Zuckersüße Forschung

13.08.2013 von Michael Deutsch in Forschung, Wissenschaft
Wis­sen­schaft­li­ches Arbei­ten ist oft müh­sam und kein Zucker­schle­cken. Doch die­ses Mal ver­spricht ein For­schungs­ob­jekt an der Martin-Luther-Universität zucker­süß zu sein: Es geht um den Zucker. Dr. San­dra Peter­sen und Lebens­mit­tel­che­mi­ke­rin Ste­fa­nie Selb­mann vom Zen­trum für Inge­nieur­wis­sen­schaf­ten koope­rie­ren mit der Lebens­mit­tel­firma Gries­son - de Beu­kelaer GmbH & Co. KG. Obwohl der Zucker schon eine Ewig­keit in den Lebens­mit­teln ver­ar­bei­tet wird, kommt es offen­sicht­lich immer noch zu erheb­li­chen Pro­ble­men bei der indus­tri­el­len Massen-fertigung von Lebens- und Genuss­mit­teln. So auch bei der Keks­pro­duk­tion.
Volle Puste: Dr. Sandra Petersen (links) und Stefanie Selbmann vom Zentrum für Ingenieurwissenschaften nehmen derzeit den Stärkepuderzucker unter die Lupe.
Volle Puste: Dr. Sandra Petersen (links) und Stefanie Selbmann vom Zentrum für Ingenieurwissenschaften nehmen derzeit den Stärkepuderzucker unter die Lupe. (Foto: Michael Deutsch)

Das ist natür­lich alles eine Frage des Maß­stabs. „Wenn man große Men­gen her­stellt, die gesam­ten Abläufe auf För­der­bän­dern statt­fin­den, ange­fan­gen von der Rezeptur-Umsetzung bis zur Gar­nie­rung mit Zucker­streu­seln, muss ver­fah­rens­tech­nisch alles opti­mal abge­stimmt sein“, sagt Lehr­stuhl­in­ha­ber Pro­fes­sor Joa­chim Ulrich, der als Kris­tal­li­sa­ti­ons­ex­perte das Pro­jekt betreut. So spricht er auch von einer durch­aus anspruchs­vol­len wis­sen­schaft­li­chen Her­aus­for­de­rung, die Qua­li­täts­si­che­rung bei der Mas­sen­pro­duk­tion aus ver­fah­rens­tech­ni­scher Sicht unter die Lupe zu neh­men und der Wirt­schaft Emp­feh­lun­gen zu geben.

„Das fach­li­che Wis­sen, bes­ser noch das stoff­li­che Wis­sen, ist nicht hin­rei­chend für sol­che Vor­gänge über­setzt“, sagt der 62-Jährige aus Beob­ach­tung. Zucker ist nicht gleich Zucker. Neben der Sac­cha­rose, dem Zwei­fach­zu­cker, tau­chen hier auch die Zuckerbei- und Spalt­pro­dukte, wie Glu­cose und Fruc­tose als Ein­fach­zu­cker auf. Durch die hydro­ly­ti­sche Spal­tung des Zuckers von einem Disac­cha­rid in ein Mono­sac­cha­rid änder­ten sich auch die phy­si­ka­li­schen Eigen­schaf­ten. Etwa die Dichte oder die Vis­ko­si­tät. „Wenn zum Bei­spiel die Lösung zäher wird, lässt es sich schwe­rer pum­pen und der Zucker kann schlech­ter dosiert wer­den.

Bremst man die Kris­tal­li­sa­ti­ons­nei­gung von Zucker oder ver­stärkt sie, hat das eben­falls Aus­wir­kun­gen auf den Pro­duk­ti­ons­pro­zess - genau wie die Korn­grö­ßen der Kris­talle eine wesent­li­che Rolle spie­len“, sagt Ulrich. „Wenn bei­spiels­weise Zucker agglo­me­riert, sich quasi viele Körn­chen zusam­men­la­gern, würde man spä­ter auf große Zucker­klum­pen bei­ßen. Dann würde man nicht mehr Keks, son­dern Zucker schme­cken. Unsere Zunge nimmt alles, was grö­ber ist, als Ein­zel­stoff wahr. So auch den Zucker­klum­pen im Keks.“, ver­ein­facht er ein wesent­li­ches Pro­blem bei der Keksproduktion.

Mit sol­chen und vie­len ande­ren Fra­ge­stel­lun­gen rundum den gezu­cker­ten Keks beschäf­ti­gen sich Dr. San­dra Peter­sen und Ste­fa­nie Selb­mann. Auch der Koope­ra­ti­ons­part­ner „Gries­son - de Beu­kelaer“ hatte Pro­bleme im Produktions-Prozess ange­mel­det und holt sich nun bei den Wis­sen­schaft­lern Rat. „Die Anlage muss regel­mä­ßig ange­hal­ten und gerei­nigt wer­den, weil die Zucker­lö­sun­gen dick­flüs­si­ger wer­den und die Pum­pen an ihre Grenze kom­men“, erzählt Dr. San­dra Peter­sen. Doch es geht nicht nur um schnelle Lösun­gen. „Wir ver­su­chen gene­rell die Pro­blem­stel­lun­gen zu abstra­hie­ren, um ein­fach die Abläufe bes­ser zu ver­ste­hen“, sagt Ste­fa­nie Selb­mann. Das Wis­sen dar­über fließe näm­lich zugleich in ihre Dok­tor­ar­beit ein.

Die wis­sen­schaft­li­che Leis­tung hat es dabei in sich. Die Erwar­tun­gen der Indus­trie sind dem­ent­spre­chend hoch. So will die Firma „Gries­son - de Beu­kelaer“ mit­hilfe der Ergeb­nisse den Produktions-Prozess einer­seits bes­ser ver­ste­hen, um sicher zu sein, wo sich die Tech­no­lo­gie künf­tig hin­be­we­gen wird. Außer­dem geht es darum, Her­stel­lungs­tech­no­lo­gien wei­ter zu opti­mie­ren und die Umstel­lung auf neue Keks-Sorten in Mas­sen­fer­ti­gung ver­fah­rens­tech­nisch zu ver­ein­fa­chen. Das For­schungs­pro­jekt am Zen­trum für Inge­nieur­wis­sen­schaf­ten läuft zwei Jahre.

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Joachim Ulrich

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