Entwicklung einer neuartigen Organismengemeinschaft zur Aufbereitung von Pflanzenrückständen in einer Umgebung zwischen 25-37°C sowie eines schonenden Verfahrens zur Trennung von Fest- und Flüssigphase im Labormaßstab (PlantExtract)

Hintergrund und Motivation

Bei der Produktion von pflanzlichen Extrakten, Säften, Tees und Ölen fallen Rückstände der Pflanzen an, die je nach Pflanze Anteile zwischen 40 und 90 % der Masse des eingesetzten Rohstoffes ausmachen. Solche Pressrückstände, auch Trester genannt, sind aufgrund der pflanzlichen Matrix komplex zusammengesetzt und enthalten noch zahlreiche interessante Inhaltsstoffe.

Derzeit besteht hohes Interesse in einer wertschöpfenden Nutzung der Trester, insbesondere im Hinblick auf die Generierung und Nutzung von Wirkstoffen aus den Pflanzenrückständen. Trester, die antientzündliche oder antioxidative Wirkstoffe aufweisen, sind aufgrund der möglichen Wertschöpfung besonders interessant. Pflanzliche Rückstände aus der Verarbeitung von z. B. Melisse oder Cystus eignen sich hier aufgrund der vielfältigen Inhaltsstoffe besonders gut, um die Wertschöpfungskette fortzusetzen, die Rückstände gewinnbringend aufzubereiten und einen geschlossenen Nutzungskreislauf zu erhalten.

Melisse wird vor allem zu Tee und Extrakten verarbeitet, wobei die anfallenden Produktionsrückstände zumeist entsorgt oder zu Tierfutter bzw. Düngemittel verarbeitet werden. Die Verwendung der Pflanze für die Herstellung von Phytopharmaka zeigt das hohe Potenzial der enthaltenen Wirkstoffe, die in Bereichen wie z. B. Kosmetik eingesetzt werden. Zu den wertgebenden Inhaltsstoffen gehören hauptsächlich ätherische Öle mit den Hauptbestandteilen Citronellal, Geranial und Neral sowie Phenolcarbonsäuren wie z. B. Rosmarinsäure.

Zistrosen (Cystus) kommen hauptsächlich im mediterranen Raum vor und werden nicht nur als Zierpflanzen genutzt, sondern auch für Kräutertees eingesetzt. Eine weitere Anwendung findet sich für die Varietät von Cistus creticus / C. incanus in der Herstellung eines Suds gegen Pilzinfektionen. Traditionell werden Auszüge der Pflanze auch als Anwendung gegen Viruserkrankungen genutzt. Da die Polyphenole zunächst nicht bioverfügbar sind, bedarf es eines geeigneten Aufarbeitungsverfahrens, um die Inhaltsstoffe aufzukonzentrieren und bioverfügbar zu machen.

Zielsetzungen

Ziel des Projektes „PlantExtract“ ist die Entwicklung eines neuartigen Verarbeitungsprozesses zur Weiterverarbeitung und Wirkstoffextraktion von Pflanzenrückständen aus Saft-, Tee- und anderen Pflanzenextraktproduktionsprozessen mit Reststoffen von bis zu 80 %. Dazu sollen sowohl die Flüssigphase als auch die Festphase gewinnbringend aufbereitet werden. Durch Fermentation mit Mikroorganismen wie Pilzen, Bakterien und Hefen werden die Stoffe in einem wässrigen Milieu in einem Perkolationsverfahren neuartig aufbereitet. Durch eine schonende Abscheidung von Fest- und Flüssigphase lassen sich somit beide Produkte verlustfrei weiterverarbeiten.

Die Entwicklung einer kombinierten Rezeptur unter Einbringung geeigneter Stabilisatoren wird die zersetzungsanfälligen Extrakte stabilisieren und die optimale Weiterverarbeitung ermöglichen. Für die Festphase wird eine trocknungsbasierte Methode entwickelt, sodass nach Abscheiden der Flüssigphase erstmalig auch diese Substrate aufbereitet werden können und eine vollständige Verwertung der Pflanzenreste erzielt werden kann. Somit wird eine wertschöpfende Nutzung der bisher lediglich für die Agrarwirtschaft eingesetzten Reststoffe ermöglicht und die verlustreiche Verwendung als Futtermittelzusatz vermieden.


Projektleitung

Projektdauer

01.08.2022 - 31.01.2025

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