Enzymatische Stärkeverzuckerung: Traubenzucker und Glukosesirup

Die Umwandlung von pflanzlicher Stärke in verschiedene Zucker ist ein wichtiger Zweig der Stärkeindustrie und zugleich eines der wirtschaftlich bedeutendsten Anwendungsfelder der Gentechnik. Unzählige Lebensmittel enthalten Zutaten, die aus der Stärkeverzuckerung hervorgegangen sind. Die zentrale Rolle in diesem Prozess spielen Enzyme - und sie werden überwiegend mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt.

Alle Pflanzen bestehen zu einem mehr oder weniger großen Anteil aus Stärke, die aus verschiedenen, chemisch miteinander verbundenen Zuckern zusammengesetzt ist. Werden deren Bindungen gelöst, zerfällt die Stärke in die einzelnen Zuckerbausteine. Auf diese Weise können süße Zucker nicht nur aus Zuckerrohr und Zuckerrüben, sondern auch aus pflanzlicher Stärke gewonnen werden. Dies geschieht heute großtechnisch im Prozess der Stärkeverzuckerung.

Drei Schritte - Enzyme sind immer dabei.

Der Prozess der Stärkeverzuckerung verläuft in drei Stufen. In jeder spielen bestimmte Enzyme die entscheidende Rolle.

• Stärkeverflüssigung: In der ersten Stufe wird die Stärke in verschiedene Zuckereinheiten gespalten. Es entsteht ein Gemisch aus Maltosen (Malzzucker) und Dextrinen (Zwischenform zwischen Stärke und Dextrose). Eingesetzt werden verschiedene Amylasen.

• Stärkeverzuckerung: Die entstandenen Abbauprodukte werden nun weiter zu Einfachzuckern (Monosaccharide) aufgespalten. Es bildet sich Glukosesirup, der in vielen Süß- und Backwaren ganz oder teilweise den traditionellen Zucker ersetzt. Glukosesirup ist ein Gemisch aus Glukose (Traubenzucker) und Fruktose (Fruchtzucker); er hat geringere Süßkraft als der weiße Haushaltszucker (Saccharose), kristallisiert jedoch weniger rasch als dieser. In dieser Stufe werden Enzyme wie Glucoamylase und Pullulanase genutzt.

• Isomerierung: Das Enzym Glukose-Isomerase wandelt einen Teil der Glukose in Fruktose um. Nach mehrmaligem Prozessdurchlauf steigt der Fruktosegehalt und damit die Süßkraft immer weiter an - bis der gewonnene Fruktosesirup fast die des traditionellen Zuckers erreicht. In den USA hat dieser High Fructose Corn Sirup, das wichtigste Produkt der Maisstärkeindustrie, den Zucker bereits weitgehend verdrängt. Dort ist der Pro-Kopf-Verbrauch an Stärkesirup höher als der von Rohr- und Rübenzucker.

Gentechnik: Stärke und Enzyme

Bei Stärkeverzuckerungsprodukten, die als Zutaten und Zusatzstoffe in vielen Getränken und Lebensmitteln verwendet werden, sind Anwendungen der Gentechnik sowohl beim Rohstoff Stärke wie bei den "Werkzeugen", den Enzymen möglich. 

• Pflanzliche Stärkequelle: Als pflanzliche Stärkelieferanten kommen vor allem Mais, Kartoffeln und Weizen in Frage. Bei Mais werden in vielen Ländern gv-Sorten landwirtschaftlich genutzt. Maisstärke kann zu bestimmten Anteilen aus gv-Mais stammen, vor allem bei Mais aus den USA und Argentinien.

• Enzyme: Die meisten in der Stärkeverzuckerung eingesetzten Enzyme stammen von gentechnisch veränderten Mikroorganismen. Für einzelne Prozessstufen der Stärkeverzuckerung sind ausschließlich Enzyme auf dem Markt, die mit Hilfe gentechnisch veränderter Mikroorganismen hergestellt werden.

Kennzeichnung. In den Stärkeverzuckerungsprodukten ist analytisch weder nachweisbar, ob gv-Pflanzen als Stärkequelle verarbeitet wurden, noch die Herkunft und Herstellungsweise der verwendeten Enzyme. Dennoch besteht eine Kennzeichnungspflicht, wenn Stärke aus gentechnisch veränderten Pflanzen gewonnen wird. Ob dies auch auf Zutaten und Zusatzstoffe zutrifft, die in mehreren Verarbeitungsschritten aus Stärke hervorgehen, ist nicht eindeutig geklärt.

Eine Kennzeichnung von Enzymen im Hinblick auf die Herstellung mit Hilfe von gv-Mikroorganismen ist in der EU generell nicht vorgeschrieben.

Mehr bei transGEN:

• Leitfaden Kennzeichnung
• transGEN-Datenbank: Enzyme, bei denen gentechnische Anwendungen möglich sind