Einer der interessantesten Forschungsbereiche in der Innovation des Lebensmittelsektors betrifft die Möglichkeit, Phytoverbindungen mit hohem Mehrwert aus Obst- und Gemüseteilen und Nebenprodukten ihrer traditionellen Verarbeitung zu extrahieren.
Phytoverbindungen und phenolische Verbindungen
Die Phytoverbindungen - oder bioaktive Verbindungen - umfassen eine breite Palette von Substanzen, die natürlicherweise in Pflanzen enthalten sind und denen wissenschaftliche Forschung die Fähigkeit zugeschrieben hat, biologische Aktivitäten und Funktionen des Organismus zu modulieren. Dort melden sie sich unter anderem an präbiotische Ballaststoffe und Pflanzensterine, Phenol- und Schwefelverbindungen, Carotinoide.
Phenolische Verbindungen Gemüse erfreut sich im Bereich der menschlichen Ernährung wachsender Beliebtheit und großem Interesse (Paris 2019-2020). Umso mehr in der Covid-19-Ära, als die Aufmerksamkeit auf die Beziehung zwischen Ernährung und Immunsystem gerichtet war (Parisi und Dongo 2020). Diese Substanzen haben antimikrobielle Eigenschaften – auch interessant für die Lebensmitteltechnologie (Quartaroli 2019), als Alternative zu chemischen Synthesezusätzen (Barbieri et al. 2019) – sowie antimykotische und entzündungshemmende Eigenschaften. Eigenschaften, die allgemein ihrer Natur als Antioxidantien zugeschrieben werden (Laganà et al. 2020).
steigend Das Durchschnittsalter der Verbraucher, insbesondere in Europa und Japan, kann das wiederum erklären Trend wachsende Nachfrage nach Polyphenolen natürlichen Ursprungs (Palestini et al. 2020). Eine Forderung, die ohne Berücksichtigung der möglichen Verwendung von Abfällen aus der Lebensmittelindustrie zur Extraktion vielleicht nur schwer zu befriedigen ist (Ameer et al. 2017).
Phytoverbindungen aus Obst- und Gemüseabfällen
Die Möglichkeit Polyphenole und Farbstoffe in nennenswerten Mengen aus Produktionsabfällen – wie Blütenteilen sowie Schalen und Reststoffen der Fruchtsaftherstellung – zu gewinnen, erscheint vielversprechend (Teatro Naturale 2020). Mit wichtigen Auswirkungen auf beide Fronten von:
- Wirtschaft. Die nutrazeutischen Wirkstoffe (Dongo et al. 2020) und die funktionelle Pflanzenextrakte kann einen Mehrwert für normalerweise margenschwache Lieferketten schaffen,
- Kreislaufwirtschaft, im Einklang mit den Zielen für nachhaltige Entwicklung (Zielen für nachhaltige Entwicklung, SDGs) in der UN-Agenda 2030.
Abfälle von Kulturobst in gemäßigten Zonen (z. B. Blaubeeren, Kakis, Granatäpfel) und „Border“ (z. B. Mango, Avocado und Papaya, auch auf Sizilien angebaut) oder subtropischen Gebieten (z. B. Ananas und Longan, der sapindaceae zu denen die bekanntesten gehören Litschi) verdienen in zweierlei Hinsicht Beachtung:
- die Mengen an Antioxidantien entfernbar (und intakt),
- den erheblichen Anteil des essbaren Anteils (Ayala-Zavala et al. 2011, Tange et al. 2019).
Bei Mango, Papaya und Ananas beispielsweise beträgt der Anteil, der aus dem Primärverarbeitungsprozess „weggeworfen“ wird, zwischen 10 und 60 % der gesamten Rohstoffe. Und doch enthält es mehr Antioxidantien als im Endprodukt (Ayala-Zavalaet al. 2011).
Die Produktionen von Olivenölen und Weinen wiederum, wenn auch mit geringeren Ausbeuten, Restwässer mit erheblichen Mengen an polyphenolischen Verbindungen. Daher wird auch in diesen Lieferketten ein interessantes Forschungs- und Entwicklungspotenzial zur Veredelung der Nebenprodukte erwartet (Barbera 2020).
Extraktionstechniken und Forschungshorizonte
Die Techniken grünen innovativer - superkritische Flüssigkeitsextraktion, auch unterstützt durch Mikrowellen oder Druck, um nur einige zu nennen - haben sich im Vergleich zu herkömmlichen Extraktionstechniken für Polyphenole bisher als vielversprechend erwiesen. Die Vorteile, die der Wiederverwendung von Lebensmittelabfällen ohnehin innewohnen, können in Bezug auf die Zeitersparnis, die verwendeten Lösungsmittel und den Energiebedarf bewertet werden. Sowie die Reproduzierbarkeit der Erträge mit einer daraus resultierenden Senkung der Betriebskosten (Ameer et al. 2017).
Umweltverträglichkeit von Prozessen mit reduzierten Kohlendioxidemissionen, die keine (oder in begrenztem Umfang) toxischen Lösungsmittel verwenden, ist ein weiterer Grund, Ressourcen für die Forschung in diesen Bereichen einzusetzen. Ohne zu vergessen, dass die Effizienz der Extraktionssysteme und die erzielten Ausbeuten (auch in Bezug auf die Extraktionskinetik) neben der Identität der zu extrahierenden Zielmoleküle stark von der Art der Matrizes der Pflanzen und Früchte abhängen.
