Biosensorisches On-Line-Monitoring der Qualität von Zuckerrübenrohsaft

Abstract

Zuckerrüben, die im Herbst gerodet wurden, werden bis zu ihrer Verarbeitung, die sich bis zum Ende eines Jahres erstrecken kann, unter Freiluftbedingungen gelagert. Während der Lagerungsperiode kommt es zu einem anaeroben Abbau von Saccharose in der Zuckerrübe zu Glucose und Fructose, wodurch die Ausbeute an Weißzucker sinkt. Zur Optimierung des Rodungs- und Lagerungszeitregimes sind die Zuckerproduzenten an einer kontinuierlichen Bestimmung von Glucose im Rohsaft interessiert. Darüberhinaus ermöglicht die kontinuierliche Erfassung der Lactatkonzentration im Rohsaft, die Aufschluß über den mikrobiellen Zustand der verarbeiteten Rüben gibt, den Zuckerproduzenten ein rechtzeitiges Eingreifen in den Produktionsprozeß im Sinne einer Desinfektion. Mit Hilfe enzymatisch-amperometrischer Biosensoren kann man sowohl Glucose als auch Lactat im Zuckerrübenrohsaft on line bestimmen, wenn die Sensorpräparation an die besonderen Bedingungen dieses Mediums angepaßt wird. Die Ergebnisse belegen die grundsätzliche Eignung von Biosensoren für die Bestimmung von Glucose im strömenden Zuckerrübenrohsaft zur Prozeß- und Qualitätskontrolle. Voraussetzungen für den Einsatz sind jedoch eine Anpassung der Sensorpräparation an die besonderen Bedingungen im Rohsaft und die strömungstechnische Optimierung der Meßanordnung in der Produktionsanlage. Während für die Enzymimmobilisierung bekannte Lösungen als geeignete Verfahren übernommen und weiterentwickelt wurden, sind die Fixierung des Mediators und die Gestaltung der diffusionslimitierenden Membran weiter anwendungsspezifisch zu optimieren. Analoge Schwerpunkte bestehen bei der Entwicklung von Lactatsensoren für diesen Anwendungsfall.