Kat beschleunigt Herstellung von Zuckerersatz

Neuentwicklung japanischer Wissenschaftler ist effektiver als bisherige Reaktionsbeschleuniger

Zuckerersatzstoff kommt aus der Natur (Foto: pixabay.com, PublicDomainPictures)

Osaka (pte017/21.04.2021/13:30) - Der Zuckeraustauschstoff Maltit lässt sich mit höherer Ausbeute und preiswerter herstellen, wie Forscher der Universität Osaka http://osaka-u.ac.jp/en meinen. Sie haben einen neuartigen Katalysator entwickelt, der zuverlässiger arbeitet als bisher verwendete Reaktionsbeschleuniger. Maltit wird durch Hydrierung, also durch Anlagerung von Wasserstoff, aus Maltose hergestellt, die auch als Malzzucker bezeichnet wird. Das wiederum ist ein Abbauprodukt der Stärke und damit eines Naturprodukts.

Unerwünschte Nebenprodukte

Das Hydrieren ist ein sensibler Prozess, bei dem auch unerwünschte Nebenprodukte entstehen können, etwa Glukose, eine Zuckerart, die in manchen Lebensmitteln unerwünscht ist, wie jenen für Diabetiker. Rutheniumkatalysatoren haben sich als zuverlässige Helfer erwiesen, doch sie sind teuer. Reaktionsbeschleuniger auf Nickelbasis sind zwar kostengünstig, aber wenig effektiv. Zudem sind sie schwer zu handhaben.

Die Forscher haben Nanoteilchen aus Nickelphosphid auf einem Trägermaterial namens Hydrotalcit platziert. Das ist ein natürlich vorkommendes Mineral, das üblicherweise genutzt wird, um übermäßig produzierte Säure im Magen zu neutralisieren. Der neue Katalysator erfüllt alle Anforderungen der Industrie, heißt es. Er ist haltbar, preiswert und effektiver als die bisher eingesetzten Reaktionsbeschleuniger. Selbst wenn er mit Luft in Kontakt kommt, verliert er seine Wirkung nicht, was die Handhabung erleichtert.

Kat-Pulver wiederverwendbar

"Unser Katalysator hat selbst bei Umgebungstemperatur eine hohe Aktivität. Wir haben festgestellt, dass das Hydrotalcit der Schlüssel zur Leistungssteigerung ist", sagt Entwicklungsleiter Sho Yamaguchi. Die Hydrolyse laufe mit diesem Trägermaterial 300 Mal schneller ab als ohne. Warum das so ist, wissen die japanischen Forscher noch nicht genau. Sie vermuten, dass die Nickelteilchen den Wasserstoff aktivieren, während die mineralische Trägersubstanz die Maltose auf Trab bringt, sodass sie schneller reagiert.

Der neuartige Katalysator wird in Pulverform eingesetzt. Wenn die Umwandlung von Maltose in Maltit abgeschlossen ist, wird er herausgefiltert. Er kann dann ohne einen Regenerationsschritt erneut eingesetzt werden. Nach mehrmaliger Verwendung hatte er noch nichts von seiner Effektivität eingebüßt, berichten die Wissenschaftler.

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