Agrarsysteme der Zukunft: F4F- Nahrung der Zukunft, Teilprojekt I; Teilprojekt: 4 - Produktion von Heimchen Im Verbundprojekt "Food4Future - Nahrung der Zukunft"

Abstract

Das System der Co-Kultivierung der Organismen basierte auf der Verwendung von funktionsintegrierten Materialien in der Kultur aller Organismen sowie auf der Kultivierung in der gleichen Kammer, um zu prüfen, ob sie gemeinsam wachsen können. Nachdem die optimalen Kulturbedingungen für die Grillen gefunden worden waren, wurden sie in das gleiche System wie die anderen Organismen übertragen, und es wurde nachgewiesen, dass sie erfolgreich in dieser neuen Infrastruktur wachsen können. Die Beleuchtung der Organismen mit UVB (285 nm) erwies sich als wirksam für die Verbesserung der Zusammensetzung der Makro- und Mikrokomponenten aller Organismen. Die UVB-Anwendung auf Grillen erwies sich unter bestimmten Bedingungen als äußerst wirksam. Insbesondere wurde festgestellt, dass die UVB-Bestrahlung die Überlebensraten der Grillen am Ende des Lebenszyklus verbesserte und gleichzeitig zu einem Anstieg ihres Protein- und Chitingehalts führte. Folglich kann die Bestrahlung das Nährstoffprofil dieser Insekten verbessern und ihren Masseertrag steigern. Die Verwendung von Grillen als Lebensmittel wurde als praktikabler betrachtet, wenn die Grillen nicht visuell sichtbar werden, d. h. als Mehl oder als Basis für die Extraktion verwendet werden, um ihre bisher geringe Akzeptanz bei den Verbrauchern zu verbessern und damit ihren Einsatz für Lebensmittel mit Zusatznutzen zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang wurden nicht-thermische Methoden wie gepulste elektrische Felder und Ultraschall angewandt, um die Funktionalität des Mehls zu verbessern und die Effizienz der Extraktion und die Rückgewinnung wertgebender Inhaltsstoffe zu steigern. Darüber hinaus wurde die elektrohydrodynamische Trocknung für die Herstellung von Mehl erforscht, deren Anwendung den Energieverbrauch bei der Trocknung um mehr als 50 % senken konnte. Einer der Hauptinhaltstoffe von Insekten ist Chitin, ein natürliches Polysaccharid, das in Chitosan umgewandelt werden kann. Chitosan hat aufgrund seiner funktionellen und bioaktiven Eigenschaften viele Anwendungsmöglichkeiten, aber die Extraktion von Chitin ist zeitaufwändig und erfordert bisher den Einsatz von Chemikalien in hohen Konzentrationen und bei hohen Temperaturen. Aus diesem Grund wurde ein Verfahren zur Herstellung von Chitosan unter Verwendung von Enzymen und Milchsäurefermentation entwickelt ohne die bioaktiven Eigenschaften von Chitosan zu beeinflussen. Bei der Züchtung von Grillen fällt auch ein Abfallprodukt an, insbesondere die Exkremente und Häute der Insekten sowie Substratreste. Dieses Material (Frass) wurde gesammelt und in einem ersten Schritt zur Herstellung von Bioethanol als Kraftstoff verwendet, um die energetische Integration des Co-Kultivierungssystems zu vervollständigen. Diese Produktion wurde hinsichtlich ihrer Umweltauswirkungen bewertet und erwies sich als weniger umweltbelastend als die herkömmliche Ethanol-Kraftstoffproduktion.