressten den Faden in der Spritze zusammen. Als nächsten Schritt, warfen wir die M&Ms in das leere, kleine Becherglas und gaben dazu 2 ml Speiseessig. Nun schwenken wir das Becherglas solange, bis sich die komplette Farbe im Essig gelöst hat und die M&Ms weiß geworden sind. Dann haben wir die farbige Lösung umgefüllt und die M&Ms weggeworfen. Diese farbige Lösung wird dann mit der Spritze in der sich der Faden befindet aufgezogen. Dann verschließt man die Spritze wieder und stellt sie in das heiße Wasserbad. Von zu Zeit zu Zeit mussten wir die Spritze schütteln und wirbeln. Das mussten wir etwa 5 Minuten lang tun, bis wir die Spritze im Becherglas abkühlten. Als nächstes mussten wir die Spritze langsam und vorsichtig lehren, damit der Faden nicht aus der Spritze rutscht. Die Flüssigkeit wird dann entsorgt. Der Faden in der Spritze muss dann mit dem destillierten Wasser reinigen, in dem man es in die Spritze zieht und schüttelt. Dieses muss man mindestens 2 mal machen. Spätestens jetzt ist es an der Zeit Handschuhe zu tragen, weil nun mussten wir 0,5 ml Ammoniak in die Spritze ziehen. Diese Spritze stellt man dann wieder in das heiße Wasserbad und wartet, bis die ganze Farbe sich aus dem Faden gelöst hat. Das sollte etwa 4 Minuten dauern. Nach dem sie 4 Minuten im heißen Wasser war, muss man sie wieder abkühlen lassen. Die Farblösung muss man nun in die Reaktionsgefäße füllen und diese abgeben. Sie werden in einen Reaktionsgefäß-Heizblock in den Abzug gestellt. Dieser Vorgang dauert etwa 20 Minuten, weshalb man sich in dieser Zeit Pause machen kann. Nach dieser Pause begann der zweite Teil des Praktikums, der die eigentliche Chromatographie beinhaltete. Als wir den Raum wieder betraten, lagen bereits die DC-Platten auf dem Tisch. Auf dieser muss man einen Strich zeichnen, der einen Zentimeter vom unteren Rand entfernt ist. Auf diesen wagerechten Strich müssen vier kleine Striche im gleichen Abstand gezeichnet werden. Zudem haben wir drei verschiedene Vergleichslösung, die mit der Farbe unserer M&Ms zu vergleichen sind. Mit sogenannten Mikro-Kapillaren, winzigen Glasröhrchen, nehmen wir die Vergleichslösungen auf und tropfen sie sanft und vorsichtig auf die Markierungen. Diese Markierungen müssen natürlich mit der Nummer der Vergleichslösung markiert sein. Auf die letzte freie Markierung tropft man die konzentrierte M&M-Farbe. Dabei muss man allerdings 5-10 mal tropfen, damit ein passender Tropfen entsteht. Wenn alle Tropfen getrocknet sind, muss man auch die DC-Platten abgeben. Diese werden dann in so eine genannte DC-Kammer gebracht, wo sie mit einer mobilen Phase versehen wird. Dadurch steigt das Laufmittel nach oben und trennt die Farben auf. Dieser Vorgang dauert 15 Minuten. Ist dieser Zeit muss man den 3. Versuch durchführen. Der 3. Versuch ist die Herstellung natürlicher Lebensmittelfarbstoffe. Dazu wurde jeder Gruppe eine von drei Lebensmittel zu geordnet, Brennnesselblätter, Gelbwurz oder Karotten. Diese mussten man mit einem Mörser zu Pulver zermalmen und sie mit einer von drei Lösungsmittel auflösen. Die drei Lösungsmittel sind Wasser, Ethanol und Öl. Zuerst vermischt man das Pulver mit dem Wasser und füllt es mit der Pipette in eines der Reaktionsgefäße, dass man A beschriftet hat und der Nummer der Gruppe. Dann zermalmt man erneut sein Lebensmittel und vermischt es dieses mal mit Öl. Auch dieses mal füllt man es mit der Pipette in ein Reaktionsgefäß, dass mit B und die Nummer der Gruppe markiert ist. Ein drittes mal muss man den selben Vorgang noch einmal machen, aber dieses mal mit Ethanol und man beschriftet das Reaktionsgefäß mit C und der Nummer der Gruppe. Alle drei Reaktionsgefäße müssen dann zentrifugiert werden. Auch dieser Vorgang nimmt eine Weile in Anspruch. Während dessen kann man echtes Karmin herstellen aus Cochenille-Läusen. Diese mörsert man und gibt etwas Wasser hinzu und mörsert die Läuse erneut. Die hochrote Flüssigkeit muss man dann durch den Filter laufen lassen. Mit dieser Flüssigkeit kann man dann Stoffe und anderes rot färben. Wenn man sich nun noch einmal die zentrfugierten Lebensmittel ansieht kann man sehen, dass sich etwas dunkles unten im Reaktionsgefäß abgesetzt hat, aber nicht immer. Bei Brennnessel zum Beispiel hat es sich bei Wasser vermischt. Bei Ethanol und Öl allerdings hat sich das Lösungsmittel klar hellgrün gefärbt. Daran kann man erkennen, dass sich der grüne Farbstoff nicht im Öl löst. Bei der Karotte hat sich nur das Öl orange gefärbt, bei Gelbwurz war es das Wasser. Wenden wir uns nun noch einmal der Chromatographie zu. Die Punkte haben sich nach oben bewegt und einen Strich nach sich gezogen. Aus diesen Strichen kann man erkennen, dass in den roten M&Ms echtes Karmin ist, weil der Punkt des roten Karmins und der, der M&M-Lösung auf der gleichen Höhe sind. Wenn man bei diesem System bleibt, kann man erkennen, dass in den blauen M&Ms Blaue Lebensmittelfarbe von Dr. Oetker und Brilliantblau ist. In den braunen M&Ms ist Künstliches Karmin und Brilliantblau. Wohingegen in den grünen M&Ms (seltsamerweise) Brilliantblau ist. In den orangenen M&Ms Beta-Karotin und Beta-Apo-8’-Karotinal. All diese Farbstoffe werden auch noch in anderen Lebensmittel und Kosmetik verwendet. Echtes Karmin wird zum Beispiel auch in Süßigkeiten, Getränken und Kosmetik verwendet. Sie wird aus Schildläusen hergestellt. Das Brilliantblau wird künstlich hergestellt und wird auch für Waschpulver und Kosmetik verwendet, es färbt blau. Das Beta-Karotin wird aus Karotten und Kürbissen hergestellt und auch für die Färbung für Milchprodukte und Getränke benutzt.