Stärkeabbau

Der Stärkeabbau ist ein natürlicher Prozess, der dem Aufspalten des Mehrfachzuckers Stärke in Einfachzucker wie Glucose oder Zweifachzucker wie Maltose. Der Stärkeabbau ist notwendig, weil ausschließlich Einfachzucker in einer alkoholischen Gärung in Bioethanol umgewandelt werden kann. Stärke muss daher zuerst zerlegt werden, bevor mit der alkoholischen Gärung begonnen werden kann. Man unterscheidet zwischen dem enzymatischen Stärkeabbau, dem Stärkeabbau durch Malz und dem Stärkeabbau durch Autoamylolyse. Unabhängig davon, welcher Mechanismus genutzt wird, besteht der Stärkeabbau aus den Phasen der Stärkeverflüssigung und der Stärkeverzuckerung.

Stärkeabbau durch Enzyme

Für den enzymatischen Stärkeabbau werden verschiedene Enzyme der Enzymklasse EC 3 benötigt. Stärkemoleküle, die in einer Maische vorliegen, werden im Prozessschritt der Verflüssigung in Oligosaccharide mit Polymerisationsgrad von 7-10 Glucoseeinheiten zerlegt. Dadurch sinkt die Viskosität der Maische. Es folgt der Schritt der Verzuckerung. Dieser Schritt dient dem weiteren Abbau von Stärke in Einfachzucker, die fermentiert werden können. Die Verzuckerung geht einher mit einer weiteren Verringerung der Viskosität der Maische. Der Stärkeabbau durch Enzyme ist die in technischen Prozessen am meisten verbreitete Variante.

Stärkeabbau durch Malz

Beim Stärkeabbau durch Malz werden Enzyme genutzt, die bei der Keimung von Gerste entstehen. Der Stärkeabbau durch Malz wird vor allem in der Brauereiindustrie genutzt. Enzyme trennen die Kohlenhydrate der Gerste in Einfachzucker und Mehrfachzucker. Ein Teil der Mehrfachzucker wird während der anschließenden Gärung verzuckert. Der Rest der Mehrfachzucker wird jedoch nicht in Einfachzucker zerlegt. Daher bringt die Ethanolherstellung mittels Stärkeabbbau durch Malz Ethanolverluste mit sich.

Stärkeabbau durch Autoamylolyse

Der Stärkeabbau durch Autoamylolyse nutzt Enzyme, die bereits im Korn des Getreides enthalten sind, um die Stärke zu vergärbaren Zuckern abzubauen. Diese Variante wird derzeit angestrebt, um Kosten für Verzuckerungsenzyme zu sparen. Die Prozessführung ist jedoch komplizierter als bei den anderen Varianten. Im Optimalfall kann jedoch abhängig von der Getreideart auf die Zugabe anderer Enzyme verzichtet werden.

Englische Übersetzung(en):

starch degradation, starch conversion