Jugend forscht

Mit drei spannenden Projekten aus den Bereichen Chemie und Biologie nahmen Schüler der 13. Jahrgangsstufe der Fach- und Berufsoberschule Neuburg dieses Jahr am Regionalwettbewerb Jugend forscht in Augsburg teil. Betreut wurden die Teams von der Chemikerin Cornelia Euringer-Klose und Alfred Hugl, Elektroniker der schuleigenen Elektrowerkstatt. Passend zum Rahmenthema der diesjährigen Seminare befassten sich die Forschungsarbeiten allesamt mit Fragen rund um die Ernährung. Die Jugend forscht-Juroren honorierten die Ergebnisse der Jungforscher und übergaben im Rahmen der feierlichen Siegerehrung an der Augsburger Technischen Hochschule mehrere Preise und Sonderpreise an das Neuburger Aufgebot. Besonderes freuen durfte sich das Betreuerteam über die Anerkennung der Jury. Während Cornelia Euringer-Klose für die beispielhafte Förderung junger Talente eine Einladung zu einem mehrtägigen Vernetzungstreffen für Projektbetreuende erhielt, wurde die FOSBOS Neuburg mit den IMTSPACE-Schulpreis für das besondere Engagement zur Förderung mathematisch, naturwissenschaftlich und technisch interessierter Schüler im Rahmen von Jugend forscht ausgezeichnet. Martina Wenzel, Weitere Ständige Vertreterin des Schulleiters an der FOSBOS, ist stolz auf die Teilnehmer aus den Abschlussklassen: „Wir haben viele engagierte und kreative junge Talente an unserer Schule. Ich bin begeistert, wie unsere Schüler im Rahmen eines bedeutenden Wettbewerbs wie Jugend forscht so überragende Leistungen zeigen und das innerhalb der nur sehr kurzen Zeit, die sie an unserer Schule verbringen, um ihr Abitur zu machen.“ Dass die von ihren Schülern eingereichten Projekte eine Auszeichnung verdienen, das war Martina Wenzel schon vor dem Wettbewerb klar.  

„Welchen Einfluss haben Zuckerart und Temperatur auf den Gärungsprozess von Hefe?“ 

Der Karlshulder Berufsoberschüler Lukas Seitle ernährt sich vegetarisch und hat so das Kochen und Backen für sich entdeckt. Eine wichtige Rolle spielen dabei einzellige Hefepilze. Sie erzeugen in einem Gärprozess unter Abschluss von Sauerstoff CO₂ und Alkohol. Seitle untersuchte in seiner Jugend forscht-Arbeit sehr detailliert, wie sich die Hefe verhält, wenn man ihr außer dem gewöhnlichen Haushaltszucker auch andere Zuckerarten wie Fruchtzucker, Trauebenzucker oder Malzzucker für die Gärung zur Verfügung stellt. Die Gärung ließ er bei unterschiedlichen Temperaturen ablaufen und bestimmte das dabei entstehende Kohlendioxid, das nur schwer zu quantifizieren ist. Durch selbst gebaute Sensoren konnte er den in den verschlossenen Gärbehältern die Veränderung des Drucks bestimmen, der auf deutlich über 2 bar anstieg, was in etwa dem Druck in einem Autoreifen entspricht. Daraus ließ sich die Menge des entstandenen Kohlendioxidgases und damit auch die Aktivität der Hefezellen bestimmen. Die Jury zeichnete diese Arbeit im Fachbereich Chemie mit einem Sonderpreis aus. 

