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Kompaktlexikon der Biologie: Stärke

Stärke, Amylum, ein Gemisch pflanzlicher Reservepolysaccharide, die nur aus Glucose aufgebaut sind. S. ist ein weißes, nichtkristallines Pulver, das in kaltem Wasser unlöslich ist. Mit heißem Wasser wird Kleister gebildet, der beim Erkalten als Gel erstarrt. S. ist in pflanzlichen Organen, wie Samen, Wurzeln, Knollen oder Baummark, in Form von Stärkekörnern enthalten. Getreidekörner enthalten 50 bis 70 %, Reiskörner 70 bis 80 %, Kartoffeln 17 bis 24 % S. Aus den stärkehaltigen Pflanzenteilen kann S. durch Zerkleinern und Aufschlämmen mit Wasser gewonnen werden. Die Stärkekörner zeigen konzentrisch oder exzentrisch verlaufende Schichtungslinien und lassen sich außerdem in zusammengesetzte und einfache Stärkekörner unterscheiden ( vgl. Abb. ). Sie werden in farblosen Pflanzenzellen in Amyloplasten abgelagert. Besonders klein sind die Stärkekörner der Reisstärke mit 4 – 6 μm, diejenigen der Kartoffelstärke sind z.B. mit bis 100 μm wesentlich größer.

S. besteht i.Allg. aus 15 bis 25 % Amylose und 75 bis 85 % Amylopektin. Amylose ist ein im Wesentlichen unverzweigtes α-D-Glucan mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 103. Die Amylose der Getreidekörner hat einen höheren Polymerisationsgrad als diejenige der Kartoffelstärke. Die Glucankette ist als Helix angeordnet. Amylose ist ein weißes Pulver, das in heißem Wasser löslich ist. Mit Iod wird eine blau gefärbte Einschlussverbindung gebildet (Iod-Stärke-Reaktion), die u.a. als Stärkenachweis dient. Amylopektin ist ein baumartig verzweigtes Glucan, dessen durchschnittliche Kettenlänge bei 20 bis 25 Glucoseresten liegt. Der durchschnittliche Polymerisationsgrad beträgt 104 bis 105, ist also wesentlich höher als derjenige der Amylose. Die Verzweigungen kommen durch α(1→6)-Bindungen zustande. Amylopektin ist ein weißes Pulver, das mit heißem Wasser Kleister ergibt. Die Einschlussverbindung mit Iod ist rotviolett gefärbt.

Bei der Stärkesynthese dient Adenosindiphosphatglucose als Ausgangssubstanz. Enzymatisch abgebaut wird die S. durch Amylasen, die in Tieren (z.B. im Speichel und im Sekret der Bauchspeicheldrüse), in Pflanzen (z.B. Malzamylase) und in Mikroorganismen vorkommen.

S. dient in der Lebensmittelindustrie zur Herstellung von Puddingpulver, Kindernährmitteln, Soßen, Cremes u.a. Stärkeerzeugnissen. Sie wird ferner in der Süßwarenindustrie, als Füllstoff in der pharmazeutischen Technologie sowie in der Textilindustrie für Appreturen eingesetzt. Die lösliche S. dient durch ihre Blaufärbung mit Iod als Indikator in der Iodometrie, einer Methode der Redoxanalyse. ( vgl. Abb. )



Stärke: Oben ein Ausschnitt aus einem Stärkemolekül, eine Kette von α(1→4)-glykosidisch verbundenen Glucosemolekülen. Darunter verschiedene Formen von Stärkekörnern. 1 Weizen, a von der Kante, b von der Fläche gesehen; 2 Kartoffel, a großes Einzelkorn, b halb zusammengesetztes Korn, c ganz zusammengesetzte Körper, 3 zusammengesetztes Haferkorn



Stärke: verschiedene Möglichkeiten der Stärkemodifikation in Pflanzen. Quantitative Modifikationen ändern den Stärkegehalt oder die Reinheit der Stärke (Verhältnis von Stärkeanteil zu Protein- und Fettanteil). Qualitative Modifikationen betreffen das Verhältnis von Amylose zu Amylopektin in der Stärke oder die Spaltung von beim Stärkeabbau entstandener Saccharose zu Glucose und Fructose

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Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
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Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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