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Markgehalt von Zuckerrüben

  • Status: abgeschlossen
  • Mitarbeiter/in: Christine Kenter
  • Betreuer/in: Christa Hoffmann
  • Kategorie: Qualität
Donnerstag, 20 November 2014 00:00

Als „Mark“ werden alle wasserunlöslichen Inhaltsstoffe der Zuckerrübe bezeichnet. Dies sind im wesentlichen die Zellwandbestandteile Cellulose, Hemicellulose und Pektin. Nach der Extraktion des zuckerhaltigen Zellsaftes aus den Rüben fallen diese in der Zuckerfabrik als Schnitzel an, die das wichtigste Nebenprodukt der Zuckergewinnung darstellen. Der Markgehalt ist damit ein Maß für den Schnitzelanfall.

Da die Analyse des Markgehaltes in der Routine einer Zuckerfabrik nicht möglich ist, wird der Schnitzelanfall bisher mit einem pauschalen Faktor geschätzt und entsprechend vergütet. In den letzten Jahren wurde seitens der Zuckerindustrie vielfach berichtet, dass der tatsächliche Schnitzelanfall deutlich niedriger war, als mit dem Pauschalwert vorausgeschätzt wurde.

Dieser Wert beruht auf Untersuchungen in den 1980er Jahren und wurde seitdem nicht mehr überprüft. In diesem Projekt wurde daher untersucht, ob der Markgehalt von Zuckerrüben in den vergangenen 20 Jahren gesunken ist und von welchen Faktoren (Genotyp, Standort, N-Düngung) die absolute Höhe des Markgehaltes abhängt.

 

An drei Standorten wurden 2006 sechs aktuell auf dem Markt befindliche Zuckerrübensorten bei drei Stickstoffdüngungsstufen angebaut und der Markgehalt bei der Ernte im Oktober bestimmt. Sowohl die Sorte als auch Umweltfaktoren üben einen Einfluss auf den Markgehalt aus. So lag der Markgehalt im Mittel der sechs Sorten in Parensen (Region Göttingen) bei 4,32 %, in Röhrse (Region Peine) dagegen bei 3,71 %.

Diese Unterschiede sind im Wesentlichen auf die unterschiedliche Wasserversorgung an den Standorten zurückzuführen. In Parensen war die Vegetationsperiode 2006 durch Trockenheit geprägt, während die Zuckerrüben in Röhrse sechsmal beregnet wurden. Ein hohes Wasserangebot führte somit zu einer Reduzierung des Markgehaltes, da dieser auf Frischmasse bezogen wird. Sinkende Markgehalte waren auch bei der Steigerung der N-Düngung zu beobachten, dieser Effekt war allerdings weniger deutlich ausgeprägt.

Die sechs Sorten waren so ausgewählt, dass sie hinsichtlich des Zuckergehaltes das auf dem Markt verfügbare Sortiment abdecken. Es zeigte sich eine positive Korrelation zwischen Zucker- und Markgehalt, d.h. die Sorten mit hohem Zuckergehalt wiesen gleichzeitig einen hohen Markgehalt auf.

Diese Ergebnisse zeigen, dass der Markgehalt von Zuckerrüben keine konstante Größe darstellt und wesentlich von Standort, Sorte und N-Düngung beeinflusst ist.

 Grafik Einfluss Sorten

Physiologische Ursachen der Änderung des Markgehalts

Innere Struktur der ZuckerrübeDa das Rübenmark aus Zellwandbestandteilen besteht, könnte eine Verringerung des Markgehaltes auf einer Änderung der Zellstrukturen in der Rübe beruhen. Kleinere Zellen enthalten im Verhältnis zu ihrem Volumen mehr Zellwandbestandteile als große. Es ist zudem bekannt, dass der Zuckergehalt in den Zellen sinkt, wenn ein bestimmtes Volumen überschritten wird. Daher besteht eine positive Korrelation zwischen dem Zucker- und Markgehalt von Zuckerrüben.

SpeicherparenchymzellenIm Widerspruch dazu steht, dass der Zuckerertrag (Rübenertrag x Zuckergehalt) durch den züchterischen Fortschritt im Laufe der letzten Jahre kontinuierlich gestiegen ist, während der Markgehalt offenbar zurückgegangen ist. Das deutet darauf hin, dass sich die Beziehung zwischen Zuckergehalt und Zellstrukturen verändert hat.

Charakteristisch für die innere Struktur der Rübe sind die Kambiumringe, die zum Großteil aus Zellwandmaterial bestehen. Ein verringerter Markgehalt könnte daher aus einer geringeren Anzahl der Kambiumringe, einem erhöhten optimalen Zellvolumen für die Zuckerspeicherung oder dünneren Zellwänden resultieren.

Derzeit wird in Gefäß- und Feldversuchen mit älteren und aktuell auf dem Markt befindlichen Genotypen untersucht, ob Unterschiede in der Anzahl und dem Abstand der Kambiumringe sowie der Zellgröße in den verschiedenen Ringen auftreten. Der Abstand zwischen den Kambiumringen wird von innen nach außen geringer. In Ring 1 nahe des Zentralzylinders sind die Zellen größer als im weiter außen liegenden Ring 4. Das bedeutet, dass ein größerer Abstand zwischen den Ringen auf einem größeren Zellvolumen beruht, nicht dagegen auf einer größeren Anzahl von Zellen.

Futterwert des Marks älterer und aktueller Zuckerrübengenotypen


Schnitzel sind neben Melasse das wichtigste Nebenprodukt der Zuckergewinnung. In Deutschland fallen pro Jahr etwa 1,7 Mio. t Zuckerrübenschnitzel (Trockenschnitzelwert) an. Etwa 80 % der Schnitzel werden getrocknet, melassiert und zu Pellets gepresst. Melasseschnitzel sind ein hochwertiges und gut lagerfähiges Viehfutter, insbesondere für Wiederkäuer.

Da der Markgehalt von Zuckerrüben im Laufe der Zeit offensichtlich zurückgegangen ist, wurde der Frage nachgegangen, ob sich auch die chemische Zusammensetzung des Marks und damit der Futterwert der Zuckerrübenschnitzel verändert haben.

Die Ergebnisse zeigen, dass es geringfügige Sortenunterschiede in der Zusammensetzung des Zuckerrübenmarks gibt. Diese haben aber keinen Einfluss auf die Verdaulichkeit, wie sich im Hohenheimer Futterwerttest zeigt. Die Summe der Kohlenhydrate (im wesentlichen Cellulose, Hemicellulose und Pektin), die den hohen Energiegehalt der Schnitzel bedingen, war bei den vier geprüften älteren und aktuellen Sorten sehr einheitlich.

Durch die Selektion auf hohen Zuckerertrag kam es bei neuen Sorten zu einer Verminderung des Markgehalts, die eine Erklärung für den Rückgang des Schnitzelanfalls bezogen auf die verarbeitete Rübenmenge geben kann. Dieser Rückgang ging jedoch nicht mit einer Veränderung des Futterwertes der Zuckerrübenschnitzel einher.

 

 

Dieses Vorhaben wurde aus Mitteln der industriellen Gemeinschaftsforschung (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie/AiF) über den Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) gefördert. Projekt Nr.: AIF-FV 14789 N.

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