Nebenströme der kartoffel- und ölsaatenverarbeitenden Industrie zur Produktion gesünderer Kartoffelprodukte

Kartoffeln sind nach Reis, Weizen und Mais das viertwichtigste Grundnahrungsmittel der Welt. Nicht nur global, sondern auch regional haben Kartoffeln eine große Bedeutung. Deutschland ist das größte Erzeugerland in der europäischen Union. Knapp ein Viertel der 54,5 Millionen Tonnen aus EU-Erzeugung stammt von deutschen Feldern. Dies ist aufgrund des hohen Pro-Kopf-Konsums von 63,5 kg Kartoffeln/Jahr in Deutschland wenig verwunderlich. Hierzu zählen nicht nur Frischkartoffeln, sondern auch verarbeitete Kartoffelerzeugnisse wie Kartoffelpuffer, Pommes frites und Chips, auf die 60% des Verbrauchs entfallen.

Bei der Verarbeitung der Kartoffeln zu diesen Produkten fallen große Mengen an Nebenströmen an. Vor allem Schäl-, aber auch Schneid- und Sortierprozesse tragen zur Gesamtmenge bei. Für die Herstellung von Frittierprodukten aus Kartoffeln wird häufig pflanzliches Öl verwendet. Die Verarbeitung dieser Ölsaaten verursacht ebenfalls große Mengen an Nebenströmen in Form von Extraktionsschroten und Presskuchen. Die Nebenströme aus beiden Herstellungswegen werden nur in geringem Umfang für die menschliche Ernährung weiterverwendet, sondern meist als Tierfutter oder aber als Substrat zur Biogasproduktion. Abb. 1 zeigt eine Auswahl dieser Nebenströme. Dabei enthalten vor allem das Korkgewebe und die Rinde der Kartoffel viele wichtige Nähr- und Ballaststoffe.

Die Nutzung dieser Nebenströme hat sich das Projekt „KaProBast“ zum Ziel gesetzt. Als Verbundprojekt mit drei Praxispartnern aus der Kartoffelindustrie und dem Max Rubner-Institut (MRI) als Wissenschaftspartner soll das Projekt dazu beitragen, die Ballaststofflücke in der deutschen Ernährung zu schließen. Diese resultiert aus der Differenz zwischen der Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) mit einer täglichen Zufuhr von mindestens 30 g für Erwachsene im Vergleich zu den aktuellen Zahlen zur Aufnahme, welche bei 18 g pro Tag für Frauen und 19 g pro Tag für Männer liegen. Für die Umsetzung am MRI sind verschiedene Teams des Instituts pflanzliche Lebensmittel am Projekt beteiligt und bringen sich mit ihrer technischen Ausstattung und ihrem Know-how ein. Mit den vorhandenen analytischen und technologischen Möglichkeiten sollen Ballaststoffe in den Nebenströmen aufkonzentriert und verarbeitete Kartoffelerzeugnisse damit angereichert werden. Angedacht sind hier Beimengungen der Konzentrate in Kartoffelknödel, -püree und -puffer sowie als Überzug in Form eines Coatings für die Frittierprodukte Pommes frites und Chips.

Primäre Ziele sind hierbei:

• ein gesteigerter Ballaststoffgehalt der Produkte

• ein verbesserter Nutri-Score

• ganzheitliche Nutzung der Rohstoffe

• Fettreduktion und geringere Acrylamidbildung durch Coating auf Pommes frites und Chips.

Die Förderung des Vorhabens erfolgt aus Mitteln des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages. Die Projektträgerschaft erfolgt über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) im Rahmen des Programms zur Innovationsförderung.

Das Projekt ist in sechs Arbeitspakete aufgeteilt, in denen zu Projektbeginn bisher unzureichend genutzte Nebenprodukte aus der Kartoffel- und Ölsaatenverarbeitung charakterisiert werden. Dadurch werden die Potenziale dieser Nebenprodukte sichtbar und die vielversprechendsten werden im zweiten Arbeitspaket ausgewählt, um die darin enthaltenen Ballaststoffe zu extrahieren bzw. anzureichern. Im Anschluss erfolgt im dritten Paket eine stoffliche Charakterisierung der Extrakte und Konzentrate. Im vierten Arbeitspaket soll die technologische Eignung dieser gewonnenen Extrakte/Konzentrate als essbare Überzüge und als Lebensmittel-Beimengung überprüft werden. Parameter wie Viskosität, Farbe und Bitterstoffe spielen dabei eine wichtige Rolle. Nach einer weiteren Auswahl der besten Extrakte/Überzüge sollen Pommes frites und Chips im fünften Arbeitspaket im Labormaßstab hergestellt werden, bevor im letzten Arbeitspaket ein Up-Scaling auf den semi-industriellen Maßstab stattfindet.

Hierfür steht am MRI Detmold ein Kartoffeltechnikum mit zwei Prozesslinien zur Produktion der gängigsten Kartoffelfrittierprodukte, Pommes frites und Kartoffelchips, zur Verfügung (Abb. 2). Die wichtigsten Verarbeitungsschritte wie beispielsweise Blanchieren, Schneiden und Frittieren sowie Tiefkühlen können hier im semi-industriellen Maßstab nachgebildet werden. Der Verarbeitung vorgeschaltet sind klimatisierte Lagermöglichkeiten sowie ein Kartoffelwäscher und eine Schälmaschine für Kartoffeln. Eine Qualitätskontrolle der Rohstoffe sowie der Zwischen- und Endprodukte kann in Anlehnung an industrielle Anforderungen durchgeführt werden. Zudem sind Möglichkeiten zur sensorischen Prüfung der erzeugten Produkte gegeben.

Schon seit 1975 wird in Detmold Kartoffelforschung betrieben. Dabei werden wichtige Fragestellungen zur gesamten Wertschöpfungskette der Kartoffel mit besonderem Fokus auf Lagerung und Verarbeitung bearbeitet. Hierfür steht neben dem Technikum ein breit aufgestelltes Labor zur Verfügung. Darüber hinaus ist das Institut auch wichtiger Ansprechpartner für andere pflanzliche Lebensmittel.