Stärkekorn

Stärke entsteht durch  Polymerisation von Glucoseresten, die ihrerseits als Produkte der  Photosynthese entstehen. Da Zucker in der Pflanze transportiert werden können, zum Beispiel aus Blättern in die Wurzel oder in Samen und Früchte, erfolgt eine Stärkebildung auch in diesen Speicherorganen. Je nach Pflanzenart werden in den Plastiden Stärkekörner unterschiedlicher Form gebildet. Da man aus ihrer Gestalt auf die Herkunft schließen kann, eignen sie sich zur Identifikation von Samen und anderen stärkehaltigen Pflanzenteilen. Die folgenden Werte veranschaulichen die Größenvariation ihrer Durchmesser: Stärke aus Kartoffelknollen 70-100 µm, aus Weizenendosperm 30-45 µm und aus Maisendosperm 12-18 µm.

Ihre Form spiegelt die Art der Bildung wieder. Die Stärkemoleküle sind langgestreckt und wenig verzweigt. In den Plastiden werden sie - von einem sogenannten Bildungszentrum ausgehend - radiär abgelagert. Dabei wird Schicht auf Schicht angelegt, wobei die Schichtdicke von der durchschnittlichen Moleküllänge abhängt. Ein Stärkekorn ist folglich kristallähnlich (semikristallin) konstruiert, was man mit einem Polarisationsmikroskop auch eindrucksvoll belegen kann. In angefeuchteten Präparaten ist eine auf unterschiedlichem Hydratationsgrad (Wassergehalt) der einzelnen Molekülabschnitte beruhende Schichtung erkennbar.

Aufbau des Stärkekorns

A. Modell für den Aufbau eines Stärkekorns. Die einzelnen Striche symbolisieren Stärkemoleküle. Aufgrund ihrer Anordnung entsteht ein radiales Muster.
B. Schichtung der Stärkekörner.
a. Bildungskern und Schichtungsgrenzen,
b. Diagramm der Lichtbrechungsverhältnisse. Auf der Ordinate ist der Brechungsindex angegeben (nach A. FREY-WYSSLING, 1938).

Je dichter die Molekülpackung ist, desto weniger Wasser wird eingelagert. Wasserarme Schichten wiederum sind stärker lichtbrechend als wasserreiche. Nach dem Austrocknen der Präparate verschwindet die Schichtung. Je nachdem, ob das Bildungszentrum zentral oder peripher gelegen ist, entstehen Stärkekörner mit konzentrischer oder exzentrischer Schichtung. Die Stärkekörner der Gramineen (Gräser: Weizen, Mais, etc.) sind in der Regel konzentrisch, die der Kartoffel exzentrisch. Gelegentlich finden sich bei den genannten Arten in einem  Plastid zwei bis drei Bildungszentren, was zur Anlage mehrerer Stärkekörner führt. Im Verlauf der Größenzunahme kann es dazu kommen, dass solche Zwillings- oder Drillingskörper schließlich von gemeinsamen Schichten umhüllt werden (halbzusammengesetzte Stärkekörner).

Zusammengesetzte Stärkekörner sind für die Haferstärke charakteristisch. Sie bestehen aus einer großen Zahl von Teilkörnern.

Noch zwei weitere Beispiele: Stärkekörner in den Samen der Bohne sind sehr groß, ihre Form ist rund oder oval, die Abstände der Schichten (Lamellen) voneinander sind sehr gleichmäßig. Das Zentrum ist durch Zugabe von Wasser leicht aushöhlbar. Im mikroskopischen Bild erscheinen daher - vom Zentrum ausgehend - radiale Risse. Im Milchsaft von Euphorbien (Wolfsmilchgewächsen) findet man hantelförmige Stärkekörner.