Proteinextrakte aus Linsen und Bohnen können mit Soja konkurrieren
Hoher Nährwert und saftigere Backwaren
Als pflanzliche Proteinlieferanten haben sich vor allem Soja und Erbsen etabliert. Doch weitaus mehr Pflanzen eignen sich zur Herstellung nahrungsergänzender Proteinpräparate, so das Ergebnis des Forschungsprojektes PlantPro. Das ttz Bremerhaven untersuchte dabei 20 Pflanzen, unter denen sich besonders Linsen und weiße Bohnen aufgrund ihres ernährungsphysiologischen Gehalts und den guten funktionellen Eigenschaften auszeichneten. Die Fachzeitschrift „European Food Research and Technologie“ veröffentlicht aktuell OnlineFirst einen Fachartikel der Wissenschaftler Marie Bildstein, Dr. Mark Lohmann, Caroline Hennings und Dr. Hauke Hilz vom ttz Bremerhaven, der erstmails eine detaillierte Zusammenfassung der Ergebnisse liefert. Co-Autor Alexander Krause, Geschäftsführer des Projektpartners Gewürzmühle Nesse GmbH, hatte dabei besonders die wirtschaftlich effiziente Umsetzung im Blick.
Parallel zur wachsenden Nachfrage nach tierischem Protein hat sich auch die Verfügbarkeit dieser Proteinart in den letzten 40 Jahren stetig verbessert. In absehbarer Zeit wird der Markt an seine Wachstumsgrenze stoßen. Um den Bedarf weiterhin zu bedienen, ist die Suche nach Lieferanten für verträgliche und fettarme Proteinpräparate von großer Bedeutung. Bisher sind Sojabohnen und Erbsen die Hauptlieferanten von pflanzlichem Protein. Allerdings wird ihre Verwertung angesichts eines zunehmenden Einsatzes von Gentechnik kritisch gesehen bzw. boykottiert. Hinzu kommt, dass eine große Zahl von Verbrauchern nach häufigem Verzehr von Sojaprodukten oder Milchproteinen (Caseinen) allergisch reagiert. Andere Hülsenfrüchte wie Linsen oder weiße Bohnen lösen nachweislich seltener Allergien aus.
Schonende Proteinextraktion mit Wasser
Diverse Pflanzensorten haben – meist konzentriert in ihren Samen – einen hohen Proteingehalt. Das ttz Bremerhaven hat in dem Projekt PlantPro, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wurde, zusammen mit der Gewürzmühle Nesse und einem Partner aus Israel Proteine aus 20 verschiedenen Pflanzen extrahiert, die bisher kaum als Proteinquelle genutzt werden. Eine schonende Extraktionstechnik auf Basis von Wasser wurde entwickelt und bei idealer Temperatur und pH-Wert eingesetzt. Da die robusten Zellwandstrukturen und der Stärkegehalt die Lösung erschwerten, erzielten die Wissenschaftler aber nur geringe Ausbeuten.
Enzyme steigern Ausbeute um 19 Prozent
Die Lebensmitteltechnologen ergänzten den Extraktionsprozess um einen Zwischenschritt, bei dem der Lösung ausgewählte Enzyme zugesetzt wur-den. „Die Enzyme bewirken eine Stärkespaltung und verbessern damit die Extraktion von Proteinen. Die Ausbeute erhöht sich bei Zugabe von Glucoamylase bei weißen Bohnen und Linsen um 19 Prozent,“ so die Projektleiterin Marie Bildstein vom ttz Bremerhaven. Die optimale Konstellation der Faktoren Einwirkzeit, Konzentration des Rohmaterials und des Enzyms, pH-Wert und Temperatur leistete ebenfalls einen Beitrag zur Optimierung. Um das Extrakt in Pulverform zu erhalten und vielfältig weiterverarbeiten zu können, durchläuft das Extrakt nach der Auftrennung die Prozessschritte Lösung, Filtration und schließlich Sprühtrocknung.
Nährwert und Funktionalität im Vergleich
Nicht nur ein effizienter Extraktionsprozess, auch der Nährwert der erhaltenen Proteinrezepturen muss überzeugen, um tierische oder pflanzliche Pro-teine aus Soja und Erbsen dauerhaft zu substituieren. Den Anforderungen der Industrie für eine Weiterverarbeitung erfüllt das Extrakt: es ist ein helles Pulver, das sich geschmacks- und geruchsneutral verhält und den funktionellen Gehalt eines Lebensmittels steigert, ohne dessen Fettgehalt in die Höhe zu treiben.
Bei folgenden Merkmalen schneidet der Proteinextrakt aus Linsen bzw. weißen Bohnen besser ab als Referenzprodukte aus Soja oder Erbsen:
– Schaumbildung und Schaumstabilität, die für die Erzielung einer
festeren Struktur von Lebensmitteln wichtig sind
– gelbildende Eigenschaften
– Hitzebeständigkeit
Bei dem Vergleich der Emulsionsstabilität erzielt der Extrakt das gleiche Ergebnis wie Alternativen aus Soja oder Erbsen. Ein wichtiger Indikator für die ernährungsphysiologische Qualität eines Produktes ist der nach Protein-verdaulichkeit korrigierte Aminosäurewert PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score). Dieser Wert gibt an, in wieweit ein Protein dem ernährungsphysiologischen Optimalprotein (auf 100 gesetzt) ent-spricht. Der PDCAAS bei Linsenprotein betrug 51 Prozent, bei weißen Boh-nen 65 Prozent. Im Vergleich dazu erreicht Soja einen Wert von 91 Prozent und Weizenprotein 42 Prozent. Extrakte aus Linsen und Bohnen liefern demnach einen mittleren PDCAAS-Wert.
Verbesserung der Qualität von Backprodukten
Der Einsatz von Proteinextrakt aus Linsen und weißen Bohnen bei der Her-stellung von Weißbrot bringt eine Krume mit gröberer Porenstruktur hervor. Die Qualität und Wahrnehmung des Weißbrotes verbessert sich durch diese Struktur, da das Brot mehr Feuchtigkeit binden kann. Dadurch wird die Haltbarkeit gesteigert. Durch das weichere, saftigere Mundgefühl stuft der Verbraucher dieses Brot als „frischer“ ein.