Hintergrund und Gesamtziel des Vorhabens
Die deutsche Fruchtsaftindustrie ist zur Sicherung ihrer Wettbewerbsfähigkeit auf neue, innovative Produkte angewiesen. Bei der Apfelsaftherstellung kann man heute von einer Marktsättigung ausgehen, aber für neue interessante Produkte mit möglichst hohem gesundheitlichem Wert sind neue Märkte und Absatzchancen möglich. Hier stehen aber vor allem Direktsaft- und Premiumhersteller vor einem großen Dilemma, wenn es um die Entwicklung eines neuen, auf dem Markt noch unbekannten, Produktes geht. Die Herausforderungen sind dabei:

•  es muss ein neues und für den Verbraucher attraktives Produkt sein;

•  die entsprechenden Verarbeitungsprodukte müssen stabil in der Verarbeitung sein, d.h. Farbe, Trubstabilität (z.B. bei naturtrüben Säften) und wertvolle Inhaltsstoffe bis ins Endprodukt beim Verbraucher behalten;

• die Rohware muss standortnah zur Verarbeitung produziert werden;

• die Rohware muss in ausreichender und möglichst zuverlässiger Mindestmenge vorhanden sein;

• die Rohware muss kostengünstig produziert werden und, wenn möglich, einen zukunftsfähigen und günstigen „CO₂ Footprint“ erreichen;

• zur Sicherung der Zukunftsfähigkeit muss weiterhin eine rechtssichere Dokumentation aller Produktionsprozesse inkl. der Produktion der Rohware gewährleistet sein (GlobalGap, IFS).

In diesem Gesamtkomplex setzt das beantragte Vorhaben an. Apfelfrüchte mit rotem Fruchtfleisch, einer aus einem Wildapfel herein gekreuzten Eigenschaft, ergeben einen hell- bis mittelroten Saft. Dieser sieht sehr attraktiv aus und dürfte vor allem auch durch den hohen Anteil an roten Farbstoffen großes Interesse bei den Verbrauchern wecken (siehe Abb. 1 und 2). Es fehlen aber grundlegende Informationen zu den Inhaltsstoffen, deren Beeinflussung durch die Anbauverfahren und die klimatischen Verhältnisse und der Farbstabilität in der Verarbeitung und der Lagerung. Gleichzeitig werden Anbauer nur für die Produktion zu gewinnen sein, wenn diese kostengünstig erfolgen kann. Eine Ernte von Hand scheidet dabei aus. Hier könnte eine natürlich entstandene Wuchsform des Apfelbaums, der so genannte Kolumnarwuchs, die erforderlichen technologischen Lösungen ermöglichen (siehe Abb. 3 und Abschn. II und III). Ziel des Vorhabens ist demnach zum einen, ein neues, attraktives Produkt vermarktungsfähig zu machen, in dem wesentliche getränketechnologische Wissenslücken geschlossen werden. Gleichzeitig sollen durch die Nutzung einer zurzeit im Erwerbsanbau nur in der Testung befindlichen Baumform technologische Lösungen geschaffen werden, die es der Getränkeindustrie ermöglicht, potentielle Anbauer von einem ökonomisch sinnvollen Anbau standortnah zur Verarbeitung zu überzeugen und damit die Produktion zu sichern. Es geht also darum, den Forschungs- und Entwicklungsbedarf der gesamten Herstellungs- und Verarbeitungskette zu decken und damit ein tragfähiges Produktions- und Verarbeitungssystem für ein neues Produkt, den roten Apfelsaft, zu schaffen.
                                                                                  
Teilprojekt 1: Farbstabilität des roten Apfelsaftes und technologische Möglichkeiten der Farbstabiliserung

Nach der Problemformulierung erfolgt zunächst ein Sortenscreening der rotfleischigen Äpfel. Diese werden unter definierten Bedingungen zu rotem Apfelsaft in trüber und klarer Form sowie zu Pürees verarbeitet und ihr Alterungsverhalten bei definierten Lagerbedingungen im Hinblick auf die Farbe untersucht. Von besonderer Bedeutung ist hierbei auch die Aktivität nativer qualitätsmindernder Enzyme, etwa von Polyphenoloxidasen, die während der Maischestandzeit zu einem signifikanten Verlust an Farbe führen können. Die Aktivität derartiger Enzyme wird deshalb in der Rohware sowie auf verschiedenen Stufen der Verarbeitung bestimmt. Dies erlaubt eine Abschätzung, ob durch einen initialen Erhitzungsschritt vor der eigentlichen Enzymierung und die dadurch bedingte Inaktivierung nativer Enzyme ein verbesserter Farberhalt erzielbar ist. Diese Befunde sollen schließlich in Verarbeitungsstudien im Fruchtsaftbetrieb des Fachgebietes Weinanalytik und Getränkeforschung (Vergleich Presssaft und Püree) bestätigt werden. Der Schwerpunkt liegt hier auf der Messung der Verluste von Vitamin C, der Polyphenole sowie der Anthocyane und deren Abbauprodukten.

Teilprojekt 2: Mechanisierungspotenzial im Pflanzenschutz und der Erntetechnik bei kolumnaren Apfelsorten und Etablierung eines Qualitätsmanagementssystems im Anbau von Verwertungsobst
Angestrebt wird die Identifikation des ökonomisch effizientesten Verfahrens zur mechanisierten Säulenapfelernte, die Realisierung eines der Kultur bestens angepassten Pflanzenschutzapplikationsverfahrens mit hoher Arbeitsgüte, minimiertem Mittelverbrauch und bestem Abtriftverhalten, sowie die Darstellung eines automatischen Dokumentationssystems zur Einhaltung der Anforderungen aus gesetzlichen Regelungen und handelsüblichen Qualitätsmanagementsystemen, letzteres in erster Linie hinsichtlich der Rückverfolgbarkeit. Die geschilderte Aufgabenstellung lässt eine Unterteilung des technischen Teils in drei Teilprojekte mit jeweils eigenem Arbeitsplan sinnvoll erscheinen. Durch die beantragte Personal- und Mittelausstattung können diese parallel abgearbeitet werden und führen zum Ziel eines angepassten Mechanisierungssystems für die spezielle Kulturart Säulenapfel – Verwertungsobst mit dem angepassten Qualitätsmanagementsystem zur Sicherstellung der gesetzlichen Anforderungen und der Zukunftssicherheit der ganzen Verfahrenskette.

Das Projekt wird im Verbund von drei Partnern der Hochschule Rhein Main/ Forschungsanstalt Geisenheim, mit 6 beteiligten privatwirtschaftlichen Partnern sowie zwei universitären Partnern für die kooperativen Promotionen durchgeführt.

Fachhochschule Wiesbaden:
- Prof. Dr. Peter Braun - Obstbau
- Prof. Dr. Helmut Dietrich – Getränkeanalytik und -technologie
- Prof. Dr. Hans-Peter Schwarz - Technik

universitäre Partner für kooperative Promotionen:
- TU Kaiserslautern, Lehrstuhl Lebensmittelchemie und Toxikologie,
    Prof. Dr. Dr. Schrenk
- Justus-Liebig-Universität Gießen, Prof. Dr. Honermeier

Projektleitung: Prof. Dr. Peter Braun

In diesem Projekt sind die wissenschaftliche Mitarbeiter (Doktoranden) Ralph Scheyer und Thomas Knebel an der Forschungsanstalt in Geisenheim tätig.