Gewinnung von Levanen und Fructo-Oligosacchariden des Levantyps aus Reststoffen der Zuckerrübenverarbeitung
Der Anbau von Zuckerrüben und die Gewinnung von Rübenzucker spielen eine wichtige Rolle im Mitteldeutschen Revier. Allerdings werden Zuckerrübenreste wie Zuckerrübenblätter bisher nicht genutzt, während die Reststoffe aus der Zuckergewinnung hauptsächlich als Tierfutter verwendet werden und nicht zur Gewinnung hochwertiger Lebensmittelbestandteile.
Eine bisher nicht genutzte Möglichkeit ist die Anwendung von Mikroorganismen, die zur Bildung des Polysaccharids „Levan“ fähig sind und die Hydrolyse des Levans zu Fructooligosacchariden des Levan-Typs. Diese oligo- und polymeren Fructane können mithilfe von Milchsäurebakterien oder rekombinanten Enzymen aus Saccharose hergestellt werden und besitzen ein hohes Anwendungspotential als Hydrokolloid, Fettersatz oder Zuckerersatz. Dementsprechend bietet eine entsprechende Herstellung dieser funktionellen Kohlenhydrate eine Möglichkeit, die Wertschöpfung von Zuckerrüben zu verbessern.
Im Rahmen des Projektes sollen Organismen bzw. Fermentationsbedingungen entwickelt werden, die eine Levansynthese in Zuckerrüben-basierten Medien ermöglicht. Zudem werden Enzyme entwickelt, die eine bestmögliche Spaltung der Levane zu Fructooligosacchariden erlauben. Die biotechnologischen Verfahren werden dabei mithilfe verschiedener digitaler Tools (u.a. verschiedene Machine-Learning-Tools, digital gestütztes Enzyme Engineering) entwickelt und anschließend in den Pilotmaßstab übertragen. Zudem werden die erhaltenen Produkte chemisch charakterisiert und auf ihre Verwendung in verschiedenen Lebensmitteln getestet.
Begleitend wird eine Nachhaltigkeitsbewertung des gesamten Prozesses durchgeführt. Über die durch das entwickelte Verfahren angestrebte, verbesserte chemisch-stoffliche Verwertung von Zuckerrüben sollen neue Wertschöpfungsketten im Mitteldeutschen Revier etabliert werden.
Im Rahmen dieses Teilprojekts wird eine ganzheitliche und integrierte Nachhaltigkeitsbewertung der Verfahren und Rohstoffbasis mittels der Methode „Holistic and Integrated Life Cycle Sustainability Assessment“ (HILCSA) am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erstellt.
Weitere Informationen finden Sie unter LeFOS – TP E.
© 2024 DiP
Der beste Weg, um regelmäßig exklusive Einblicke und wertvolle Informationen zur Digitalisierung in der Landwirtschaft zu erhalten. (Erscheint demnächst 4x pro Jahr)