Hírek

Világszere az emberi táplálkozás alapvető forrásai közé tartoznak a gabonafélék, a búza, a kukorica, az árpa, a rizs, a rozs, a zab, a köles, a cirok, valamint a búza és a rozs hibridje, a tritikálé. A legtöbb gabonaféle különbféle mennyiségű fehérje, zsír, ásványi anyag és vitamin alapvető forrása (Poole et. al. 2021.) és jelentősen hozzájárulnak a globális élelmiszerkészlethez a globális élelmezésbiztonság és táplálkozás szempontjából.
A technológiai lánc során keletkező gabonahulladék és melléktermékek a világ összes élelmiszer-hulladékának hozzávetőlegesen 12,9%-át adják (Farcas et. al. 2022.). Ha nem a körforgásos gazdaság megközelítésével és a fenntartható fejlesztési célokkal összhangban kezelik őket, ökológiai, társadalmi és gazdasági szempontból is negatív hatást gyakorolhatnak.
Az erőforrások egyre szűkösebb korszakában a gabonafeldolgozásból származó hulladékok és melléktermékek felhasználása széles körben vonzóvá vált, melynek oka egyrészt tápértéke, másrészt a fenntarthatóbb élelmiszerrendszerek irányába mutató tendenciával való összeegyeztethetősége. A körforgásos gazdaság alapjait követve az élelmiszeriparban aktuális igény a gabonahulladék és a melléktermékek hatékony hasznosítása, hozzáadott értékű termékké alakítása.
Jelenleg ipari méretekben csak hagyományos módszereket alkalmaznak, amelyek állati takarmányt, bioüzemanyag-előállítást, vagy aerob/anaerob kezelést biztosítanak, ami a gabonafeldolgozási hulladéknak csak részleges hasznosítását jelenti.
Egy tanulmányban, a témakörben eddig megjelent szakirodalmat – a megfelelő, témakörrel kapcsolatos szűkítéseket követően – áttekintették, és a gabonahulladék valorizálásának előrehaladását, illetve az élelmiszeriparban való lehetséges felhasználását vizsgálták. Az elemzéshez végül 520 kutatási anyagot vettek alapul és a 2012 és 2023 közötti időszakot vették figyelembe.
A gabonahulladék keletkezhet száraz őrlés (amely főként a liszt előállítását jelenti), nedves őrlés (főleg keményítő és glükóz előállítására), valamint a sörfőzési folyamat során.
Az őrlési folyamat első lépéseiben kikerülő szennyeződéseken és idegen anyagokon kívül nagy mennyiségű porszemcsék keletkeznek a szemek kefélési és szűrési folyamata során. Egyes tanulmányok jelezték a malomiparból származó szerves maradványok biokompozit anyagok rostos komponenseként és mikrobiális cellulóz táptalajként való felhasználásának megvalósíthatóságát azzal a céllal, hogy biocsomagolást és biológiailag eldobható cikkeket fejlesszenek ki az élelmiszeripar számára (Comino et. al. 2021.), amely az egyszer használatos műanyag tárgyak környezeti hatásának csökkentésére irányuló, vagy a fosszilis alapú polimerek alternatíváinak vizsgálatához és a zöld polimerek által kínált lehetőségek feltárásához vezetett (Ahmadzadeh et.al. 2020., Jin et. al. 2020.). Vizsgálatokat végeztek az őrlésből származó lignocellulóz-hulladékokkal, például a rizshéjjal, tanulmányozva felhasználásukat élelmiszer-csomagolásban használt biokompozitok töltőanyagaként és eldobható tányérok előállításához (Sanchez-Safont et. al. 2018.).
A gabonafeldolgozás során az egyik, nagy mennyiségben előforduló melléktermék a búzakorpa, éves termelése mintegy 150 millió tonna (Duta et. al. 2018.). A búzakorpa liszthez való hozzáadása a pékáruk tápérték javításának egyik módja. A búzakorpával kiegészített lisztből készült tésztának keverés közben javult a levegőztetése és javult a tészta tágulási sebessége az erjesztés során. A búzakorpa hozzáadásának egyik negatív hatása az a tény, hogy az oldhatatlan élelmi rostok magas tartalma befolyásolja a pékáruk minőségét, nevezetesen a színük sötétebb lesz a sütési folyamat után, az állaga durva lesz, a térfogatuk csökken, ami korlátokhoz vezet az alkalmazásában (Yan et. al. 2022.). További hátránya, hogy a búzakorpa hozzáadásával a kenyér fajlagos térfogata 10,81%-ra csökkent, mivel a búzakorpa megváltoztatja a pórusméret-eloszlást a morzsában (Packkia-Doss et. al. 2019.). A húsételek esetében a 6%-os búzakorpával kezelt csirkehús kolbászoknál szignifikánsan nőtt a gumiszerűség és rágósság és a rostszint további növekedése az érzékszervi elfogadhatóság csökkenését eredményezte (Yadav et. al. 2018.).
