Im Häuschen mit fünf Stübchen, da wohnen braune Bübchen; je Tür noch Tor, gehen ein noch aus – wer sie besucht, verzehr

1. Im Häuschen mit fünf Stübchen, da wohnen braune Bübchen; je Tür noch Tor, gehen ein noch aus – wer sie besucht, verzehrt ihr Haus.

2. VomBaumzumApfel Experimentalvortrag OC Marietta Fischer WS 2006 / 07

3. Gliederung • Einleitung • Baum • Holz • Lignin • Cellulose • Apfel • Inhaltsstoffe • Schulrelevanz

4. 1. Einleitung Entdeckung • Zeitangabe unbekannt • Ursprung: Zentral- u. Westasien • „Holzäpfel“ und „Wildäpfel“ (malus sylvestris) • vor 5.000 Jahren brachten Syrer Äpfel nach Ägypten • Verbreitung: weltweit Kultursorten (malus domestica) • zur Zeit Deutschland: ca. 50 Zuchtsorten

5. 1. Einleitung Symbolik • Mystische, literarische, historisch-symbolische Bedeutung • Liebe und Schönheit • christlich: Sinnbild der Sünde • Glück und Macht • Reichsapfel der dt. Kaiser • Baum der Erkenntnis • biblische Überlieferung • Fruchtbarkeitssymbol bei Hochzeitsbräuchen • germanischen Völkern

6. 1. Einleitung Verbreitung • Weltweite Verbreitung • Fast jeder Standort, dank Veredelung • Pro Jahr ca. 120 000 t durch 2.000 spezialisierte Betriebe • Mehrere 100 Sorten • Sortenwahl nach: • Klimaansprüche, Lage, Boden, … Artenvielfalt

7. 1. Einleitung Lagerung • Besonders lange Lagerfähigkeit (CA-Lager) • Lagerluft, Temperatur und Luftfeuchtigkeit • Senkung O2 – Gehalt, Erhöhung CO2 – Gehalt • Verlangsamt Atmung, reduziert Stoffwechsel • Ethylen Ausscheidung • Keine Lagerung mit anderem Obst • Beschleunigt deren Reifungsprozess • Folienbeutel mit Löchern an dunklen Orten • Verringert Ethylen Ausschüttung

8. Vom Holz zur Frucht

9. 2.0 Baum Der Baum • Vieljährige Holzgewächse • Spitze gefördert • Verzweigung unterbleibt meist im ersten Jahr • Stammentstehung • Spätere Verzweigung der Seitenäste • Bildung einer Krone • Anpassungsfähig • Liebt sonnige Standorte • Bevorzugt nährstoffreiche Böden

10. 2.1 Holz Organische Materie insgesamt Holz: Baustoff Werkstoff Rohstoff Energieträger

11. 2.1 Holz Entwicklung und Funktion • Wurzel – Sprossachse – Blatt • Sekundäres Dickenwachstum: Kambium • Holz: Gefäße, Tracheiden, Holzfasern, Holzparenchym und Holzstrahlparenchym • Bast: Siebzellen, Siebröhren, Geleitzellen, Bastparenchym, Baststrahlparenchym, Bastfasern (sklerenchymatisch) Holz Kambium Bast nach innen nach außen

12. 2.1 Holz Rinde Kambium Holzgewebe • Xylem, Stütz- u. Transportfunktion • Kernholz • Harze, Gerbstoffe, keine Wasserleitung • Splintholz • Stütz-, Wasserleitungsfunktion Bastgewebe • Phloem, Transport von Nährstoffen, praktisch kein Lignin Bast Splint Kernholz

13. 2.1 Holz Demo 1 Trockene Destillation von Holz

14. 2.1 Holz Holzzusammensetzung Hauptprodukte der Verkohlung: • Holzkohle: ca. 80% Kohlenstoff • Rohholzessig: Essigsäure, Holzgeist, Wasser • Holzgeist: Methanol, Aceton, Methylaceton • Holzteer: aromatische Verbindungen (Phenole, Phenolether) • Holzgas: 52% CO2, 34% CO, 10% CH4, 2% C2H4 und H2

15. 2.1 Holz Verlauf der Verkohlung • 100-150 °C Beginn der Zersetzung: Abspaltung von H2O und Zersetzung der Hemicellulosen CO2, CO, CH3COOH • 150-275 °C Gewichtverminderung • 275-350 °C Hauptmenge der Zersetzungsprodukte CH3COOH, CH3OH, Holzteer, H2, C2H4, CH4

16. 2.1 Holz Versuch 1 Phenol-Nachweis

17. 2.1 Holz ortho-Produkt para-Produkt

18. 2.1 Holz

19. 2.1 Holz

20. 2.1 Holz ziegelrot

21. 2.2 Lignin Lignin

22. 2.2 Lignin Lignin • lignum(lat.) = Holz • Einlagerung in interfibrilläre Räume der Zellwand Verholzung • Mischpolymere aus Phenylpropanen • Mit polymeren Kohlehydraten der Zellwand kovalent gebunden

23. 2.2 Lignin Versuch 2 Nachweis von Lignin

24. 2.2 Lignin In der Natur durch Dehydrierung und Polymerisation aus folgenden monomeren Ausgangsstoffen: Cumarylalkohol Coniferylalkohol Coniferylaldehyd

