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NAWARO CASCADING PILOT Endbericht Aktuelle Beispiele des BioCascading aus der Lebensmittelmittelverarbeitung Reststoff Beiprodukt Behandlung Ergebnis Anwendung Zusatznutzen Referenz Ananas Schalen Pressrückstand A. niger A. foetidus Substrat besser als Getreideflocke Food Ingredient: Zitronensäure Zusatz für Pharma Tran ‘Mitchell (1995) Apfel Trester Bananen Stengelmark Trocknen Vermahlen Abbau von Linolsäure durch Trester-Enzyme Trocknen Vermahlen Lebensmittel- Aromen Pektin Achten auf Mischzeit, pH- Wert, Fasern (60%) binden Cadmium ! Kuchenfüllungen Haferplätzchzen Flücht. Aldehyde für chem. Industrie Geliermittel Farbstoff- und Schwermetall- Elimination im Abwasser Carson et al (1994) Joshi Sandhu (1996) Namasivayam Kanchana (1992) (1996) (1997) Blumenkohl Kohl Blätter Zelluloseabbau durch A. niger, Turolopsis utilis, Trocknen Steigerung Proteingehalt von 14,5 % auf 22,6 % Tierfutter Rinder Geflügel Majd et al. (1995) Kartoffeln Schalen Fruchtwasser Mandeln Schalen Mechanisch physikalisch Vermahlen Phosphorsre. Erwärmen Candida, Sacch. Spp. Trocknen Besser als Getreideflocke Bas.Elektrolyte Wasser-Ret. Ballastfaser Multifunktionelle Verwendung allg. in Brot und Gemüseprodukten Besser als Aktivkohle als Metall- und Schadstoffadsorbens Abwasserbehandlung Thoma (1979) Mackwitz et al. (2001) Laufenberg (1996) Toles et al. (2000) Mango Schalen und Kerne Mechanisch physikalisch Extraktion Mehl-Substitut viel Kalorien Protein, Pektin Aroma aus Schale Stabilisator, Verdicker, Geliermittel essent. FS im Kernöl Kosmetik Antibiotikum ! Sriangarian Shrikhade (1976) Nanjundaswami (1997) Oliven Trester Trocknen Mahlen Extraktion EtOH Polyphenol Oleuropein phytotoxisch Effekt. PSM gg. Botrytis cinerea und Fusarium culmorum (Ökolandbau) Laufenberg (2004) Tomate Trester Schale Samen Zitrusfrüchte Schalen u.a. “Abfälle” Saftgewinnung Trocknen Vermahlen Extraktion Mesophile Fermentierung Mechanisch physikalisch Enzymatisch Zellulasen Pektinasen Verbessert Protein- und Lignin-Bilanz förd. Verdaubark. Mineralien Verbessern Saft-Textur und Viskosität Natürliche Farbstoffe (Lycopene) Chem. Industrie Trübungsmittel Getränke Stabilizer Verdicker Pektin Al-Wandawi et al. (1985) Sans et. (1995) Sreenath et al. (1995) Widmer und Montenari (1995) Tab 1 BioCascading: aktuelle Beispiele, © alchemia-nova Einzelfotos Quellen: http://designerget.com/, Abgerufen am 30.12.2005; http://forum.thiazi.net/showthread.php?t=42961&page=4, Abgerufen am 24.2.2005; http://stat.ameba.jp/user_images/91/65/10001222235.jpg, Abgerufen am 30.12.2005; 26