Forschung es bewegt sich daher in Richtung der kinetischen Untersuchung der Extraktion in den verschiedenen Fällen, aber auch - nicht weniger wichtiger Aspekt - in Richtung einer Verkleinerung der Pilot-Extraktionsanlagen bis hin zu solchen Dimensionen, die sie in Bezug auf Regime und Effizienz wettbewerbsfähig machen.
Salvatore Parisi*, Suni Mary Varghese*, Dario Dongo
(*) Lourdes Matha Institute of Hotel Management and Catering Technology (LMIHMCT), Kuttichal, Thiruvananthapuram, Bundesstaat Kerala, Indien
Note
-Salvatore Parisi, Dario Dongo (2020) Polyphenole und Gesundheit. Immunsystemfreundliches Gemüse. GESCHENK (Großartiger italienischer Lebensmittelhandel). https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/polifenoli-e-salute-i-vegetali-amici-del-sistema-immunitario
- Parisi S (2020). Charakterisierung wichtiger phenolischer Verbindungen in ausgewählten Lebensmitteln unter technologischen und gesundheitsfördernden Gesichtspunkten. J AOAC Int 103, 4: 904–905. doi: 10.1093 / jaoacint / qsaa011
-Galiano Quartaroli (2019). Antimikrobielle Mittel aus Pflanzenabfällen, Patent der Universität Parma. GESCHENK (Großartiger italienischer Lebensmittelhandel). https://www.greatitalianfoodtrade.it/tecnologia-alimentare/antimicrobici-da-scarti-vegetali-brevetto-università-di-parma
- G. Barbieri, M. Bergamaschi, G. Saccani, G. Caruso, A. Santangelo, R. Tulumello, B. Vibhute, G. Barbieri (2019). Verarbeitetes Fleisch und Polyphenole: Chancen, Vorteile und Schwierigkeiten. J AOAC J 102 (5): 1401-1406
- Paola Palestini, Dario Dongo (2020). Coronavirus und Infektionen, wie man mit guter Ernährung die Abwehrkräfte der über 65-Jährigen stärkt. GESCHENK (Großartiger italienischer Lebensmittelhandel). https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/coronavirus-e-infezioni-come-rafforzare-le-difese-degli-over-65-con-una-buona-dieta
- Dario Dongo, Andrea Adelmo Dalla Penna (2020). Nutrazeutika. Eins, keins und hunderttausend. GESCHENK (Großartiger italienischer Lebensmittelhandel). https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/nutraceutica-uno-nessuno-e-centomila
- Ameer K., Shahbaz HM, Kwon JH (2017) Grüne Extraktionsmethoden für Polyphenole aus Pflanzenmatrices und ihren Nebenprodukten: Eine Übersicht. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 16, 2: 295-315
- Ayala-Zavala J., Vega-Vega V., Rosas-Domínguez C., Palafox-Carlos H., Villa-Rodriguez JA, Siddiqui M., Dávila-Aviña WJE, González-Aguilar GA (2011). Agroindustrielles Potenzial exotischer Fruchtnebenprodukte als Quelle für Lebensmittelzusatzstoffe. Food Research International 44, 7: 1866-1874
- Bio und Natur (2020). Nebenprodukte von Heidelbeere und Kaki nützlich für das Wohlbefinden der Darmmikrobiota. Natürliches Theater,
- P. Laganà, MA Coniglio, M. Fiorino, AM Delgado, N. Chammen, M. Issaoui, ME Gambuzza, C. Iommi, L. Soraci, MA Haddad, S. Delia (2020). Phenolische Substanzen in Lebensmitteln und antikarzinogene Eigenschaften: Eine Perspektive der öffentlichen Gesundheit. Zeitschrift der AOAC INTERNATIONAL 103, 4: 935–939. doi: 10.1093 / jaocint / qsz028
- Parisi S (2019). Analyse der wichtigsten phenolischen Verbindungen in Lebensmitteln und ihrer gesundheitlichen Auswirkungen. J. AOAC Int 102: 1354–1355. doi: 10.5740 / jaoacint.19-0127
- Tang, YY, He XM, Sun J, Li CB, Li L, Sheng JF, Xin M, Li ZC, Zheng FJ, Liu GM, Li, JM (2019). Polyphenole und Alkaloide in Nebenprodukten von Longan-Früchten (Dimocarpus Longan Lour.) und ihre Bioaktivitäten. Molecules 24, 6:1186-1202. doi:10.3390/molecules24061186
Er beschäftigt sich seit über 20 Jahren mit Chemie und Lebensmitteln, Verpackung und Qualität. 'Visiting Assistant Professor' an der Al-Balqa Applied University (Jordanien), sowie 'Expert Review Panelist' in den Arbeitsgruppen von AOAC International (USA) und 'Series Editor' für die Reihe 'SpringerBriefs in Molecular Science: Chemistry of Foods '
Dario Dongo, Rechtsanwalt und Journalist, PhD in internationalem Lebensmittelrecht, Gründer von WIISE (FARE – GIFT – Food Times) und Égalité.
