Stärke- und Zuckerpflanzen

Die bedeutendsten Stärkepflanzen in Deutschland sind Weizen, Kartoffel, Mais und Erbse. Während Zucker in Deutschland fast ausschließlich aus Zuckerrüben gewonnen wird, dominiert weltweit das Zuckerrohr. Es liefert 60% der verbrauchten Zuckermenge.

Bereits im 9. Jahrhundert nutzte man in Arabien reine Weizenstärke als Zusatz bei der Papierherstellung. Diese Verwendung ist noch heute gängig. Neue Anwendungen haben sich in den letzten Jahren mit der Entwicklung leichter und biologisch abbaubarer Verpackungen ergeben.

Mit Hilfe der Fotosynthese bauen die Pflanzen niedermolekulare Kohlenhydrate auf, derer sich die Natur wie aus einem Baukasten als Bau- und Speicherstoffe bedient. Für die Stoff- und Energiespeicherung werden die Kohlenhydrate in gelöste Zucker umgewandelt. Sie gelangen durch die Leitungsbahnen zu bestimmten Pflanzenorganen wie Samen, Früchten und Wurzelknollen. Dort werden sie in verschiedenen Formen eingelagert, z.B. als Saccharose im Rübenkörper, als Inulin in den Knollen des Topinamburs und als Stärke in den Kartoffelknollen.

Der Zucker wird aus den geschnitzelten Wurzelknollen extrahiert, die Stärke durch Nassvermahlung gewonnen. Stärke besteht sowohl aus unverzweigten (Amylose) als auch aus verzweigten Glucoseketten (Amylopektin). Je nach Anteil an Amylose und Amylopektin sowie der Größe, Form und Kristallinität der Stärkekörner unterscheiden sich die technisch nutzbaren Eigenschaften der Stärke, die durch chemische, physikalische oder biologische Behandlung gezielt verändert werden. So entstehen neue Produkte oder Bausteine neuer Produkte.

Die heimischen Arten Weizen, Mais und Kartoffel enthalten einen bis zu 80% hohen Amylopektinanteil. Amylosereiche Stärke kann gegenwärtig in Deutschland nur durch stärkereiche Erbsensorten (Markerbsen) erzeugt werden.

In Deutschland werden jährlich rund 640.000 t Stärke und ca. 240.000 t Zucker industriell für chemisch-technische Zwecke benötigt. Diese Mengen entsprechen einer einer Anbaufläche von etwa 128.000 ha für Stärkepflanzen und von 18.000 ha für Zuckerrüben.