Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Fortschritte in der Prozesstechnik der Weizenst\u00e4rke- und -klebergewinnung sind dadurch gekenn-zeichnet, dass eine verringerte Prozesswassermenge mit einer erh\u00f6hten Konzentration an gel\u00f6sten Stof-fen aus dem Weizenmehl anf\u00e4llt, so dass dieses nicht mehr als Abwasser entsorgt werden muss. Es kann nun direkt oder nach Eindampfen als Futtermittel verwendet werden. Damit ist zwar eine andere Verwertungsform gegeben, das Umweltproblem ist aber weiter vorhanden, wenn auch in verlagerter Form. Da durch neue Forschungsergebnisse bekannt war, dass Teile der l\u00f6slichen Stoffe aus dem Weizenmehl, im Wesentlichen die l\u00f6slichen und unverdaulichen Kohlenhydrate, besondere ern\u00e4hrungsphysiologische Eigenschaften besitzen, die bisher noch nicht genutzt werden, war es die Aufgabe des Vorhabens, ein biotechnologisches Verfahren zu entwickeln, mit dem diese Stoffe gewonnen und f\u00fcr die menschliche Ern\u00e4hrung nutzbar gemacht werden k\u00f6nnen. Die weiteren im Prozesswasser befindlichen l\u00f6slichen Stoffe sollten zur Produktion von Futterhefe und zur Gewinnung einer Lipid-\/Proteinfraktion ge-nutzt. Damit sollte das bestehende Umweltproblem am Ort seiner Entstehung weitgehend beseitigt wer-den.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklung des biotechnologischen Verfahrens zur Gewinnung des l\u00f6slichen Kohlenhydratkonzentrats teilte sich in zwei gro\u00dfe Abschnitte ein. Im ersten Abschnitt wurde an der TU Berlin ein Pilotanlage aufgebaut und betrieben, mit der 10 kg Prozesswasser\/h aufgearbeitet werden k\u00f6nnen. Der Zeitrahmen hierf\u00fcr betrug 9-12 Monate. In der zweiten Phase wurden die gewonnenen Erkenntnisse f\u00fcr den Aufbau und Betrieb einer industriellen Pilotanlage bei der Firma J\u00e4ckering verwendet. Daf\u00fcr wurden weitere 9-12 Monate eingeplant. Diese Anlage wurde abweichend von der urspr\u00fcnglichen Planung so ausgelegt, dass sie anstatt 1.000 kg bis zu 7.000 kg Prozesswasser\/h in Teilschritten verarbeiten konnte. Parallel dazu werden am Deutschen Institut f\u00fcr Ern\u00e4hrung Studien zur ern\u00e4hrungsphysiologischen Wirksamkeit des l\u00f6slichen Kohlenhydratkonzentrats in Abh\u00e4ngigkeit von der Verfahrensf\u00fchrung durchgef\u00fchrt.
\nAu\u00dferdem wurden an der TU Berlin versucht, aus der Lipid-\/ Proteinfraktion Backmittel zu entwickeln.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Durchf\u00fchrung des Verfahrens im Technikumma\u00dfstab f\u00fchrte zu der Erkenntnis, dass unter den herstellbaren Produkten das LKK tats\u00e4chlich den bei weitem wertvollsten Stoff darstellt, dessen wirtschaftliche Herstellung unter Ber\u00fccksichtigung der anf\u00e4nglichen \u00dcberlegungen zur Verfahrensentwicklung aber nur \u00fcber eine Wertsch\u00f6pfung im Bereich der anderen vermarktbaren Endprodukte geschaffen werden kann. Diesbez\u00fcglich wurde auf der Grundlage der Ergebnisse zur Aufbereitung des Lipidanteils der Proteinfraktion zu einem Backmittel festgestellt, dass die Proteinfraktion f\u00fcr die erstrebte Wertsch\u00f6pfung nicht geeignet ist. Somit f\u00e4llt ein f\u00fcr die Erreichung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentliches Element heraus. Es ergaben sich deshalb insbesondere an dieser Stelle der Durchf\u00fchrung des Vorhabens \u00dcberlegungen zur alternativen Ausgestaltung des Verfahrens, insbesondere im Hinblick auf die mit ihm durch Fermentation herstellbaren Produkte. Nachdem im Technikumma\u00dfstab die prinzipielle Durch-f\u00fchrbarkeit des Verfahrens bewiesen war und auch schon eine erste Absch\u00e4tzung der m\u00f6glichen Pro-duktausbeuten aus dem ungekl\u00e4rten Prozesswasser gemacht werden konnte, ging es darum, das Verfahren in den Pilotma\u00dfstab zu \u00fcbertragen, um