Qualitative Analyse von Energy Drinks

Scientific Study , 2016 , 23 Pages

Chemistry - Bio-chemistry

Analytische Untersuchung ausgewählter Energy-Drinks durch pH-Wert-Bestimmung, Fehling-Reaktion und HPLC-Chromatographie der Inhaltsstoffe Koffein, Taurin, Riboflavin und Zitronensäure.

Neben dem allgegenwärtigen Produkt „Red Bull“ gibt es eine ganze Reihe von Energy-Drinks, die in der Konsumwelt einen hohen Bekanntheitsgrad haben. Die Idee dafür stammt aus der Zeit nach dem zweiten Weltkrieg aus Japan. Damals verabreichte man den Piloten Taurin zur Verbesserung ihrer Sehfähigkeit. Dadurch kamen die Energy-Drinks in Mode, diese enthielten hauptsächlich Taurin. Später importierte der Erfinder von Red Bull diese Idee nach Europa. Durch geschicktes Marketing wurde in den 80er Jahren schließlich auch dort der Energy-Drink sehr populär. Sogar die Werbung verspricht, dass Taurin und vor allem Energy-Drinks, die Taurin mit Koffein kombinieren, wach halten. Deshalb greifen auch Autofahrer immer häufiger zu Energy-Drinks.¹

Die Inhaltsstoffe dieser Produkte sind jedoch vielfältig. Ein Großteil davon ist auf den Getränkedosen verzeichnet. Eine ganze Reihe eben dieser Bestandteile lassen sich durch unterschiedliche Methoden nachweisen.

Neben einfacheren Methoden wie der pH-Wert-Bestimmung und der Fehling-Probe ist die Hochdruckflüssigchromatographie ( HPLC) geeignet, bei der die Stoffe durch ein chromatographisches Verfahren bestimmt werden.

Inhaltsstoffe und physiologische Wirkung

Alle Energy-Drinks bis auf die „sugar-free“-Varianten enthalten Zucker, hauptsächlich in Form von Glucose und Saccharose. Zucker wird schnell vom Blut aufgenommen und bewirkt damit für kurze Zeit eine Erhöhung des Blutzuckerspiegels. Um diesen konstant zu halten schüttet der Körper Insulin aus. Durch die Insulinfreisetzung wird die Aufnahme von Tryptophan im Gehirn begünstigt. Dort wird dieses Tryptophan in Serotonin umgewandelt, was wiederum stimmungsaufhellend wirkt. Somit wirkt Zucker indirekt stimmungsaufhellend und gibt dem Körper zusätzlich einen kurzfristigen Energieschub.²

Bei Koffein, das in allen Produkten enthalten ist, wird zwischen einer anregenden und erregenden Wirkung unterschieden, wobei die erregende Wirkung nur bei höheren Dosen auftritt. Für eine anregende Wirkung ist nur eine geringere Dosis notwendig und zeigt sich in einer Steigerung des Antriebs, der Stimmungsaufhellung und der erhöhten Konzentrationsfähigkeit. Das Koffein kann die Blut-Hirn-Schranke fast ungehindert überwinden und entfaltet seine anregende Wirkung hauptsächlich im zentralen Nervensystem. Nervenzellen tauschen im Wachzustand Botenstoffe aus und verbrauchen Energie. Dabei entsteht Adenosin als Nebenprodukt, das das Gehirn vor Überanstrengung schützen soll. Dies wird durch Adenosin ermöglicht, indem es an Rezeptoren auf Nervenzellen bindet. Wenn das der Fall ist erhält das Gehirn ein Signal die Leistungsfähigkeit zu reduzieren. Bei gesteigerter Gedächtnisleistung wird mehr Adenosin gebildet und mehr Rezeptoren werden besetzt. Koffein ist ein Adenosin-Antagonist, besitzt eine chemisch ähnliche Struktur und kann eben diese Rezeptoren besetzen. Somit wird Adenosin in seiner Wirkung kompetitiv gehemmt und das Gehirn bekommt kein Signal seine Leistungsfähigkeit zu reduzieren. Dadurch bleibt man länger wach und leistungsfähiger.³

