Schüler experimentieren Projekt "Zuckerfreie Süßigkeiten" Catharina Kani Daniela Kübler
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1. Kurzfassung In unserem Projekt „ Zuckerfreie Süßigkeiten“ haben wir versucht, zuckerfreie Süßigkeiten für Diabetiker herzustellen. Zuerst haben wir geschaut, wie viel Gramm jedes Zuckerersatzstoffes der Süße von Zucker ähneln. Danach haben wir mit einem Refraktometer den Zuckergehalt in mit Zuckerersatzstoffen gesüßtem Tee gemessen.Wir haben danach getestet, wie sich verschiedene Zuckerersatzstoffe auf den Blutzuckerspiegel auswirken und zum Schluss haben wir Xylit geschmolzen, um daraus Lollies zu machen. 2. Inhaltsverzeichnis Inhalt 1. Kurzfassung............................................................................................................................2 2. Inhaltsverzeichnis....................................................................................................................2 3. Einleitung................................................................................................................................3 4. Vorgehensweise, Materialien und Methode............................................................................4 5. Ergebnisse...............................................................................................................................6 Versuchsreihe 1:.....................................................................................................................6 Versuchsreihe 2:.....................................................................................................................7 Versuchsreihe 3:.....................................................................................................................8 Versuchsreihe 4:.....................................................................................................................8 6. Ergebnisdiskussion..................................................................................................................9 7. Zusammenfassung...................................................................................................................9 8. Quellen- und Literaturverzeichnis.........................................................................................10 9. Unterstützungsleistung..........................................................................................................10 Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 2 von 10
3. Einleitung Das Projekt „Zuckerfreie Süßigkeiten für Diabetiker“ ist ein Projekt von Catharina Kani und Daniela Kübler. Wir gehen zusammen in die 6. Klasse des Gauß-Gymnasiums Worms. Die Idee für das Projekt kam uns als der Opa von Catharina die Diagnose Diabetes erhalten hatte, denn er aß gerne Süßigkeiten und durfte dies nun nicht mehr oder nur in geringen Maßen. Wir wollten wissen, ob es möglich ist, Süßigkeiten ohne Zucker herzustellen bzw. Ersatzstoffe zu finden. Deshalb schauten wir nach was Diabetes überhaupt ist. Diabetes (mellitus) ist eine vielfältige Störungen des menschlichen Stoffwechsels. Das Hauptmerkmal ist die chronische Hyperglykämie (Überzuckerung). Deshalb wird diese Krankheit auch „Zuckerkrankheit“ genannt. Bei der Entwicklung einer Diabetes spielt das Insulin, das ein lebensnotwendiges Soffwechselhormon ist, eine entscheidende Rolle, da es den Kohlenhydrat-, Fett- und Eiweißstoffwechsel steuert. Bekannt sich hauptsächlich Typ-1 und Typ-2 sowie die Schwangerschaftsdiabetes und die Sonderformen