Zeitschrift für Ernährungsstörungen und Therapie

Abstrakt

Food Summit 2020: Lebensmittelpulver auf Basis von Lebensmittelnebenprodukten für funktionelle Ernährung und als Mittel gegen Krebs – Ozlem Tokusoglu – Celal Bayar University

Özlem Tokusoglu

Lebensmittelnebenprodukte in der Lebensmittelindustrie zeichnen sich durch einen hohen Anteil produktspezifischer Abfälle aus. Dies bedeutet nicht nur, dass die Entstehung dieser Abfälle unvermeidbar ist, sondern auch, dass Menge und Art der Nebenprodukte, die hauptsächlich aus organischen Rückständen verarbeiteter Rohstoffe bestehen, kaum verändert werden können, wenn die Qualität des Endprodukts gleichbleibend bleiben soll. Die Verwendung und Entsorgung der produktspezifischen Abfälle ist aufgrund ihrer unzureichenden biologischen Stabilität, ihrer potenziell pathogenen Struktur, ihres hohen Wassergehalts, ihrer potenziellen Autooxidationstendenz und ihrer hohen enzymatischen Aktivität schwierig.

In der Lebensmittelindustrie können die verschiedenen Arten von Nebenprodukten aufgrund der ausgewählten gewünschten Eigenschaften von Lebensmittelnebenprodukten von verschiedenen Industriezweigen bewertet werden. Die Qualität des Nebenproduktmanagements hängt von der Pulpe, dem Bodensatz und den Abfällen bei der Lebensmittelverarbeitung ab, während gleichzeitig Umweltschutz und Nachhaltigkeit bei der Überwachung der Nebenproduktion sichergestellt werden.

 Lebensmittelnebenprodukte oder haltbare Nebenprodukte der Lebensmittelindustrie in flüssiger, Trester- oder Pulverform können bei der Verarbeitung von Obst, Gemüse, Fleisch, Meeresfrüchten, Milch und Milchprodukten, Getreide, Nüssen, Fetten und Ölen gewonnen werden; das Trocknen und die Umwandlung von Nebenprodukten in Pulverform bietet eine Möglichkeit, sie als nützliche und wertvolle Produkte zu konservieren. Die oben genannten Nebenprodukte können als Quelle für pflanzliche Phytochemikalien wie phenolische Antioxidantien, Carotinoide, andere bioaktive Polyphenole und Ballaststoffe angesehen werden; sie können als Quelle für Proteine, Peptide und Aminosäuren angesehen werden, sie können als extrudierte Produkte angesehen werden, als Quelle für Kollagen, Gelatine und als Quelle für verschiedene Lebensmittelzusatzstoffe, und sie können als extrudierte Produkte angesehen werden. Einige der Nebenprodukte können jedoch als Kompost für Pflanzen, als Tierfutter und als Industriematerialien verwendet werden. Heute steht die potenzielle Verwendung dieser Hauptbestandteile im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. 

Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass der Verzehr von Obst und Gemüse gesundheitsfördernd wirkt, beispielsweise gegen bestimmte Krebsarten und ein geringeres Risiko für koronare Herzkrankheiten. Chemoprävention ist eine aktive Krebspräventionsstrategie, um die Entstehung von Krebs beim Menschen zu hemmen, zu verzögern oder rückgängig zu machen, insbesondere durch den Einsatz natürlich vorkommender chemischer Wirkstoffe. Nahrungsergänzungsmittel und/oder die Anreicherung von Lebensmitteln auf der Basis von Nebenprodukten können eine Alternative zu den oben genannten gesunden Bestandteilen sein. Die gesundheitsfördernden Eigenschaften von Obst und Gemüse werden hauptsächlich auf bioaktive Nährstoffe wie sekundäre Pflanzenstoffe, Carotinoide, Vitamine (Ascorbinsäure, Tocopherol usw.) sowie auf die Ballaststoffe dieser Produkte zurückgeführt.

