Getränkechemie Und Ernährungsphy. an der Hochschule Geisenheim | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Getränkechemie und Ernährungsphy. an der Hochschule Geisenheim

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TESTE DEIN WISSEN

Was ist die sogenannte Nachweisgrenze? Was ist die Bestimmungsgrenze? (2 Punkte)

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- Die Nachweisgrenze ist die kleinste Konzentration (Menge) des Analyten in der Probe, die qualitativ noch erfasst werden kann (Ja/Nein-Entscheidung; DIN 32645).

- Die Bestimmungsgrenze ist die kleinste Konzentration (Menge) des Analyten in der Probe, die mit gegebener Präzision und Richtigkeit quantitativ bestimmt werden kann (DIN 32645).


--> Überprüfung der Nachweis- und Bestimmungsgrenze: In der chromatographischen Praxis gelten zumeist das zwei- bis Dreifache Rauschen als Nachweisgrenze und das fünf- bzw. Neun-bis Zehnfache Rauschen als Bestimmungsgrenze.


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Wie sind Proteine aufgebaut? Was bedeutet Primär-, Sekundär- und Tertiärstruktur? Was passiert bei der Denaturierung und welche Konsequenz hat dies insbesondere für die Enzymaktivität? (6 Punkte)


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  • Primärstruktur: Reihenfolge der verketteten Aminosäuren
  • Sekundärstruktur: dreidimensionale Struktur der Aminosäurekette: alpha-Helix‐ oder beta-Faltblattstruktur --> Form und Stabilität durch Wasserstoffbrückenbindungen hervorgerufen
  • Tertiärstruktur: Anordnung einer Peptidkette mit Helix‐ und/oder Faltblattstruktur und Kettenbereichen ohne Sekundärstruktur

Reversible/irreversible Denaturierung: Zusammenbruch der Sekundär- und Tertiärstruktur

--> Temperatur, Säure, Schwermetalle, Oxidation, Löslichkeit von Proteinen, Inaktivierung von Enzymen durch Strukturänderung (aktives Zentrum wird geändert oder Effektoren-Bindungsstelle), Absterben von Bak.

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Was ist das Prinzip einer enzymatischen Bestimmung? Bei welcher Wellenlänge erfolgt die Messung? (4 Punkte)

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  • Analyt wird durch eine enzymatische Reaktion umgesetzt --> gemessen wird die Zu- oder Abnahme des Coenzyms NADH (durch Photometrie)
  • Konzentrationsbestimmung des Substrats möglich (Diff. des Maximums bei 260nm und 340nm)
  • NAD+ und NADH haben ein Absorptionsmaximum bei 260 nm (NAD+ wird hier gemessen), NADH bei 340 nm allein

zB: Milchsäure Bestimmung

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Was ist Viskosität? Bei welchen Produkten/Getränken ist die Bestimmung der Viskosität sinnvoll und warum (2 Beispiele)? Nennen zwei Verfahren, über die die Viskosität gemessen werden kann. (6 Punkte)

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= ein Maß für die Zähflüssigkeit von Produkten bzw. / = In Flüssigkeit auftretende Reibung, die bei Deformation auftritt, Schichtenmodell: 2 Platten werden gegeneinander mit einer bestimmten Geschwindigkeit verschoben (Abhängig: Temperatur, Konzentration, Teilchengröße, Teilchenladung)

  • Würze (Kongresswürze, 65 °C Maische) = Viskosität weist auf cytolytische Lösung des Malzes hin
  • Smoothies = Charakterisierung von Smoothies (Qualitätsüberwachung, nicht rechtlich definiert)
  1. Kugelfall-Viskosimeter: Fallzeit einer Kugel durch Flüssigkeit (Dichte nötig) = dynamische Viskosität
  2. Bostwick-Viskosimeter: Fließstrecke einer Flüssigkeit über den Zeitraum von 30 sec
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Warum bestimmt man eine Wiederfindung und wie kann so eine Bestimmung durchgeführt werden? (3 Punkte)

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- Durch die Wiederfindungsrate wird überprüft, ob bei der Probenaufarbeitung (z. B. Extraktion) möglicherweise ein Teil der Substanz „verschwindet“.

- Bestimmung: Gesamte Messung inkl. Probenvorbereitung mit einem Standard mit bekannter Konzentration durchführen. Im besten Fall entspricht die ermittelte Konzentration zu 100% der tatsächlichen Konzentration.

