Optimierung der Manioknutzung für globale Ernährungssicherung
Ein Agrarforschungsprojekt der Universität Hohenheim widmet sich der Optimierung der Manioknutzung. Das Vorhaben, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 856.000 Euro gefördert wird, zielt darauf ab, die Pflanze effizienter, nachhaltiger und gesundheitsfördernder einzusetzen. Maniok, auch als Cassava bekannt, ist in vielen afrikanischen Ländern ein Hauptbestandteil der Ernährung.
Die stärkehaltige Knolle wird in weiten Teilen der Tropen und Subtropen als Nahrungs- und Futtermittel angebaut. Trotz ihrer Verbreitung birgt die Nutzung der Pflanze Herausforderungen. Im unverarbeiteten Zustand ist Maniok giftig, da Knolle, Blätter und Stängel das Glucosid Linamarin enthalten, das bei Verletzung in Blausäure umgewandelt wird. Zudem sind Maniokknollen nicht lagerfähig und verderben nach der Ernte schnell.
Ein weiterer Aspekt ist die unausgewogene Ernährung, wenn Maniok den Hauptbestandteil des Speiseplans bildet, da der Knolle Vitamine, Proteine und essentielle Aminosäuren weitgehend fehlen. Die Agrarforscher der Universität Hohenheim sehen jedoch erhebliche ungenutzte Potenziale in der Pflanze, insbesondere in den Blättern und Stängeln, die nach der Ernte der Knolle oft auf den Feldern verbleiben.
Hochwertige Proteine und Vitamine aus Cassava-Blättern
Die Blätter und Stängel der Maniokpflanze, die bisher oft ungenutzt bleiben, stellen einen wichtigen Ansatzpunkt dar. Sie enthalten hochwertige Proteine mit essentiellen Aminosäuren und einen hohen Gehalt an Vitamin A. Eine Nutzung der Blätter könnte die Lebensmittelproduktion auf gleicher Fläche steigern und zur ausgewogenen Ernährung beitragen.
„Würden auch die Cassava-Blätter verzehrt, würde dies nicht nur eine Steigerung der Lebensmittelproduktion auf gleicher Fläche ermöglichen, es wäre insbesondere auch ein Beitrag zur ausgewogenen Ernährung der Bevölkerung. Denn die Blätter enthalten genau das, was der Knolle fehlt: Die Trockenmasse besteht zu 30 Prozent aus hochwertigen Proteinen mit essentiellen Aminosäuren und einem hohen Gehalt an Vitamin A“, erklärt Prof. Dr. Joachim Müller vom Institut für Tropische Agrarwissenschaften der Universität Hohenheim.
Bei der traditionellen Zubereitung der Blätter, die in einigen afrikanischen Regionen bereits als Lebensmittel dienen, gehen jedoch ernährungsphysiologisch interessante Inhaltsstoffe verloren. Die Blätter sind, ähnlich wie die Knolle, im unverarbeiteten Zustand giftig. Zur Reduzierung der Blausäure werden sie traditionell zerkleinert, zerstampft und gekocht, wodurch Proteine degradiert und Vitamine zerstört werden.
„Unsere Versuche haben jedoch gezeigt, dass der Cyanid-Gehalt beispielsweise auch durch schonendes Einweichen abgebaut werden kann, wenn man dabei Natron zusetzt, wie es z.B. in handelsüblichem Backpulver enthalten ist. Dieses für den Hausgebrauch gut geeignete Verfahren schützt die wertvollen Inhaltsstoffe“, so Prof. Dr. Müller.
Eine weitere Methode zur schonenden Zubereitung und Haltbarmachung ist die Fermentation, analog zur Verarbeitung der Knolle.
Potenziale für die Lebensmittelindustrie
Die Agrarwissenschaftler sehen in Cassava-Blättern auch hohes Potenzial für die Lebensmittelindustrie. Durch die Extraktion des Saftes mittels einer Schneckenpresse oder Ultrafiltration kann ein hochwertiges Proteinkonzentrat gewonnen werden. Dieses Konzentrat könnte als Grundprodukt zur Anreicherung industriell erzeugter Lebensmittel dienen.
„Extrahiert man den Saft der Blätter mit Hilfe einer Schneckenpresse, die ähnlich wie ein Fleischwolf funktioniert, oder durch ein Ultrafiltrationsverfahren, erhält man ein sehr hochwertiges, Proteinkonzentrat. Dieses Konzentrat kann als Grundprodukt in vielfältiger Weise zur Anreicherung von industriell erzeugten Lebensmitteln genutzt werden – ganz ähnlich wie Palmöl im Fettbereich“, erklärt Prof. Dr. Müller.
Das Cyanid verbleibt beim Pressverfahren im Presskuchen, der wiederum in Biogasanlagen verwertet oder nach Aufbereitung als Futtermittel eingesetzt werden kann. Im Bereich „Novel Food“ könnten Cassava-Produkte ebenfalls an Bedeutung gewinnen. Projektpartner in Malaysia haben beispielsweise eine proteinhaltige Nudelsorte mit Cassava entwickelt.
Mehr Stärke und weniger Methan
Neben der Nutzung der Blätter untersuchen die Wissenschaftler auch die Verarbeitung der Maniokknolle. Aufgrund der geringen Haltbarkeit der frischen Knolle wird ein Großteil der afrikanischen Ernte zu Gari verarbeitet, einem pulverförmigen Produkt. Bei der Herstellung von Gari werden die Knollen geschält, gewaschen und gerieben, anschließend fermentiert, abgepresst und getrocknet.
„Da die Konzentration der giftigen Blausäure in den Schalen besonders hoch ist, werden die Knollen bei der Herstellung von Gari in der Regel sehr großzügig geschält. Auf diese Weise geht allerdings auch ein nicht zu vernachlässigender Teil der Ernte ungenutzt verloren“, so Prof. Dr. Müller.
Zur Verbesserung der Stärkeausbeute wurde eine spezielle Schälmaschine mit rotierenden Bürsten entwickelt und im Labormaßstab erfolgreich getestet. Nach einer enzymatischen Vorbehandlung ermöglicht diese Maschine eine nahezu verlustfreie Ablösung der Schale. Dies könnte mit geringerem Zeitaufwand mehr Nahrung auf gleicher Fläche produzieren.
Für Dorfgemeinschaften wird zudem der Betrieb kleinformatiger Biogasanlagen empfohlen. Die Cassava-Schalen eignen sich zur Erzeugung von Bioenergie. Ihre Verwertung im Biogas-Fermenter verhindert die Freisetzung von klimaschädlichem Methangas, das bei der unkontrollierten Verrottung der Schalen in hohem Maße entsteht.