Egy másik őrlési melléktermék, a kukoricakorpa használata alacsony költségű élelmi rostforrást és természetes étkezési antioxidánsokat jelent (Hussain et. al. 2021.). A száraz őrlésből származó kukoricacsírákat az élelmiszeriparban étolaj kinyerésére használják. Az étolaj kinyerésére a kukorica száraz őrlése után kapott csírafrakcióból mechanikus csigaprés, vagy csigaprés és oldószeres extrakció kombinációját alkalmazzák (Papageorgiou et. al. 2018.). A kukoricacsíra-protein-hidrolizátummal dúsított kenyér esetében a kenyér állagának javulását mutatták ki, de a tárolás alatti keménység és rághatóság csökkent (Karimi et. al. 2021.). A kukoricakeményítő feldolgozásából nyert rostban, fehérjében és antioxidánsokban gazdag melléktermékek alacsony kalóriatartalmú és olcsó szerekként is adhatók élelmiszertermékekhez zsír, vagy cukor részleges helyettesítésére (Grasso et. al. 2020.).
A búzacsíra a búzaőrlés másik jelentős mellékterméke. Bár bioaktív komponensekben gazdag, élelmiszer-összetételben ritkán használták, főleg magas lipidtartalma miatt, ami miatt avasodásnak és csökkent eltarthatóságnak van kitéve (Abu-Ghannam et. al. 2018.). A búzacsíra hozzáadása a kenyértésztához megnövelte a vízfelvételt és a fejlődési időt, de csökkent a túldagasztás utáni stabilitás, a tészta szívóssága, nyújthatósága és a tészta alveografikus szilárdsága is. A hozzáadott búzacsírát tartalmazó tésztából készült kenyér csökkent térfogatot, kohéziót és rugalmasságot, valamint megnövekedett szilárdságot mutatott, amely bizonyos hőkezelések, például extrudálás alkalmazásával azonban javítható (Gomez et. al. 2012.).
A rizs világszerte nagyon kedvelt és óriási mértékben fogyasztott élelmiszer, ezért a rizsőrlési ipar a törött szemek százalékos arányának csökkentésére összpontosít, hogy a rizskorpán kívül ne keletkezzen jelentős hulladék és melléktermék. A rizs fontos élelmiszer összetevő Ázsiában, ahol a rizskorpának is van kereskedelmi felhasználása. Fontos forrása például az étkezési olajnak, de felhasználják egy rizskorpából készült japán étel, a „Nukazuke” elkészítéséhez is. A búzaliszt stabilizált rizskorpával történő helyettesítése a teljes antioxidáns aktivitás, a teljes élelmi rosttartalom, a hamu és a bioaktív vegyületek jelentős növekedését eredményezte. A stabilizált rizskorpa javítja a tápértéket és a textúra jellemzőit, ezáltal elősegíti az egészséges táplálkozáshoz hozzájáruló pék- és egyéb sütemények fogyasztását, mint például a kekszek és muffinok.
A rozs túlnyomó részben az észak-európai népek étrendjében megtalálható gabonaféle, gyakran használják teljes kiőrlésű lisztként kenyerek, pékáruk elkészítéséhez (Verni et. al. 2019). A rozskorpa az őrlés mellékterméke, értékes adalékanyagként használható az élelmiszerek táplálkozási és egészségügyi tulajdonságainak növelésére (Dziki et. al. 2022.).
A sörfőzési folyamat során háromfajta hulladék keletkezik. A sörkihasznált – kiégett - gabona, a „hot trub” és a visszamaradt élesztő.
A kiégett gabona a söripar által termelt összes melléktermék mintegy 85%-át teszi ki. Számos kutatás kimutatta, hogy a sörfőzés során kiégett gabonát sikeresen be lehet keverni a kenyér, gofri, sütemény, reggeli gabonafélék, tészta, palacsinta vagy tortilla készítéséhez használt lisztbe. A búzalisztből készült kenyérhez adott sörfőzési kimerült gabona növeli a rost mennyiségét, megváltoztatja a termék zsírtartalmát, növeli a termékek víztartó képességét és állagát és kissé édesebb ízt ad a terméknek. A hot trub a sörfőzési folyamat másik mellékterméke, amely a sörlé főzési folyamatában a forralás során keletkező üledék, azonban az összetevőiből származó keserűség miatt a legkevésbé használt melléktermék az élelmiszeriparban (Rachwal et. al. 2020.). A harmadik sörgyári melléktermék, a megmaradt élesztő, melyet esetenként vegán süteményekhez használnak, ami magasabb növényi fehérje, lipid és szénhidráttartalmat eredményez (Coldea et. al. 2017.).