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Viele Lebensmittel im Bereich der Sportlerernährung werden mit Carnitin angereichert. Was ist Carnitin und welche Aufgabe erfüllt es im menschlichen Körper? (2 Punkte)

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Carnitin: AS (keine alpha-AS), Vitaminoid (vitaminähnliche Substanz), hohe Gehalte in Skelettmuskulatur, Transportvermittler


--> Fettsäuren werden verestert und in die Mitochondrien transportiert, ist an beta-Oxidation beteiligt, Abbau von verzweigten Fettsäuren und Regulation der Gluconeogenese


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Was ist das Prinzip einer Wasserdampfdestillation? Was kann man über die Wasserdampf-destillation bestimmen (2 Beispiele)? (4 Punkte)

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  • Wasserdampf: wird extern erzeugt und durch Probe getrieben, flüchtige Stoffe gehen in Vorlage und kondensieren im Kühler, Auffüllen auf Ausgangsvolumen --> Dichtebest. mittels Pyknometrie oder Biegeschwinger (rel. Dichte<1)
  • Vorteil: schnell, produktschonend, reproduzierbar (aber höhere Investitionskosten)

Alkoholgehalt in g/L oder vol% bzw. Extrakt in g/L können aus Tabellenwerken abgelesen werden. Flüchtige Säuren

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Warum bestimmt man den Brechungsindex bzw. die relative Dichte bei Getränken? Nennen Sie 3 Anwendungen aus dem Getränkebereich. (3 Punkte)

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= Ermittlung des Anteils gelöster Stoffe, Näherungswert für Zuckergehalt


  1. Fruchtsaft: Maß für Reifezustand der Rohware, Konzentrat: Kontrolle der korrekten Rückerverdünnung
  2. Bier: Extraktgehalt der Stammwürze definiert den Biertyp, scheinbarer und tatsä. Extrakt
  3. Wein/Fruchtwein: „zuckerfreier Extrakt“ = Maß für die Qualität (Reifezustand) der Rohware


--> Bei vergorenen Produkten ist Extrakt bzw. zuckerfreie Extrakt eine wichtige Kenngröße


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Was ist der Unterschied zwischen der absoluten Dichte und der relativen Dichte? Welche Einheit haben die beiden Messgrößen? (4 Punkte)

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Absolute Dichte:

= Quotient aus Masse und Volumen

Einheit der Dichte: g/cm³ bzw. g/mL

Dichte ist temperaturabhängig!


Relative Dichte:

Quotient aus zwei Dichten = Gewichtsverhältnis von

zwei Flüssigkeiten mit gleichem Volumen und gleicher Temperatur D20/20 = bei 20°C

Relative Dichte ist dimensionslos!

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Wie kann der Überdruck eines Getränks bestimmt werden? Nennen Sie 2 Verfahren! Bei welchen Getränken ist eine Druckbestimmung notwendig? (3 Punkte)

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  1. Messung mittels Aphrometer (Flasche) = Manometer; in PA bei 20°C mit Abweichtabelle
  2. Direkte titrimetrische Bestimmung der gelösten Kohlensäure
  3. Mittels Laser

Getränke: Wein, Perlwein, Bier

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Nennen Sie 5 Bestandteile des Extrakts (Wein oder Fruchtwein). Wie kann der Extrakt ermittelt werden? (7 Punkte)

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Der Extrakt wird in g/L angegeben und entspricht bei Fruchtweinen und Weinen den gelösten nicht‐flüchtigen Verbindungen.

Stoffe, die die Dichte erhöhen (> 1): Zucker (Stärke, Glu,Fru, Sacc), Mineralstoffe, organische Säuren, Glycerin…

Stoffe, die die Dichte herabsetzen (< 1): Alkohol, ätherische Öle, Fette

Bestimmung des Extrakts: z.B. Abdestillieren des Alkohols; Bestimmung der relativen Dichte (z.B. pyknometrisch, Biegeschwinger) des Rückstands (vorher: Rückverdünnen des Rückstands auf das Anfangsvolumen)

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Wie kann der Alkoholgehalt einer Probe bestimmt werden? (3 Punkte)

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Destillative Abtrennung des Alkohols (klassisch oder mittels Wasserdampfdestillation)

  • Klassisch: best. Volumen des Getränks in Destillierkolben, Auffüllen des Destillats auf das Ausgangsvolumen--> Dichtebest. mittels Pyknometrie oder Biegeschwinger (rel. Dichte<1)
  • Wasserdampf: wird extern erzeugt und durch Probe getrieben, flüchtige Stoffe gehen in Vorlage und kondensieren im Kühler, Auffüllen auf Ausgangsvolumen --> Dichtebest. mittels Pyknometrie oder Biegeschwinger (rel. Dichte<1)
  • Enzymatisch (Alkoholdehydrogenase)


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Q:

Was ist die sogenannte Nachweisgrenze? Was ist die Bestimmungsgrenze? (2 Punkte)

A:

- Die Nachweisgrenze ist die kleinste Konzentration (Menge) des Analyten in der Probe, die qualitativ noch erfasst werden kann (Ja/Nein-Entscheidung; DIN 32645).

