Stabile Schäume, cremige Drinks

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Neues Forschungsprojekt macht die Funktionalität von Pflanzenproteinen
messbar – für eine verlässlichere Produktion veganer Produkte
Hafermilch schäumt mal perfekt und mal gar nicht. Der vegane Joghurt wird
einmal cremig, das nächste Mal grisselig. Hinter solchen Schwankungen
steckt oft nicht die Rezeptur, sondern der Rohstoff: Pflanzenproteine
verhalten sich je nach Herkunft, Verarbeitung und Charge unterschiedlich.

Genau hier setzt ein neues Forschungsprojekt der Technischen Universität
Berlin an: Gemeinsam mit der Universität Hohenheim erarbeitet das Team um
Prof. Dr. Stephan Drusch, Leiter des Fachgebiets Lebensmitteltechnologie
und -materialwissenschaften, standardisierte Methoden, um das
technofunktionelle Potenzial von Pflanzenproteinen messbar und
vergleichbar zu machen – also Eigenschaften wie Löslichkeit,
Emulgierfähigkeit, Gelbildung und Schaumbildung.

Warum ein „Fingerprint“ für Pflanzenproteine?
In sicherheitsrelevanten Bereichen der Lebensmittelanalytik – etwa bei
Salmonellen oder Rückständen von Pflanzenschutzmitteln – sind Messmethoden
längst genormt. Bei der technologischen Funktionalität dagegen gilt
häufig: Jede*r misst anders. „Wie gut schäumt etwas, wie gut geliert es –
dafür gibt es bislang keine allgemein etablierten Standards“, erklärt
Drusch. Das erschwert nicht nur Forschung und Vergleichbarkeit, sondern
auch die Zusammenarbeit entlang der Lebensmittel-Wertschöpfungskette:
Hersteller, Zulieferer und Labore sprechen oft nicht dieselbe „Mess-
Sprache“.

Besonders herausfordernd sind Pflanzenproteine, weil sie naturbedingt
stark variieren: Sortenunterschiede, Klima, Boden, Erntejahr und Lagerung
beeinflussen die Eigenschaften – selbst wenn Unternehmen „denselben“
Rohstoff vom selben Lieferanten beziehen. Diese sogenannte Batch-to-Batch-
Variation kann zu Fehlproduktionen führen oder macht aufwendige
Eingangstests nötig.

Was das Projekt konkret entwickelt
Das Projekt erarbeitet ein Methodenset, das die funktionellen
Eigenschaften von Pflanzenproteinpräparaten unter typischen
Lebensmittelbedingungen abbildet, also unter Einfluss von pH-Wert,
Ionenstärke und thermischer Behandlung. Ziel ist, dass das Verfahren nicht
nur im Speziallabor funktioniert, sondern auch in der Praxis –
idealerweise bis hin zu Methoden, die in der Qualitätskontrolle mit
überschaubarem Aufwand einsetzbar sind.
Untersucht werden unterschiedliche Verarbeitungsstufen von
Proteinrohstoffen:

•       Mehle (geringe Verarbeitung),
•       Proteinkonzentrate,
•       Proteinisolate (hoch aufgereinigt).

Zudem nimmt das Team bewusst eine breite Rohstoffpalette in den Blick – u.
a. aus Leguminosen, z. B. Erbse, Ackerbohne, Soja, sowie Proteine aus
Ölsaaten-Reststoffen wie Rapsprotein. Damit sollen Methoden entstehen, die
nicht nur für einen Spezialfall taugen, sondern für viele Anwendungen.

Wie Unternehmen profitieren
Wenn es am Ende gelingt, die Methoden als Branchenstandard zu etablieren –
perspektivisch etwa in DIN/ISO-Methodensammlungen – können Unternehmen
Rohstoffe gezielter auswählen und vergleichen: Welche Proteincharge eignet
sich für Schaum im Cappuccino? Welches Präparat stabilisiert eine vegane
Milchalternative? Welches Protein bildet ein belastbares Gel für Dessert
oder Aufstrich?

Die erwarteten Vorteile reichen von zielgerichteter Lieferantenauswahl
über bessere Qualitätssicherung bis hin zu schnelleren
Entwicklungsprojekten und mehr Innovationsfähigkeit. Besonders kleine und
mittlere Unternehmen (KMU) profitieren, weil dort oft keine
spezialisierten Abteilungen existieren.

Zusammenarbeit mit der Industrie und Anschluss an Datenbanken
Das Projekt ist auf drei Jahre angelegt und wird in enger Abstimmung mit
einem projektbegleitenden Ausschuss aus Industriepartnern umgesetzt. Ein
wichtiger letzter Schritt ist die Praxistauglichkeitsprüfung in
Unternehmen: Funktioniert das Messverfahren reproduzierbar auch außerhalb
des Forschungslabors?

Langfristig geht es auch um die bessere Nutzbarkeit von Forschungsdaten:
Standardisierte Methoden sind eine Voraussetzung dafür, dass Daten aus
verschiedenen Laboren zusammengeführt und in Datenbanken sinnvoll
verglichen werden können.

Forschung zu pflanzenbasierten Lebensmitteln an der TU Berlin
Pflanzenbasierte Lebensmittel rücken nicht nur durch neue Produkte,
sondern auch durch Anforderungen an Qualität, Verlässlichkeit und
industrielle Skalierung in den Fokus. Am Institut für
Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie der TU Berlin wird in
diesem Feld an verschiedenen Fragestellungen gearbeitet:

•       In der Lebensmittelchemie untersucht das Team um Prof. Dr. Sascha
Rohn, warum Hülsenfrüchte als gesund gelten – etwa mit Blick auf Fett- und
Zuckerstoffwechsel sowie die Rolle der Darmflora und wie Verarbeitung und
Zubereitung diese Effekte verändern können. Parallel baut das Projekt
„CiceRegio“ neue Wertschöpfungsketten für regional angebaute Kichererbsen
in Berlin/Brandenburg auf und prüft dafür Qualität und
Nutzungsmöglichkeiten entlang von Anbau und Verarbeitung.
•       In der Lebensmittelbiotechnologie/-prozesstechnik erforscht Prof.
Dr.-Ing. Cornelia Rauh außerdem, welche Eigenschaften pflanzlicher
Proteine – zum Beispiel aus Erbsen – darüber entscheiden, ob Lebensmittel
stabile Schäume bilden, etwa in Desserts oder Eis.