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Themenschwerpunkt I: Gewinnung und Charakterisierung von Pflanzenproteinen
Einfluss der botanischen Herkunft, der Anbaubedingungen und der Verarbeitung auf die technofunktionellen wie auch gesundheitlichen Eigenschaften von Proteinen.
Die Lebensmittelindustrie sieht sich mit dem Problem konfrontiert, dass die funktionellen Eigenschaften von Proteinzutaten mitunter sehr unterschiedlich sind, was sich erheblich auf ihr Anwendungspotenzial in den Endprodukten auswirkt. Systematische Ansätze zur Untersuchung des Einflusses der Rohstoffe, ihrer Anbaubedingungen und der Wirkung von Verarbeitungsmethoden auf die charakteristischen sowie nutritiven Eigenschaften von Proteinbestandteilen könnten solche Schwankungen in Zukunft verringern. Dies ermöglicht es den Landwirten, Pflanzen zu produzieren, die an die Bedürfnisse der Industrie angepasst sind. Dieses Wissen ist auch wertvoll für die gezielte Anpassung von Funktionalitäten, welche sowohl die technofunktionellen wie auch die ernährungsphysiologischen Eigenschaften beinhalten.
Projekt:
- Gewinnung der Proteine aus Presskuchen von Hanfsamen mittels nass- und trockentechnischer Fraktionierung Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Prozessparameter auf die chemische Zusammensetzung, ausgewählte antinutritive Inhaltsstoffe und relevante funktionelle Eigenschaften der Hanfproteinzutaten.
Förderung der biologischen Vielfalt in der Landwirtschaft, im Lebensmittel(Protein)zutaten-Markt und bei den Endverbrauchern.
Der Markt für Proteinzutaten überstieg im Jahr 2021 die Marke von 70 Milliarden US-Dollar und wird voraussichtlich bis 2030 die 115-Milliarden-Marke erreichen. Der Markt setzt sich zu 67 % aus tierischen Proteinen (CAGR 5 %) und zu 33 % aus pflanzlichen Proteinen (CAGR 8,2 %) zusammen, wobei Soja und (Weizen-)Gluten nach wie vor dominieren. Andere Pflanzen wie Erbsen, Ackerbohnen oder Raps sind auf dem Vormarsch, da diese Rohstoffe aufgrund ihrer Verwendung in Tierfutter oder als Bioenergie auf dem Markt weit verbreitet sind.
Die biologische Vielfalt auf dem Markt für Lebensmittelzutaten ist jedoch auch für die Verbesserung der biologischen Vielfalt in der Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung, da die Landwirte einen sicheren Kundenstamm benötigen und – umgekehrt die Lebensmittelzutaten – und Lebensmittelindustrie verlässliche Lieferketten brauchen. Daher beziehen wir in unsere Forschung insbesondere auch weniger beachtete, aber vielversprechende proteinreiche Rohstoffe mit ein.
Projekte:
- Chemische und funktionelle Charakterisierung der Mungbohne vom Mehl bis zum Isolat. Auswirkungen unterschiedlicher Isolationsbedingungen auf die chemische Zusammensetzung sowie die technofunktionellen Eigenschaften von Mungbohnenproteinisolaten. Einfluss verschiedener Keimungszeitpunkte auf ausgewählte Enzymaktivitäten, antinutritive Inhaltsstoffe und die chemische Zusammensetzung von Mungbohnenmehl.
- Charakterisierung verschiedener Sorten der Gartenbohne (Phaseolus vulgaris L.) und Bestimmung ihrer Eignung zur Proteingewinnung. Untersuchung der Auswirkung unterschiedlicher thermischer Behandlungsverfahren auf den Gehalt ausgewählter antinutritiver Inhaltsstoffe sowie auf die strukturellen und technofunktionellen Eigenschaften der enthaltenen Proteine.
Themenschwerpunkt II: Modifikation von Pflanzenproteinen - Auswirkungen thermischer und nicht-thermischer Verfahren auf technofunktionelle wie auch gesundheitliche Eigenschaften
Pflanzenproteine haben im Vergleich zu tierischen Proteinen oft einige nachteilige Eigenschaften, wie z.B. unerwünschte Aromanoten oder auch verminderte technofunktionelle Eigenschaften wie beispielsweise die Gel- oder Schaumbildungseigenschaften. Diese können durch thermische und nicht-thermische Verfahren verändert werden. Dies erfordert Kenntnisse über die Faktoren, die sich auf die Struktur der Proteine und die daraus resultierenden Eigenschaften auswirken.
Der Einfluss der Lebensmitteltechnologie auf die ernährungsphysiologischen Eigenschaften von Proteinen ist ein vielversprechendes Forschungsgebiet. So können beispielsweise durch enzymatische wie auch fermentative Methoden antinutritive und zeitgleich unter Umständen sensorisch unerwünschte Inhaltsstoffe abgebaut werden.