- Die Bestimmungsgrenze ist die kleinste Konzentration (Menge) des Analyten in der Probe, die mit gegebener Präzision und Richtigkeit quantitativ bestimmt werden kann (DIN 32645).


--> Überprüfung der Nachweis- und Bestimmungsgrenze: In der chromatographischen Praxis gelten zumeist das zwei- bis Dreifache Rauschen als Nachweisgrenze und das fünf- bzw. Neun-bis Zehnfache Rauschen als Bestimmungsgrenze.


Q:

Wie sind Proteine aufgebaut? Was bedeutet Primär-, Sekundär- und Tertiärstruktur? Was passiert bei der Denaturierung und welche Konsequenz hat dies insbesondere für die Enzymaktivität? (6 Punkte)


A:
  • Primärstruktur: Reihenfolge der verketteten Aminosäuren
  • Sekundärstruktur: dreidimensionale Struktur der Aminosäurekette: alpha-Helix‐ oder beta-Faltblattstruktur --> Form und Stabilität durch Wasserstoffbrückenbindungen hervorgerufen
  • Tertiärstruktur: Anordnung einer Peptidkette mit Helix‐ und/oder Faltblattstruktur und Kettenbereichen ohne Sekundärstruktur

Reversible/irreversible Denaturierung: Zusammenbruch der Sekundär- und Tertiärstruktur

--> Temperatur, Säure, Schwermetalle, Oxidation, Löslichkeit von Proteinen, Inaktivierung von Enzymen durch Strukturänderung (aktives Zentrum wird geändert oder Effektoren-Bindungsstelle), Absterben von Bak.

Q:

Was ist das Prinzip einer enzymatischen Bestimmung? Bei welcher Wellenlänge erfolgt die Messung? (4 Punkte)

A:
  • Analyt wird durch eine enzymatische Reaktion umgesetzt --> gemessen wird die Zu- oder Abnahme des Coenzyms NADH (durch Photometrie)
  • Konzentrationsbestimmung des Substrats möglich (Diff. des Maximums bei 260nm und 340nm)
  • NAD+ und NADH haben ein Absorptionsmaximum bei 260 nm (NAD+ wird hier gemessen), NADH bei 340 nm allein

zB: Milchsäure Bestimmung

Q:

Was ist Viskosität? Bei welchen Produkten/Getränken ist die Bestimmung der Viskosität sinnvoll und warum (2 Beispiele)? Nennen zwei Verfahren, über die die Viskosität gemessen werden kann. (6 Punkte)

A:

= ein Maß für die Zähflüssigkeit von Produkten bzw. / = In Flüssigkeit auftretende Reibung, die bei Deformation auftritt, Schichtenmodell: 2 Platten werden gegeneinander mit einer bestimmten Geschwindigkeit verschoben (Abhängig: Temperatur, Konzentration, Teilchengröße, Teilchenladung)

  • Würze (Kongresswürze, 65 °C Maische) = Viskosität weist auf cytolytische Lösung des Malzes hin
  • Smoothies = Charakterisierung von Smoothies (Qualitätsüberwachung, nicht rechtlich definiert)
  1. Kugelfall-Viskosimeter: Fallzeit einer Kugel durch Flüssigkeit (Dichte nötig) = dynamische Viskosität
  2. Bostwick-Viskosimeter: Fließstrecke einer Flüssigkeit über den Zeitraum von 30 sec
Q:

Warum bestimmt man eine Wiederfindung und wie kann so eine Bestimmung durchgeführt werden? (3 Punkte)

A:

- Durch die Wiederfindungsrate wird überprüft, ob bei der Probenaufarbeitung (z. B. Extraktion) möglicherweise ein Teil der Substanz „verschwindet“.

- Bestimmung: Gesamte Messung inkl. Probenvorbereitung mit einem Standard mit bekannter Konzentration durchführen. Im besten Fall entspricht die ermittelte Konzentration zu 100% der tatsächlichen Konzentration.

