Nährstoffe aus dem Prozesswasser von Meeresfrüchten zurückgewinnen.

Prozesswässer aus der Meeresfrüchteindustrie enthalten wertvolle Nährstoffe, die in Lebensmitteln oder Futtermitteln für die Aquakultur verwendet werden können. Derzeit werden diese Prozesswässer jedoch als Abfall behandelt. Ein Forschungsprojekt der Chalmers University of Technology, Schweden, zeigt nun das Potenzial, diese Nährstoffe wieder in die Nahrungskette zurückzuführen.

Bei der Herstellung von Hering, Garnelen und Muscheln werden in der Meeresfrüchteindustrie kontinuierlich große Mengen an Prozesswasser als Abfall abgepumpt. Das Wasser wird zum Beispiel beim Kochen von Garnelen oder Muscheln oder beim Filetieren, Salzen und Marinieren von Hering verwendet. Etwa 7000-8000 Liter Wasser werden zur Herstellung einer Tonne marinierten Herings aufgewendet, während atemberaubende 50.000 Liter Wasser pro Tonne geschälter Garnelen oder pro drei Tonnen roher Garnelen benötigt werden.

Das Wasser enthält viele recycelbare Stoffe

Aber diese das eingesetzte Wasser enthält Proteine, Peptide, Fette und Mikronährstoffe, die recycelt und z.B. von der Lebensmittelindustrie, als Inhaltsstoff in Futtermitteln oder für den Anbau von Mikroalgen verwendet werden können. Tatsächlich ist das übrig gebliebene gekochte Wasser aus der Garnelenzubereitung im Grunde genommen eine vorgefertigte Ware.

Das nordische Projekt Novaqua, koordiniert von Professor Ingrid Undeland vom Department of Biology and Biological Engineering der Chalmers University of Technology, hat nun das Potenzial aufgezeigt, diese wichtigen Nährstoffe aus den Prozesswässern zu gewinnen.

„Es ist sehr wichtig, der Industrie zu verstehen, dass die Nebenströme nicht verschwendet werden müssen. Stattdessen sollten sie als wirklich spannender Rohstoff behandelt werden“, sagt sie.

„Das Rückgrat unseres Projekts ist ein zirkulärer Ansatz. Früher hatten wir einen ganzheitlicheren Blick auf den Umgang mit Lebensmittelrohstoffen, aber heute geht so viel in Nebenströmen verloren. Außerdem sind wir mitten in einer Proteinverschiebung, und es gibt eine große Nachfrage in der Gesellschaft nach alternativen Proteinquellen.“

Das Forschungsprojekt begann 2015 mit dem Ziel, Nährstoffe aus Meerwasser zu gewinnen und innovative Anwendungen zu schaffen. Ein ähnlicher Ansatz wird bereits erfolgreich in der Milchwirtschaft umgesetzt, wo die Restflüssigkeit aus der Käseherstellung – Molke – in der Sporternährung sowie in verschiedenen Lebens- und Futtermitteln eingesetzt wird.

Als das Forschungsteam die Zusammensetzung von Prozesswässern maß, fanden sie heraus, dass sie bis zu 7 Prozent Protein und 2,5 Prozent Fett enthalten. In Prozesswasser von Garnelen war auch Astaxanthin, ein rotes Pigment und ein Antioxidans, das häufig als Nahrungsergänzungsmittel verwendet wird, vorhanden.

„Unsere Berechnungen zeigen, dass in einer Primärverarbeitungsanlage für Hering bis zu 15 Prozent des in die Industrie gelangenden Heringsproteins ins Wasser gelaugt und als Abfall behandelt wurden, wodurch es verloren ging“, erklärt Ingrid Undeland.