„Empfinden Pflanzen durch Stadtlärm Stress?“ 

Seit einiger Zeit weiß man, dass eine Pflanze Stress erleiden kann, wenn sie mit schwierigen Umständen konfrontiert wird. Das ist eine biologische Reaktion im Umgang mit Situationen, die der Pflanze schaden können. Es gibt diverse Abwehrmechanismen gegen unterschiedliche negative Einflüsse wie Fressfeinde, Trockenheit, Hitze, Kälte oder Pilze, die den Pflanzen das Überleben sichern. Emir Aktas untersuchte in seiner Arbeit, ob Pflanzen untern dem Lärm in unseren Städten leiden. Dazu setzte er Kresse einer Dauerbeschallung von 440 Hz und Stadtlärm aus und verglich die Inhaltsstoffe der Kresse mit Pflanzen, die in Ruhe wachsen durften. Den Stress, den die beschallte Kresse empfand, konnte er ganz deutlich nachweisen. Denn diese wuchsen nicht nur deutlich schlechter, sie produzierten auch ein Vielfaches mehr an Antioxidanzien wie Vitamin C, Beta-Carotin und Chlorophyll. Diese Stoffe schützen die Pflanzen vor Oxidation, was eine Folge von Stress ist. Da beschallte Kresse also einen höheren Vitamingehalt hat als unbeschallte, ist diese für uns gesünder. Ob das ein neues Geschäftsmodell sein könnte? Für seine Untersuchungen erhielt Aktas am Ende einen 2. Preis im Fachbereich Biologie. 

„Welchen Einfluss haben Säuren und Zucker in Getränken auf unsere Zähne?“ 

Das beste natürliche Mittel gegen Karies haben wir immer bei uns: unseren Speichel. Er fördert den Aufbau der Zähne durch Mineralien, bekämpft Viren und Bakterien und neutralisiert Säuren. Diese entstehen durch Kariesbakterien, die Zuckers aufnehmen und in Säuren verwandeln und damit schließlich Karies hervorrufen.  Leider sind in den meisten Getränken sowohl Zucker wie auch Säuren enthalten – Cola ist ein bekanntes Beispiel dafür, das von beiden Bestandteilen große Mengen enthält. Makram Koucha, Schüler der Fachoberschule Neuburg, untersuchte im Rahmen seiner Jugend forscht-Arbeit erstmals den kombinierten Einfluss von Säuren und den Abbauprodukten von Zucker im Mund. Dabei stellte er fest, dass nicht nur die Säurestärke, sondern auch die Art der Säure den Zähnen erheblichen Schaden zufügen kann. Vor allen die im Kaffee enthaltene Chlorogensäure wird dabei oftmals unterschätzt. Auch die Jury konnte er damit beeindrucken und so durfte er einem 3. Preis mit nach Hause nehmen. 

Fotos: Euringer-Klose

Nach zwei Wettbewerbsrunden online freuen sich die TeilnehmerInnen darauf, ihre Projekte zunächst am Regionalwettbewerb in Augsburg präsentieren zu dürfen. In diesem Jahr stellen sich sieben Schülerinnen und Schüler der Fach- und Berufsoberschule Neuburg einer kritischen Jury mit ihren fünf Projekten in den Fachbereichen Chemie, Biologie, Technik  sowie erstmals auch bei Geo- und Raumwissenschaften. Betreut wurden die Teams von der Chemikerin Cornelia Euringer-Klose, dem Physiker Martin Scholz und Alfred Hugl, Elektroniker der schuleigenen Elektrowerkstatt.

Thema 1: „Auswirkungen des Umbaus der Kreuzung Monheimer/Ingolstädter Straße zu einem Kreisverkehr auf den Verkehrsfluss“

Simon Bauer, Schüler der 13. Klasse der Fachoberschule, ärgerte sich oft darüber, dass an der Kreuzung im Norden der Elisenbrücke oft nichts mehr voran ging. Gut, wenn er mit dem Fahrrad zügig an der Blechlawine vorbeifahren konnte. Ein Kreisverkehr schien ihm an dieser Stelle vor allen auch mit Hinblick auf Verkehrsstatistiken eine gute Alternative zu sein. Anhand von bestehenden Verkehrsgutachten simulierte er an dieser Stelle einen Kreisverkehr. Dazu betrachtete er die Situation am Morgen und am Mittag, den beiden problematischen Uhrzeiten an dieser Stelle und konnte eine deutliche Verbesserung des Verkehrsflusses nachweisen.