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Q:

Viele Lebensmittel im Bereich der Sportlerernährung werden mit Carnitin angereichert. Was ist Carnitin und welche Aufgabe erfüllt es im menschlichen Körper? (2 Punkte)

A:

Carnitin: AS (keine alpha-AS), Vitaminoid (vitaminähnliche Substanz), hohe Gehalte in Skelettmuskulatur, Transportvermittler


--> Fettsäuren werden verestert und in die Mitochondrien transportiert, ist an beta-Oxidation beteiligt, Abbau von verzweigten Fettsäuren und Regulation der Gluconeogenese


Q:

Was ist das Prinzip einer Wasserdampfdestillation? Was kann man über die Wasserdampf-destillation bestimmen (2 Beispiele)? (4 Punkte)

A:
  • Wasserdampf: wird extern erzeugt und durch Probe getrieben, flüchtige Stoffe gehen in Vorlage und kondensieren im Kühler, Auffüllen auf Ausgangsvolumen --> Dichtebest. mittels Pyknometrie oder Biegeschwinger (rel. Dichte<1)
  • Vorteil: schnell, produktschonend, reproduzierbar (aber höhere Investitionskosten)

Alkoholgehalt in g/L oder vol% bzw. Extrakt in g/L können aus Tabellenwerken abgelesen werden. Flüchtige Säuren

Q:

Warum bestimmt man den Brechungsindex bzw. die relative Dichte bei Getränken? Nennen Sie 3 Anwendungen aus dem Getränkebereich. (3 Punkte)

A:

= Ermittlung des Anteils gelöster Stoffe, Näherungswert für Zuckergehalt


  1. Fruchtsaft: Maß für Reifezustand der Rohware, Konzentrat: Kontrolle der korrekten Rückerverdünnung
  2. Bier: Extraktgehalt der Stammwürze definiert den Biertyp, scheinbarer und tatsä. Extrakt
  3. Wein/Fruchtwein: „zuckerfreier Extrakt“ = Maß für die Qualität (Reifezustand) der Rohware


--> Bei vergorenen Produkten ist Extrakt bzw. zuckerfreie Extrakt eine wichtige Kenngröße


Q:

Was ist der Unterschied zwischen der absoluten Dichte und der relativen Dichte? Welche Einheit haben die beiden Messgrößen? (4 Punkte)

A:

Absolute Dichte:

= Quotient aus Masse und Volumen

Einheit der Dichte: g/cm³ bzw. g/mL

Dichte ist temperaturabhängig!


Relative Dichte:

Quotient aus zwei Dichten = Gewichtsverhältnis von

zwei Flüssigkeiten mit gleichem Volumen und gleicher Temperatur D20/20 = bei 20°C

Relative Dichte ist dimensionslos!

Q:

Wie kann der Überdruck eines Getränks bestimmt werden? Nennen Sie 2 Verfahren! Bei welchen Getränken ist eine Druckbestimmung notwendig? (3 Punkte)

A:
  1. Messung mittels Aphrometer (Flasche) = Manometer; in PA bei 20°C mit Abweichtabelle
  2. Direkte titrimetrische Bestimmung der gelösten Kohlensäure
  3. Mittels Laser

Getränke: Wein, Perlwein, Bier

Q:

Nennen Sie 5 Bestandteile des Extrakts (Wein oder Fruchtwein). Wie kann der Extrakt ermittelt werden? (7 Punkte)

A:

Der Extrakt wird in g/L angegeben und entspricht bei Fruchtweinen und Weinen den gelösten nicht‐flüchtigen Verbindungen.

Stoffe, die die Dichte erhöhen (> 1): Zucker (Stärke, Glu,Fru, Sacc), Mineralstoffe, organische Säuren, Glycerin…

Stoffe, die die Dichte herabsetzen (< 1): Alkohol, ätherische Öle, Fette

Bestimmung des Extrakts: z.B. Abdestillieren des Alkohols; Bestimmung der relativen Dichte (z.B. pyknometrisch, Biegeschwinger) des Rückstands (vorher: Rückverdünnen des Rückstands auf das Anfangsvolumen)

Q:

Wie kann der Alkoholgehalt einer Probe bestimmt werden? (3 Punkte)

A:

Destillative Abtrennung des Alkohols (klassisch oder mittels Wasserdampfdestillation)

  • Klassisch: best. Volumen des Getränks in Destillierkolben, Auffüllen des Destillats auf das Ausgangsvolumen--> Dichtebest. mittels Pyknometrie oder Biegeschwinger (rel. Dichte<1)
  • Wasserdampf: wird extern erzeugt und durch Probe getrieben, flüchtige Stoffe gehen in Vorlage und kondensieren im Kühler, Auffüllen auf Ausgangsvolumen --> Dichtebest. mittels Pyknometrie oder Biegeschwinger (rel. Dichte<1)
  • Enzymatisch (Alkoholdehydrogenase)


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