Erythritol ist ein Süßstoff mit vielen Vorteilen: Er macht nicht dick, ist nicht kariös, wirkt nicht auf den Blutzuckerspiegel und hat im Gegensatz zu anderen Zuckerersatzstoffen keine laxative Wirkung. In Asien wird er heute schon in großem Umfang eingesetzt, auch in Europa wird er mittlerweile verwendet. Allerdings konnte man ihn bisher nur mit Hilfe bestimmter Hefestämme in hochkonzentrierten Zuckerlösungen herstellen. An der TU Wien wurde nun eine Methode entwickelt, ihn mit Hilfe eines Pilzes auf recht einfache Weise aus ganz gewöhnlichem Stroh zu erzeugen. Nach den erfolgreichen Experimenten will man das Verfahren nun großindustriell optimieren.
Von Stroh über Zucker zu Erythritol
Zum bloßen Verbrennen ist Stroh viel zu schade. Einige seiner chemischen Bestandteile können zu wertvollen Produkten weiterverarbeitet werden. Das fein zerhäckselte Stroh wird zunächst „voraufgeschlossen“ – die Zellwände werden mit Hilfe von Lösungsmitteln aufgebrochen, das Lignin wird herausgelöst, weiterverwendet werden Xylane und Zellulose. „Normalerweise muss man das Stroh dann mit teuren Enzymen fertig aufschließen und in Zucker zerlegen, oder Zucker enzymatisch aus Stärke gewinnen“ erklärt Prof. Robert Mach vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften der TU Wien. „Spezielle Hefestämme können dann, wenn man sie unter extremen osmotischen Stress setzt, aus einer hochkonzentrierten Zuckerlösung das gewünschte Erythritol herstellen.“
Mit Pilz ohne Zwischenschritt zum Ziel
Die Enzyme, mit denen das Stroh vollständig aufgeschlossen wird, lassen sich aus dem Schimmelpilz Trichoderma reesei gewinnen. Dieser Pilz spielt nun auch im neuen Herstellungsverfahren die entscheidende Rolle, das an der TU Wien entwickelt wurde.
Allerdings wurde der Pilz genetisch so verändert, dass sich zwei entscheidende Vorteile ergeben: Erstens muss man die Enzyme nun nicht mehr mühsam aus der Pilzkultur gewinnen und chemisch reinigen, sondern man kann den verbesserten Pilz-Stamm direkt auf das voraufgeschlossene Stroh aufbringen. Zweitens erzeugt der Pilz nun direkt aus dem Stroh das gewünschte Erythritol. Der Zwischenschritt über die Produktion von Zuckerlösung ist nicht mehr nötig, auf die Verwendung von Hefe kann man ganz verzichten. „Wir wussten, dass der Pilz Trichoderma reesei grundsätzlich in der Lage ist, Erythritol zu produzieren, allerdings normalerweise nur in winzigen Mengen“, sagt Robert Mach. „Uns gelang es, den Pilz gentechnologisch zur Produktion eines Enzyms anzuregen, das die Produktion des Süßstoffes in großem Ausmaß ermöglicht.“ Erythritol hat etwa 70 bis 80% der Süßkraft von gewöhnlichem Zucker. Die weltweite Produktion liegt derzeit bei 23.000 Tonnen im Jahr. Das könnte sich aber noch deutlich steigern, wenn sich der Trend, auf Erythrotol als Süßungsmittel umzusteigen, aus Asien auch nach Europa und in die USA ausweitet. Robert Mach und Astrid Mach-Aigner vom Team der TU Wien hat die neue Herstellungsmethode gemeinsam mit der Firma ANNIKKI GmbH bereits patentiert. „Dass das neue Prinzip funktioniert, haben wir nun bewiesen“, sagt Robert Mach. „Nun wollen wir das Verfahren gemeinsam mit Partnerfirmen verbessern und es für den großindustriellen Einsatz vorbereiten.“