Themencluster Gesundheit und Ernährung – Handlungsfeld Reststoffe der Lebensmittelproduktion

Die bessere Nutzung von Ressourcen steht im Mittelpunkt dieses Handlungsfeldes. Ansatzpunkte gibt es genug, das zeigt ein Blick auf die Wertschöpfungskette:

PN-ZWS Lebensmittel

Daraus lassen sich die Forschungsfelder F1 bis F8 ableiten.

Forschungsthema 1: Produktausbeute erhöhen
Wie kann man aus der gleichen Menge eingesetzter Rohstoffe mehr hochwertige Lebensmittel erzeugen? Diese Frage steht im Fokus von Forschungsthema 1. Mit Blick auf ProcessNet betrifft das vor allem die Prozesseffizienz in der Verarbeitung. Auch der Energie- und Wassereinsatz spielt eine Rolle. Betrachtet man vollständige Wertschöpfungskette, geht es zusätzlich um Fragen einer effizienten und nachhaltigen Landwirtschaft. Ansatzpunkte reichen dabei von der Analytik (bedarfsgenaue Bewässerung und Düngung) über den Einsatz von Düngemitteln und Pflanzenschutz bis zu den Möglichkeiten, die biotechnologische Verfahren eröffnen.

Forschungsthema 2: Hochwertige Stoffe durch selektive Trennverfahren/Umwandlung aus Produktionsnebenprodukten abtrennen & Forschungsthema 3: Entwicklung eines „eigenen“ Produktes/Nahrungsmittel oder Material aus den Produktionsnebenprodukten
Kosmetikwirkstoffe aus Orangenschalen, wertvolle Proteine aus Molke oder Schlachtabfällen, Fette aus Presskuchen: Die Liste der möglichen hochwertigen Beiprodukte aus den Produktionsnebenströmen ist so vielfältig wie die Auswahl an Lebensmitteln in Deutschland. Dabei kann es wiederum um Nahrungsmittel gehen, aber auch um die Gewinnung von werthaltigen Produkten für diverse andere Branchen. Vom Krabbenpanzer über die Nussschale bis zum Teigrest fallen Nebenströme an, die teils schwer zugängliche chemische Strukturen enthalten. Diese zu identifizieren und aus dem Stoffstrom zu gewinnen ist eine wichtige Forschungsaufgabe für die nahe und mittlere Zukunft (und Thema im Rahmen der BiobasedWorld am 10. Oktober auf der BIOTECHNICA in Hannover).

Forschungsthema 4: Verwertung von Produktionsnebenprodukten in einer Bioraffinerie
Nebenprodukte, die sich nicht ohne weiteres in werthaltige Stoffe umsetzen lassen, können möglicherweise in eine Bioraffinerie eingespeist werden. Ob das sinnvoll ist, darüber entscheidet zum einen eine bilanzielle Betrachtung (wieviel Energie wird benötigt, welcher Mehrwert kann generiert werden). Andererseits müssen die Rohstoffe für die Bioraffinerie auch bestimmte Kriterien erfüllen. So kann es sein, dass das Material zu heterogen ist und die Inhaltsstoffe aufgearbeitet werden müssen, um eine einheitlichere Zusammensetzung zu erreichen.

Forschungsthema 5: Bewertung alternativer Nutzungen von Lebensmittelabfällen, die jetzt zu Tierfutter, Kompost oder in Biogasanlagen verwertet werden
Diese Bereich liegt nicht originär in der Kompetenz von ProcessNet. Dennoch: Es besteht ein großes Potenzial an Lebensmitteln, die nicht mehr verzehrt werden können (Statistiken zufolge wird jedes dritte Brot in Deutschland nicht gegessen, sondern landet im Abfall). Was kann man damit Sinnvolles machen? Es gibt heute schon Konzepte, um zum Beispiel aus altem Brot Milchsäure und letztlich biobasierten Kunststoff herzustellen. Inwieweit eine stoffliche oder energetische Nutzung sinnvoll ist, muss über standadisierte Bewertungsverfahren entschieden werden.

Forschungsthema 6: Energetische Nutzung der Produktionsnebenprodukte, wenn keine stoffliche Nutzung möglich ist
Nicht jeder Reststoff enthält noch werthaltige chemische Moleküle oder lässt sich leicht in solche umwandeln. In solchen Fällen bietet sich die energetische Nutzung zur Gewinnung von Wärme oder Strom an. Ein Grundproblem dabei stellt in der Regel der hohe Wassergehalt von Lebensmitteln dar (man denke nur an die heimische Biotonne). Neue Trocknungsverfahren, eventuell auch enzymatische Vorbehandlungen, um das Material besser nutzbar zu machen, sind hier ein wichtiges Forschungsthema.

Forschungsthema 7: Rohstoff so vorbehandeln, dass wenige/keine Nebenprodukte anfallen
Schön wäre es natürlich, wenn man von vornherein steuern könnte, dass keine oder möglichst wenige Nebenprodukte anfallen – und wenn schon welche entstehen, dass diese dann möglichst interessant sind (im Sinne von Forschungsthema 2). Das ist einmal über entsprechende Züchtungen bzw. biotechnologische Verfahren im Bereich der Pflanzen möglich, zum anderen sollte ganz am Anfang der Verarbeitung die Überlegung stehen, mit welchen Aufschluss- und Aufbereitungsverfahren das entsprechende Rohmaterial möglichst gut genutzt werden kann.

Forschungsthema 8: Längere Haltbarkeit erzeugen
Die große Menge der nicht verzehrten Lebensmittel hinterlässt ein ungutes Gefühl. Andererseits sind die Ansprüche der Verbraucher an Frische hoch: Brot soll nicht altbacken sein, das Mindesthaltbarkeitsdatum wird häufig als Verfallsdatum missverstanden. Eine längere Haltbarkeit von Lebensmitteln könnte dafür sorgen, dass auch auf Vorrat Gekauftes noch gegessen wird und nicht entsorgt. Ansätze dazu gibt es bereits beim Brot.

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