Kräuselige Karotten? Hier ist, was die Wissenschaft über deinen Lieblingssnack sagt

Eine an der University of Bath durchgeführte Forschungsstudie hat ergeben, dass Eigenspannungen und Austrocknung dafür verantwortlich sind, dass sich gehackte Karotten mit der Zeit kräuseln. Die Studie wurde vom Studenten Nguyen Vo-Bui geleitet und liefert wichtige Erkenntnisse zur Verlängerung der Haltbarkeit von Karotten und zur Reduzierung von Lebensmittelverschwendung. Die innovative Forschung wandte Prinzipien des Maschinenbaus zur Verbesserung der Lebensmittelnachhaltigkeit an.

Gehackte Karottenstücke sind auf der ganzen Welt ein beliebter Snack, der das ganze Jahr über häufig in Schulessen, Picknickaufstrichen und Partyplatten verwendet wird.

Forscher der University of Bath haben nun die wissenschaftliche Erklärung dafür entdeckt, dass sich dieses beliebte Wurzelgemüse mit der Zeit kräuselt, wenn es nicht verzehrt wird.

Diese Forschung wurde vom Maschinenbaustudenten Nguyen Vo-Bui im ​​Rahmen seines Abschlussprojekts während der herausfordernden Umstände der Covid-19-Sperren im Jahr 2021 durchgeführt.

Da es keinen Zugang zum Labor gab, versuchte Nguyen, die äußeren und formbedingten Faktoren zu identifizieren, die die Haltbarkeit von Karotten am stärksten beeinflussen. In seiner heimischen Küche charakterisierte, modellierte und verifizierte er erfolgreich den Alterungsprozess von über 100 Lancashire-Nantes-Karottenhälften (längs gehackt) mithilfe von Finite-Elemente-Modellen (FE), die typischerweise in der Bautechnik verwendet werden.

In der Studie kam man zu dem Schluss, dass Eigenspannungen und Austrocknung vor allem zum Einrollen von Karottenstücken beitragen. Die steifere äußere Schicht der Karotte oder die Rinde führt im Gegensatz zum weicheren Kern (dem Gefäßzylinder) zu einer unausgeglichenen Differenzspannung, die dazu führt, dass sich die Karotte beim Längsschneiden einrollt. Dehydrierung verstärkt diesen Curling-Effekt, indem die Steifheit weiter verringert wird.

Zu den Vorschlägen des Forschungsteams für Hersteller gehört der Umgang mit Karotten in kalten, feuchten, luftdichten und feuchtigkeitskontrollierten Umgebungen, um ihre natürlichen Eigenschaften zu bewahren und ihre essbare Lebensdauer zu verlängern.

Das Team behauptete, dass die Studie eine vorhersehbare Methode zur Beurteilung der Deformation von geschnittenem Wurzelgemüse darstelle und wahrscheinlich auch auf andere Pflanzenstrukturen anwendbar sei. Die Einbeziehung eines neuen mathematischen Tools in die Studie könnte Lebensmittelherstellern dabei helfen, Lebensmittelverpackungs- und Handhabungsprozesse neu zu gestalten und so möglicherweise Lebensmittelverschwendung zu reduzieren.

Obwohl Karotten zu den Nutzpflanzen mit dem höchsten Marktwert weltweit gehören und für ihre effiziente Produktion bekannt sind, leiden sie unter einer hohen Abfallrate. Ungefähr 25–30 % des Abfalls entstehen vor der Verarbeitung und Verpackung aufgrund von Verformungen, mechanischen Beschädigungen oder infizierten Abschnitten. Die Bequemlichkeit vorgeschnittener, minimal verarbeiteter Karotten könnte die Verwendung dieser sonst verschwendeten Karotten ermöglichen und so die gesamte Lebensmittelverschwendung effektiv reduzieren.

Dr. Elise Pegg, Dozentin an der Fakultät für Maschinenbau in Bath, war Mitautorin der Forschungsarbeit und beaufsichtigte die studentische Studie. Sie bemerkte, dass die Anwendung rein mechanischer Prinzipien – und nicht der üblichen biologischen Perspektive – bei der Untersuchung der Lebensmittelnachhaltigkeit die Studie besonders einzigartig mache.

Nguyens Forschung beobachtete eine einwöchige Zunahme der Kräuselung von Karottenhälften. Der durchschnittliche Krümmungsradius für jede Karotte sank von anfangs 1,61 m auf 1,1 m am Ende des Beobachtungszeitraums. Es wurde auch eine 1,32-fache Verringerung der Steifigkeit beobachtet, was auf den 22 %igen Gewichtsverlust aufgrund der Austrocknung zurückzuführen war.

Angesichts der Anwendung mechanischer Prinzipien auf die Untersuchung von Gemüse fand Nguyen die Forschung sowohl unterhaltsam als auch überraschend. Derzeit promoviert er an der University of Bath und untersucht Eigenspannungen in porösen ferroelektrischen Keramiken.

Das Projekt hatte seine Herausforderungen, darunter die Beschaffung und das anschließende Kochen der 30 kg Karotten, die für die Experimente benötigt wurden. Nguyen und seine Mitbewohner waren in der Küche kreativ und bereiteten Gerichte wie Karottenkuchen, das indische Karottendessert Gajar Ka Halwa, Karottenpesto und mehr zu, um die Karotten in den folgenden Tagen zu verwenden.