Neue Konzepte zur Wertschöpfung von faserreichen Erbsen-Nebenprodukten

In Deutschland werden jährlich 150.000 t Erbsen vornehmlich zu Stärke verarbeitet. Als Nebenprodukt fallen dabei Erbsenfasern mit einem Ballaststoffgehalt von > 80 % an. Diese sind aufgrund der kompakten Struktur ihrer Zellwandpolysaccharide für den Einsatz in Lebensmitteln bisher ungeeignet und werden somit als Tierfutter verwendet.

Dieser Verwendung steht der dringende Bedarf der Lebensmittelindustrie an funktionellen Ballaststoffen entgegen. Dementsprechend mussten technische Lösungen gefunden und Prozessparameter identifiziert werden, um die kompakte Zellwandstruktur aus Zellulose, Hemizellulose und Pektin effektiv abzubauen, um die notwendige Funktionalität und Stabilität zum Einsatz in Lebensmitteln zu erhalten.

Einfluss des Hochdruckhomogenisierens (HDH) auf die technofunktionellen Eigenschaften von Erbsenschalen

Durch eine Hochdruckhomogenisierung mit zahlreichen Durchläufen bei Drücken zwischen 500 und 2000 bar ist es möglich, die Zellwand und die Zellulose-Fibrillenstruktur aufzuschließen (Defibrillisierung) (Abb. 4). Eine Verringerung der Partikelgröße vergrößert hierbei die Wasserbinde-kapazität der Fasern sowie die Viskosität und die Visko-elastizität der Fasersuspensionen. Als Voraussetzung für stabile viskoelastische Suspensionen wurde eine Partikel-größe von < 80 μm ermittelt. Diese Partikelgröße konnte mit verschiedenen Kombinationen aus Druck sowie Anzahl der Durchläufe erzielt werden. Für die Zukunft besteht die Möglichkeit, den Prozess hinsichtlich energetischer Aspekte weiter zu optimieren.

Einfluss einer Kombination aus enzymatischer Vorbe-handlung und Hochdruckhomogenisierung auf die techno-funktionellen Eigenschaften von Erbsenschalen

Während der enzymatischen Vorbehandlung werden die Zellwände teilweise zersetzt. Infolgedessen konnte die Anzahl der benötigten Durchläufe während der Hochdruck-homogenisierung reduziert werden. Die Enzymauswahl beeinflusste zudem die Wasserbindung der Fasern und die Viskosität der Fasersuspensionen. Hierbei führte der Einsatz von Zellulase zu Suspensionen mit einer moderaten Viskosität. Die Kombination von Zellulase mit Hemizellulase wiederum führte zu Fasern mit einem erhöhten Wasserbindevermögen und zur Ausbildung stabilerer Gele.

Einfluss des Trocknungsverfahrens auf die techno-funktionellen Eigenschaften der aufgearbeiteten Fasern

Um Prozessparameter für die Gewinnung lagerstabiler Ballaststoffe aus Erbsenschalen zu identifizieren, wurden stabile Suspensionen mittels Vakuumtrocknung - unter Variation von Trockenzeit und -temperatur - getrocknet. Hier zeigte sich eine Abhängigkeit der Partikelgröße der rehydrierten Suspensionen (und somit in der Wasserbindung) von der Trockentemperatur. Eine Trocknung bei 100 °C führte zu einer Wasserbindekapazität, die der von derzeit üblichen, kommerziellen Ballaststoffen entspricht.

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