FIA_BYPROD DESERT mit Apfelschalenmehl und Zitronenschalengelee

• Artikel verfasst von Dr. Ing. Argyelan Cristian, Prof. Dr. Ing. Ersilia Alexa, Assoc. Prof. Dr. Ing. Stoin Daniela, "König Mihai I" Universität für Lebenswissenschaften in Timișoara, Fakultät für Lebensmitteltechnik, Forschungszentrum „Lebensmittelwissenschaft“".

Die Nachhaltigkeit der Lebensmittelverarbeitung und die Minimierung von Abfällen sind zentrale Anliegen der modernen Lebensmittelindustrie. Die Fruchtsaftindustrie erzeugt jährlich erhebliche Mengen an Abfällen. Neben den wirtschaftlichen Verlusten durch deren Entsorgung sind die Auswirkungen auf die Umwelt unbestreitbar [1].

Die Fruchtsaftindustrie zählt zu den größten Agrar- und Lebensmittelindustrien weltweit. Zur Herstellung von Fruchtsäften werden verschiedene Früchte wie Äpfel, Orangen, Pfirsiche und Ananas verwendet, wodurch beträchtliche Mengen an Abfall entstehen. Diese Fruchtabfälle enthalten zahlreiche wertvolle Inhaltsstoffe, insbesondere bioaktive Verbindungen, und weisen vielfältige positive Wirkungen auf die menschliche Gesundheit auf, beispielsweise antioxidative, entzündungshemmende und krebshemmende Eigenschaften. Daher ist die Verwertung dieser Abfälle von großer Bedeutung [2].

Die enormen Mengen an Obstabfällen stellen die Abfallwirtschaft vor große Herausforderungen, insbesondere angesichts der vielen unterernährten Menschen und der Erschöpfung natürlicher Ressourcen. Daher sind Abfallvermeidung und -verwertung zu einem internationalen Thema geworden, das darauf abzielt, die Nachhaltigkeit der Lebensmittelindustrie zu verbessern [3].

Parallel zum wachsenden Interesse an funktionellen Lebensmitteln und gesünderen Alternativen ist sich die Lebensmittelindustrie zunehmend der Bedeutung der Suche nach natürlichen Lebensmittelzusatzstoffen bewusst geworden, um Endprodukte mit Mehrwert und gesundheitsfördernder Wirkung zu erzielen [4].

Die Technologie zur Herstellung des Desserts FIA_BYPROD DESERT entspricht der Technologie zur Herstellung von kuchenartigen Süßwaren. Der Kuchen ist geschichtet und besteht aus drei Komponenten: dem Boden, der Creme und der geleeartigen Glasur.

Die vorliegende Arbeit untersucht die Verwertung von Apfel- und Zitrusschalen, einem Nebenprodukt der Saftgewinnung, in der Mehlindustrie zur Herstellung von Backwaren mit Mehrwert. Die Bedeutung des Themas liegt in der Möglichkeit, Nebenprodukte verwandter Lebensmitteltechnologien in den Produktionsablauf von Bäckereien und Konditoreien zu integrieren und im Kontext der auf europäischer Ebene geförderten Kreislaufwirtschaft zu verwerten.

Die Äpfel

 Äpfel (Malus domestica) Sie zählen zu den ballaststoffreichsten Früchten und können sowohl roh als auch konserviert als Kompott, Marmelade oder in verschiedenen anderen Gerichten verzehrt werden. Sie sind reich an Antioxidantien, Vitaminen, Kalzium, Magnesium, Kalium und unlöslichen Polysacchariden (Cellulose, Hemicellulose und Lignin). Den größten Beitrag zur Nährstoffversorgung leisten die unlöslichen Ballaststoffe [5].

Apfelwein Es ist eine Quelle für sekundäre Pflanzenstoffe und bioaktive Verbindungen wie Polyphenole, Ballaststoffe, Triterpene und flüchtige Verbindungen. Im Wesentlichen ist es eine gute Polyphenolquelle, da es hauptsächlich die phenolhaltige Schale der Frucht enthält [6].

Die Zusammensetzung und Konzentration phenolischer Verbindungen in Apfelschale und -fruchtfleisch variiert, wobei die Schale eine höhere Konzentration aufweist als das Fruchtfleisch. Als Hauptpolyphenole im Apfeltrester wurden Epicatechin, Kaffeesäure, Phloretin-2′-xyloglucosid, Phloridzin und Quercetinderivate identifiziert. Apfeltrester wurde aufgrund des zunehmenden Interesses an natürlichen Quellen antioxidativer Verbindungen als vielversprechende Quelle bioaktiver Polyphenole untersucht [7]. Aufgrund ihrer antioxidativen und antimikrobiellen Eigenschaften bieten diese bioaktiven Polyphenole vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie [8].

