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Dekanter für die Gewinnung pflanzlicher Proteine

Trennung von Pflanzenbestandteilen
Dekanter für die Gewinnung pflanzlicher Proteine

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Das Sortiment an Produkten aus Pflanzenproteinen im Lebensmittelhandel steigt stetig. In den Supermärkten gibt es mittlerweile ein breites Angebot an pflanzlichen Alternativen zu Fleisch, Wurst, Fisch, Milch und Käse. Um hochreine Pflanzenproteine zu gewinnen, werden Stärke- und Ölpflanzen einem Trennprozess unterzogen. Eine zentrale Rolle spielen dabei Industriezentrifugen wie beispielsweise die Dekanter von Flottweg.

Noch vor wenigen Jahren führten Produkte auf der Basis von Pflanzenproteinen ein trauriges Nischendasein in den Supermarktregalen. Für den Großteil der Bevölkerung in den westlichen Kulturen waren sie aufgrund ihres Geschmacks und ihrer Konsistenz keine Alternative zu tierischen Lebensmitteln.

Eine Art Urknall stellt die Gründung der Unternehmen Beyond Meat und Impossible Foods in den Jahren 2009 und 2011 im Silicon Valley dar. Mit ihren pflanzenbasierten Burger-Pattys schaffen es die beiden Firmen innerhalb von nur einer Dekade vom kleinen Start-up zum Global Player. Der Impossible Burger basiert auf einer Rezeptur mit Soja- und Kartoffelprotein, der Beyond Burger besteht aus Erbsenprotein. Beide Produkte imitieren den Geschmack, die Konsistenz und die Optik ihres tierisches Vorbildes. Ein genialer Schachzug, denn dadurch konnte die große Konsumentengruppe der Flexitarier erschlossen werden.

Aufgrund des wirtschaftlichen Erfolgs und der positiven Mediendarstellung wurden seither weltweit unzählige weitere Start-ups gegründet. Mittlerweile gibt es ein umfangreiches Sortiment an pflanzlichen Pendants zu Fleischprodukten, Wurst, Fisch, Milch und Käse. Längst sind auch die bekannten Lebensmittelkonzerne in den Markt eingestiegen und erweitern ihr Produktportfolio.

Interesse an Eigenproduktion steigt

Dadurch steigt weltweit die Nachfrage nach pflanzlichen Proteinen. Die existierenden Hersteller reagieren darauf mit neuen Produktionsstätten. Zu ihnen gesellen sich nun auch vermehrt Quereinsteiger, die am Erfolg teilhaben wollen. Dies sind vor allem Unternehmen aus dem Agrarbereich, die Rohstoffe wie Erbsen anbauen und vermarkten sowie Ölmühlen, bei denen im Rahmen der Ölgewinnung ein proteinreicher Presskuchen zurückbleibt. Auch Lebensmittelbetriebe, die derzeit noch pflanzliches Protein einkaufen, interessieren sich mehr und mehr für eine eigene Produktion. Die direkte Verarbeitung vor Ort ist deshalb besonders interessant, weil dabei die kostenintensive Trocknung des Produkts entfallen kann und das ungetrocknete Protein überlegene funktionelle Eigenschaften besitzt.

Vom Rohstoff zum Proteinisolat

Als Proteinquelle für pflanzliche Alternativprodukte kommen Stärkepflanzen wie Erbsen, Ackerbohnen, Mungbohnen und Linsen, aber auch Ölpflanzen wie Soja, Raps, Lupinen, Sonnenblumen und Leinsaaten in Frage. Bei beiden Rohstoffgruppen macht man sich eine natürliche Eigenschaft der Proteine zunutze: Ihre Löslichkeit im wässrigen Medium ist abhängig vom pH-Wert. So kann das Protein in einem ersten Schritt bei hohem pH-Wert aus den Pflanzenteilen herausgelöst werden und von den restlichen Pflanzenfeststoffen, also Fasern und Stärke, mittels Dekanter getrennt werden. Dieses gewonnene flüssige Protein wird in einem zweiten Schritt durch pH-Wert-Absenkung wieder unlöslich und kann dadurch mit einem weiteren Dekanter von der restlichen Lösung getrennt werden. Das gefällte Protein wird durch anschließende Waschstufen weiter konzentriert und damit zum sogenannten Proteinisolat.

Stärkepflanzen enthalten neben 20 bis 25 % Protein auch einen beträchtlichen Anteil an Stärke und Fasern. Mithilfe des Trennprozesses lassen sich alle drei Bestandteile in hochreiner Form gewinnen. Somit können Stärke und Fasern ebenfalls als hochwertige Rohstoffe vermarktet werden. Dabei werden sie mittels Zentrifugalsieben, Hydrozyklon-Anlage sowie Düsenseparatoren und Dekantern, zum Beispiel von Flottweg, getrennt und konzentriert. Im Falle der Ölpflanzen wird der bei der Ölherstellung anfallende Presskuchen weiterverarbeitet. Wichtig ist, dass der vorausgehende Entölungsprozess möglichst schonend abläuft, da sonst das Protein vorgeschädigt ist und nicht mehr aus der Pflanzenmatrix gelöst werden kann.

Einige dieser Pflanzen enthalten sogenannte Antinutritional Factors (ANF). Ein Großteil dieser Stoffe dient der Pflanze als natürlicher Schutz vor Fressfeinden. Kartoffeln oder Bohnen etwa können aufgrund der ANFs nicht roh verzehrt werden, sondern müssen vorher gekocht oder blanchiert werden. Durch entsprechende Prozessgestaltung können diese Stoffe gezielt entfernt und eine hohe Proteinqualität ohne unerwünschte Nebenwirkung erzielt werden.

In manchen Fällen erfordert die Anwendung keine hochreine Isolat-Qualität des Proteins (80 bis 90 % Reinheit), sondern zum Beispiel nur 50 bis 70 %. In diesen Fällen wird das Protein nicht herausgelöst und anschließend gefällt. Stattdessen wird das Pflanzenprodukt nur intensiv gewaschen, bis die Konzentration der unerwünschten Bestandteile ausreichend reduziert wurde.

Zusammenfassung und Ausblick

Der Pflanzenproteinmarkt befindet sich derzeit in einem starken Umbruch. Zum klassischen Soja gesellen sich nun neue Rohstoffquellen aus dem Bereich der Stärke- oder Ölpflanzen. Diese neuen Rohstoffquellen sind nicht nur garantiert gentechnikfrei, sondern erfüllen auch noch eine Reihe an weiteren nachhaltigen Kriterien für die Landwirtschaft wie beispielsweise Regionalität und Biodiversität. Alles in allem stehen die Zeichen im Bereich Pflanzenprotein auf langfristiges Wachstum. Industriezentrifugen wie die Dekanter von Flottweg helfen dabei, wertvolle Ressourcen schonend zu verwerten.

Flottweg SE, Vilsbiburg


Autor: Dr. Mathias Aschenbrenner

Vertriebsingenieur,

Flottweg

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