TaReCa - Kaskadennutzung gartenbaulicher Biomasse für eine ressourceneffiziente Produktion von wertvollen bioaktiven Substanzen

  • Alexandra Wormit RWTH Aachen, Institut für Biologie 1, Lehrstuhl für Botanik und Molekulargenetik, Worringerweg 3, 52074 Aachen
  • Stefanie Bröring Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität Bonn, Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik, Nussallee 21, 53115 Bonn
  • Laura Carraresi Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität Bonn, Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik, Nussallee 21, 53115 Bonn
  • Laura Junker Forschungszentrum Jülich, Institut für Bio- und Geowissenschaften: Pflanzenwissenschaften (IBG-2), Wilhelm- Johnen-Straße,52428 Jülich
  • Andreas Jupke RWTH Aachen, Aachener Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik, Forckenbeckstrasse 51, 52074 Aachen
  • Manuel Lück RWTH Aachen, Aachener Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik, Forckenbeckstrasse 51, 52074 Aachen
  • Georg Noga Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz, Auf dem Hügel 6, 53121 Bonn
  • Julia Jessica Reimer Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität Bonn, Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik, Nussallee 21, 53115 Bonn
  • Simone Schmittgen Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz, Auf dem Hügel 6, 53121 Bonn
  • Björn Thiele Forschungszentrum Jülich, Institut für Bio- und Geowissenschaften: Pflanzenwissenschaften (IBG-2), Wilhelm- Johnen-Straße,52428 Jülich
  • Joana Wensing Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität Bonn, Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik, Nussallee 21, 53115 Bonn
  • Björn Usadel RWTH Aachen, Institut für Biologie 1, Lehrstuhl für Botanik und Molekulargenetik, Worringerweg 3, 52074 Aachen
  • Anika Wiese-Klinkenberg Forschungszentrum Jülich, Institut für Bio- und Geowissenschaften: Pflanzenwissenschaften (IBG-2), Wilhelm- Johnen-Straße,52428 Jülich
Schlagworte: Kaskadennutzung, Restbiomasse, Paprika, Sekundärmetabolite, abiotischer Stress

Abstract

Viele pflanzliche Sekundärmetabolite haben antioxidative oder andere bioaktive Eigenschaften, weshalb sie einerseits wichtige Bestandteile der menschlichen Ernährung sind, andererseits aber auch als pharmazeutische Verbindungen oder als Substrat für die chemische Synthese von bioaktiven Substanzen verwendet werden. Pflanzen induzieren die Produktion solcher nutzbaren Sekundärmetabolite wie z.B. Flavonoiden als Reaktion auf abiotischen Stress.
Die Produktion von Gemüse und Früchten in Gewächshäusern hinterlässt große Mengen an ungenutzter pflanzlicher Biomasse, welche eine potentielle Ressource für die Gewinnung wertvoller Metabolite darstellt. Durch eine kaskadenartige Verwendung von Gartenbaukulturen zur Produktion von Früchten und Gemüse mit einer anschließenden Gewinnung hochwertiger Substanzen aus der verbleibenden Restbiomasse würde ein erheblicher Mehrwert generiert.
Das Projekt TaReCa bearbeitet die Entwicklung einer maßgeschneiderten Kaskadenverwertung von Paprikapflanzen-Restbiomasse aus dem Gartenbau. Dabei soll der pflanzliche Sekundärmetabolismus durch spezifische abiotische Stressbedingungen nach der Fruchternte gezielt induziert werden, um die Konzentrationen der Zielmetaboliten zu steigern. Durch umweltfreundliche und wirtschaftliche Extraktionsprozesse und eine anschließende Verwertung des verbleibenden Pflanzenmaterials in einer Bioraffinerie wird die Wertschöpfungskette erweitert. Eine Analyse der Anwendungsgebiete sowie Untersuchungen zur Akzeptanz der induzierten Inhaltsstoffe, Prozesse und Technologien werden helfen, das Marktpotenzial der Restbiomasse für die Nutzung in Kaskaden zu evaluieren. Die maßgeschneiderte Nutzung von Gartenbaubiomasse durch Lebensmittelproduktion, Extraktion bioaktiver Sekundärmetabolite und Bioraffinerien kann wirtschaftlich relevante, biobasierte Produkte für industrielle Anwendungen erzeugen und somit zur Entwicklung einer nachhaltigen, effizienten und integrierten Bioökonomie beitragen, ohne mit der Lebensmittelproduktion zu konkurrieren.

Veröffentlicht
2018-12-19