Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Milchsäure auf der Spur - Frühwarnsystem für die Fruchtsaftproduktion

20.09.2006
Es ist ein Problem, über das viele Hersteller von Fruchtsäften ungern reden: Das Risiko von Verunreinigungen durch Milchsäurebakterien. Werden diese Bakterien in den Keltereien zu spät erkannt, dann können sie Gärungsprozesse auslösen, ganze Tankfüllungen unbrauchbar machen und für spürbare Einbußen bei den betroffenen Firmen sorgen.

Deshalb wird im EU-Forschungsprojekt "Quali-Juice" untersucht, wie künftig Milchsäurebakterien mit Hilfe von Biosensoren rechtzeitig erkannt werden können. Wissenschaftler des Umweltforschungszentrums Leipzig-Halle (UFZ) testen im Verlauf des 3-jährigen Projektes solche Biosensoren und arbeiten daran mit, ein Überwachungssystem für Fruchtsafthersteller zu entwickeln.

Apfelsaft und Blut sind zwei komplett verschiedene Dinge. Und trotzdem haben sie eine Gemeinsamkeit: In beiden spielt Milchsäure - auch Laktat genannt- eine wichtige Rolle. Im Blut entsteht Laktat bei Sauerstoffmangel. Erhöhte Laktatspiegel sind in der Regel ein Indiz dafür, dass einzelne Bereiche des Körpers unzureichend mit Sauerstoff versorgt werden. Der Laktatwert ist zum Beispiel ein Frühindikator bei Schockzuständen oder Sepsis, einer außer Kontrolle geratenen Infektion mit Versagen des Immunsystems. Der Laktatwert wird deshalb bei Intensivpatienten mit Biosensoren überwacht. Bei Leistungssportlern gibt der Laktat-Stufentest Auskunft über den Fitnesszustand.

Auch bei der Fruchtsaftproduktion kann Milchsäure entstehen. Laktat (chemisch: 2-Hydroxypropionsäure/C3H6O3) gibt es in L- und D-Form. Die UFZ-Forscher konzentrieren sich auf die L-Form, denn diese wird hauptsächlich im Fruchtsaft gebildet. Dort ist sie zwar ungefährlich, aber niemand würde einen Apfel- oder Orangensaft trinken wollen, der nach Sauerkraut schmeckt. Die Folge: Die ganze Tankfüllung müsste entsorgt werden. Steigt der Milchsäureanteil im Saft, dann ist schnelles Handeln angesagt - sprich Sterilisieren beispielsweise durch Abkochen. "Aber jedes Abkochen verbraucht Energie und zerstört Vitamine", erklärt Dr. Nadia Nikolaus vom UFZ. "Je weniger er erhitzt wird, umso besser für den Saft. Es kommt darauf an, schnell zu reagieren."

... mehr zu:
»Biosensor »Laktat »Milchsäure »UFZ

Bisher gab es keine Vorwarnung. Deshalb arbeiten nun Wissenschaftler und Fruchtsaftindustrie daran, Messsysteme mit Biosensoren zu entwickeln, die genau wie beim Blut auch im Fruchtsaft den Laktatwert überwachen. Dr. Beate Strehlitz vom UFZ: "Ziel ist es, später Messgeräte in größere Anlagen fest einzubauen, die als Alarmsystem wirken und bei Überschreitung eines kritischen Wertes automatisch Alarm auslösen, damit der Produzent nachschaut." Für kleinere Anlagen ist ein Handmessgerät angedacht, mit dem der Keltermeister von Zeit zu Zeit kontrollieren kann. Die hier verwendeten Biosensoren bestehen aus einer Elektrode und einem Laktat-umsetzenden Enzym (Laktatoxidase), das aus Laktat und Sauerstoff dann Wasserstoffperoxid und Pyruvat bildet. Das so entstehende Wasserstoffperoxid wird an der Elektrode elektrochemisch gemessen.

Je mehr Laktat vorhanden ist, umso mehr Wasserstoffperoxid entsteht und umso größer ist der Messwert. Die Biosensoren sind nicht viel größer als die ähnlich funktionierenden Teststreifen für die Blut-Glucose-Messung der Diabetiker. Sie können entweder in Durchfluss-Messsystemen eingebaut werden, die in Anlagen zur Herstellung und Lagerung des Saftes eingesetzt werden oder in Handmessgeräte, die zur Kontrolle kleiner Probemengen verwendet werden.

"Wir erhoffen uns von den Biosensoren eine noch höhere Produktsicherheit", begründet Jürgen Steinbrück von Fahner-Frucht in Gierstädt die Teilnahme seiner Mosterei an dem Forschungsprojekt. Das Milchsäure-Risiko schwankt witterungsabhängig von Jahr zu Jahr. Wenn mit den Sensoren sowohl das Rohobst als auch der Verarbeitungsprozess überwacht werden können, dann ist eine effektivere Verarbeitung möglich."

Am Forschungsprojekt "Quali-Juice" sind mehrere Fruchtsaftproduzenten, Hersteller von Messgeräten und Universitäten beteiligt. Unterstützung kommt auch von den Verbänden der Safthersteller in Österreich, Slowenien, Polen, Rumänien und Spanien. Gefördert wird "Quali-Juice" von der EU insgesamt mit einer Million Euro. Weitere 600 000 Euro stellen hauptsächlich die beteiligten Industrieverbände und Unternehmen zur Verfügung. Auf das UFZ entfallen davon knapp 300 000 Euro. Anfang 2009 wollen diese Verbände ihren Mitgliedsfirmen dann Messgeräte empfehlen, damit kein Saft mehr weggeschüttet werden muss, weil Milchsäurebakterien ihn in eine übel riechende Brühe verwandelt haben.

Tilo Arnhold

Weitere fachliche Information über:

Dr. Beate Strehlitz, Dr. Nadia Nikolaus
UFZ/UBZ, Telefon: 0341-235-2052, -2081, -2072
Email: beate.strehlitz@ufz.de
oder über:
Doris Böhme, Tilo Arnhold
UFZ-Pressestelle
Telefon: 0341-235-2278
Email: presse@ufz.de
Die Wissenschaftler des UFZ-Umweltforschungszentrums Leipzig-Halle (UFZ) erforschen die komplexen Wechselwirkungen zwischen Mensch und Umwelt in genutzten und gestörten Landschaften. Sie entwickeln Konzepte und Verfahren, die helfen sollen, die natürlichen Lebensgrundlagen für nachfolgende Generationen zu sichern.

Das UFZ ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, die mit ihren 15 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 2.2 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands ist. Die insgesamt 24.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Helmholtz-Gemeinschaft forschen in den Bereichen Struktur der Materie, Erde und Umwelt, Verkehr und Weltraum, Gesundheit, Energie sowie Schlüsseltechnologien.

Doris Böhme | idw
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de
http://www.ufz.de/index.php?de=10345
http://www.qualijuice.com

Weitere Berichte zu: Biosensor Laktat Milchsäure UFZ

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie