Produktschonend zum Ziel: Sequentielle Membranfiltration für erhöhte Produktsicherheit bei minimaler Denaturierung pflanzlicher Proteine

Ob Erbsendrink im Kaffee to go oder pflanzlicher Joghurt auf Haferbasis: Pflanzliche Alternativen zu Milchprodukten erfreuen sich seit einigen Jahren einer wachsenden Nachfrage. Damit steigen auch die Anforderungen an Produktsicherheit und Funktionalität; auch die Standardisierung des Proteingehalts ist für die Hersteller eine Herausforderung. Doch gerade bei der Herstellung pflanzlicher Proteinkonzentrate stoßen herkömmliche Verfahren an ihre Grenzen – insbesondere, wenn es um die Reduktion von Mikroorganismen und Sporenbildnern sowie den Erhalt technofunktioneller Eigenschaften wie Löslichkeit oder Gelierfähigkeit geht.

Hier setzt ein aktuelles Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) an, das an der Universität Hohenheim durchgeführt wird. Ziel ist es, pflanzliche Proteinkonzentrate mit geringem Denaturierungsgrad zu gewinnen – und zwar durch den Einsatz einer sogenannten sequentiellen Membranfiltration: Der kombinierte Einsatz von Mikrofiltration und Ultrafiltration soll ermöglichen, die mikrobielle Belastung – insbesondere durch hitzeresistente Sporen – deutlich zu senken, ohne dabei die funktionellen Eigenschaften der Proteine zu beeinträchtigen. Zudem soll ein vertieftes Verständnis für die Ablagerungsprozesse auf den Membranoberflächen („Membranfouling“) und die relevanten Prozessparameter gewonnen werden, um mit diesem Wissen die technische Skalierbarkeit in die Praxis zu erarbeiten. Bei erfolgreichem Abschluss des Projektes kann zum einen die Sicherheit und Haltbarkeit von Milchalternativen gesteigert werden und zum anderen der Proteingehalt zuverlässig standardisiert werden.

Die wissenschaftliche Basis liefert das Know-how aus der Milchforschung: Erkenntnisse zur Sporenreduktion in Milch sowie zur Proteinanreicherung durch Filtration bilden das Fundament. Im Rahmen der Forschungsarbeiten erfolgt auf dieser Grundlage die Übertragung auf pflanzliche Proteinlösungen aus Erbse und Hafer.

Dabei rückt auch die Frage nach der Energieeffizienz in den Fokus: Während thermische Verfahren einen hohen Energieeinsatz erfordern und zugleich funktionelle Eigenschaften der Proteine beeinträchtigen, verspricht die sequentielle Membranfiltration eine ressourcenschonende und zugleich produktschonende Alternative. Das Zusammenspiel aus Mikro- und Ultrafiltration erlaubt es, Mikroorganismen, insbesondere hitzestabile Sporen, gezielt abzutrennen und gleichzeitig lösliche Proteinfraktionen zu konzentrieren.

Die wirtschaftliche Relevanz ist hoch: Bereits ein Viertel aller Verbraucherinnen und Verbraucher in Deutschland greifen regelmäßig zu pflanzlichen Drinks – und der Absatz wächst stetig. Für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) sowie Start-ups in der Lebensmittelbranche entstehen durch die neuen, nativen Proteinkonzentrate vielfältige Potenziale: als funktionelle Zutat, als Basis für Hybridprodukte oder als innovative Alternativen zu Milch- und Fleischprodukten. Besonders die Möglichkeit, standardisierte Proteinlösungen mit hoher mikrobiologischer Sicherheit zu erzeugen, kann Fehlchargen reduzieren und technologische Prozesse besser steuerbar machen. Darüber hinaus lassen sich die gewonnenen Erkenntnisse auch auf andere pflanzliche Rohstoffe wie Soja oder Mandeln übertragen.

Das Projekt wird vom Forschungskreis der Ernährungsindustrie e. V. (FEI) koordiniert und vom Milchindustrie-Verband (MIV) und zahlreichen Unternehmen aktiv begleitet. Durch die enge Zusammenarbeit von Wissenschaft und dem Projektbegleitenden Ausschuss, der mit fachlich kompetenten Unternehmensvertretern besetzt ist, wird ein direkter und auch schneller Transfer von neuen Technologien in die Praxis gewährleistet. Das Vorhaben leistet damit einen Beitrag zur Weiterentwicklung pflanzenbasierter Ernährung und trägt zudem zur Senkung der CO₂-Emissionen bei.


Informationen zum IGF-Projekt 01IF23019N "Sporenreduzierte pflanzliche Proteinkonzentrate mit geringem Denaturierungsgrad durch sequentielle Membranfiltration"



... ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)