LADA und MODY, auf die wir aber nicht eingehen werden. Typ-2 Diabetes haben etwa 90 % der Betroffenen und ist die häufigste Diabetes-Form. Hier ist die Wirkung des Insulins in den Körperzellen vermindert. Typ-1 Diabetes ist eine Autoimmun-Erkrankung. Die Insulin-produzierenden Zellen werden durch das körpereigene Abwehrsystem zerstört. Deshalb produziert der Körper kein Insulin mehr. Bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen tritt dies Form in der Regel auf und es betrifft die Bevölkerung mit 0,3 bis 0,4%. Wir überlegten welchen Ersatzstoff statt des Zuckers genommen werden könnte. Zuerst dachten wir an Fruchtzucker, auch wegen des Geschmackes, da wir gelesen hatten, dass die Zuckerersatzstoffe neutral schmecken würden. Aber auch bei Fruchtzucker müssen Diabetiker aufpassen. Wir haben uns dann folgende Ersatzstoffe herausgesucht, die wir testen wollen: • Stevia Liquid • Xylit • Erythrit • Sorbit • Süßstofftabletten mit Cyclamat und Saccarin Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 3 von 10
4. Vorgehensweise, Materialien und Methode Um den Zuckergehalt zu messen, benötigten wir ein Refraktometer. Dieser wird in Öchsle angegeben. Das Refraktometer wird zur Bestimmung des Brechungsindexes (BRIX) bei flüssigen als auch bei festen Stoffen eingesetzt. Für unsere Versuchsreihe 1 „Testung Geschmack“, Versuchsreihe 2 „Testung Zuckergehalt“ und Versuchsreihe 3 „Blutzuckerspiegel“ benötigten wir: • 7 Plastikbecher • Wasser / destilliertes Wasser • Pfefferminztee im Beutel (1,75g/Beutel) • Haushaltszucker • Zuckerersatzstoff Stevia Liquid • Zuckerersatzstoff Xylit • Zuckerersatzstoff Erythrit • Zuckerersatzstoff Sorbit • Zuckerersatzstoff Süßstofftabletten mit Cyclamat und Saccarin • 7 Löffel • Refraktometer • Pipette • Blutzuckermessgerät Schaubild 2: beschriftete Becher Schaubild 1: Becher mit Tee gefüllt Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 4 von 10
Als Basis (=neutrale Flüssigkeit) kochten wir einen Pfefferminztee aus 1 Liter Wasser und 3 Teebeuteln. Danach befüllten wir die 7 Becher mit Tee. In jedem Becher waren 100 ml Tee. Für unsere Versuchsreihe 4 „Herstellung von Lollies“ benötigen wir: • Xylit • vegane Farbe • Aroma • Holzstäbchen • Silikonformen Schaubild 3: Formen mit Holzstäbchen Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 5 von 10
5. Ergebnisse Versuchsreihe 1: Alle 7 Becher wurden mit 100ml Tee gefüllt. Den zweiten Becher haben wir mit 5g Zucker gesüßt. Wir wollten in unserem ersten Versuch ermitteln, wie viel Zuckerersatzstoff benötigt wird, damit die anderen Becher ähnlich süß schmecken. Schaubild 4: gesüßte Teeproben im Becher Diese Mengen Zuckerersatzstoff haben wir benötigt: Becher Nummer Stoff Menge 1 2 Zucker 5g 3 Stevia 0,2g 4 Xylit 5g 5 Erythrit 8g 6 Sorbit 8g 7 Süßstofftabletten 2 Tabletten à 0,15g Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 6 von 10
Versuchsreihe 2: Bei unserem zweiten Versuch haben wir den Zuckergehalt der gesüßten Tees mit Hilfe des Refraktometers gemessen. Das Refraktometer haben wir zuvor mit destilliertem Wasser geeicht. Schaubild 5: Messung der Proben mit dem Schaubild 6: Arbeit mit dem Refraktometer Refraktometer Wir haben einen Tropfen des gesüßten Tees auf das Prisma des Refraktometers gegeben und schlossen die Klappe. Nun konnten wir den Wert in der Skala ablesen. Die Ergebnisse: Becher Nummer Stoff Zuckergehalt 1 Tee ohne Zucker 0,1% 2 Tee mit Zucker 5% 3 Tee mit Stevia 0% 4 Tee mit Xylit 4% 5 Tee mit Erythrit 7,4% 6 Tee mit Sorbit 8,2% 7 Tee mit Süßstofftabletten 0,8% Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 7 von 10
