Verfahren zur Gewinnung von Proteinkonzentraten mit funktionellen Eigenschaften aus Grünpflanzen

Der übermäßige Konsum von tierischen Produkten ist ein nachweislicher Einflussfaktor auf den Klimawandel und hat negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Entsprechend findet derzeit ein notwendiges Umdenken hin zu pflanzlichen Alternativen für die zukünftige Ernährung statt. Die aktuelle Forschung zur Gewinnung von Proteinkonzentraten aus Grünpflanzen fokussiert sich vor allem auf die Optimierung und Identifizierung neuer Substrate sowie die Einhaltung der Anforderungen an eine möglichst neutrale bis weißliche Farbgebung der daraus entstehenden Proteinpulver. Die Zusammenhänge zwischen funktionellen Eigenschaften für beispielsweise das Nachahmen bestimmter Texturen und den verwendeten Prozessschritten zur Aufreinigung wird jedoch aktuell nur unzureichend betrachtet, ist aber für die zukünftige Etab-lierung von konkurrenzfähigen Produkten essentiell. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Auswirkungen einer Vorbehandlung des Substrats Weizengras auf die Proteinausbeute sowie die Auswirkungen der Variation von Prozessschritten auf die funktionellen Eigenschaften der entstehenden Proteinkonzentraten untersucht und Zusammenhänge abgeleitet. Zusätzlich fand eine Einordnung zu dem bereits etablierten Substrat Spinat, aktuellen Referenzen und der Pulverfarbe statt.
Die Vorbehandlung des Weizengrases zeigte eine signifikante Steigerung der Proteinausbeute über mehrere Prozessschritte hinweg, wenn dieses direkt nach der Ernte verarbeitet wurde – im Vergleich zu einem vorher eingefrorenem Lagerzustand.
Hinsichtlich der funktionellen Eigenschaften und der Prozessschritte wurden unter anderem ein signifikanter Einfluss der Mikrofiltration auf eine verbesserte Schaumbildung und ein genereller Einfluss der Ultrafiltration auf die Grenzflächenstabilisierung von Schäumen und Emulsionen festgestellt. Neben anderen Charakteristiken, wie einem hohen Anteil an Kalium, konnten Konzentrationsänderungen im Aminosäureprofil der Proteinkonzentrate (u. a. Tryptophan, Cystein) für die festgestellten funktionellen Eigenschaften verantwortlich gemacht werden. Farblich grüne Proteinpulver aus Weizengras und Spinat zeigten im Vergleich zu etablierten Referenzen wie Hühnereiweiß, Lecithin und Sojaproteinisolat die besten funktionellen Eigenschaften. Dies unterstreicht das Potential der zukünftigen Anwendung nicht weißlicher Proteinpulver in bestimmten Bereichen der Lebensmittelindustrie. Die in dieser Arbeit experimentell ermittelten Ergebnisse sowie statistischen Untersuchungen ermöglichen ein tieferes Verständnis der Zusammenhänge zur Gewinnung von funktionellen Proteinkonzentraten aus Grünpflanzen. Diese Erkenntnisse bieten ein Potential zur Übertragung auf andere ähnliche grüne Pflanzensysteme und tragen damit zur zukünftigen Nutzung einer vielfältigen grünen Rohstoffbasis bei. Dadurch konnte ein Beitrag für den weiteren Ersatz von tierischen durch pflanzliche Proteinquellen geleistet und deren technische Umsetzung weiter gefördert werden.