In einem zweistufigen Verfahren gelang es dem Forschungsteam, bis zu 98 Prozent des Proteins und 99 Prozent der omega-3-reichen Fette zu gewinnen. Das Verfahren führte zu einer halbfesten Biomasse und einer nährstoffreichen Flüssigkeit. Nach der Dehydrierung enthielt die Biomasse aus dem kochenden Garnelenwasser 66 Prozent Protein und 25 Prozent Fett. Zusammen mit der Universität Göteborg und Skretting ARC wurden zwei Tests durchgeführt, bei denen diese neue Biomasse als Bestandteil in Futtermitteln für Lachse verwendet wurde, und die Ergebnisse waren ermutigend.

Die nahrhafte Flüssigkeit wurde zum Glasieren von gefrorenem Fisch verwendet und schützt ihn so vor Ranzigwerden. Es erwies sich als etwas schützender als das Wasser, das derzeit für solche Verglasungen verwendet wird. Die Flüssigkeit wurde auch als Substanz für den Mikroalgenanbau getestet und konnte das Wachstum von zwei Algenarten fördern. Die Algenbiomasse kann anschließend als Protein- oder Pigmentquelle genutzt werden.

Insgesamt zeigte das Forschungsprojekt verschiedene Möglichkeiten auf, die derzeit in den Prozesswässern verlorenen Nährstoffe zu recyceln. Der nächste Schritt ist die Umsetzung in der Meeresfrüchteindustrie.

„Eine große Herausforderung besteht darin, die Industrie dazu zu bringen, die Wasserseitenströme als Lebensmittel zu verwalten, jenseits der Phase, in der sie vom Meeresfrüchteprodukt getrennt sind. Heute ist das der Punkt, an dem die Seitenströme beginnen, als Abfall behandelt zu werden. Das bedeutet, dass neue Routinen für Kühlung und Hygiene erforderlich sind“, sagt Ingrid Undeland.

In Schweden werden die Abwässer bis zu einem gewissen Grad gereinigt, bevor sie die Fabriken verlassen. Das bedeutet, dass viele Meeresfrüchteproduzenten bereits über die Flotationstechnologie verfügen, die sie in der zweiten Stufe des Seitenstromrecyclings benötigen. Aber es müssen auch Investitionen getätigt werden, so Bita Forghani Targhi, Postdoc-Forscherin in der Abteilung für Lebensmittel- und Ernährungswissenschaften und Kollegin von Undeland. „Die größte Herausforderung wären kostenbezogene Fragen“, sagt sie.

Die Arbeit wird nun im Rahmen des neuen Projekts AquaStream fortgesetzt, das aus dem Europäischen Fonds für die Meeres- und Fischereiwirtschaft finanziert wird. Bita Forghani Targhi weist darauf hin, dass ein wichtiger nächster Schritt die Beratung lokaler Unternehmen, die Befragung über die erzeugten Nebenströme und die Überprüfung des aktuellen Nährstoffverlustes durch eine Primärcharakterisierung von Prozesswässern sein wird. Sie hat einen positiven Blick auf die Zukunft:

„Ich bin mir durchaus sicher, dass verwandte Branchen früher oder später diese Techniken umsetzen werden. Mit zunehmendem Bewusstsein für den Wert des Nährstoffrecyclings wird es den industriellen Prozessen ermöglicht, praktikable Ansätze für eine Kreislaufwirtschaft zu finden.“

Weitere Informationen über das Novaqua-Projekt:

Der vollständige Name des Projekts lautet Extracting Novel Values from Weous Seafood Side Streams, kurz Novaqua. Das Projekt wurde 2015 gestartet und 2018 abgeschlossen und von Nordic Innovation finanziert. Neben Chalmers waren unter anderem Räkor & Laxgrossisten AB, Fisk Idag AB, Swemarc an der Universität Göteborg, DTU Foods, Bio-Aqua und Skretting ARC beteiligt. Die Forschung zur Algenzucht wurde in Zusammenarbeit mit den Forschern Eva Albers und Joshua Mayers von Industrial Biotechnology in Chalmers durchgeführt. Scandic Pelagic AB und Klädesholmen Seafood AB waren ebenfalls an dem Projekt beteiligt und spielen eine wichtige Rolle im neuen AquaStream-Projekt.