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Zusammensetzung des Schädlichen Stickstoffs

Projektdaten

  • Titel: Zusammensetzung des Schädlichen Stickstoffs
  • Status: abgeschlossen
  • Mitarbeiter/in: Christine Kenter, Gisela Mäck
  • Betreuer/in: Christa Hoffmann
  • Kategorie: Qualität

Das Ziel des Zuckerrübenanbaus besteht hauptsächlich in der Gewinnung von kristallinem Zucker. Neben Zucker /Saccharose enthält die Rübe auch noch sogenannte Nichtzuckerstoffe, die die Zuckergewinnung beeinträchtigen.

Bei der Qualitätsanalyse von Rüben werden Kalium, Natrium und Amino-N als Leitsubstanzen stellvertretend für alle bei der Verarbeitung störenden Inhaltsstoffe erfasst. Zum einen sind diese Stoffe wichtige Melassebildner, zum anderen sind sie leicht in der Routine zu analysieren.

Der Amino-N-Gehalt der Zuckerrübensorten hat sich in den letzten 25 Jahren nahezu halbiert. Daher stellt sich die Frage, ob die anderen bei der Verarbeitung störenden N-Verbindungen im gleichen Maße vermindert wurden und inwiefern die Beziehung zwischen einzelnen N-Fraktionen durch Umwelt und Sorte beeinflusst wird.

Der Schädliche Stickstoff im Dicksaft umfasst alle Stickstoffformen, die bei der Extraktion in den Rohsaft übergehen, nicht durch die übliche Saftreinigung entfernt werden können, und zudem aus ökologischen Gründen nicht erwünscht sind.

Der Schädliche Stickstoff steht in enger Korrelation zum löslichen Gesamt-N in der Rübe. Die wichtigsten Komponenten des löslichen Gesamt-N in der Rübe sind:

  • Aminosäuren und Amide, zusammengefasst als α-Amino-N,
  • Betain,
  • Nitrat,
  • nicht näher identifizierter Rest-N, der sich aus einer Vielzahl von N-Verbindungen zusammensetzt.

Von diesen Verbindungen lässt sich nur der α-Amino-N in der Routine der Qualitätsanalyse im Minutentakt bestimmen. Zum Nachweis von löslichem Gesamt-N, Betain und Nitrat sind aufwändigere und länger dauernde Analysen erforderlich. 

Lösliche N-Verbindungen haben folgende negative Auswirkungen bei der Zuckergewinnung in der Zuckerfabrik:

  • Alkalitätsschwund im Dicksaft durch Abbau von Glutamin in Pyrrolidoncarbonsäure (PCA) und Ammoniak, die Thermostabilität der Säfte wird dadurch vermindert,
  • Umweltbelastung durch Ammoniak in den Kondensaten,
  • Erhöhung des Melasseanfalls,
  • Verminderung der Weißzuckerqualität durch Farbstoffbildung (Melanoide) während der Verdampfung und Kristallisation.


Zusammensetzung des löslichen Gesamt-N bei Zuckerrüben, Mittel von 52 Sorten, 22 Standorten in 2000/01Bei der Qualitätsanalyse wird der a-Amino-N-Gehalt stellvertretend für alle löslichen N-Verbindungen bestimmt. Der Gehalt an löslichem Gesamt-N wird von der Jahreswitterung, aber auch von Standort und Sorte beeinflusst. Im Mittel der 52 Sorten über 22 Standorte in 2 Jahren hatte der Amino-N einen Anteil von 30 % am löslichen Gesamt-N-Gehalt, Betain ebenfalls 30 % und Nitrat 5 %. Der nicht identifizierte Rest-N machte mit 35 % die größte N-Fraktion aus. Der Anteil des Amino-N am löslichen Gesamt-N ist somit wesentlich geringer als aus früheren Untersuchungen bekannt war. Dies ist zum einen auf den Züchtungsfortschritt, zum anderen aber auch auf die Verringerung der N-Düngung zu Zuckerrüben zurückzuführen.

 

 

 

FEIDieses Vorhaben wurde aus Mitteln der industriellen Gemeinschaftsforschung (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie/AiF) über den Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) gefördert.

 

Weitere Projekte aus der Kategorie Qualität:


Veröffentlichungen

Hoffmann, C., B. Märländer, 2003, Proc. 1. joint IIRB-ASSBT-Congress, San Antonio, S. 429-434
Hoffmann, C., A. Schierholt, K. Mahn, 2002, Proc. 65. IIRB-Kongress, Brüssel, S. 443-447
Mäck, G., 2003, Proc. 1. joint IIRB-ASSBT-Congress, San Antonio, S. 931-935
Mäck, G., 2003, Proc. 1. joint IIRB-ASSBT-Congress, San Antonio, S. 925-929
Hoffmann, C., A. Schierholt, K. Mahn, 65. IIRB-Kongress, 13.-14.02.2002, Brüssel, Belgien
Mäck, G., 1st joint IIRB-ASSBT-Congress , 26.02.-01.03.2003, San Antonio, USA
Mäck, G., 1st joint IIRB-ASSBT-Congress , 26.02.-01.03.2003, San Antonio, USA
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