Osmose und Biomembranen: Warum wird der Apfel mit Salz gummiartig und mit Zucker braun?

Der Versuch mit dem 🍎 und der Aufgabe von Zucker und Salz ermöglicht es uns die Osmose und die Funktion von Biomembranen genauer zu verstehen.

Zuerst müssen wir verstehen was Osmose ist. Osmose ist der Prozess bei dem Lösungsmoleküle durch eine halbdurchlässige Membran wandern um einen Konzentrationsausgleich herzustellen. In unserem Versuch dient der Apfel als Beispiel für eine biomembranumgebene Zelle die Zucker oder Salz in gelöster Form enthält.

Wenn wir den Apfel halbieren und auf einer Seite Zucker und auf der anderen Seite Salz hinzufügen, entsteht ein osmotisches Ungleichgewicht. Dies bedeutet – dass die Konzentration der gelösten Stoffe in der Zelle nicht der Konzentration in der Umgebung entspricht. Um dieses Ungleichgewicht auszugleichen tritt Wasser aus der Zelle aus.

In beiden Hälften des Apfels tritt also Wasser aus da sowie Zucker als ebenfalls Salz in gelöster Form vorliegen. Allerdings könnte weniger Wasser aus der zuckerhaltigen Hälfte ausgetreten sein als aus der salzhaltigen Hälfte. Dies könnte darauf zurückzuführen sein: Dass sich Zucker langsamer in Wasser auflöst als Salz was zu einem geringeren osmotischen Druck führt.

Warum wird die Hälfte mit Zucker braun und die mit Salz nicht? Das liegt an der Oxidation. Der Apfel wird braun – weil das in den Zellen enthaltene Enzym Polyphenoloxidase mit dem Sauerstoff in der Luft reagiert und den braunen Farbstoff Melanin bildet. Zucker hat anscheinend keine antioxidative Wirkung und kann die Oxidation deshalb nicht verhindern. Salz hingegen könnte eine antioxidative Wirkung haben mittels welchem die Oxidation verlangsamt wird.

Warum wird die Hälfte mit Salz gummiartig? Dies könnte darauf zurückzuführen sein: Dass das Salz Wasser aus den Zellen zieht. Durch den osmotischen Druckunterschied tritt Wasser aus den Zellen aus, wodurch es in den Zellen weniger Wasser gibt. Dadurch werden die Zellen schlaff und das Gewebe des Apfels wird gummiartig.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Versuch mit dem Apfel und der Zugabe von Zucker und Salz zeigt, ebenso wie Osmose und die Funktion von Biomembranen funktionieren. Wasser tritt aufgrund eines osmotischen Ungleichgewichts aus den Zellen aus und die Reaktion mit Sauerstoff in der Luft führt dazu: Der Apfel braun wird. Zucker hat keine antioxidative Wirkung während Salz möglicherweise die Oxidation verlangsamt. Das Salz zieht auch Wasser aus den Zellen, wodurch das Gewebe des Apfels gummiartig wird.