Das übergeordnete Ziel des Projektes war, Saccharoseverluste durch mikrobielle Besiedlung nachzuweisen, ihren Anteil zu bestimmen und nachhaltig zu verringern. Dafür sollte zunächst ein Infektionsassay für Lagerfäule entwickelt werden sowie die Aktivität pilzlicher und pflanzlicher saccharoseabbauender Enzyme, die relative Genexpression der kodierenden Gene und die Pilzbiomasse im Rübengewebe bestimmt werden. Darüber hinaus sollten pflanzenbauliche Einflussfaktoren sowie eine Optimierung des Lagermanagements erforscht werden.
"Dieses IGF-Vorhaben des Forschungskreises der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert."
Saccharose aus Rüben (Beta vulgaris L.) ist ein Produkt, das höchste Ansprüche an Verarbeitung und Qualität stellt. Die Wirtschaftlichkeit der industriellen Zuckergewinnung hängt davon ab, wie viel von der ursprünglich in der Zuckerrübe aus dem Feld enthaltenen Saccharose kristallisiert, welcher Anteil zu Gunsten von Melasse verloren geht und wie hoch die Menge an Prozess-inhibierenden Stoffen ist. Die Rübenkampagne läuft derzeit von Mitte September bis Anfang Januar. Zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit muss die Verarbeitungskampagne von derzeit ungefähr 120 Tagen auf 150 Tage ausgedehnt werden. Die Ernte muss jedoch aus Gründen des Bodenschutzes und der rechtzeitigen Aussaat der Folgekultur spätestens Mitte November abgeschlossen sein. Zuckerrüben werden daher über mehrere Wochen bis zur Verarbeitung in Feldrandmieten gelagert. Während der Lagerung kommt es jedoch zu direkten Saccharose-Verlusten von rund 0,1% pro Tag, da ein Teil der Saccharose in einer enzymkatalysierten Reaktion zu Invertzucker umgewandelt wird. Bisher ist unbekannt, welcher Anteil der Saccharoseverluste während der Lagerung auf physiologische Atmungsprozesse der Rübe oder auf mikrobielle Besiedlung zurückzuführen ist. Typische Lagerfäulepathogene sind Penicillium spp., Aspergillus spp., Fusarium spp., Phoma betae und Botrytis cinerea. Viele dieser Arten verursachen nicht nur optisch sichtbare Fäulnissymptome, sondern produzieren auch für Mensch und Tier gesundheitsgefährdende Mykotoxine (Abb.1).
Das Inokulum hierfür befindet sich im Erdanhang, dessen Menge u.a. von der Witterung zur Ernte bestimmt wird. Die Ursachen für Lagerfäule sind jedoch nicht hinreichend untersucht. Ein entscheidender Faktor scheint jedoch die Sortenwahl zu sein. Bisher gibt es aber in Europa noch keine marktfähigen Sorten mit ausgewiesener Lagereignung. Dies liegt vor allem daran, dass es zurzeit keine einfache und ökonomisch vertretbare Testmethode gibt, um Sortenunterschiede festzustellen. Darüber hinaus ist unbekannt, ob eine Selektion eher auf pflanzliche Invertaseaktivität oder auf Resistenz gegenüber Lagerfäulepathogenen erfolgen soll.
Dieses Assay wurde für Feld- und Gewächshausrüben optimiert und mit verschiedenen Lagerungspathogenen getestet (Abb. 3).
Für die Validierung wurden verschiedene Zuckerrüben Genotypen mit dem Assay auf ihre Lagerstabilität untersucht und mit den Ergebnissen einer Langzeitlagerung verglichen. Der Invertzuckergehalt wurde dabei als Kriterium der Lagerstabilität herangezogen und zeigte eine deutliche Korrelation der beiden Lagerungsmethoden. Das Assay stellt somit eine zeit- und kostengünstige Alternative für die Analyse von Lagerfäulen an Zuckerrüben dar.