Schäume allgegenwärtig und doch fast unbekannt

Schäume allgegenwärtig und doch fast unbekannt
Untersuchungen am Milchschaum
Ein Projekt der Klasse 9R2 der Burgschule in Köngen
Verfasser: Sabrina Kurz, Lukas Schmauk, Nadine Schhickfluss, Josefine Switalla und Fatma Yavuzyasar
Untersuchungen am Milchschaum
Beschreibung des Projektverlaufs
Im Rahmen des Chemieunterrichts wurde ein Projekt zum Thema Schäume angeboten. Das Projekt
umfasste folgende Unterthemen
Seifen- Herstellung und Seifenblasen
Lösung, Dispersion, Emulsion - löslich oder nicht löslich, welche Tricks wendet die Natur an?
Milch- eine allgegenwärtige Emulsion
Schaum-Schaumblasen und Schaumpackung
Milchschaum- Herstellung, Abhängigkeit von den Parametern Fettgehalt, Temperatur und
Behandlungsdauer
Nachdem die Einzelthemen abgearbeitet waren hatten wir noch Lust darauf weiter zu machen. So
bildete sich das Expertenteam. Das war auch der Augenblick an dem sich die Klasse entschlossen hat
am Nanu-Wettbewerb teilzunehmen. Das erste Thema, das vertieft wurde war Milch. Dazu wurde
recherchiert und anschließend vorgetragen. Der Vortrag war so gelungen, dass sich weitere Schüler
meldeten und auch bei der „Vertiefung“ mitmachen wollten. Das war der Anlass dazu die Gruppen
„Experten und Helfer“ zu bilden. Die Experten hatten die Aufgabe das Thema auszuleuchten und sich
mit der Fachlehrerin kurzzuschließen. Anschließend mussten die Experten kleine Arbeitseinheiten
bilden und -jetzt mit Unterstützung der „Helfer“- weitere Versuche durchführen. Als dieser Schritt
vollzogen war, stellten die Experten fest, dass das Thema reduziert werden musste. Wir einigten uns
beim Kaffeetrinken auf das Thema Milchschaum.
Ergebnis der Reduktion war das eingereichte Manuskript.
Als klar war, dass die Arbeit im Nanu-Wettbewerb angenommen worden ist, beschlossen wir das
Thema noch einmal neu zu strukturieren. Wir beschäftigten uns mit den Themen „Visualisierung“,
„Was ist wichtig?“, und „Was ist innovativ?“
Das Ergebnis wurde in der Präsentation vorgetragen.
Präsentation
Die Präsentation beschäftigt sich mit folgenden Punkten:
1. Definition Schaum
Hier war die Innovation, dass eine Definition nicht nur für einen einzigen Stoff oder ein einzigen
Zustand gelten sollte, sondern für eine vielgestaltige Menge von Formen aus vielerlei Stoffen.
2. Milchschaum und seine Emulgatoren
Milch besteht hauptsächlich aus Wasser. Milchfette, Milcheiweiß, Milchkohlenhydrate und die in
Milch vorhandenen Vitamine machen die Milch undurchsichtig. Milch ist also keine Lösung. Die Frage
ob Milch eine Emulsion oder eine Dispersion ist, lässt sich nicht eindeutig erklären. Wir haben uns
entschieden Milch als Emulsion zu betrachten. Bei der Versuchsreihe Lösung-Emulsion-Dispersion
wurde Natriumchlorid, Olivenöl Gartenerde verwendet. Öl ist ein Fett. Daher wurde angenommen,
dass Milchfette auch flüssig sind. Folglich ist Milch eine Emulsion. Auch feste Butter konnte uns nicht
überzeugen: Schließlich liegt der Schmelzpunkt von Butter bei 20-25Grad. Butter ist theoretisch also
bei Raumtemperatur flüssig. Der Emulgator ist Lecithin. Das bedeutet, Lecithin muss eine polare
Struktur haben.
3. Schaumhüllen und Schaumpackung
Seifenblasen schillern. Ursache für diesen Effekt ist die Dicke der Lamelle. Das Licht legt
unterschiedlich lange Wege zurück, wenn es reflektiert wird. Der vom Auge wahrgenommene Strahl
besteht aus sich überlagernden Wellen. Dieser Effekt heißt Interferenz. Eine Blase macht aber noch
keinen Schaum. Im Gedankenexperiment haben wir berechnet welches die dichteste
Lagerungsmethode ist.
4. Parameter bei der Schaumbildung und die Auswirkung auf das Ergebnis
Milchsorten unterschiedlicher Fettgehalte wurden bei 3 verschiedenen Temperaturen geschlagen.
Der meiste Schaum wurde mit Kondensmilch (10%) bei 10 Grad erhalten.
5. Beste Mittel und Methoden um Milchschaum herzustellen.
Den besten Schaum erhält man bei kühler, fetter Milch. Der Grund dafür ist:
-
Das Fett wird umhüllt von einer Lecithinschicht: Je fetter die Milch ist, umso mehr Lecithine
sind in der Milch. Das heißt die Schaumbildung wird begünstigt.
-
Während des Erhitzens denaturiert das Eiweiß. Das heißt die Häkchenverbindungen zwischen
den Milchblasen werden fest. Das begünstigt die Stabilität des Schaumes.
-
Die Schaumherstellungsdauer hat Auswirkung auf die Bläschengröße. Je kleiner die
Milchblasen sind umso stabiler wird der Schaum.
Ergebnis
Mit der Arbeit „Untersuchungen zum Milchschaum“ haben wir eine wissenschaftliche Arbeit
angefertigt. Das war manchmal ganz nett nervig. Die Expertengruppe hat festgestellt, dass es
schwierig ist Mitschüler zu beaufsichtigen.
Am allerschwierigsten fanden wir das Gedankenexperiment. Heutzutage besteht Wissenschaft aber
hauptsächlich aus Gedankenexperimenten.
Lästig war auch das Literaturstudium. Obwohl wir viel mit dem Internet gemacht haben, mussten wir
auch dicke Bücher benutzen. Aber manchmal haben wir dort erst richtig verstanden was wir gemacht
haben.

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