die im Technikumma\u00dfstab ermittelten Ergebnisse zu konkretisieren. Darauf aufbauend wurde eine Wirtschaftlichkeitsberechnung f\u00fcr das Verfahren durchgef\u00fchrt. Diesbez\u00fcglich wirkte sich erschwerend aus, dass die im Verfahren anfallende Proteinfraktion als Futtermittel zu betrachten ist. Deshalb wurde das Verfahren auch dahingehend untersucht, eine alternative Nutzung des Fermentationssubstrats zu erm\u00f6glichen. Eine Alternative zur Nutzung des Fermentationssubstrats zur Futterhefeherstellung wurde in der Backhefeherstellung gesehen. Aus der Hochrechnung der Ergebnisse der verschiedenen Versuche zur Prozesswasseraufarbeitung und der daraus berechneten Absch\u00e4tzung alternativer Aufarbeitungen ergaben sich die Massebilanzen (Feucht- und Trockensub-stanz) f\u00fcr die mit dem Verfahren und seinen alternativen Durchf\u00fchrungen herstellbaren Produkte. Unter den Alternativen zur Verfahrensdurchf\u00fchrung sind die mit Backhefeherstellung von besonderem Interesse, weil die in einer Backhefefabrik im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab mit dem entschlammten und verzuckerten Prozesswasser durchgef\u00fchrten Verhefungen positive Ergebnisse gezeigt haben. Es bietet sich des-halb an, die Fermentation des nach der Verzuckerung und Entschlammung ultrafiltrierten Prozesswas-sers sowohl zur Futter- als auch zur Backhefeherstellung zu verwenden. Diese Vorgehensweise scheint auch deshalb zweckm\u00e4\u00dfig zu sein, weil auf diese Weise der Anfall an Futterhefe stark vermindert wer-den k\u00f6nnte und mit der Backhefe ein deutlich h\u00f6herwertiges Produkt entst\u00fcnde, als es die Futterhefe ist. Die Gesamtkosten f\u00fcr die Aufarbeitung wurden auf 48,34 \u0080\/1.000 kg Prozesswasser errechnet. Die Differenz aus den Gesamtkosten und den fiktiven Erl\u00f6sen resultierte in 36,10 \u0080\/1.000 kg Prozesswasser, denen 12,2 kg LKK mit 10 % Wassergehalt als Endprodukte aus 1.000 kg Prozesswasser gegen\u00fcber stehen. Daraus folgt, dass die Herstellungskosten f\u00fcr ein Kilogramm LKK 2,96 \u0080\/kg betragen werden. Dabei zeigt die Differenzierung der Kosten, dass ziemlich genau 50 % der Kosten allein auf die Herstel-lung des LKK aus dem ersten Retentat entfallen. Die anderen 50 % oder 18 \u0080\/1.000 kg Prozesswasser sind aber bereits 50 % gr\u00f6\u00dfer als der fiktive Erl\u00f6santeil. Daraus ergibt sich, dass mit den Verfahrensschritten bis zur Herstellung des LKK keine Kostendeckung \u00fcber die fiktiven Erl\u00f6se m\u00f6glich ist. Es kommt hinzu, dass der fiktive Erl\u00f6s \u00fcber die Glucose zur Backhefeherstellung nur materialisiert werden kann, wenn sich zwischen der St\u00e4rkefabrik und dem potenziellen Kooperationspartner, der Hefefabrik, eine Zusammenarbeit verwirklichen l\u00e4sst. Darin besteht allerdings ein erstrebenswertes Ziel, weil damit gleichzeitig ein Beitrag zur Umweltentlastung geleistet werden k\u00f6nnte. Mit dem im prozesstechnischen Ma\u00dfstab hergestellten LKK, wurden Br\u00f6tchen f\u00fcr die vorgesehenen Humanversuche gebacken. Die damit bisher durchgef\u00fchrten Humanversuche haben gezeigt, dass durch die Verabreichung von 6 Gramm LKK, das in Br\u00f6tchen eingebacken war, bei gesunden Probanden der postprandiale Blutglucose- und Insulinanstieg signifikant vermindert wurde. Da das LKK einen positiven Einfluss auf den Kohlenhydratstoffwechsel aus\u00fcbt, ist es durchaus realistisch, dass es gewinnbringend vermarktet werden kann. Das setzt allerdings einschl\u00e4gige Werbema\u00dfnahmen voraus, um M\u00e4rkte zu erschlie\u00dfen. Die Produktionskapazit\u00e4t der St\u00e4rkefabrik f\u00fcr das LKK bel\u00e4uft sich derzeit auf 1.500t LKK\/a. Die Produktion dieser LKK-Menge erfordert Investitionen in H\u00f6he von etwa 3,5 Mio. \u0080. Die daf\u00fcr erforderliche unternehmerische Entscheidung kann erst getroffen werden, wenn mehr Sicherheit in die Vermarktbarkeit des LKK vorhanden sein wird, als das gegenw\u00e4rtig der Fall ist.