Ziel des Forschungsprojekts waren die Gewinnung von unlöslichen geschmacks-, geruchs- und farbneutralen Faserkonzentraten aus Nebenprodukten der Weißkohlverarbeitung (Außenblätter und Strünke) sowie die gezielte physikalische, enzymatische und/oder chemische Kondi¬tionierung dieser Faserstoffe, um ihr Ölbindungs-, Antioxidations-, und Emulgiervermögen zu steigern. Dieses Ziel wurde wie geplant erreicht. Die Strünke erwiesen sich unter Beachtung ökonomischer Belange und der chemischen Zusammensetzung als optimales Ausgangsmaterial zur weiteren Verarbeitung und konnten sensorisch annähernd neutral aufgereinigt werden. Die Außenblätter besitzen hingegen natürlicherweise einen hohen Anteil grüner Farbpigmente, die auch nach starker Reinigung mit Lösemitteln nicht vollständig zu entfernen waren.
Die Identifizierung der wichtigsten Einflussfaktoren auf die o. g. technofunktionellen Eigenschaften der Faserstoffe durch den Vergleich verschiedener Konditionierungsmethoden waren weitere Inhalte der Zielstellung. Durch eine spezielle Nasszerkleinerung mittels Kolloidmühle, eine Trocknung unter Vakuum und eine anschließende Fraktionierung der Faserkonzentrate auf definierte Partikelgrößen wurde u. a. eine Steigerung der Fettbindekapazität um 133 % des Ausgangswertes erreicht. Zudem war der Einfluss der Veresterung und der Acetylierung der in den Faserkonzentraten enthaltenen Polysaccharide auf die lipophilen Eigenschaften und das Ölbindevermögen der Faserkonzentrate zu untersuchen. Über eine Umesterung mit Hilfe einer langkettigen Fettsäure wurde zunächst geprüft, ob eine säurekatalysierte Veresterung der Polysaccharide durchzuführen ist. Dieses Vorgehen brachte allerdings nur eine geringe Steigerung der Zielgrößen. In diesem Zusammenhang wurde auch der Einfluss einer induzierten Säurebehandlung untersucht. Die Wasserbindekapazität der Faserkonzentrate konnte durch eine moderate Säurebehandlung um ca. 20 % gesteigert werden. Ein Großteil der antioxidativen gesamtphenolischen Verbindungen wurde durch die Aufreinigung im Zuge der Faserkonzentrat-Herstellung ausgewaschen. Trotzdem war eine signifikante Zunahme der antioxidativen Kapazität (analytisch) durch den enzymatischen Abbau der Hemicellulose zu beobachten.
Ein weiteres Ziel der Forschungsarbeit war die Untersuchung des Emulgiervermögens der Faserstoffe und relevanter Grenzflächenphänomene. Durch mikroskopische Aufnahmen konnten die Kapillarstrukturen der Proben und ihre Wirkung auf Emulsionen dargestellt werden. Viskositätsmessungen gaben Aufschluss über die rheologischen Verhaltensmuster der Emulsionen. Proben mit hoher Wasserbinde- und hoher Fettbindekapazität wiesen jeweils eine höhere emulsionsstabilisierende Wirkung auf. Es ergab sich: Je höher der verbliebene Anteil an Galacturonan in den Faserkonzentraten war, umso höher waren die Emulsionsaktivitäten. Zudem zeigte sich, dass das Verhältnis von unlöslichen zu löslichen Ballaststoffen durch die unterschiedlichen Aufbereitungen verändert wurde. Durch diese Erkenntnisse konnte ein spezielles Verfahren zur Herstellung von Fasern ausgewählt werden, welche als Stabilisator in einer entwickelten Salatcreme Anwendung fanden. Diese Produktentwicklung sollte beispielhaft die sich aus dem entwickelten Verfahren ergebenden Möglichkeiten zur Verwertung von Nebenprodukten der industriellen Gemüseverarbeitung in der Lebensmittelindustrie aufzeigen.
Prinzipiell kann die Aufbereitung und Modifizierung von Faserkonzentraten aus Reststoffen der Weißkohlverarbeitung auch bei anderen Gemüsearten wie Knollengemüse, z. B. Sellerie oder Rote Bete, und weiteren verschiedenen Kohlarten, Anwendung finden. Der wissenschaftliche Wert der Ergebnisse ist sehr hoch, weil diese zum größten Teil neu und für die mittelständische Wirtschaft von praktischer Bedeutung sind. Die erzielten Erkenntnisse können in der praxisorientierten Forschung sowie in der Industrie umgesetzt werden.
Innovationskompetenz Ost (INNO-KOM-Ost), Modul Vorlaufforschung
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