Upcycling von Jackfruchtsamen aus Abfall zu Gold in Lebensmittelqualität
Wissenschaftler entwickeln nachhaltiges Verfahren zur Herstellung von Milchsäure aus Samen von Jackfrüchten
Wissenschaftler der Nanyang Technological University, Singapur (NTU Singapur) haben eine nachhaltige und effektivere Technik zur Herstellung von Milchsäure entwickelt, indem sie ausrangierte Jackfruitkerne verwenden.
(L-R) Die Erstautorin der Studie, Tram Anh Ngoc Le, eine Doktorandin des Programms für Lebensmittelwissenschaft und -technologie (FST) an der NTU, und NTU-Professor William Chen, Direktor des Instituts für Lebensmittelwissenschaft und -technologie, präsentieren Jackfruchtkerne und die aus den Kernen gewonnene Milchsäure.
NTU Singapore
Gegenüberstellung einer Jackfrucht, ihrer Frucht, ihrer Kerne, des Pulvers aus den gefriergetrockneten Kernen und der aus den Kernen gewonnenen Milchsäure in einem Becherglas.
NTU Singapore
Milchsäure spielt eine unverzichtbare Rolle bei der industriellen Herstellung und Konservierung fast aller Lebensmittel, die wir konsumieren. Sie wird in verschiedenen Phasen der Herstellung von Grundnahrungsmitteln wie Brot, Joghurt, Käse, Kimchi, Sauerkraut und Pickles verwendet. Im Jahr 2022 wurden weltweit etwa 1,5 Millionen Tonnen Milchsäure hergestellt.
Milchsäure wird Molkereiprodukten zugesetzt, um ihnen einen würzigen Geschmack zu verleihen, sie kontrolliert den Säuregehalt von Konfitüren und Obstkonserven und verlängert die Haltbarkeit von verpackten Fleischprodukten. Beim Backen sorgt Milchsäure für eine bessere Textur und ein größeres Volumen des Teigs. Außerdem hilft Milchsäure bei der Emulgierung von Dressings und Soßen und erhält die leuchtenden Farben von Obst und Gemüse.
Die von der NTU entwickelte Methode ist billiger und nachhaltiger als bestehende industrielle Verfahren, da sie weniger Chemikalien und Prozesse erfordert, nur geringe Mengen an Nebenprodukten erzeugt und Lebensmittelabfälle durch die Verwendung unerwünschter Jackfruchtkerne reduziert.
Die derzeitigen industriellen Verfahren zur Herstellung von Milchsäure sind kostspielig, da sie in der Regel die Fermentierung von Rohstoffen wie Zuckerrohr, Maisstärke und Rübenzucker beinhalten, die aufgrund der zunehmenden Verknappung von Ackerland, Naturkatastrophen und der steigenden Inflation teurer geworden sind.
Bei den industriellen Verfahren fallen auch große Mengen an Nebenprodukten wie Gips an, die bei unsachgemäßer Entsorgung Treibhausgase freisetzen.
Jackfruits erfreuen sich weltweit zunehmender Beliebtheit in der Ernährung. Ihr Fleisch, das in Geschmack und Konsistenz dem von Fleisch ähnelt, wird zu Fleischersatz verarbeitet. Die Kerne jedoch, die fast ein Fünftel des Gesamtgewichts der Frucht ausmachen, landen auf der Mülldeponie.
Die Studie, die eine Innovation zur Abfallvermeidung vorstellt, spiegelt das Engagement der NTU wider, unsere Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern - eine der vier großen Herausforderungen der Menschheit, die die Universität mit ihrem Strategieplan NTU 2025 angehen will.
Professor William Chen, Direktor des NTU-Programms für Lebensmittelwissenschaft und -technologie (FST), der das Projekt leitete, sagte: "Unsere auf Jackfruchtsamen basierende Methode zur Herstellung von Milchsäure ist ein weiterer Erfolg für die NTU bei der Suche nach neuen Verwendungsmöglichkeiten für Produkte, die sonst im Abfall landen würden. Das Upcycling dieser Produkte zur Herstellung von Milchsäure, einem unverzichtbaren Bestandteil fast aller Lebensmittel, die wir essen, ist eine Möglichkeit, die Verarbeitungseffizienz in der Lebensmittelversorgungskette zu verbessern und gleichzeitig zwei Hauptbelastungsfaktoren für die Lebensmittelindustrie anzugehen - steigende Produktionskosten und Abfallmanagement."
