Stärke

Stärke ist ein Kohlenhydrat (Polysaccharid), welches in den "Blattgrünkörperchen" (Chloroplasten) produziert wird. Es besteht hauptsächlich aus Amylose und Amylopektin, welche aus D-Glucose (Traubenzucker) Einheiten aufgebaut sind. Es wird in der Pflanze z.B. in Samen, Zwiebeln oder Knollen abgelagert.
Stärke ist ein wichtiges Grundnahrungsmittel und wird auch in anderen Bereichen verwendet (z.B. als Klebstoff).
Stärke ist in reiner Form ein weißes bis gelblich-weißes Feuchtigkeit anziehendes (hygroskopisch) Pulver. Es ist in kaltem Wasser unlöslich, in heißem Wasser bildet sich der sogenannte Stärkekleister.(siehe Lexikon (9))

Stärke entsteht in der Pflanze zuerst in den Chloroplasten. Bei der Photosynthese (findet nur bei Tage/Licht statt) wird unter anderem D-Glucose produziert. Da eine größere Menge davon ein starkes Ansteigen des osmotischen Druckes in der Zelle verursachen würde, wird die Glucose mit Hilfe von speziellen Enzymen unter Wasserabspaltung unter anderem zu Stärke weiter verarbeitet. Die in den Choroplasten so entstandene Stärke wird auch Assimilationsstärke genannt. Diese wird dann, wenn keine Photosynthese, sondern die Atmung (erfolgt hauptsächlich Nachts/im Dunkeln) stattfindet, mit Hilfe von Phosphorylasen (ein Enzym) zu a-Glucose-1-phosphat abgebaut und zu den Amyloplastentransportiert. Dort werden sie erneut zu Stärkekörnern aufgebaut. Diese Art von Stärke nennt man dann Reserve- oder Speicherstärke. (siehe Nultsch (6) und Strasburger (8))

Reserve- oder Speicherstärke befindet sich vor allem in den Speicherorganen (z.B. Knollen) und in den Samen (siehe Gassner, Hohmann, Deutschmann (3)).
Die Stärkekörner sind meistens aus einzelnen Stärkeschichten aufgebaut. Diese Schichten entstehen dadurch, das sich um ein im Amyloplasten entstandendes Bildungszentrum immer weitere Schichten von Stärkemolekülen (Amylose, Amylopektin) ablagern. Falls mehrere Bildungszentren in einem Amyloplasten vorhanden sind, entstehen zusammengesetzte Stärkekörner wie z.B. bei der Haferstärke.
Jede Pflanzenart weist ihre typischen Formen von Stärkekörner auf. Bei der Kartoffelstärke sind sie elliptisch und exentrisch (Bildungszentrum liegt am Rand) aufgebaut, beim Weizen rund oder länglich und konzentrisch (Bildungszentrum liegt in der Mitte), beim Hafer sind sie rund und aus vielen kleinen Körnern zusammengesetzt. (siehe Nultsch (6), Strasburger (8) oder Lexikon (9))

Die Stärkemolekülen (Amylose, Amylopektin) liegen in einer Art Schraube vor, wobei jede Windung etwa aus 6 Glucosemolekülen besteht. In den Hohlräumen dieser Schrauben können sich Iodmoleküle einlagern. Durch diese Einlagerung ändert sich die Farbe des Stärkemoleküls. Dabei färbt sich Amylopektin violett und Amylose hingegen blau.
Am besten zu sehen ist diese unterschiedliche Färbung, wenn man zum Nachweis Jodwasser nimmt (Freund (2)). Die normalerweise verwendete Lugolsche Lösung färbt zu dunkel, so daß der Unterschied nicht so gut oder gar nicht zu sehen ist. Diese Färbung ist auch unter dem Namen Iod-Stärke-Reaktion bekannt. (siehe Braune, Leman, Taubert (1), Nultsch (6, 7), Strasburger (8) oder Lexikon (9))
Eine andere Nachweisform ist die Durchlichtmikroskopie und auch die dazu gehörige Polarisationsmikroskopie. Durch die meistens sehr gut sichtbaren Schichtungen und der charakteristischen Doppelbrechung im Polarisationsmikroskop kann die Stärke schon gut identifiziert werden.(siehe Gerlach (4))

(1)

Braune W., Leman A., Taubert H. (1983): Pflanzenanatomisches Praktikum I. Einführung in die Anatomie der Vegetationsorgane der Samenpflanzen. Gustav Fischer Verlag, Jena

(2)

Freund H. (1977): Handbuch der Mikroskopie in der Technik.8.Band. Umschau Verlag, Frankfurt am Main

(3)

Gassner G., Hohmann B., Deutschmann F. (1989): Mikroskopische Untersuchung pflanzlicher Lebensmittel. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart

(4)

Gerlach D. (1985): Das Lichtmikroskop. Eine Einführung in Funktion und Anwendung in Biologie und Medizin. Georg Thieme Verlag, Stuttgart

(5)

Nachtigall W. (1994): Mikroskopieren, Geräte Objekte Praxis. BLV Verlagsgesellschaft mbH, München

(6)

Nultsch W. (1982): Allgemeine Botanik. Kurzes Lehrbuch für Mediziner und Naturwissenschaftler. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York

(7)

Nultsch W. (1995): Mikroskopisch-Botanisches Praktikum fü Anfänger. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York

(8)

Strasburger E., Noll F., Schenck H., Schimper A. F. W. (1983): Lehrbuch der Botanik.Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, New York

(9)

(1995): Lexikon der Biochemie und Molekularbiologie. Spektrum Akademischer Verlag GmbH, Heidelberg