Jugend forscht

Landessieg im Fachbereich Chemie

Wahnsinn … schon wieder geht der Landessieg bei Jugend forscht im Fachbereich Chemie an das JEG … und das zum 3. Mal in Folge!!! Herzlichen Glückwunsch an Elisabeth (Lissi) Fischermann und Tom Kressbach aus der 10. Klasse, die sich mit ihrer Forscherarbeit „Wanted! Mit einer Blaulicht-Reaktion auf der Jagd nach freien Radikalen“ für das diesjährige Bundesfinale in Heilbronn qualifiziert haben. Eine tolle Leistung und ein großer Dank gilt wie immer Herrn Dr. Roland Full für die unermüdliche Betreuung des Projekts. Und auch ein Dankeschön an den Sponsorpool Jugend forscht Bayern, dem Fonds der chemischen Industrie und dem Freundeskreis vom JEG für die finanzielle Unterstützung.

Ihre Forschungsarbeit beschreiben die beiden Jungforscher folgendermaßen: „´For ever young´, das ist nicht nur Musik in unseren Ohren. Es ist einer der kühnsten Träume der Menschheit! In diesem Traum vom Anti-Aging sind die freien Radikale die Schurken, die von Anti-Oxidantien gejagt und zur Strecke gebracht werden. Unsere Jagd nach freien Radikalen bedient sich der zwischen Blauphasen oszillierenden Briggs-Rauscher-Reaktion (BR-Reaktion), um die Antioxidative Kapazität (AK) von Nahrungsmitteln zu bestimmen. Dabei greifen die in der Nahrung enthaltenen Radikalfänger in den radikalisch verlaufenden Teilprozess der äußerst komplexen BR-Reaktion ein und verzögern die periodisch auftretende Blaufärbung. Bei Getränken wie Tee, Kaffee und Rotwein sind das Polyphenole mit radikalfähigen Hydroxylgruppen. Die Zeitverzögerung bei der Oszillation ist ein anerkanntes Maß für die Qualität und Quantität der in der Probe enthaltenen Antioxidantien. Über Kalibrierkurven stellten wir einen Bezug zwischen der Zeitverschiebung und den Referenzsubstanzen 2,6-Dihydroxybenzoesäure (DHBA) und 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) her und konnten so die AK als DHBA- oder DPPH-Äquivalente angeben.
Am Beispiel von Beutel-Tees prüften wir zunächst den Einfluss der Brühzeit und der Brühtemperatur auf die AK. Sie nimmt mit fallender Brühtemperatur ab und erreicht bei 10 min Brühzeit ihr Maximum. Die AK-Werte offener Tees aus dem Tee-Fachgeschäft sind 5 – 6-mal höher als die der Beutel-Tees. Testsieger ist ein schwarzer Flugtee aus Nepal, vor einem weiteren schwarzen Tee aus Nepal, einem weißen Tee aus China und einem grünen Tee aus Indonesien.
Interessant ist der Vergleich von hochwertigen Tee- und Kaffeesorten. Von einer Kaffeerösterei vor Ort bekamen wir Bohnen unterschiedlicher Herkunft und Röstung. Es zeigt sich, dass die Kaffees nicht einmal bei den AK-Mittelwerten der Tees landen. Der Testsieger Barista Espresso Indien Robusta erreicht nur ein Drittel des Wertes des Tee-Spitzenreiters. Beim Vergleich mit rohen Kaffeebohnen erkennt man, dass antioxidative Stoffe bevorzugt im Röstprozess entstehen. Wie steht’s mit Milch im Kaffee? Bitte nicht, denn H-Milch führt zu einem Antioxidantien-Verlust von 20 %!
Höhepunkt unserer Arbeit ist eine Rotwein-Studie mit 42 Rotweinen von 13 Spitzenwinzern vom Bayerischen Untermain. Auf den ersten Plätzen im AK-Ranking landen drei Weine der Rebsorte Domina, die alle aus dem nördlichen Anbaugebiet stammen. Der Barrique-Ausbau führt nochmals zu einer nachweislichen Steigerung der Antioxidantien im Wein. Ein Vergleich der Spätburgunder-Rotweine mit einem weiß-gekelterten Spätburgunder macht deutlich, wie wichtig die Maische-Gärung für die Extraktion der Polyphenole aus Schalen und Kernen ist.
Auch die Frage, ob die Antioxidantien-Depots beim Obst in der Schale oder im Fruchtfleisch zu finden sind, lässt sich mit dem BR-Test beantworten. Bei Äpfeln, Birnen, Kiwis und Gurken finden wir ca. 70 – 80 % der Antioxidantien in den Schalen und ca. 20 – 30 % im Fruchtfleisch. Eine Ausnahme bilden Limette und Granatapfel. Sie erweisen sich als regelrechte Antioxidantien-Bomben. Bei beiden sind ca. 93 % der Antioxidantien in der (fleischigen) Schale gespeichert. Der Granatapfel liegt nochmals um 36 % über der Limette. Der Antioxidantien-Gehalt beider Früchte ist 4 –- 6-mal höher als bei Apfel und Kiwi. Auch im gepressten Limetten-Saft ist er um 93 % höher, wenn die Schale mitgepresst wird. Bei den ungeschälten Früchten liegen die Blaubeeren und die Walnüsse vorn. In-vitro-Versuche, in denen wir chemischen Stress durch Einwirkung von reaktiven Sauerstoffspezies auf die Antioxidantien in Granatapfel-Schalen simuliert haben, zeigen, dass H2O2 und die aggressiven OH-Radikale zu Antioxidantien-Verlusten von 36 – 98 % führen.“