NAWARO CASCADING PILOT Endbericht Neu an diesen Ansätzen, die u.a. auch von Gunther Pauli in seinem UpSizing-Konzept dargelegt wurden (1998), ist die Idee, altbekannte Vorgangsweisen aus der Landwirtschaft konsequent auf moderne Industriezweige umzulegen, bzw. hier bestehende Prozesse in einem neuen Licht zu beleuchten und zu überdenken. Es geht um ein „Lernen von der Natur“, welche bekanntlich keine Prozesse kennt, in denen Abfall im Sinne seiner Definition entsteht. Pauli selbst räumt allerdings ein, dass die größten Potentiale zur Umsetzung solcher Konzepte im ersten Schritt in der Landwirtschaft und in jenen Produktionsbereichen liegen, welche vor allem organische Materialien verarbeiten. Sogenannte Integrierte Biosysteme haben eine lange Tradition in Südamerika oder in China, wo sie auch gegenwärtig noch Anwendung finden. Paulis „Integrierte Biologischen Systeme“ (IBS) orientieren sich an drei einfachen Prinzipien: - Verwendung möglichst aller bei Prozessen (Landwirtschaft, Produktion) anfallenden organischen Reststoffe - Suche nach mindestens zwei unabhängigen Verwertungsmöglichkeiten für diese Reststoffe - Kreislaufschließung für die Materialflüsse (org. Rohstoffe) und die enthaltenen Nährstoffe 1.1.5 Wertschöpfungen mit besonderem Flair Neben gesundheitsrelevanten und umwelttoxikologischen Aspekten ist in der Lebensmittel verarbeitenden Industrie ein bemerkenswerter Wandel festzustellen: dabei geht es um die Wiedergewinnung, Wiederverwertung und das Upgrading von sogenannten Reststoffen oder Abfälle: kleine Stielchen, Schalen, Kerne, Trester, Rückstände, Presskuchen, Prozesswässer und Nebenprodukte werden zunehmend als innovationslukrative Rohstoffe entdeckt und entpuppen sich beim genauen Screening als wertschöpfungsgeeignet für Novelties mit besonderem Flair. Auch in Österreich ist Kaskaden- und Mehrfachnutzung von nachwachsenden Rohstoffen im regionalen Verbund in den letzten Jahren zu einem wichtigen Forschungsthema geworden (Geissler et.al. 1999, Boechzelt et al 2003, Mackwitz et al 2002, 2003, 2004) Neben der bereits praktizierten thermischen Nutzung (Wörgetter 1994, Meisl 2002, Schnitzer 2004) von Biomasse sollte auch die stoffliche Ganzpflanzennutzung, die zu Produkten mit erhöhter Wertschöpfung führt, genauer untersucht und im Hinblick auf die wirtschaftliche Verwertung geprüft werden. 27
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NAWARO CASCADING PILOT<br />
<strong>Endbericht</strong><br />
Aktuelle Beispiele des BioCascading aus der Lebensmittelmittelverarbeitung<br />
Reststoff<br />
Beiprodukt<br />
Behandlung<br />
Ergebnis<br />
Anwendung<br />
Zus<strong>at</strong>znutzen<br />
Referenz<br />
Ananas<br />
Schalen<br />
Pressrückstand<br />
A. niger<br />
A. foetidus<br />
Substr<strong>at</strong><br />
besser als<br />
Getreideflocke<br />
Food Ingredient:<br />
Zitronensäure<br />
Zus<strong>at</strong>z für Pharma<br />
Tran<br />
‘Mitchell<br />
(1995)<br />
Apfel<br />
Trester<br />
Bananen<br />
Stengelmark<br />
Trocknen<br />
Vermahlen<br />
Abbau von Linolsäure<br />
durch<br />
Trester-Enzyme<br />
Trocknen<br />
Vermahlen<br />
Lebensmittel-<br />
Aromen<br />
Pektin<br />
Achten auf<br />
Mischzeit, pH-<br />
Wert, Fasern<br />
(60%) binden<br />
Cadmium !<br />
Kuchenfüllungen<br />
Haferplätzchzen<br />
Flücht. Aldehyde<br />
für chem. Industrie<br />
