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Fast 30 % der weltweit produzierten Lebensmittel gehen verloren. Die kürzlich erschienene Publikation "Upgrading pasta wastes through lactic acid fermentations" von Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) und IDELUX zeigt das Potenzial von Nudelabfällen aus der Produktion als Substrat für die Milchsäureproduktion.
Die Abfallvermeidung- und recycling sind für die Lebensmittelindustrie von besonderem Interesse. Ein gewisser Anteil an Abfällen bleibt jedoch unvermeidbar. In der Nudelproduktion entstehen diese zum Beispiel beim Reinigen der Anlagen und beim Umstellen der Produktion auf andere Nudelformen. So können schätzungsweise 23 Gramm Nudelmasse pro produziertem Kilogramm nicht verkauft werden. Gemeinsam mit IDELUX suchte das ATB deshalb nach Verwertungsmöglichkeiten. Das Potential ist groß. Hochgerechtet auf die jährliche weltweite Pastaproduktion warten etwa 276 Kilotonnen Nudelreste auf alternative Verwertungen.
"Die Homogenität von Nudelabfällen und ihr hoher Stärkegehalt bieten hervorragende Bedingungen für Hydrolyse und Fermentation und damit für die Produktion von Biochemikalien wie Milchsäure! Das war unser Ausgangspunkt." sagt Dr. José Pablo López-Gómez, Forscher am ATB. Zunächst mussten die Forschenden die Pastareste mittels Hydrolyse so bearbeiten, dass der in der Stärke gebundene Zucker freigesetzt wird. Denn Mikroorgansimen können einfache Zucker wie Glucose besonders gut verstoffwechseln. Nach der Hydrolyse produzieren diese Mikroorganismen, im Fall der Studie Bacillus coagulans A559, im Bioreaktor mittels Fermentation die Chemikalie Milchsäure. Den Forschenden gelang es, die Hydrolyse- und Fermentationsprozesse im Labormaßstab zu optimieren und anschließend in den Pilotmaßstab (72-Liter-Bioreaktor) zu übertragen. Die gewonnenen Erkenntnisse über Prozessparameter erleichtern es der Industrie, den Prozess effizient und kostengünstig in die Praxis umzusetzen.
"Mit unsere Studie haben wir bewiesen, dass Pastareste ein wirklich gutes Substrat für die Milchsäureproduktion sind. Dabei war Milchsäure nur ein Modellprodukt. Angesichts der hervorragenden Eigenschaften der Pastareste für Fermentationen sollten auch andere biochemische Produkte mit noch höherem Wert in Betracht gezogen werden. Letztendlich muss es das Ziel sein, die optimalen Veredelungswege für diese Art von Abfällen zu finden" so Dr. José Pablo López-Gómez.
Die Studie wurde im Rahmen des Projektes CAFIPLA erstellt, dessen Ziel die Kombination von Carbonsäureproduktion und Faserrückgewinnung als innovatives, kosteneffizientes und nachhaltiges Vorbehandlungsverfahren für heterogene Bioabfälle ist. CAFILPLA wird gefördert durch Bio-based Industries Joint Undertaking (JU) unter dem Europäischen Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020. Bio-based Industries Joint Undertaking (JU) wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union und das Bio-based Industries Consortium unterstützt.