Aufgrund des hohen Verbrauchs und der industriellen Verarbeitung der essbaren Teile von Obst fallen in großen Städten Abfälle wie Schalen und Kerne von Obst (Apfel, Birne, Orange, Granatapfel und Tomate), Zitrusfruchtschalen, Mangoreste, Ananasreste, Reste anderer exotischer tropischer Früchte (Avocado, Banane, Guave, Jackfrucht und Longanfrucht), Kastanienreste, Olivenreste und Zuckerrohrbagasse in großen Mengen an. Darüber hinaus können die Schalen-, Blatt- oder Stängelanteile von Kohl, Blumenkohl, Sellerie, Chinakohl, Koriander, Gurke, Aubergine, Endiviensalat, Fenchel, Kartoffel, Raps, Frühlingszwiebel und Spinat als pflanzliche Nahrungsstoffe bewertet und als extrudierte Produkte verwendet werden, und die Ballaststoffe werden auch in Pulverform hergestellt.

Die heutigen Verfahren zur Weiterverwertung der produktspezifischen Abfälle aus Obst und Gemüse sind traditionell entwickelt und eng an die landwirtschaftliche Herkunft der Rohstoffe gebunden.

Die meisten Nebenprodukte der Fleischindustrie entstehen beim Schlachten. Schlachtabfälle bestehen aus dem Teil eines geschlachteten Tieres, der nicht als Fleisch verkauft oder in Fleischprodukten verwendet werden kann. Zu solchen Fleischnebenprodukten gehören innere Organe, Fette oder Schmalz, Haut, Füße, Bauchinhalt des Magen-Darm-Trakts, Blut, Knochen, Sehnen und das aus diesen Nebenprodukten gewonnene Pulver. Fleischnebenprodukte werden in Schlachthöfen, Fleischverarbeitern, Großhändlern und Verarbeitungsbetrieben hergestellt.

Die Nebenprodukte von Fleisch enthalten Aschebiomasse, die Phosphor enthält. Es ist bekannt, dass Asche mit hohem Phosphorgehalt in Klärschlamm und Fleisch- und Knochenmehl enthalten sein kann, sowie Phosphor aus Biomasseenergie, Biomasseascheentsorgung und als Phosphorquelle.

By-products of fruits and vegetables are sources of these healthy compounds and it has been considered that these are the highly desired constituents of by-products of fruits and vegetables. Seafood product processing discard account for about three-quarters of the total weight of catch. Seafood processing is used as a probable waste utilization. It is known that the major components of seafood discard products are tongue, cheeks, stomach, liver of fish, protein bioactives from residual fish, marine bioactive lipid components (omega 3,6, DHA,EPA), fish skin, carotenoid bioactives and chitinous materials from shellfish products, gut enzymes, flavour products, anti-freeze proteins from seafood blood. Nowadays, the potential utilization of the above-mentioned major components has been the focus of attention.

Fish by-products are one of the most important raw materials for food, neutraceutical, pharmaceutical, and biotechnological applications. By-products include fish stomachs, viscera silage, and fish sauce. It has been stated that carnivorous fishes have high stomach pepsin contents, and silage is made from minced viscera or from the separated stomach. By ultrafiltration, concentration, and spray-drying, cod stomach silage can give a pepsin preparation.

Fish oil from fish processing waste and marine fish and chicken visceral wastes are rich source of polyunsaturated fatty acid concentrates, and in particular, of omega-3 essential fatty acids. Not only fish skin but also bones and fins are potential sources of collagen and gelatin.

Shrimp processing leads to massive amounts of shrimp biowaste and the major constituents of shrimp by-products are protein, chitin, lipid, minerals, and also valuable carotenoid astaxanthin. Chitosan, a valuable bioactive compound, has widely utilized in food, agriculture, biotechnology, cosmetics, medicine, and waste treatment. Shrimp cooking wastewater is moreover an authentic foundation of astaxanthin and bioactive peptides.

