Gesamtheitliche Nutzung von Quinoa für Feinchemikalien, Diätnahrungsmittel und Fasermaterial

Status

Abgeschlossen

Kurzfassung

Die in Österreich sehr gut kultivierbare einjährige Pflanze Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) kann ganzheitlich genutzt werden. Die Fruchtschale liefert hochwertige natürliche Emulgatoren und Tenside für Körperpflegeprodukte, aus der Frucht können Nahrungsergänzungsstoffe sowie ein Diätmehl für Zöliakiekranke und aus den Stängeln Fasermaterialien hergestellt werden. Das Ziel des Projektes war eine Gesamtnutzung der Pflanze grundlegend zu entwickeln, sodass eine Verwertung aller Pflanzenteile im Pilot-Maßstab gesichert werden kann.

Das Hauptaugenmerk der Forschung lag auf der Gewinnung einer hochwertigen Feinchemikalie aus der Naturstoffklasse der Saponine, die aus den Schalen der Quinoa-Samenkörner gewonnen und als natürliche Emulgatoren bzw. Tenside in der Naturkosmetik eingesetzt werden können. Durch die charakteristische Nährstoffzusammensetzung der Samenkörner kann die Quinoa aber „gesamtheitlich“ genutzt werden, was als zusätzlicher Anreiz für dieses Projekt diente. Das Korn der Quinoa stellt einen noch nicht etablierten Rohstoff für glutenfreie Diätnahrungsmittel und hochwertige Nahrungsergänzungsmittel dar. Um diese Nutzung in Österreich zu forcieren, wurden gemeinsam mit verarbeitenden Betrieben (Mühlen, Backwaren- und Nahrungsergänzungsmittelhersteller) Beispielprodukte hergestellt. Je nach deren Anforderungen wurden unterschiedliche Rohstoffe (z.B. Keimling, Mehl und Malz) hergestellt und die Verfahren für die Gewinnung der Produkte an die Rohstoffe angepasst. Weiters war eine gesamte Verwertungskette für alle Pflanzenteile aufzubauen. Die bei der Aufbereitung anfallenden Pflanzenfasern sind für die Verwendung als technische Faser, Naturkurzfaser oder als Verstärkungsfaser in Verbundwerkstoffen geeignet.

Die Aktivitäten in dem vorliegenden Forschungsprojekt waren auf die Optimierung der unterschiedlichen Verfahren, um hochwertige Produkte mit Frucht- und Schalennutzung entwickeln zu können, ausgerichtet.

Die im Labormaßstab entwickelten Methoden konnten für die Gewinnung der Saponine aus den Schalen erfolgreich in den Technikumsmaßstab übertragen werden. Eine zusätzliche Rohstoffquelle stellte das Weichwasser der Keimung dar. Die Isolierung der Saponine basierte auf der Anwendung von Membrantrennverfahren. Aus den hergestellten Saponinfraktionen (0-Serien) wurden die Methoden für die Qualitätssicherung erarbeitet und Testherstellungen von naturkosmetischen Formulierungen durchgeführt.

Im Food-Bereich konnten nach Anwendung von Veredelungsverfahren und Fermentationstechnologien Beispielsprodukte mit hoher Qualität hergestellt werden. Ein Quinoa-Pulver für glutenfreie Diätnahrungsmittel, ein Nahrungsergänzungsmittel (NEM) mit Quinoa B-Vitaminen, ein Füllstoff für NEM-Produkte und ein Getreideextrakt für Quinoa-Drinks wurden gewonnen.

Es liegt eine Gesamt-Wertschöpfungskette für die wirtschaftliche Verwertung der Rohstoffe und Produkte aus der Pflanze Quinoa vor, die neben dem Bioanbauer, dem Biohändler und der Mühle, die Hersteller von Diätnahrungs- und Nahrungsergänzungsmitteln im Food Sektor und die Hersteller von Körperpflege- und Haushaltsreinigerprodukten im Non-Food-Sektor umfasst.

Projektleiter

Prof. Dr. Volker Ribitsch
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
MATERIALS - Institut für Oberflächentechnologien und Photonik

ProjektmitarbeiterInnen

• Birgit Pointner, Martin Reischl
  MATERIALS - Institut für Oberflächentechnologien und Photonik
  JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
• Herbert Böchzelt, Angela Thaller, Susanne Wagner
  RESOURCES - Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit
  JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
• Karin Stana-Kleinschek, Madja Sfiligoj Smole
  Institute of Engineering Materials and Design, University of Maribor
• Michael Narodoslawsky, Karl-Heinz Kettl
  Institut für Prozess- und Partikeltechnik, TU Graz
• Waltraud Hein
  Institut für Biologische Landwirtschaft und Biodiversität der Nutztiere, Abteilung für Biologischen Ackerbau, HBLFA Raumberg-Gumpenstein
• Jörg Moser
  Infood GmbH
• Johanna Winkler
  Saatzucht Gleisdorf
• Werner Pfannhauser
  Analytikum GmbH, Labor für Lebensmitteluntersuchung
• Anton Rosnak
  Biohof Rosnak

Projekt- und Kooperationspartner

• Franz Seidl
  Steirerkraft Naturprodukte GmbH
• Johann Pfeiffer
  E-Werk Stubenberg ReggenmbH –Mühle Stubenberg
• Dieter Gall
  GPH Produktions GmbH
• Maria Pieper
  Pieper Naturkosmetik Manufaktur
• Herbert Haan
  Bender Iglauer Backwaren GmbH
• Ulrich Hirschhofer
  Bio-Anlagen GmbH

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Univ.-Prof. Dr. Volker Ribitsch
Steyrergasse 17
8010 Graz
E-Mail: volker.ribitsch@joanneum.at
Tel.: +43 (316) 876-0
Fax: +43 (316) 876-1181
Web: www.joanneum.com