LeaFood

Veränderte Verbrauchergewohnheiten führten in vielen Ländern zu einer erhöhten Nachfrage nach pflanzlichen Proteinquellen. Dies zeigt sich in den letzten Jahren durch eine massive Zunahme von marktverfügbaren Lebensmitteln auf Basis alternativer Proteinquellen wie Hafer, Hülsenfrüchten, Ölsaaten oder Algen in Europa und weltweit. Neue Quellen für solche Proteine sind grüne Blätter, die hauptsächlich aufgrund ihrer breiten Verfügbarkeit, der hohen Proteinerträge pro Hektar und ihres mittleren bis hohen Proteingehalts (bei Cassava- und Zuckerrübenblättern: 30% bzw. 19% in Trockenmasse) vielversprechend sind. Die Haupthindernisse für eine wirtschaftliche Nutzung sind derzeit die grüne Farbe der Produkte, charakteristische Fehlaromen und Schwierigkeiten bei der Fraktionierung grüner Biomasse in proteinreiche Inhaltsstoffe aufgrund stabiler Zellwände. Daher zielt das deutsch-brasilianische Konsortium des LeaFood-Projekts darauf ab, nachhaltige Verfahren zur Herstellung von Proteinkonzentraten und / oder -isolaten (lösliche und membrangebundene Blätterproteine) mit einem Proteingehalt von bis zu 90% zu entwickeln, indem die Begleitstoffe aus den Blättern von Cassava und Zuckerrüben reduziert werden.

Das Forschungsvorhaben umfasst dabei die gesamte Wertschöpfungskette. Zunächst werden Feldversuche zur Optimierung der Blätterbiomasse und der Ernte von Cassava durchgeführt. Zusätzlich werden Zuckerrübenblätter verschiedener Sorten auf ihre Eignung für die Proteinextraktion basierend auf ihrer Zusammensetzung und ihrem Proteingehalt evaluiert. Die geernteten Blätter werden durch verschiedene Wasch-, Sortier- und Konservierungsverfahren (Trocknen, Gefrierlagerung) behandelt, um stabilisierte Blätter für die Proteinisolierung zu erhalten. Um die Extraktionsausbeute und -reinheit der Proteine zu verbessern, werden Proteinverluste aufgrund von enzymatischen Abbaureaktionen durch die Zugabe von Additiven mit unterschiedlichen Wirkmechanismen (Abfangen phenolischer Verbindungen, Ansäuern des Extraktionsmediums, Reduzieren oxidierter Phenolverbindungen) vermieden und die Solubilisierung von membrangebundenen Proteinen durch Einsatz lebensmittelzugelassener Salze und Detergenzien erleichtert. Außerdem wird der Zellaufschluss durch Einsatz enzymatischer, mechanischer oder elektrischer Methoden verbessert. Zur Proteinanreicherung werden die resultierenden Proteinextrakte ultrafiltriert oder eine Proteinfällung unter sauren Bedingungen durchgeführt. Abschließend wird das Anwendungspotential der resultierenden Proteinzutaten in verschiedenen Lebensmitteln getestet.

Das Endergebnis von LeaFood ist ein Prozess zur wirtschaftlichen Nutzung nicht ausreichend genutzter Ernterückstände der Cassava- und Zuckerrübenproduktion, der dazu beiträgt das Einkommen der Landwirte zu erhöhen. Dabei werden innovative Proteine extrahiert und charakterisiert, die neue Funktionalitäten für eine Anwendung in Lebensmitteln mit sich bringen. Diese Proteine bieten KMU die Möglichkeit tierische Proteine oder herkömmliche pflanzliche Proteine in neuen Lebensmitteln zu substituieren, neue Märkte zu erschließen und neue Kunden zu gewinnen. Damit schafft LeaFood als vorwettbewerbliches Projekt die Grundlage für eine weitere wirtschaftliche Nutzung der Projektergebnisse und für die Durchführung weiterer, im Vorfeld der Vermarktung erforderlicher Prozessoptimierungen.