The diary by-product whey is also a very good source of peptide with remarkable biological activities. Whey is an abundant by-product of the dairy industry that corresponds to the liquid fraction remaining after, milk clotting and casein removal during cheese manufacturing. Whey includes the lactose and noncasein proteins of milk. Moreover, the bioactivity of the other components of cheese whey including lactose, oligosaccharides, and minerals, is well-known.

Cereal by-products are also very important, phenolic compounds can be extracted from cereal brans with the inclusion of anti-oxidants, and these valuable products provide resistance against free radical damage, cancer, and cardiovascular diseases. Gamma-Oryzanol extracted from rice bran is a potent antioxidant, a cholesterol-reducing agent, a tumour inhibiting agent, and a prevention agent in menopausal syndrome treatment.

In jüngster Zeit haben Nussnebenprodukte insbesondere in der Lebensmitteltechnologie an Bedeutung gewonnen; Walnüsse sind aufgrund ihres perfekten Gleichgewichts an n-6- und n-3-mehrfach ungesättigten Fettsäuren im Verhältnis 4:1 einzigartig, was nachweislich das Herz-Kreislauf-Risiko senkt.

Chemoprävention ist eine aktive Krebspräventionsstrategie, um die menschliche Karzinogenese durch natürlich vorkommende oder synthetische chemische Wirkstoffe zu hemmen, zu verzögern oder umzukehren. Studien haben ergeben, dass mehrere neue Phytochemikalien wie Polyphenole eine krebsvorbeugende Wirkung haben. Mehrere zelluläre Mechanismen tragen zur allgemeinen krebsvorbeugenden Wirkung von Phytochemikalien in der Nahrung bei. Signalübertragungswege sind potenzielle molekulare Ziele für die Chemoprävention durch Phytochemikalien in der Nahrung. Die zunehmende Expression von Entgiftungsenzymen und/oder antioxidativen Enzymen hemmt den Zellzyklusverlauf und die Zellproliferation, induziert die Differenzierung und Apoptose, hemmt die Expression und funktionelle Aktivierung von Onkogenen, erhöht die Expression von Tumorsuppressorgenen, hemmt Angiogenese und Metastasierung durch Modulation zellulärer Signalwege. Nahrungsergänzungsmittel und/oder durch Lebensmittelanreicherung unterstützte Lebensmittelnebenprodukte könnten ebenfalls eine Alternative zu den oben genannten gesunden Bestandteilen sein.

Diese Arbeit wurde teilweise auf dem 10. Weltkongress für Ernährung und Lebensmittelwissenschaften vom 29. bis 31. Mai 2017 in Osaka, Japan, vorgestellt.

 

Biographie

Ozlem Tokusoglu hat 2001 ihren Doktortitel an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Ege-Universität, Abteilung für Lebensmitteltechnik, erworben. Derzeit arbeitet sie als außerordentliche Professorin und Dr. Fakultätsmitglied an der Abteilung für Lebensmitteltechnik der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Celal Bayar-Universität. Von 1999 bis 2000 war sie Gastwissenschaftlerin an der Abteilung für Lebensmittelwissenschaft und Ernährung der University of Florida in Gainesville, Florida, USA, und von April bis Mai 2010 Gastprofessorin an der School of Food Science der Washington State University in Pullman, Washington, USA. Sie hat zahlreiche Artikel in Fachzeitschriften veröffentlicht und ist Mitglied des Redaktionsausschusses ausgewählter Zeitschriften. Sie hat zwei internationale Bücher mit den Titeln „Fruit and Cereal Bioactives: Chemistry, Sources and Applications“ und „Improved Food Quality with Novel Food Processing“ bei CRC Press, Taylor & Francis, USA, herausgegeben und wissenschaftlich bearbeitet. Das dritte Buch „Food By-Product Based Functional Food Powders“ ist in Arbeit. Sie hat außerdem zwei nationale Bücher mit den Titeln „Cacao and Chocolate Science and Technology“ und „Special Fruit Olive: Chemistry, Quality and Technology“ veröffentlicht. Sie hat zahlreiche Konferenzen und Kongresse in verschiedenen Teilen der USA und Europas organisiert und/oder als Konferenzvorsitzende geleitet.