12.02.2021 07:33
Hemmstoffe und Mykotoxine in Fermenter und Silage schnell erfassen-Forscher entwickeln zwei praxistaugliche Schnelltests
Die Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim/Holzminden/Göttingen (HAWK), das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) und die Aokin AG haben zwei Schnelltests entwickelt: Mit dem Hemmquicktest lassen sich Hemmungen der Biogas-Biologie frühzeitig erkennen. Mit dem System mycontrol wiederum können Silagen und Fermenterinhalte auf Schimmelpilzgifte, sogenannte Mykotoxine, getestet werden. Den Hemmquicktest bietet die HAWK inzwischen als Dienstleistung an, während der mycontrol-Test als praktisches Handmessgerät auf dem Markt erhältlich ist. Er eignet sich auch für die Analyse von Futtermittel-Silagen.
Hemmungen der Fermenterbiologie kommen in der Praxis häufiger vor und können die Biogasmenge und –qualität negativ beeinflussen. Mit dem neu entwickelten sogenannten Hemmquicktest steht nun ein System zur Verfügung, das Hemmungen innerhalb von drei Tagen zuverlässig anzeigt.
Für den Test passten die Forscher der HAWK das bereits existierende Ankom-Biogastestsystem an. Der neue Hemmquicktest stellt die Biogaserträge verschiedener Substrate und Fermenterproben als Gasproduktionskurven dar. Kurven, die gegenüber einem Referenzsubstrat abfallen oder gar einbrechen, zeigen Hemmungen an. Eine Arbeitsanweisung für die Praxis ergänzt das Analysesystem.
Die Versuche im Projekt bestätigten, dass sich Biogas-Mikroorganismen an eine langsame Zugabe der potenziellen Hemmstoffe Natriumchlorid (NaCl), Harnstoff und Kupfersulfat anpassen können. Der Hemmquicktest als Batchtest mit einmaliger Substrat-Zugabe kann solche Gewöhnungseffekte nicht abbilden, er reagiert etwas sensitiver und zeigt Hemmungen frühzeitiger an. NaCl und Harnstoff können sogar Nährstoffe für die Mikroorganismen bereitstellen und die Biogasproduktion steigern. Eine abrupte Zugabe größerer Mengen bringt die Mikobiologie hingegen aus dem Gleichgewicht, dafür reichen bei Kupfersulfat 0,5 g/L, bei Harnstoff 2,5 g/L und bei NaCl 6 g/L. Auch hier gilt also: „Die Dosis macht das Gift!“
Fraunhofer UMSICHT und die Aokin AG konzentrierten sich auf den Nachweis von Mykotoxinen und entwickelten dazu ein zweites Testsystem. Das unkompliziert einzusetzende Handmessgerät „mycontrol“ könnte künftig auch bei Futtermittel-Silagen zum Einsatz kommen, da Nutztiere sehr empfindlich auf Mykotoxine reagieren. Für Betreiber von Biogasanlagen ist der Tester ebenfalls interessant. Denn verschimmelte Silage mindert den Biogasertrag, der bei den Versuchen im Projekt um rund 30 Prozent geringer als bei unbelasteter Silage ausfiel. Als Ursache vermuten die Forscher, dass die Schimmelpilze die leicht verwertbaren Substratkomponenten verstoffwechseln und so der schwer verdauliche Faseranteil im Substrat für die Biogas-Mikroben ansteigt. Im eigentlichen Sinne gehemmt wurden diese hingegen nicht von den Pilzgiften – selbst bei unnatürlich hohen Mykotoxin-Konzentrationen gab es keine Hinweise auf eine Hemmung der Mikroben.
Das Vorhaben „Entwicklung von Schnelltests zur Erfassung und Bestimmung von Hemmstoffen und Mykotoxinen in Biogasanlagen (Hemmtest)“ wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Der Abschlussbericht steht auf fnr.de im Menü Projektförderung unter den Förderkennzeichen 22013813, 22004316 und 22005916 zur Verfügung.
Hintergrund:
Die FNR ist seit 1993 als Projektträger des BMEL für das Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe aktiv. Sie unterstützt außerdem Forschungsthemen in den Bereichen nachhaltige Forstwirtschaft und innovative Holzverwendung.
Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Nicole Paul
Tel.: +49 3843 6930-142
Mail: n.paul(bei)fnr.de
Weitere Informationen:
https://www.fnr.de/projektfoerderung/projektdatenbank-der-fnr
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22013813
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22004316
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22005916
Merkmale dieser Pressemitteilung:
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