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Forschungsprojekt: Verfahren für die Evaluierung von Enzymen für die Zuckerherstellung

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Das Projekt wird gefördert von der Europäischen Union – Europäischer Fonds für regionale Entwicklung.

Bei der Produktion von Zucker sind die Partikelbeladung und die Viskosität der Zuckersäfte und sirupe von entscheidender Bedeutung für die ökonomische Herstellung.

Eine Erhöhung der Viskosität resultiert im Wesentlichen in einem verringerten Filtrationsdurchsatz, einem erhöhten Energiebedarf bei der Verdampfung und der Kristallisation sowie in einer geringeren Qualität des Zuckers.

Die Viskosität im Zuckersaft resultiert hauptsächlich aus pflanzeneigenen oder mikrobiellen Polysacchariden. Zu den bekannten problematischen Polysacchariden gehören Dextran, Stärke, Sarkaran, Cellulose, Hemicellulose (Xylan), Pektin sowie Levan. Diese Polysaccharide können mit Hilfe von Enzymen abgebaut werden.

In der Zuckerherstellung ist bereits die Anwendung von zwei Enzymen, Amylase und Dextranase, etabliert. Weitere Enzyme sind denkbar, allerdings gestaltet sich die Suche nach neuen Kandidaten äußerst schwierig, da im großtechnischen Maßstab eine Kosten-Nutzen-Analyse der eingesetzten Enzyme kaum möglich ist. Zum einen führt die Arbeit mit den Naturprodukten Zuckerrohr und Zuckerrübe zu starken Schwankungen im Prozess, so dass der Effekt der eingesetzten Enzyme nur schwer identifizierbar ist. Zum anderen bestehen auf Grund der Prozessdimensionen große Kostenrisiken bei einer direkten Applikation in der Produktion ohne vorhergehende Labor- und Pilotversuche.

Im Fokus des Projektes steht daher die Entwicklung standardisierter Versuchsaufbauten, die es erlauben, in kurzer Zeit das technische sowie ökonomische Potential eines Enzyms in der Extraktion, Filtration und Kristallisation bei der Zuckerherstellung zu erkennen. Diese Versuchsaufbauten werden mit Hilfe der bereits in der Zuckerindustrie etablierten Dextranase entwickelt. Im Folgenden sollen die charakterisierten Versuchsaufbauten genutzt werden, um das Potential von in der Zuckerindustrie noch nicht eingesetzten, teils neu entwickelten Enzymen zu identifizieren.

Das Forschungsprojekt wird zusammen mit der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Flöter im Zuckertechnikum des Instituts für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie der TU Berlin durchgeführt.

SternEnzym wird bei dem Vorhaben durch das Land Schleswig-Holstein im Rahmen des Förderprogramms „Betriebliche Forschung, Entwicklung und Innovation“ mit 163 tausend Euro unterstützt.

Bei Fragen zu dem Projekt wenden Sie sich gerne an:

Dr. Lutz Popper (Leitung R+D)
Alexander Rohde (Technischer Projektleiter)