Versuchsreihe 3: Im dritten Versuch wollten wir prüfen, ob die Zuckerersatzstoffe den Blutzuckerspiegel ansteigen lassen. Dazu wurde der Blutzuckerspiegel einer Testperson gemessen, dann trank die Testperson einen Becher Tee mit Ersatzstoff. Der Blutzuckerspiegel der Testperson wurde dann nach 10, 20 und 30 Minuten nochmal gemessen. Startwert (mg/dl) Nach 10 min Nach 20 min Nach 30 min Zucker 109 131 113 120 Sorbit 103 118 102 107 Stevia 113 118 112 90 Erythrit 111 Die Testreihe mit Erythrit konnte nicht zu Ende geführt werden. Versuchsreihe 4: Da sich der Zuckerersatzstoff Xylit schmelzen lässt, haben wir uns in dieser Versuchsreihe für diesen Stoff entschieden. Wir haben ca. 400 Gramm Xylit in einem Topf erwärmt. Wir wollten zwei verschiedene Arten von Lollys herstellen. Deshalb haben wir jeweils pro Silikonform ein Tropfen Farbe und zwei Tropfen Aroma hinzugegeben. Schaubild 7: Fertige Lollies Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 8 von 10
6. Ergebnisdiskussion Die erste Versuchsreihe zeigte, dass die Zuckerersatzstoffe unterschiedlich süß sind. Auch im Geschmack unterschieden sich die Stoffe deutlich. Im Vergleich zu Zucker schmeckten einige eher bitter. Bei der zweiten Versuchsreihe waren wir überrascht, dass der gemessene Zuckergehalt teilweise relativ hoch war, sogar höher als bei normalem Zucker. Erstaunlich fanden wir, dass der Tee mit Stevia 0% Zucker enthalten hat, und am Meisten jedoch der Tee mit Sorbit mit 8,2% Zucker. In der dritten Versuchsreihe konnten wir beobachten, dass bei Zucker und Sorbit nach 10 min der Wert hoch ging und dann wieder abgefallen ist. Also ist schnell angestiegen und schnell wieder verbrannt. Bei Stevia ist nur ein minimaler Anstieg zu sehen und dann ein rascher Abfall des Zuckerwertes, wahrscheinlich da Stevia 0% Zuckergehalt hat. Die Lollies aus der vierten Versuchsreihe sahen im abgekühlten Zustand sehr gut aus. Der Geschmack war nicht so gut, da die Lollies zu süß waren. Das Aroma konnte man zwar riechen, aber man schmeckte es nicht. Außerdem waren die Lollies im Inneren noch weich. Erst nach einigen Tagen wurden sie komplett hart, und sie wurden dabei undurchsichtig. 7. Zusammenfassung Wir haben herausgefunden, dass man zuckerfreie Süßigkeiten herstellen kann und dass man dazu Zuckerersatzstoffe benutzen kann. Allerdings haben wir auch herausgefunden, dass Zuckerersatzstoffe den Blutzucker ansteigen lassen können. Leider ist am Ende das Ergebnis nicht ganz so geworden wie erwartet, da selbst bei den Zuckerersatzstoffen der Blutzuckerspiegel ansteigt. Ausblick: Da der Zuckerersatzstoff Stevia 0% Zucker enthält und nur wenig Einfluss auf den Blutzuckerspiegel hatte, wollen wir hieraus ebenfalls noch Süßigkeiten herstellen. Eventuell auch dünnere Lollys, damit diese schneller trocknen, oder Gummibärchen. Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 9 von 10
8. Quellen- und Literaturverzeichnis Das Bild der Gummibärchen auf dem Titelblatt: https://g.co/kgs/s1ZuE4 Grundsätzliche Informationen zu Diabetes: https://www.diabetesstiftung.de/diabetes-was-ist-das-eigentlich 9. Unterstützungsleistung Thomas Kübler und Diana Kani : Helfer beim Experimentieren, anmelden und dem Schreiben des Protokolls. Annette Modl-Chalwatzis und Christian Aring: Beschaffung der Zuckerersatzstoffe und Leitung der Forscherwerkstatt Gauß Gymnasium Projekt: Zuckerfreie Süßigkeiten von Catharina Kani und Daniela Kübler Seite: 10 von 10
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