Geliermittel<br />
Farbstoff- und<br />
Schwermetall-<br />
Elimin<strong>at</strong>ion im<br />
Abwasser<br />
Carson et al<br />
(1994)<br />
Joshi<br />
Sandhu (1996)<br />
Namasivayam<br />
Kanchana (1992)<br />
(1996) (1997)<br />
Blumenkohl<br />
Kohl<br />
Blätter<br />
Zelluloseabbau<br />
durch A. niger,<br />
Turolopsis utilis,<br />
Trocknen<br />
Steigerung<br />
Proteingehalt<br />
von 14,5 % auf<br />
22,6 %<br />
Tierfutter<br />
Rinder<br />
Geflügel<br />
Majd et al.<br />
(1995)<br />
Kartoffeln<br />
Schalen<br />
Fruchtwasser<br />
Mandeln<br />
Schalen<br />
Mechanisch<br />
physikalisch<br />
Vermahlen<br />
Phosphorsre.<br />
Erwärmen<br />
Candida, Sacch.<br />
Spp. Trocknen<br />
Besser als<br />
Getreideflocke<br />
Bas.Elektrolyte<br />
Wasser-Ret.<br />
Ballastfaser<br />
Multifunktionelle<br />
Verwendung allg. in<br />
Brot und Gemüseprodukten<br />
Besser als<br />
Aktivkohle als<br />
Metall- und<br />
Schadstoffadsorbens<br />
Abwasserbehandlung<br />
Thoma (1979)<br />
Mackwitz et al.<br />
(2001)<br />
Laufenberg<br />
(1996)<br />
Toles et al.<br />
(2000)<br />
Mango<br />
Schalen<br />
und Kerne<br />
Mechanisch<br />
physikalisch<br />
Extraktion<br />
Mehl-Substitut<br />
viel Kalorien<br />
Protein, Pektin<br />
Aroma aus<br />
Schale<br />
Stabilis<strong>at</strong>or, Verdicker,<br />
Geliermittel<br />
essent. FS im Kernöl<br />
Kosmetik<br />
Antibiotikum !<br />
Sriangarian<br />
Shrikhade<br />
(1976)<br />
Nanjundaswami<br />
(1997)<br />
Oliven<br />
Trester<br />
Trocknen<br />
Mahlen Extraktion<br />
EtOH<br />
Polyphenol<br />
Oleuropein<br />
phytotoxisch<br />
Effekt. PSM gg.<br />
Botrytis cinerea und<br />
Fusarium culmorum<br />
(Ökolandbau)<br />
Laufenberg<br />
(2004)<br />
Tom<strong>at</strong>e<br />
Trester<br />
Schale<br />
Samen<br />
Zitrusfrüchte<br />
Schalen<br />
u.a. “Abfälle”<br />
Saftgewinnung<br />
Trocknen<br />
Vermahlen<br />
Extraktion<br />
Mesophile<br />
Fermentierung<br />
Mechanisch<br />
physikalisch<br />
Enzym<strong>at</strong>isch<br />
Zellulasen<br />
Pektinasen<br />
Verbessert<br />
Protein- und<br />
Lignin-Bilanz<br />
förd.<br />
Verdaubark.<br />
Mineralien<br />
Verbessern<br />
Saft-Textur<br />
und Viskosität<br />
N<strong>at</strong>ürliche Farbstoffe<br />
(Lycopene)<br />
Chem. Industrie<br />
Trübungsmittel<br />
Getränke<br />
Stabilizer<br />
Verdicker<br />
Pektin<br />
Al-Wandawi et<br />
al. (1985)<br />
Sans et. (1995)<br />
Sreen<strong>at</strong>h et al.<br />
(1995)<br />
Widmer und<br />
Montenari<br />
(1995)<br />
Tab 1<br />
BioCascading: aktuelle Beispiele, © alchemia-nova<br />
Einzelfotos Quellen: http://designerget.com/, Abgerufen am 30.12.2005;<br />
http://forum.thiazi.net/showthread.php?t=42961&page=4, Abgerufen am 24.2.2005;<br />
http://st<strong>at</strong>.ameba.jp/user_images/91/65/10001222235.jpg, Abgerufen am 30.12.2005;<br />
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