25. Ligninvernetzung R = Rest Aldehyd-Gruppe

26. 2.2 Lignin

27. violett

28. 2.3 Cellulose Cellulose

29. 2.3 Cellulose Cellulose • Makromolekül • β – 14 Glucan • Grundbaustein: Disaccharid Cellobiose • Mehrere tausend Moleküle • Moleküllänge: ca. 7,5 μm Faser Makrofibrille Mikrofibrille Cellulosemoleküle

30. 2.3 Cellulose

31. 2.3 Cellulose Säurekatalysierter hydrolytischer Abbau der Cellulose -H2O mikrokristalline Cellulose native Cellulose -H2O kurzkettige Cellulose -H2O -H2O -H2O Glucose Cellobiose Cellodextrine

32. 2.3 Cellulose Versuch 3 Verzuckerung von Cellulose

33. 2.3 Cellulose

34. 2.3 Cellulose

35. 3.0 Apfel Aus dem Baum da geht ein Apfel hervor… • Mehrere 100 Sorten • ca. 50 Kalorien • Wassergehalt: 85% • Traubenzucker (Energie) • >20 Mineralstoffe u. Spurenelemente • Viele Ballaststoffe (2,3 g Pektin)

36. 3.0 Apfel Biologische Entstehung • Griffel mit Narbe • Staubbeutel • Staubfaden • Blütenblatt • Kelchblatt • zahlreiche apocarpe Fruchtknoten • Blütenbecher • Blütenboden • Stängel • Kelch • Fruchtblätter • Samen • Fruchtfleisch • Blütenstiel

37. 3.0 Apfel Aus biologischer Sicht Ordnung: Rosales Familie: Rosaceae (Rosengewächse) Unterfamilie: Maloideae (Apfelartige) Gattung: Malus (Apfelbaum) • Fünf Fruchtblätter  daraus Kerngehäuse • Daher fünf „Kernhäuschen“ • Apocarpe Fruchtknoten • Zwei Kerne pro „Kernhäuschen“ • Fruchtfleisch aus verdickter Blütenachse • „Scheinfrucht“ Fruchtfleisch / Scheinfrucht Fruchtblatt / Gehäuse Kern / Samen

38. 3.0 Apfel One apple a day keeps the doctor away. • (englisches Sprichwort)

39. 3.0 Apfel Jeden Tag einen Apfel – der Gesundheit zu liebe • Fangen freie Sauerstoffradikale im Stoffwechsel • Schutz vor Kreislauferkrankungen, Stärkung des Immunsystems • Entzündungshemmend, blutdruck- und cholesterinspiegelsenkend, antibakteriell • Effektive Vorbeugung für Krankheiten und Alltagsbeschwerden

40. 3.0 Apfel Jeder Apfel enthält: • Nährstoffe und Vitamine(A,B,C,E)direkt unter Schale • Leicht verdauliche Kohlenhydrate(Sorbit) • Mineralstoffe & Spurenelemente (K, P, Mg, Cu, Ca) • Rohfasergehalt(Cellulose, Pektine) • Fruchtsäuren(Apfelsäure, Zitronensäure) • Fruchtzucker(Fructose)

41. 3.1 Inhaltsstoffe sek. Pflanzeninhaltsstoffe • ≠primäre Stoffe • energieliefernde Nährstoffe: Fett, Kohlenhydrate, Eiweiße • Farb- und Duftstoffe • 40 verschiedene, 15 eindeutig identifiziert • Schutz vor Mikroorganismen, Insektenfraß, Umweltstress • Starke UV-Strahlung, Ozon • Gesundheitsfördernd

42. 3.1 Inhaltsstoffe Farbstoffe und Duftstoffe • Im Schalenbereich • Beeinflussen den Kunden beim Kauf • Pigmentgruppen: • Chlorophylle (grün) • Carotinoide (gelb / rot) • Anthocyane (rot / blau)

43. 3.1 Inhaltsstoffe Anthocyane • anthos(gr.) = Blüte • kyanos(gr.) = blau • Meist im Zellsaft gelöst; hydrophil • ( ≠ Chlorophylle, Carotinoide) • Chromophore Gruppen • unterschiedl. Struktur unterschiedl. Färbung • pH Abhängigkeit pH 1,5 pH 2 pH 7 pH 9 pH 11,5 pH 13

44. 3.1 Inhaltsstoffe Versuch 4 Farbstoffe

45. 3.1 Inhaltsstoffe Cyanidin ungeladen in neutraler Lösung Flavylium Kation (rot) pH 2 Anhydrobase (violett) pH 7

46. 3.1 Inhaltsstoffe Anion blau pH 9 Chalkon (gelb) pH 13 Pseudobase (farblos)

47. „ Farben sind ein Lächeln der Natur “ William Holman Hunt (1827 – 1910) englischer Maler

48. Polyphenolen • Vorkommen ca. 0,1 - 1 % • Dihydroxiphenylalanin (Dopa) Quercetin • Enzyme: Phenoloxidasen  enzymatische Bräunung • Vorläufer verschiedener Stoffe

49. 3.1 Inhaltsstoffe Demo 2 Enzymatische Bräunung

50. 3.1 Inhaltsstoffe beteiligte Verbindungen L-Ascocorbinsäure (E 360) Vitamin C Quercetin Dopa