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 Im Mikrokosmos wird es bunt: 124 Farben dank RGB-Technologie
22.06.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht CO2-neutraler Wasserstoff aus Biomasse
22.06.2017 | Technische Universität Wien

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: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Informationstechnologie - Internationale Konferenz erstmals in Aachen

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Auf die richtige Verbindung kommt es an: Tiefe Hirnstimulation bei Parkinsonpatienten individuell anpassen

22.06.2017 | Medizintechnik

CO2-neutraler Wasserstoff aus Biomasse

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

22.06.2017 | Geowissenschaften