Triterpensäuren kommen in Äpfeln vor, insbesondere im Kutikularwachs der Schale, wobei Ursolsäure und Oleanolsäure am häufigsten vorkommen. Pentazyklische Triterpene wie Ursolsäure haben aufgrund ihrer antioxidativen, antitumoralen, entzündungshemmenden und antibakteriellen Eigenschaften großes Interesse bei Forschern geweckt. Neben ihrer biologischen Aktivität weisen pentazyklische Triterpenoide keine offensichtliche Toxizität auf und stellen daher potenzielle Wirkstoffe für die Entwicklung neuer Medikamente dar [9].

Apfelschalen enthalten Anthocyane, Flavonole, Flavan-3-ole, Dihydrochalcone und Phenolsäuren, denen gesundheitsfördernde Eigenschaften zugeschrieben werden. Tatsächlich ist die Apfelschale im Vergleich zu anderen Apfelnebenprodukten besonders reich an phenolischen Verbindungen, da diese die Frucht vor ultravioletter Strahlung schützen [10].

Die bei der Apfelsaftverarbeitung anfallenden Rückstände bestehen hauptsächlich aus Schalen, Kernen und Fruchtfleisch und werden als Apfeltrester bezeichnet. Apfeltrester ist der Hauptabfall der Apfelgewinnung und macht bis zu 30 % der ursprünglichen Frucht aus. Er besteht aus Wasser (76,3 %) und Trockensubstanz (23,7 %) und enthält Apfelschalen/Fruchtfleisch (95 %), Kerne (2–4 %) und Stiele (1 %) [11].

Zitrusfrüchte

Zitrusfrüchte (Citrus x aurantium) Orangen zählen zu den vitaminreichsten Früchten. Ihre Schalen sind preiswert und reich an Ballaststoffen und besitzen aufgrund ihres Gehalts an Polyphenolen, Tanninen und Anthocyanen wichtige funktionelle Eigenschaften. Sie werden zur Herstellung von hochwertigen Produkten verwendet. Während das Fruchtfleisch einer Orange etwa 71 Milligramm Vitamin C enthält, sind es in ihrer Schale über 136 Milligramm [12].

Eine mittelgroße Orange enthält fast 100 % der empfohlenen Tagesdosis an Vitamin C für Männer und sogar noch mehr für Frauen. Vitamin C stärkt das Immunsystem. Der Körper benötigt Vitamin C außerdem zur Kollagenproduktion und zur Fettverbrennung während körperlicher Anstrengung und in Ruhephasen [12].

Orangenschalen Sie weisen einen der höchsten Gehalte an Flavonoiden und Vitamin C aller Zitrusfrüchte auf. Eine im Jahr 2020 veröffentlichte Studie ergab, dass Flavonoide in Zitrusschalen das Wachstum und die Ausbreitung von Krebszellen hemmen können [12].

Flavonoide tragen beispielsweise zur Regulierung der Apoptose, des programmierten Zelltods, bei. Apoptose ist ein Prozess, mit dem der Körper abnorme Zellen abtötet, bevor diese sich unkontrolliert vermehren und wachsen können [12].

Der Vitamin-C-Gehalt in Orangen fördert die Eisenaufnahme. Eisen ermöglicht dem Körper eine bessere Sauerstoffverwertung, und Eisenmangel kann zu Müdigkeit führen. Eisen ist für Menschen, die sich pflanzlich ernähren, unerlässlich. Der Körper nimmt Eisen aus pflanzlichen Lebensmitteln etwas leichter auf als aus tierischen [12].

FIA BY_PROD DESERT Dessertrezept mit Zugabe von Apfelschalenmehl und Zitronenschalengelee:

Zutaten für den Teig:

• 250 g ungesalzene Butter, 82 % Fett
• 200 g brauner Zucker
• 700 g Mehl (560 g Dinkelmehl, 140 g Apfelschalenmehl)
• Ein Teelöffel Natron, aufgelöst in 10 ml Zitronensaft
• 4 Eier

Zutaten der Creme:

• 350 g Mascarpone
• 100 ml ungesüßte flüssige Schlagsahne
• 100 g weiße Schokolade

Zutaten für Marmelade:

• 800 g Zitrusschalen
• 400 g brauner Zucker
• 800 ml Wasser
• 30 g Ingwer
• 3 g Nelken

Zutaten für das Gelee:

• 500 g Zitrusschalenmarmelade
• 10 g Gelatine

Technologisches Verfahren zur Gewinnung von:

Die Herstellung des Desserts FIA_BYPROD DESERT mit Apfelschalenmehl und Zitronenschalengelee ist ein technologischer Prozess, der aus mehreren aufeinanderfolgenden, sorgfältig überwachten Schritten besteht, mit dem Ziel, Lebensmittelsicherheit, Produktqualität und spezifische sensorische Eigenschaften zu gewährleisten.

