Fraunhofer-Forscher für den Deutschen Zukunftspreis 2014 nominiert

Die Lupine kann ein wichtiger Grundstoff für unsere Nahrung sein. Forschern gelang es, die Samen so aufzubereiten, dass man daraus proteinreiche Zutaten für Lebensmittel erzeugen kann – ohne unangenehmen Eigengeschmack. Für diese Arbeiten sind die Fraunhofer-Wissenschaftler Stephanie Mittermaier und Peter Eisner sowie Katrin Petersen von der Prolupin GmbH heute für den Deutschen Zukunftspreis 2014 nominiert worden.

Die weltweiten landwirtschaftlichen Anbauflächen lassen sich kaum mehr vergrößern. Lebensmittel, Futtermittel und neuerdings auch Energiepflanzen konkurrieren um den knappen Platz. Damit die wachsende Weltbevölkerung dennoch auch künftig genügend zu essen hat, wird es nötig sein, den Fleischkonsum zu reduzieren und vermehrt auf pflanzliche Nahrungsmittel umzustellen. Denn die Erzeugung tierischer Proteine benötigt etwa die fünffache Fläche wie der Anbau von Pflanzenproteinen.

Damit dieser Wandel gelingen kann, sind pflanzliche Lebensmittel nötig, die sich hinsichtlich Geschmack und Textur von traditionellen tierischen Produkten nicht oder nur unwesentlich unterscheiden. Solche gibt es aber bisher so gut wie nicht auf dem Markt. Zwar ersetzen Proteinpulver aus Raps, Soja, Erbsen oder Kartoffeln schon zum Teil Milch und Eier in Lebensmitteln. Aber sie schmecken oft nach Bohnen oder sind etwas bitter, was den Genuss beim Essen beeinträchtigen kann.

Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising bei München suchten deshalb nach Alternativen. Dabei konzentrierten sie sich auf die proteinreiche Blaue Süßlupine. Ihr Vorteil: Die Pflanze lässt sich auch in Deutschland hervorragend anbauen und führt durch ihre stickstoffbindenden Wurzeln zu einer natürlichen Verbesserung der Böden. Für die Lebensmittelproduktion werden spezielle Züchtungen ohne giftige Bitterstoffe, den Alkaloiden, verwendet. Denn die Lupinen aus unserem heimischen Garten sind nicht zum Verzehr geeignet.

Störende Aromen werden extrahiert

Um aus der Blauen Süßlupine Proteine und Ballaststoffe für die menschliche Ernährung zu extrahieren, entwickelten die IVV-Wissenschaftler neue Verfahren. Besonders lag ihnen daran, den Geschmack zu verbessern. Hier gelang der Lebensmitteltechnologin Dr. Stephanie Mittermaier der Durchbruch: Sie identifizierte die chemischen Verbindungen, die für die ungünstigen Aromen bei der Lupine verantwortlich sind. »Darauf aufbauend konnten wir Verfahren entwickeln, mit denen sich die Störaromen aus den Produkten entfernen lassen«, sagt die Forscherin.

Schonende Behandlung mit überkritischem Kohlendioxid

Doch wie lassen sich »geschmacksneutrale« Proteine aus Lupinen gewinnen? Zunächst werden die Kerne geschält und zu hauchdünnen Flocken verarbeitet. Beim anschließen- den Entölen behandelt man diese mit überkritischem CO2, das bei einem Druck von über 74 bar und Temperaturen höher als 31 °C flüssigkeitsähnliche Eigenschaften hat.

Darin löst sich ein Großteil der Öle und deren Begleitstoffe, ohne dass ranzig oder nach Gras schmeckende Fettabbauprodukte entstehen. In mehreren wässrigen Extraktions- schritten werden dann auch wasserlösliche Bitterstoffe oder weitere unerwünschte Aromen entfernt. Erst dann isolieren die Wissenschaftler die Eiweiße. Aus den hochreinen Proteinen lassen sich nicht nur Milch, Käse, Speiseeis und Pudding herstellen. Sie eignen sich auch als Grundlage für Kuchen, Mayonnaise, Wurstwaren, Cremes und Schäume. Die Lupine wird so zur Allround-Pflanze und lässt sich sehr variabel in verschiedenen Lebensmitteln nutzen – vor allem in veganen oder vegetarischen Produkten.

»Werden Lupinen-Proteine als Alternative zu Milcheiweißen eingesetzt, kann man gut schmeckende Pflanzenmilch, pflanzlichen Joghurt und Frischkäse mit ähnlichem Geschmack und Mundgefühl wie herkömmliche Milchprodukte herstellen«, erläutert Dr.-Ing. habil. Peter Eisner vom Fraunhofer IVV.

Firma stellt Proteine her

Das Verfahren hat inzwischen Industriereife erlangt. Dipl.-Ing. agr. Katrin Petersen implementiert es nun in die Praxis. Sie ist die Geschäftsführerin der Prolupin GmbH, einer Ausgründung des Fraunhofer IVV. Das Unternehmen stellt Lebensmittelzutaten aus Lupinensamen her und vertreibt sie.

Für ihre Arbeiten sind Stephanie Mittermaier, Peter Eisner und Katrin Petersen für den Deutschen Zukunftspreis 2014 vorgeschlagen worden, den Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation. In diesem Jahr sind insgesamt drei Projekte der deutschen Forschung und Entwicklung für die Auszeichnung nominiert. Der Preis ist mit 250 000 Euro dotiert. Bundespräsident Joachim Gauck wird die Ehrung am 19. November 2014 in Berlin vergeben. Die Veranstaltung ist im Livestream von 18:00 Uhr an oder ab 22:15 Uhr im ZDF zu sehen.

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