Die Innovation der NTU wurde von mehreren Industriepartnern der NTU positiv aufgenommen. Mirte Gosker, Geschäftsführerin von The Good Food Institute Asia Pacific, sagte: "Der Aufbau eines sichereren, nachhaltigeren und gerechteren Lebensmittelsystems ist in Asien nicht nur eine Option - es ist eine Notwendigkeit. Um dies zu erreichen, müssen wir die volle Kraft lokal relevanter Zutaten nutzen, um die weltweit steigende Nachfrage nach Proteinen zu befriedigen, Abfälle zu reduzieren und die Lieferkette für pflanzliche Lebensmittel weiter zu optimieren. Die von Prof. William Chen von der NTU entwickelte neuartige Methode zur Herstellung von Milchsäure, bei der zuvor weggeworfene Jackfruchtkerne verwendet werden, ist ein überzeugendes Beispiel dafür, wie wir mit weniger mehr erreichen können".
Die Ergebnisse wurden kürzlich in der von Experten begutachteten Fachzeitschrift Journal of Functional Foods veröffentlicht.
Auf gute Bakterien setzen: Die kleinen Helfer der Natur
Um Milchsäure aus Jackfruchtkernen herzustellen, wuschen die NTU-Wissenschaftler die Kerne zunächst, bevor sie bei Raumtemperatur Natriumhydroxid hinzufügten. Dies ist ein übliches Verfahren, um die Schale von Obst und Gemüse für die Konservenherstellung zu entfernen, bevor die Kerne gefriergetrocknet und zu einem Pulver gemischt werden.
Anschließend fügten sie dem Jackfruchtsamenpulver Lactiplantibacillus plantarum hinzu , ein "gutes" Bakterium, das üblicherweise in Probiotika enthalten ist. Es dauert etwa zwei Tage, bis es in Zucker und Milchsäure aufgespalten ist, die später durch einen Filtrationsprozess extrahiert wird.
Prof. Chen fügte hinzu: "Wir sind zuversichtlich, dass unsere Technik ein leistungsfähiges Werkzeug für Produktionsunternehmen zur Herstellung von Milchsäure werden könnte. Einerseits nutzt es mehrere gängige Produktionstechniken, die bereits in lebensmittelverarbeitenden Betrieben eingesetzt werden, wie Gefriertrocknung, Stärkefiltration und Milchsäureextraktion. Andererseits ist das Ausgangsmaterial für unsere Milchsäure ein allgegenwärtiges, unerwünschtes Produkt - Jackfruchtkerne. Es ist wesentlich preiswerter als die derzeitigen Rohstoffe Mais- und Rübenstärke, und die Verwendung eines Abfallprodukts würde den Unternehmen bei ihrem Streben nach Nachhaltigkeit ein gutes Zeugnis ausstellen. Eine notwendige Schwierigkeit wäre allerdings, die Jackfruchtkerne zu den Milchsäureproduzenten zu bringen, aber das ließe sich durch einige Anpassungen in der Lebensmittelversorgungskette leicht bewerkstelligen".
Die Erstautorin der Studie, Tram Anh Ngoc Le, eine Doktorandin des FST-Programms an der NTU, sagte: "Wer hätte gedacht, dass der Jackfruchtbaum, der in ganz Südostasien schnell wächst, das Potenzial haben könnte, die aktuellen Ernährungsprobleme der Welt zu lösen, wie z. B. die Bekämpfung von Lebensmittelverschwendung, Lebensmittelknappheit aufgrund von Inflation und Ernährungsunsicherheit. Die Jackfrucht ist nicht nur ein nährstoffreiches Lebensmittel, das Millionen von Hungernden ernähren könnte, sondern wir haben auch herausgefunden, dass ihre Samen noch vielversprechender sind, wenn es darum geht, den Abfall und die Chemikalien in weit verbreiteten industriellen Prozessen zu reduzieren.
Das NTU-Team wird an der Optimierung seiner Milchsäureproduktionsmethode arbeiten, um deren Ertrag und Qualität weiter zu verbessern. Die Forscher planen außerdem, ihren Produktionsprozess durch die Zusammenarbeit mit Partnern aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zu erweitern.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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