A jelen és jövő generáció élelmiszer-ellátási láncának biztosítása és a fosszilis erőforrások elkerülhetetlen fogyása miatt kiemelt fontosságú az élelmiszer-feldolgozási melléktermékek és hulladékok, így a gabonafélék feldolgozásából származó melléktermékek és hulladékok újrahasznosítása is. E tanulmány eredményei kiemelik a gabonahulladék és a melléktermékek főként adalékanyagként, állagjavítóként, vagy ízesítőként illetve biológiailag lebomló anyagként történő felhasználását, azonban további betekintésre és alaposabb vizsgálatokra van szükség azoknak az alkalmazásoknak a feltárásához, amelyek magukban foglalják a gabonamelléktermékek és hulladékok élelmiszeriparban történő teljes körű felhasználásának lehetőségeit, és az annak megvalósításához szükséges innovatív technológiák kifejlesztését.

Forrás:
Poole, N.; Donovan, J.; Erenstein, O. Viewpoint: Agri-Nutrition Research: Revisiting the Contribution of Maize and Wheat to Human Nutrition and Health. Food Policy 2021, 100, 101976.
Farcas, A.C.; Socaci, S.A.; Nemes, S.A.; Pop, O.L.; Coldea, T.E.; Fogarasi, M.; Biris-Dorhoi, E.S. An Update Regarding the Bioactive Compound of Cereal By-Products: Health Benefits and Potential Applications. Nutrients 2022, 14, 3470.
Comino, E.; Dominici, L.; Perozzi, D. Do-It-Yourself Approach Applied to the Valorisation of a Wheat Milling Industry’s by-Product for Producing Bio-Based Material. J. Clean. Prod. 2021, 318, 128267
Ahmadzadeh, S.; Khaneghah, A.M. Role of Green Polymers in Food Packaging. In Encyclopedia of Renewable and Sustainable Materials; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2020; Volume 2, pp. 305–319
Jin, T.Z.; Liu, L. Roles of Green Polymer Materials in Active Packaging. In ACS Symposium Series; ACS Publications: Washington, DC, USA, 2020; Volume 1347, pp. 83–107
Sánchez-Safont, E.L.; Aldureid, A.; Lagarón, J.M.; Gámez-Pérez, J.; Cabedo, L. Biocomposites of Different Lignocellulosic Wastes for Sustainable Food Packaging Applications. Compos. B Eng. 2018, 145, 215–225.
Du¸ta, D.E.; Cule¸tu, A.; Mohan, G. Reutilization of Cereal Processing By-Products in Bread Making. In Sustainable Recovery and Reutilization of Cereal Processing By-Products;Woodhead Publishing: Sawston, UK, 2018; pp. 279–317
Yan, J.; Lv, Y.; Ma, S. Wheat Bran Enrichment for Flour Products: Challenges and Solutions. J. Food Process Preserv. 2022, 46, e16977.
Packkia-Doss, P.P.; Chevallier, S.; Pare, A.; Le-Bail, A. Effect of Supplementation of Wheat Bran on Dough Aeration and Final Bread Volume. J. Food Eng. 2019, 252, 28–35.
Yadav, S.; Pathera, A.K.; Islam, R.U.; Malik, A.K.; Sharma, D.P. Effect of Wheat Bran and Dried Carrot Pomace Addition on Quality Characteristics of Chicken Sausage. Asian-Australas J. Anim. Sci. 2018, 31, 729–737.
Hussain, M.; Qamar, A.; Saeed, F.; Rasheed, R.; Niaz, B.; Afzaal, M.; Mushtaq, Z.; Anjum, F. Biochemical properties of maize bran with special reference to different phenolic acids. Int. J. Food. Prop. 2021, 24, 1468–1478.
Papageorgiou, M.; Skendi, A. Introduction to Cereal Processing and By-Products. In Sustainable Recovery and Reutilization of Cereal Processing By-Products; Woodhead Publishing: Sawston, UK, 2018; pp. 1–25.
Karimi, A.; Gavlighi, H.A.; Sarteshnizi, R.A.; Udenigwe, C.C. Effect of Maize Germ Protein Hydrolysate Addition on Digestion, in Vitro Antioxidant Activity and Quality Characteristics of Bread. J. Cereal Sci. 2021, 97, 103148
Grasso, S. Extruded Snacks from Industrial By-Products: A Review. Trends Food Sci. Technol. 2020, 99, 284 294.
Abu-Ghannam, N.; Balboa, E. Biotechnological, Food, and Health Care Applications. 2018.
Gomez, M.; Gonzales, J.; Oliete, B. Effect of extruded wheat germ on dough rheology and bread quality. Food Bioprocess Technol. 2012, 5, 2409–2418.
Verni, M.; Rizzello, C.G.; Coda, R. Fermentation Biotechnology Applied to Cereal Industry By-Products: Nutritional and Functional Insights. Front. Nutr. 2019, 6, 42.
Dziki, D. Rye Flour and Rye Bran: New Perspectives for Use. Process 2022, 10, 293.
Rachwał, K.; Wa´sko, A.; Gustaw, K.; Polak-Berecka, M. Utilization of Brewery Wastes in Food Industry. PeerJ 2020, 8, e9427
Coldea, T.E.; Mudura, E.; Rotar, A.M.; Cuibus, L.; Pop, C.R.; Darab, C. Brewer’s Spent Yeast Exploitation in Food Industry. Hop Med. Plants 2017, 25, 94–99.