Thema 2: „Energieeffizientes Kühlen durch den Umbau alter Kühlschränke“

Muss man alte Kühlschränke, die nicht mehr der besten Effizienzklasse entsprechen, denn gleich am Wertstoffhof entsorgen, oder haben diese womöglich noch eine zweite Chance? Das fragten sich Makram Koucha, Johannes Haag und Rebecca Posch aus der 12. Techniker-Klasse der FOS. Sie bauten in der schuleigenen Elektrowerkstatt in das Gefrierfach des Kühlschranks einen Kältespeicher ein, der mit einer selbst gebauten Platine gesteuert wird. An der Rückseite des Kühlschranks wurde zusätzlich ein Lüfter angebracht, der die entstehende Wärme besser an die Umgebung abführt. Tatsächlich konnten sie feststellen, dass trotz des zusätzlichen Energieverbrauchs des Lüfters Energie eingespart werden kann, vor allem, wenn die Kühlung mit einer PV-Anlage gekoppelt wird und nur dann arbeitet, wenn die Sonne scheint. Als optimales Kühlmedium stellte sich nach vielen Versuchen reines Leitungswasser heraus, das in Kunststoffflaschen abgefüllt wurde.

Thema 3: „Bitterstoffe – Nachweis in Bier und Wahrnehmung durch Geschmacksrezeptoren“

Wer kennt es nicht? Man freut sich auf einen Leckerbissen, beißt voller Erwartung hinein und weicht dann entsetzt zurück, weil ein bitterer Geschmack dem Körper ganz deutlich signalisiert, dass man doch lieber darauf verzichten sollte. Dies ist ein überlieferter Schutzmechanismus für uns, denn giftige Pflanzen tragen meist starke Gifte in sich. Und da ließ man lieber die Finger davon. Vanessa Schier, Schülerin der 13. Klasse der Berufsoberschule Neuburg untersuchte, wie sehr diese Bitterstoffe in unterschiedlicher Konzentration vom Menschen wahrgenommen werden. In einer zweiten Forschungsreihe bestimmte sie die Konzentrationen der Bitterstoffe in unterschiedlichen Biersorten und konnte zeigen, dass sich das Pils die Bezeichnung „herb“ aufgrund des hohen Bitterstoffanteils tatsächlich verdient.

Thema 4: „Einfluss von Licht auf den Farbstoff der Roten Beete mit und ohne Vitamin C“

Rote Beete werden oft lange gelagert. Da ist es oft erstaunlich, dass diese Rüben ihre tiefrote Farbe lange behalten, während andere Lebensmittel doch schnell an ihrer prächtigen Farbe verlieren. Diesem Phänomen ging Elena Wolfsteiner  in ihrer Arbeit nach. Sie untersuchte, welchen Einfluss Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge auf den Farbstoff Betanin hat. Dazu bestrahlte sie die Proben mit rotem, grünem und blauem Licht oder mit Licht des gesamten Spektrums. Auch im Dunklen wurden Vergleichsmessungen durchgeführt. Vom Kochen von Marmelade ist bekannt, dass ein Zusatz von Vitamin C die Farbe der Marmelade länger intensiv erscheinen lässt. Deshalb stelle die Jungforscherin in einer weiteren Versuchsreihe die Frage, ob dieses Antioxidans auch die Farbe der Roten Beete vor der Zersetzung an Licht schützen könnte und machte erstaunliche Entdeckungen. 

Thema 5: „Veränderung des ß-Carotingehalts im Feldsalat in Abhängigkeit vom Reifegrad“

Feldsalat, den wir mit seinen saftig grünen Blättern kennen, enthält genauso wie die meisten anderen Blätter neben dem farbgebenden Chlorophyll auch gelbe Blattfarbstoffe wie Carotine oder Xanthophylle. Sichtbar werden diese oft im Herbst, wenn sich das Laub gelb färbt. Chiara Diehl, Schülern der 13. Klasse im Technikzweig der FOS Neuburg, untersuchte, wie sich der Gehalt von orangem ß-Carotin in den Blättern von selbst gezüchtetem Feldsalat im Laufe des Wachstums verändert. Sie konnte nachweisen, dass der gelbe Blattfarbstoff, der die Chlorophyllmoleküle vor Photooxidation schützt, vor allem in jungen Blättern entsteht und dann mit steigendem Reifegrad nach und nach abgebaut wird.