Lebensmittel- & Haushaltschemie
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Lebensmittel- & Haushaltschemie Zur Lebensmittel- und Haushaltschemie gehören die Herstellung, die Funktion sowie die Ermittlung und Überwachung (un)erwünschter Bestandteile von Lebensmitteln, Kosmetika, Reinigern usw.

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Alt 04.09.2017, 21:38   #1   Druckbare Version zeigen
akapuma Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 46
Zitronensäure als Fe-Komplexbildner - stört Kalk?

Hallo,

mein Hobby ist es, eine perfekte Paella zuzubereiten. Mein Rezept findet Ihr hier. Daß man den Eisengeschmack der Eisenpfanne durch Zusatz von Zitronensäure wegbekommt, weiß ich bereits - siehe Seiten 8 und 9 des Rezepts.

Die im Rezept angegebenen Mengen an Zitronensaft, Tomaten- und Tomatenmark reichen aus, um die Bildung von "Eisengeschmack" vollständig zu verhindern. Dennoch ist die Menge gering genug, daß die Paella nicht sauer schmeckt.

Ich wohne in einer Gegend mit sehr kalkarmen Wasser. Ich frage mich nun, ob die Menge an Zitronensäure nun auch für kalkreiches Wasser ausreichend wäre. Wenn ich mir Beitrag #2 aus diesem Thread anschaue, dann sieht es für mich so aus, daß die Zitronensäure erst Komplexe mit den Calcium-Ionen bildet, und dann erst (wenn keine freien Ca-Ionen mehr da sind) die Komplexe mit dem Eisen bildet?

Sehe ich das richtig? Also evtl. mehr Zitronensäure für kalkhaltiges Wasser?

Vielen Dank!

Gruß

akapuma
akapuma ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.09.2017, 23:51   #2   Druckbare Version zeigen
NapalmDeath Männlich
Mitglied
Beiträge: 41
AW: Zitronensäure als Fe-Komplexbildner - stört Kalk?

Hi akapuma,

wenn es darum geht, welches Metallion mit einem Ligand bevorzugt einen Komplex bildet, dann würde ich zunächst einen Blick auf die Komplexstabilitätskonstanten werfen.

Hier konnte ich die Werte 3.2 für Fe(II), 11.85 für Fe(III) und 3.5 für Ca(II) finden.

Der Calcium-Citrat komplex ist also nicht wesentlich stabiler als die Eisenanaloga, im Gegenteil, der Fe(III) Komplex ist sogar um 8 Größenordnungen stabiler.

Da in wässriger Lösung Fe(III) wesentlich stabiler ist als Fe(II) liegt dort auch primär ersteres gelöst vor. In Anbetracht der deutlich größeren Komplexbildungskonstante im Vergleich zu jener von Ca(II) dürfte es also kaum eine Rolle spielen, wie hoch man die Citrat-Konzentration wählt. Es sollte nach diesen Überlegungen immer zuerst der Fe(III)-Komplex gebildet werden.

So viel zu meinen Gedanken dazu. Falls sich hier Denkfehler finden, freue ich mich natürlich über Korrektur.

Liebe Grüße,
Nico
NapalmDeath ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 05.09.2017, 08:31   #3   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 768
Hi Nico,

ohne die Komplexbildungskonstanten nachgeprüft zu haben stimme ich Dir zu, wenn Luftsauerstoff zutritt und keine reduktionsmittel anwesend sind. Dann oxidiert das gelöste Eisen und wird stabil komplexiert. Der "Kalk" in der Paela hat das Nachsehen, wird also erst komplexiert wenn alles Fe(III)^3+ bereits komplexiert ist.
Allerdings ist der Saft so einer Paella als Lösung von organischen Reduktionsmitteln anzusehen, z.B. Zucker, Vitamin C, die die Oxidation des gelösten Eisens nicht zulassen. Unter diesen Bedingungen konkurriert die Komplexierung von Fe(II)^2+ und Ca^2+. Also muss dem der Paella beigefügten harten Wasser soviel Zitronensäure bzw. Zitronensaft zugesetzt werden, dass der Kalk komplett komplexiert wird und noch etwas dazu, so wie bei weichem Wasser, zur Komlexierung des Eisens.
Das kann man vor dem Kochen machen.
Alternativ: Wasser abkochen und den abgeschiedenen Kalk absetzten lassen oder abfiltern oder Wasser verwenden, das mittels Ionenaustauscher oder Umkehrosmose enthärtet wurde.

Guten Appetit und freundliche Grüße
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 05.09.2017, 14:12   #4   Druckbare Version zeigen
akapuma Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 46
AW: Zitronensäure als Fe-Komplexbildner - stört Kalk?

Hallo,

laut diesem Artikel muß gerade das Fe(II) komplexiert werden, weil dieses für die Geruchs-/Geschmacksbildung verantwortlich ist. Laut der Tabelle von NapalmDeath hätte Calcium ja leider die Nase gegenüber Fe(II) vorn.

Als nicht-Chemiker versuche ich mich mal in der Berechnung, ob die Menge an Zitronensäure vielleicht auch ausreicht, die Kalkmenge bei hartem Wasser zu komplexieren:

Weiches Wasser hat etwa 1 mmol/l CaCO3. Da ich für mein Rezept aber nur 450 ml Wasser benötige, habe ich 0,45mmol/Paella CaCO3.

Wasserfreie Zitronensäure C6H8O7 hat eine molare Masse von 192,13 g/mol. Ich brauche 2 Zitronensäuremoleküle für 1 Ca-Ion zu komplexieren (Quelle). Also benötige ich für 1 x Paella

0,45mmol x 192,13g/mol x 2 = 0,173g bei weichem Wasser.

Hartes Wasser hat etwa 4x soviel Kalk wie weiches Wasser (4 mmol/l CaCO3), also brauche ich 4x soviel Zitronensäure: 0,173g x 4 = 0,692g

Ich verwende 20g 3-fach konzentriertes Tomatenmark entsprechend ca. 150g Tomate sowie 300g frische Tomate => macht 450g Gesamt-Tomate

Mit 400mg/100g kommt man auf 1,8g Zitronensäure durch Tomate.
Zusätzlich gebe ich noch ca. 0,6g Zitronensäure durch Zitronensaft, Plastikzitrone oder aus Zitronensäure dem Tütchen hinzu. Macht zusammen 2,4g Zitronensäure pro Paella.

Da ich nur 0,173g Zitronensäure bei weichem Wasser bzw. 0,692g bei hartem Wasser benötige, habe ich mit 2,4g Zitronensäure auf jeden Fall genug.

Als "Sicherheit" habe ich in dem Gemüse noch weitere Säuren drin. In Tomaten sind beispielsweise noch 150mg/100g Apfelsäure drin - macht 0,675mg Apfelsäure. Die Apfelsäure (Malic Acid) kann laut Tabelle übrigens auch Komplexe bilden. Leider stehen in der Tabelle keine Werte für Eisen drin.

Dann sollte es wohl kein Problem geben.

Gruß

akapuma

PS:

Ich weiß, das Chemiker Apfelsäure Äpfelsäure nennen. Als nicht-Chemiker bringe ich das aber einfach nicht übers Herz :-)
akapuma ist offline   Mit Zitat antworten
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