Taurin kann aus der Aminsäure Cystein synthetisiert werden. Dies ist auch für den menschlichen Organismus möglich, wobei etwa 50-125mg Taurin pro Tag hergestellt werden. Es fördert die Signalübertragung im Körper und spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des zentralen Nervensystems. Die Konzentration von Taurin im Gehirn nimmt mit dem Alter ab, am höchsten ist sie im Gehirn eines Säuglings. Daher wird ihm eine Bedeutung beim Wachstum und Entwicklung des fötalen Gehirns zugeschrieben. Dazu findet sich Taurin in jedem Muskel des Körpers, auch im Herzmuskel. Hier erhöht es die Intensität der Kontraktion. Taurinmangel dagegen führen zu Störungen im Immunsystem und Entzündungen.⁴

Riboflavin ist vor allem in Milch und Milchprodukten, Fleisch, Eiern und Hefe enthalten. Wegen seiner gelben Farbe wird es als Lebensmittelzusatzstoff eingesetzt. Riboflavin ist ohne Höchstmengenbeschränkung für Lebensmittel zugelassen. Ausgenommen sind lediglich unbehandelte und solche Lebensmittel, die nach dem Willen des Gesetzgebers nicht durch Zusatzstoffe verändert werden sollen.

Der Tagesbedarf von Erwachsenen beträgt bei Männern 1,4mg und bei Frauen 1,2mg. Der Bedarf steigt mit der Energieaufnahme, so ist er bei Schwangeren und Stillenden leicht erhöht (1,5 bis 1,6mg). Dieser tägliche Bedarf wird im Normalfall durch die Ernährung gedeckt. Daher ist keine Aufnahme durch Nahrungsergänzungsmittel oder durch Energy-Drinks notwendig. Wegen seiner gelben Farbe wird Riboflavin, beziehungsweise Vitamin B2, auch als Lebensmittelfarbstoff (E101) verwendet.⁵

Die Zitronensäure mit der Formel wird in der Lebensmittelindustrie als Antioxidationsmittel, Komplexbildner und Säurungsmittel zugegeben. Früher wurde Zitronensäure aus Früchten gewonnen, heute wird sie in erster Linie biotechnologisch aus Mikroorganismen hergestellt. Als Zusatzstoff gilt sie als unbedenklich, da sie vom Körper vollständig verwertet wird. Daher ist sie als E330 zugelassen.⁶

Nahezu alle Energydrinks weisen neben der Mixtur aus Koffein, Taurin, Zucker noch Vitamine, Glucuronolacton und weitere Farb-, Aroma- oder zum Teil auch Mineralstoffe auf. Zudem sind meistens Energydrinks Kohlensäure zugesetzt, welche dem Getränk seine Spritzigkeit verleiht. Einige Energydrinks beinhalten zudem Verdickungs- und Süßungsmittel.⁷

Qualitative Untersuchungen

pH-Wert-Messung

Der pH-Wert der vorliegenden Proben wird elektronisch gemessen. Es kommt dabei eine handelsübliche Einstabmesselektrode, angeschlossen an ein geeichtes Voltmeter zum Einsatz.

Die folgende Abbildung zeigt die Versuchsanordnung am Beispiel des „Monster Energy-Drinks“:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Da die Energydrinks Kohlensäure enthalten führt man die Messung direkt nach dem Öffnen durch. Diese Messungen sollen den pH-Wert unter Kohlensäureeinfluss bestimmen. Es ergaben sich bei jeweils zwei unabhängigen Messungen folgende Durchschnittswerte:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Dann lässt man die Proben 24 Stunden stehen und gibt dadurch der Kohlensäure Gelegenheit zu entweichen. Man führt anschließend nochmals zwei unabhängige Messungen durch.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Es zeigt sich, dass der „Rockstar Energy-Drink“ am stärksten sauer und „Red Bull“ stärker sauer als „Red Bull sugarfree“ ist.

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• Course: Student der St.Elisabeth Hochschule, Bratislava in einem PhD-Verfahren
• Author: Martin Gansel (Author)
• Publication Year: 2016
• Pages: 23
• Catalog Number: V315460
• ISBN (eBook): 9783668145580
• ISBN (Book): 9783668145597
• Language: German
• Tags: qualitative, analyse, energy, drinks