LeguDryProt: Proteinreiche Mehle aus Ackerbohne, Erbse und Linse
Wie lassen sich heimische Körnerleguminosen so verarbeiten, dass daraus proteinangereicherte Mehle für Brot, Brötchen oder Pasta entstehen? Im Projekt LeguDryProt am Max Rubner-Institut untersucht ein Team um Projektleiterin Sharline Nikolay, wie Ackerbohne, Erbse und Linse mithilfe sogenannter trockener Fraktionierung für Back- und Teigwaren optimal nutzbar werden. LeguDryProt wird aus dem Titel „Zukunftsfähige, umwelt- und ressourcenschonende Landwirtschaft und ökologischer Landbau“ im Rahmen der Eiweißpflanzenstrategie (EPS) des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) gefördert und vom Kompetenzzentrum Proteine der Zukunft als zuständigem Projektträger betreut. Das Projekt ist Teil der Vernetzungs- und Transfermaßnahme (VuT) PIONEER, in der 27 innovative Projekte daran arbeiten, neue Wege und Lösungen für die Nutzung alternativer Proteinquellen in der menschlichen Ernährung zu entwickeln.
Was steckt hinter dem Projekt LeguDryProt?
Sharline Nikolay: In LeguDryProt untersuchen wir, wie bereits bei der Vermahlung von Hülsenfrüchten der Rohstoff so aufbereitet werden kann, dass bestimmte Inhaltsstoffe – vor allem Proteine – angereichert werden. Ziel ist, verschiedene Mehlbestandteile (Fraktionen) mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erhalten, die sich in verschiedenen Lebensmitteln einsetzen lassen, etwa in Brot, Brötchen oder Nudeln. So wollen wir neue, alltagstaugliche Einsatzmöglichkeiten für Hülsenfrüchte erschließen.
Warum konzentrieren Sie sich auf heimische Körnerleguminosen wie Ackerbohne, Erbse und Linse?
Sharline Nikolay: Mit den Projektergebnissen wollen wir den Anbau heimischer Hülsenfrüchte stärken: Ackerbohnen und Erbsen zählen in Deutschland bereits zu wichtigen Kulturen, bei Linsen sind die Anbaumengen noch gering, sie bieten aber großes Zukunftspotenzial. Da Verbraucherinnen und Verbraucher diese Rohstoffe kennen und schon heute nutzen, sind sie vergleichsweise offen für neue Einsatzmöglichkeiten. Gleichzeitig möchten wir die Landwirtschaft unterstützen, mehr Leguminosen in die Fruchtfolgen zu integrieren – unter anderem wegen ihrer positiven Effekte auf Bodenqualität und Biodiversität.
Wie funktioniert die trockene Fraktionierung – und weshalb ist sie ressourcenschonender als nasschemische Verfahren?
Sharline Nikolay: Vermahlung ist für uns mehr als Zerkleinerung – wir nutzen sie gezielt zur Fraktionierung. Durch mechanische Verfahren wie Mahlen und Windsichten trennen wir die natürliche Struktur der Hülsenfrüchte in Stärke-, Protein- und Ballaststofffraktionen, deren Eigenschaften sich z. B. für Backwaren oder Pasta gezielt steuern lassen. Im Gegensatz zur nasschemischen Anreicherung bleiben die Proteine nativ, wertvolle Inhaltsstoffe bleiben erhalten und es wird kein Wasser dem Prozess zu- bzw. abgeführt und damit weniger Energie benötigt – und das Ganze lässt sich in bestehende Getreidemühlen integrieren.
Welche Prozessparameter steuern die techno-funktionellen Eigenschaften für Back- und Teigwaren?
Sharline Nikolay: Das hängt von der vorgesehenen Anwendung ab. Die Wasserbindung lässt sich etwa über den Mahlgrad und die Zusammensetzung der Fraktionen steuern: stärkereiche Fraktionen binden mehr Wasser als proteinreiche, proteinreiche Fraktionen zeigen dafür eine bessere Schaumbildung und Emulgierfähigkeit. In Backwaren ist außerdem entscheidend, wie das Hülsenfruchtmehl eingesetzt wird – beispielsweise in einem Vorteig wie Sauerteig oder direkt im Hauptteig. Je nach Einsatzpunkt werden unterschiedliche Eigenschaften benötigt.
Wie stellen Sie Qualität, Lagerfähigkeit und mikrobiologische Sicherheit entlang der Prozesskette sicher?