1. Vorbereitung der Rohstoffe: Dieser erste Schritt besteht im Dosieren und Abwiegen der Zutaten für jede Komponente des Endprodukts, nämlich: Apfelschalenmehl, Butter, Backpulver, Eier, Schlagsahne, Mascarpone, weiße Schokolade, Zitrusschalen, brauner Zucker, Wasser und Gelatine.
2. Verarbeitung von Roh- und Hilfsstoffen: Dies ist der zweite Schritt im Herstellungsprozess des Desserts. Hier werden die Zutaten verarbeitet, nachdem sie gemäß dem Rezept dosiert wurden. Zuerst wird die Glasur zubereitet: Butter und Puderzucker werden vermischt, das gesiebte Mehl mit Natron vermengt, der Teig anschließend vollständig homogenisiert und 30 Minuten bei 4 Grad Celsius ruhen gelassen. Danach folgt die Creme: Weiße Schokolade und Schlagsahne werden 10 Minuten lang in einem Wasserbad bei 100 Grad Celsius geschmolzen, auf Raumtemperatur abgekühlt und anschließend 10 Minuten lang auf höchster Stufe gerührt. Zum Schluss wird die Creme mit der in Wasser eingeweichten Gelatine 10 Minuten lang homogenisiert.
3. Teig formen und in Formen gießen: Nach der Verarbeitung der Zutaten, dem Formen der Masse und einer Ruhezeit von 30 Minuten bei einer Temperatur von 4 Grad Celsius entsteht ein Teig, der ein glänzendes, leicht klebriges und dichtes Aussehen haben muss, typisch für einen zarten Teig. Dieser wird dann weiterverarbeitet, geformt, gepresst und in runde Formen mit einem Durchmesser von 10 cm gegossen.
4. Backen: Dies stellt die thermische Phase dar, in der die vorbereiteten Teigformen für 20 Minuten in den auf 180 Grad Celsius vorgeheizten Ofen gegeben werden. Das Backende erkennt man an der leicht rissigen, goldbraunen Oberfläche.
5. Kühlung: Dies ist der letzte Schritt bei der Teigzubereitung. Nach 20 Minuten Backzeit wird der Teig aus dem Ofen genommen und in der Form abgekühlt, bis er vollständig abgekühlt ist, um eine Verformung zu vermeiden.
6. Montage der Halbfertigprodukte: In die runde Form mit 10 cm Durchmesser wird der gut gekühlte Kuchen gegeben, dann die feine Mascarponecreme darauf verteilt. Anschließend werden die Zitronenschalenstreifen auf die Creme gelegt und das Gelee darüber gegossen. Das fertige Produkt lässt man 6 Stunden bei 4 Grad Celsius abkühlen, danach kann die Form entfernt werden.
7. Dekoration: Die Dekoration des Endprodukts erfolgt mit Zitrusfruchtscheiben (Orangen, Limetten, Zitronen), die 6 Stunden lang bei 60° Celsius getrocknet wurden, und dekorativen Elementen.

Sensorische und ernährungsphysiologische Informationen sowie physikalisch-chemische Parameter:

Die Ergebnisse des Endprodukts FIA_BYPROD DESERT zeigten einen hohen Ballaststoffgehalt, insbesondere in der Kruste (11,7 %), dem Gelee (8,82 %) und im fertigen Produkt (8,43 %). Sensorisch wurde das Aussehen des Endprodukts von den Testern am besten bewertet und erhielt die Höchstpunktzahl (75 Punkte). Hinsichtlich der allgemeinen Akzeptanz der drei Schichten des Endprodukts wurden Gelee und Creme von den Testern am besten bewertet und erhielten jeweils 73 Punkte.

Schlussfolgerungen

Im Anschluss an diesen Ansatz kann der Schwerpunkt auf die Möglichkeit gelegt werden, Nebenprodukte aus verwandten Lebensmitteltechnologien in den technologischen Ablauf von Bäckerei- und Konditoreibetrieben einzuführen und sie im Rahmen einer auf europäischer Ebene geförderten Kreislaufwirtschaft zu verwerten.

