Identifizierung von NTFPs

Federführendes Institut HF Institut für Holzforschung

Beteiligte Institute HF Institut für Holzforschung

Abbildung: Volumetrische Darstellungen von computertomografischen Messungen im makroskopischen Bereich von einem Kirschkern (links), einem Mangokorn (mitte) und einer Walnuss (rechts)

Anatomische Charakterisierung von NTFPs (Non-Timber Forest Products/Shells and Nuts) für die Artenidentifizierung

Hintergrund und Zielsetzung

Hintergrund des Projektes ist die anatomische Charakterisierung von organischen Strukturen für die Artenidentifizierung. Die seit 2016 regelmäßig durchgeführten Untersuchungen an Holzkohle und Briketts im Thünen Kompetenzzentrum Holzherkünfte zeigen, dass eine deutliche Zunahme an Substitutionsprodukten von Holzkohle wahrzunehmen ist. Während zunächst Fragmente organischen Materials detektiert wurden, die bis dahin nicht sicher zugeordnet werden konnten, wurden parallel Studien an wichtigen NTFPs durchgeführt, um diese anatomisch zu charakterisieren und sicher von verkohltem Holzgewebe differenzieren zu können. Problematisch hierbei ist, dass die relevanten Materialien wie beispielsweise Kokosnuss- und Walnussschalen oder Olivenkerne zu einem Großteil aus sklereiden Zellen bestehen und extrem hart sind. Eine Präparation von Dünnschnitten mit einem Schlittenmikrotom, wie es üblicherweise für holzanatomische Studien durchgeführt wird, ist hier weitestgehend nicht möglich. Aus diesem Grund wird derzeit in Kooperation mit dem Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT eine Studie zur Charakterisierung und Beschreibung der zellularen Struktur wichtiger NTFPs durchgeführt, die ergänzend auf alternativen modernen Untersuchungsmethoden basiert. Hierbei wird das Untersuchungsmaterial jeweils mit folgenden Methoden mikroskopisch analysiert:

Hellfeldmikroskopie an Mikrotom-Dünnschnitten: Die Schnitte wurden aus in PEG oder Kunstharz eingebettetem Material hergestellt
3D-RLM: “3D-Reflected-Light-Microscopy” = Dreidimensional darstellende Auflichtmikroskopie
Mazeration: Auflösung des Zellverbunds zur Untersuchung der verschiedenen Zelltypen im Hellfeldmikroskop
Mikro-CT: Hochauflösende Computertomographie

Je nach Material und Beschaffenheit der Probenkörper ist die Anwendung der einzelnen Methoden jeweils unterschiedlich effizient oder sinnvoll. Zudem kommt es dabei auch auf die gewünschte Auflösung an. Beispielsweise wird die makroskopische Übersichtsdarstellung zur Differenzierung unterschiedlicher Gewebetypen auf Basis von CT-Daten generiert, während die Charakterisierung einzelner individueller Zelltypen auf Basis von Mazeraten durchgeführt werden. Derzeit konnten bereits für eine Reihe relevanter NTFPs ausführliche Beschreibungen auf Basis von hochauflösendem und zum Teil dreidimensional dargestelltem Bildmaterial erstellt werden. Hierzu zählen derzeit Kokosnussschalen, Olivenkerne, Kirsch- und Mangokerne sowie die einzelnen Gewebestrukturen der Walnuss und des Cashewkerns. Die Auswahl des Untersuchungsmaterialen basiert auf umfangreichen Recherchen (u.a. Eurostat), die ergaben, dass diese in extremen Mengen als Bei- und Kuppelprodukte produziert und als Zusatzstoffe in Holzprodukten oder Holzsubtitutionsprodukten verarbeitet werden. Ziel der Untersuchungen ist neben dem Einsatz der Untersuchungsergebnisse in der Durchführung von Artenidentifizierungen organischer Materialien die Erstellung einer umfangreichen Datenbank anatomischer Charakterisierungen, die international von Prüfbehörden genutzt und als Anschauungsmaterial in der Ausbildung von Studenten genutzt werden können.