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse wurden \u00fcberwiegend durch Vortr\u00e4ge auf nationalen Tagungen publik gemacht. Es wurde aber bereits auch in einer Fernsehsendung des ORF \u00fcber unser Projekt mit im Institut aufgenommenen Details zur LKK-Herstellung berichtet. Augenblicklich planen wir, die Ergebnisse in wissenschaftlichen Zeitschriften zu publizieren.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt konnte seiner Zielsetzung entsprechend, die in der Herstellung eines l\u00f6slichen, den Kohlenhydratstoffwechsel beeinflussenden, nichtst\u00e4rkeartigen Ballaststoffkonzentrats aus dem Prozesswasser einer Weizenst\u00e4rkefabrik bestand, erfolgreich abgeschlossen werden. Im Laufe der Projektdurchf\u00fchrung zeigte sich, dass die urspr\u00fcnglichen Ideen zur Wertsch\u00f6pfung im Bereich der Nebenprodukte sich nicht realisieren lassen. Eine gewinnbringende Vermarktung des LKK ist trotz der hohen Herstellungskosten aufgrund des ern\u00e4hrungsphysiologischen Werts des Produkts als gegeben anzunehmen. Eine Herstellung und Vermarktung des LKK liegt in Anbetracht der schnellen Zunahme des metabolischen Syndroms, auf das es sich als Rezepturkomponente in Lebensmitteln stabilisierend und zur\u00fcckdr\u00e4ngend auswirken kann, im gesundheitspolitischen Interesse. Eine unternehmerische Entscheidung zur Produk-tion kann in Anbetracht der hohen Investitionskosten f\u00fcr die Produktion des LKK jedoch erst getroffen werden, wenn mehr Sicherheit f\u00fcr die Vermarktbarkeit des LKK vorhanden sein wird, als das derzeit der Fall ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Fortschritte in der Prozesstechnik der Weizenst\u00e4rke- und -klebergewinnung sind dadurch gekenn-zeichnet, dass eine verringerte Prozesswassermenge mit einer erh\u00f6hten Konzentration an gel\u00f6sten Stof-fen aus dem Weizenmehl anf\u00e4llt, so dass dieses nicht mehr als Abwasser entsorgt werden muss. Es kann nun direkt oder nach Eindampfen als Futtermittel verwendet werden. Damit ist […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[58,47,2422,51,52,53],"class_list":["post-21492","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-berlin","tag-klimaschutz","tag-landnutzung","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"17045\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-17045.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"371.295,05","dbu_projektdatenbank_firma":"Technische Universit\u00e4t Berlin\nInstitut f\u00fcr Lebensmitteltechnologie II -\nGetreidetechnologie - Fachbereich 13","dbu_projektdatenbank_strasse":"Seestr. 13","dbu_projektdatenbank_plz_str":"13353","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Berlin","dbu_projektdatenbank_p_von":"2000-05-25 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2003-08-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"3 Jahre und 3 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"030\/314-27550","dbu_projektdatenbank_inet":"www.tu-berlin.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Berlin","dbu_projektdatenbank_foerderber":"38","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-17045.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/21492","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/21492\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":42895,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/21492\/revisions\/42895"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21492"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21492"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21492"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}