Aufgrund ihrer ernährungsphysiologischen Bedeutung, ihres Gehalts an Wirkstoffen (Polyphenole, Makro- und Mikroelemente, Ballaststoffe) sowie ihrer hohen antioxidativen Kapazität stellen die Nebenprodukte der Apfel- und Zitrusfruchtverarbeitung zur Saftgewinnung eine wichtige Quelle funktioneller Verbindungen dar, die in der Konditorei zur Herstellung ernährungsphysiologisch verbesserter Produkte verwendet werden können.

Das Produkt FIA_BYPROD DESERT ist daher ein hochwertiges Produkt, angereichert mit Ballaststoffen, Polyphenolen, Makro- und Mikroelementen sowie Verbindungen mit hoher antioxidativer Wirkung. Es wird allen empfohlen, die Wert auf eine gesunde Ernährung legen. Der hohe Anteil an unlöslichen Ballaststoffen (Cellulose, Hemicellulose und Lignin) aus Apfel- und Zitrusschalen macht das Produkt besonders geeignet für Menschen mit Verdauungsbeschwerden und Reizdarmsyndrom. Es trägt zu einer gesunden Verdauung bei.

Aufgrund des hohen Pektingehalts von Apfel- und Zitrusschalen, der zur Regulierung des Blutcholesterinspiegels und zur Senkung des LDL-Cholesterins beiträgt, wird der Verzehr des Produkts FIA_BYPROD DESERT für Menschen empfohlen, die sich kohlenhydratarm ernähren möchten. Der hohe Gehalt an Makro- und Mikroelementen in Apfel- und Zitrusschalen empfiehlt den Verzehr des Produkts auch für gefährdete Verbrauchergruppen (ältere Menschen und Kinder), um die Aufnahme von Elementen auf natürliche Weise über die Nahrung zu ergänzen.

Literaturverzeichnis

1. (FAO)., OpAș.A., FAOSTAT: Statistische Datenbank. FAO 2021.
2. SL, RG und RV. Grüne Extraktionsverfahren aus Obst- und Gemüseabfällen zur Gewinnung bioaktiver Verbindungen – Ein Überblick. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2021, 1.
3. , D., et al., Lebensmittelabfallmanagement, -verwertung und Nachhaltigkeit in der Lebensmittelindustrie. Lebensmittelabfallverwertung.
4. M.J., J.-P., et al., Spencer JPE Bewertung von Weißweintraubentrester als Quelle bioaktiver Verbindungen und seiner antiproliferativen Aktivität. Food Chim.
5. https://ro.wikipedia.org/wiki/Fi%C8%99ier:Malus_domestica_-_K%C3%B6hler%E2%80%93s_Medizinal-Pflanzen-108.jpg
6. , P., et al., Chemische Zusammensetzung von Äpfeln, Apfelsaft und Trester sowie der Zusammenhang zwischen Phenolgehalt, Enzymaktivität und Bräunung. LWT – Food Science Technology. 2017, 82, 23–31. 10.1016/j.lwt.2017.04.017.
7. , Ć., et al., Bewertung des Polyphenolgehalts und der antioxidativen Eigenschaften von Apfeltresterwein in vitro. Food Chim. 2008, 109 (2), 340. 10.1016/j.foodchem.2007.12.046.
8. GS, D. und KS, Brar SK Perspektive von Apfelverarbeitungsabfällen als kostengünstige Substrate für die Bioproduktion hochwertiger Produkte: ein Überblick. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2013, 27, 789. 10.1016/j.rser.2013.06.046.
9. , S., et al., Fragmentierung der wichtigsten Triterpensäuren des Apfels mittels LC-APCI-MSn. J. Mass Spectrom. 2018, 53 (9), 882. 10.1002/jms.4264
10. B, D., et al., Apfelsorte FIORENTINO A Limoncella, eine italienische Apfelsorte: Phenol- und Flavonoidgehalt sowie antioxidative Aktivität. Food Chim. 2007, 104 (4), 1333. 10.1016/j.foodchem.2007.01.073
11. MF, S., et al., Apfeltrester aus elf Apfelsorten: Ein Ansatz zur Identifizierung von Quellen bioaktiver Verbindungen. Acta Sci. – Agron. 2010, 32
12. https://www.health.com/food/health-benefits-oranges
13. (2024). NotebookLM Erhältlich unter:https://notebooklm.google.com/

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