Biobasierte Substanzen zur Verhinderung von Melanose bei biozertifizierten Shrimps - MbioShrimp

Garnelen stellen mit einem Umsatz von über 40 Mrd. USD den zweitgrößten Einzelmarkt in der weltweiten Fischerei und Aquakultur dar. Ein großes Problem in der Lieferkette von Garnelen ist die »post-mortem« Melanose (von griechisch melas für »schwarz«) bei ganzen Krustentieren. Dieser Effekt beruht auf der enzymatischen Reaktion der Polyphenoloxidase, einer natürlichen Eigenschaft des Immunsystems der Garnele, die die Reaktion katalysiert, die die Melaninproduktion (schwarzes Pigment) antreibt. Infolgedessen entstehen schwarze Verfärbungen auf den Köpfen und Schalen der Garnelen. Obwohl das produzierte Melanin für den Verbraucher völlig unschädlich ist, sieht das Lebensmittel unappetitlich aus, was seinen Marktwert drastisch mindert und zur Verschwendung von Lebensmitteln führt. Um dieser Kette von Ereignissen entgegenzuwirken, verwenden die Erzeuger während der Ernte die synthetischen Lebensmittelzusatzstoffe E586 (4-Hexylresorcin) und E223 (Metabisulfit). Ihre Verwendung ist jedoch umstritten, da sie den Geschmack beeinträchtigen und sowohl für Erzeuger als auch für Verbraucher gesundheitliche Probleme verursachen können. Außerdem ist in zertifizierten Betrieben, die eine nachhaltige Produktion von Bio-Garnelen nach den Richtlinien von Naturland e.V. betreiben, der Einsatz von Metabisulfit verboten. Diesen Landwirten, die sich für den Erhalt des Tier- und Verbraucherschutzes und die Pflege ihrer Umwelt einsetzen, fehlt eine natürliche biobasierte Lösung. Infolgedessen erleiden die Produktionsgebiete in Südostasien und Lateinamerika aufgrund der schwarzen Verfärbung ihrer Garnelen einen unmittelbaren Wertverlust ihrer Ernte.

Im Rahmen des MbioShrimp-Projekts entwickeln wir natürliche Produkte aus Pilzen und Pflanzen als zertifizierbare Lösungen für die weltweite ökologische Garnelenproduktion. Um dieses Ziel zu erreichen, haben sich unsere NaturstoffwissenschaftlerInnen mit Naturland e.V., einem anerkannten internationalen Verband für ökologischen Landbau, zusammengeschlossen. Zum Netzwerk von Naturland gehören Partnerbetriebe in Honduras, Ecuador, Peru, Vietnam und Indonesien sowie Verarbeiter und europäische Einzelhändler. Das detaillierte Verständnis der gesamten Wertschöpfungskette, die Naturland und seine Partner betreuen, ist entscheidend für die Entwicklung einer feldangepassten, von der Bevölkerung akzeptierten Lösung.

Ausgehend von einem chemoinformatischen Ansatz zur Modellierung der Strukturen von Naturprodukten im 3D-Modell der Polyphenoloxidase wurden in anschließenden In-vitro-Enzymtests priorisierte Verbindungen für die Prüfung an Garnelen ermittelt. Die Anwendung unseres auf das Feld abgestimmten Verarbeitungsablaufs, der in einer deutschen Partner-Garnelen-Aquakultur durchgeführt wurde, ergab Entwicklungskandidaten, die die Bildung von Melanose bei gekochten Garnelen mit Kopf und Schale vollständig unterdrücken. Das Team wird nun die Integrierbarkeit der antimelanotischen Behandlung in den etablierten Verarbeitungsprozess an den südostasiatischen und lateinamerikanischen Produktionsstandorten testen.