Elektrostatische Trenntechnik ermöglicht Proteinanreicherung von Ölsaatenmehlen

Nachhaltige Nebenprodukte aus der Landwirtschaft

03.03.2022 - Deutschland

Die Weltbevölkerung wächst – gleichzeitig werden die Ressourcen knapper und der Klimawandel schreitet voran. Wie kann eine wachsende Bevölkerung in Zeiten von Ressourcenknappheit noch ausreichend ernährt werden? Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) beteiligen sich am Projekt TRIBOTEC, bei dem erforscht wird, wie durch eine neuartige Trockenfraktionierungstechnik hochfunktionelle Proteine aus bisher wenig genutzten Quellen gewonnen werden können.

„Die Qualität und Versorgung mit pflanzlichen Proteinen ist ein entscheidender Faktor für die globale Lebensmittelsicherheit, die Ernährung und die Umwelt. Neue Technologien zur schonenden Gewinnung von Eiweiß sind daher unerlässlich“, betont Petra Först, Professorin am Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik der TUM School of Life Sciences in Freising-Weihenstephan.

Freisinger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beteiligen sich daher an dem vom Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) geführten Projekt „TRIBOTEC“, bei dem die Proteinanreicherung und -fraktionierung von landwirtschaftlichen Nebenprodukten mittels trockener triboelektrostatischer Trenntechnik erforscht wird.

Elektrostatische Trennung des Mahlguts

„Die elektrostatische Trennung ist eine neuartige, umweltfreundliche Technologie. Dabei werden die gemahlenen Materialien zunächst elektrostatisch aufgeladen. Mithilfe von Luftströmen wird das Mahlgut verwirbelt und lädt sich elektrostatisch auf“, erklärt Dr. Javier Perez Vaquero, Wissenschaftler am TUM-Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik.

Diese physikalischen Kräfte trennen die mit Protein angereicherte Feinfraktion von den mit Fasern und Stärke angereicherten Grobfraktionen. Die Feinfraktion weist dann einen deutlich höheren Proteingehalt auf, als die Ausgangsprobe.

Die Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden sind, dass das wasser- und lösungsmittelfreie Verfahren einen geringeren Energieverbrauch und niedrigere Betriebskosten hat und gleichzeitig die ursprüngliche Funktionalität des Proteins beibehält. Zudem ist das Verfahren für eine große Bandbreite von Materialien geeignet.

Untersuchungen mit Raps- und Lupinen

In ihren Versuchen untersuchten Perez Vaquero und sein Team das Schrot von Samen pflanzlichen Ursprungs – in diesem Fall Raps und Lupinen. Der Gesamtzuwachs an Protein lag dabei zwischen 5 Prozent beim Rapsschrot und 20 Prozent beim Lupinenschrot.

„Unsere Forschung hat gezeigt, dass höhere Massen bewältigt werden können als bei bisherigen Studien herausgefunden wurde. Wir erreichen damit eine Massenverarbeitung von bis zu mehreren Kilogramm pro Stunde, was einer zehnfachen Steigerung entspricht. Wir sind damit einen Schritt weitergekommen, um einen Proteinwert zu erzielen, der hoch genug ist, um in der Industrie eingesetzt werden zu können“, erklärt Dr. Javier Perez Vaquero.

„Die Forschungen eröffnen ein enormes Potenzial für die Nutzung bisher nicht ausreichend genutzter alternativer Proteinquellen“, lobt Prof. Först. Nebenprodukte, die in der Lebensmittelindustrie regelmäßig anfallen – beispielsweise Sonnenblumen- oder Rapspresskuchen als Rückstände aus der Ölherstellung – können mithilfe dieses Verfahrens im Labor oder in der Industrie weiterverarbeitet werden, wenn eine Quelle für hochfunktionelles Protein benötigt wird. Das ist beispielsweise für Tier- und Fischfutter oder als Protein für die Herstellung von Fleischersatzprodukten denkbar. Mit dem Verfahren ist es auch möglich, neue pflanzliche Proteinquellen zu erschließen.