Sharline Nikolay: Ein großer Vorteil unseres Projektaufbaus ist, dass wir am Max Rubner-Institut den Rohstoff von der geernteten Bohne bis zum Endprodukt komplett selbst verarbeiten. Wir können jeden Prozessschritt gezielt steuern und chemisch-analytisch, physikalisch und mikrobiologisch untersuchen. Der Forschungsbereich Mikrobiologie am Standort Kiel führt dazu für alle Verarbeitungsstufen umfangreiche Hygieneanalysen durch. So stellen wir sicher, dass am Ende ein sicheres Lebensmittel entsteht, das bedenkenlos sensorisch geprüft werden kann. Ergänzend testen wir die Lagerfähigkeit unter praxisnahen Bedingungen und bewerten, wie sich Qualität und sicherheitsrelevante Parameter im Zeitverlauf verändern.
Wie arbeiten Sie an Geschmack, Textur und Biss – und welche Erkenntnisse gibt es bisher?
Sharline Nikolay: Wir betrachten zunächst die Vorverarbeitung – also Vermahlung und trockene Fraktionierung – und prüfen dann, wie sich die Fraktionen in Modelllebensmitteln einsetzen lassen. Erste Versuche mit Standardrezepturen zeigen, dass eine 1:1-Übertragung von Getreiderezepten nicht funktioniert: Hülsenfruchtteige binden zu Beginn viel Wasser, werden dann aber schnell breiig oder klebrig. Deshalb müssen Wasserzugabe und Prozessparameter, etwa die Knetzeit, gezielt angepasst werden. Ein großes Potenzial sehen wir in Mischungen aus Hülsenfrucht- und Getreidemehlen, insbesondere in Bezug auf die Sensorik. Gleichzeitig denken wir über neue Verarbeitungsansätze nach, die sich bewusst von klassischen Getreidestandards lösen und die Besonderheiten von Hülsenfrüchten berücksichtigen.
Welche greifbaren Ergebnisse erwarten Sie – und wie können Unternehmen diese nutzen?
Sharline Nikolay: Wir erarbeiten die Grundlagen zum Verständnis des Prozesses sowie der entscheidenden Einflussfaktoren, aus dem Unternehmen die für sie passenden Ansätze herausfiltern bzw. adaptieren können – etwa um ihre Rohstoffe besser zu verstehen, Prozesse zu optimieren oder neue Produkte zu entwickeln. Da die Versuchsplanung anwendungsorientiert sowie unter praxisnahen Bedingungen erfolgt und wir sowohl Müllereitechnik als auch Lebensmittelherstellung im Technikumsmaßstab abbilden, lassen sich die Ergebnisse gut in die Produktentwicklung übertragen und als Grundlage für einen Scale-up nutzen. Unsere Modelllebensmittel zeigen außerdem konkret, wie Hülsenfrüchte eingesetzt werden können und bieten Anknüpfungspunkte für eigene Produktanpassungen.
Wo liegen die größten Herausforderungen – und wie gehen Sie damit um?
Sharline Nikolay: Besonders schwierig war die Rohstoffqualität der Ackerbohnen, da im Beschaffungsjahr ein starker Befall mit Ackerbohnenkäfern auftrat, die die Bohnen bereits während des Wachstums befallen. Wir haben deshalb zusätzliche Reinigungsschritte, unter anderem einen Farbausleser, integriert, um verzehrstaugliche Rohware sicherzustellen. Außerdem müssen viele gängige Analysemethoden zunächst auf die neuen Rohstoffe geprüft und angepasst werden – das ist zwar aufwendig, liefert aber wertvolle Einblicke in das Verhalten der Hülsenfrüchte.
Wo steht das Projekt aktuell – und wie geht es bis zum Projektende weiter?
Sharline Nikolay: Für Ackerbohnen haben wir bereits Applikationsmöglichkeiten und -grenzen für Brot- und Pastaherstellung sowie den Vermahlungs- und Fraktionierungsprozess untersucht. Erbsen befinden sich noch in der Verarbeitung, erste Linsenversuche sind geplant. Sensorische Analysen, etwa von Broten mit Ackerbohnensauerteig, zeigen vielversprechende Ergebnisse und weiteres Forschungspotenzial. Aufgrund eines verspäteten Projektstarts ist eine Projektverlängerung vorgesehen, damit wir den geplanten Arbeitsumfang vollständig umsetzen können.
Weitere Infos zum Kompetenzzentrum Proteine der Zukunft
Ansprechpartner PIONEER:
Marvin Anker: Telefon: +49 (0)69 24788-333 oder via Mail pioneer(at)dlg.org.
Über PIONEER
Für die Durchführung der Vernetzungs- und Transfermaßnahme „PIONEER“ wurde die Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft (DLG e.V.), die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAWH) und die Food-Processing Initiative e.V. (FPI) durch die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) beauftragt. Die Finanzierung erfolgt durch das Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH).