Proteindatenbank – schnell und sicher zum passenden Ingredient

Die langjährige Erfahrung in der Entwicklung und im Einsatz von pflanzlichen Proteinen hat das Fraunhofer IVV zum Aufbau einer Proteindatenbank genutzt. Damit ist das Institut in der Lage, Unternehmen dabei zu unterstützen, schnell und treffsicher die passenden pflanzlichen Proteine für ihre Lebensmittelinnovationen auszuwählen und im Anschluss die Entwicklungen entlang der gesamten Prozesskette zu begleiten.

Die Inhalte und Funktionen der Datenbank werden am 28. November um 16 Uhr im Exhibitor Showcase Theatre im Vortrag »Plant-Based Protein Ingredient Database: Empowering Targeted Product Development« erläutert.

Vom Rohstoff bis zum fertigen Lebensmittel

Das Fraunhofer IVV entwickelt aus unterschiedlichsten pflanzlichen Rohstoffen wie Leguminosen, Ölsaaten und Nebenströmen der Lebensmittelindustrie funktionelle Lebensmittelzutaten wie Proteine und Ballaststoffe. Spezifisch für den jeweiligen Rohstoff und maßgeschneidert für jede Anwendung optimiert das Institut nass- und trockentechnische ressourcenschonende Gewinnungsverfahren und Verarbeitungsprozesse im Labor- und Pilotmaßstab im Hinblick auf Zusammensetzung, funktionelle und sensorische Eigenschaften. Hinzu kommt die Charakterisierung der Lebensmittelzutaten hinsichtlich chemischer Zusammensetzung, funktioneller Eigenschaften, Molekulargewichtsverteilung, Anwesenheit endogener Enzyme und Enzym-Inhibitoren sowie anderer antinutritiver Bestandteile. Zur Herstellung von Lebensmittelzutaten und Produktmustern im Pilotmaßstab steht im Fraunhofer IVV ein Ingredients- und Lebensmitteltechnikum zur Verfügung. Veränderungen der Produkte während der Lagerung können im Fraunhofer IVV direkt vor Ort in Lagertests und durch ein speziell ausgebildetes Sensorikpanel überprüft werden.

Für die individuelle und zielgerichtete Entwicklung und Optimierung von Produkten steht im Fraunhofer IVV ein langjähriges Wissen über das komplexe Zusammenspiel von Rohstoff, Herstellverfahren und Fermentation zur Verfügung. Das Institut entwickelt deshalb auch Milchproduktalternativen auf Basis pflanzlicher Rohstoffe und proteinreicher, funktioneller Zutaten. Dabei wird die Fermentation mittels Milchsäurebakterien für die zielgerichtete Generierung von Produkteigenschaften wie Cremigkeit, Viskositätserhöhung und Gelbildung in Milchproduktalternativen wie veganen Joghurt- und Käsealternativen genutzt.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung von texturierten Lebensmitteln für die Anwendung in Fleisch-, Fisch- und Meeresfruchtalternativen. Das Fraunhofer IVV untersucht insbesondere die Gewinnung von Texturaten unter Verwendung alternativer Proteinzutaten aus Pflanzen, Algen, Pilzen oder Insekten für die Herstellung von innovativen, sicheren und sensorisch attraktiven Fleischalternativprodukten. Dabei nutzt das Institut seine langjährige Expertise im Bereich der Extrusion für die Entwicklung kundenspezifischer Texturierungslösungen, die von kleinen orientierenden Untersuchungen im kg-Maßstab bis hin zum industrienahen Maßstab reichen. Nach den Vorgaben und Fragestellungen der Kunden entwickelt und optimiert das Fraunhofer IVV Produkte und Ingredients und erarbeitet darüber hinaus auch nachhaltige Verpackungslösungen für sichere Lebensmittel.

Neue Agrarsysteme für eine nachhaltige Ernährung der Zukunft

Weltweit werden zunehmend neue, geschlossene Agrarsysteme eingesetzt, um gesunde Lebensmittel mit hoher Qualität bereitzustellen und die Weltbevölkerung mit wertvollen Proteinen zu versorgen. Diese »Contained Environmental Agriculture« hat den Vorteil, dass Nahrungsmittel orts- und wetterunabhängig das ganze Jahr ressourcenschonend produziert werden können. Das Fraunhofer IME in Aachen bearbeitet die neuen Agrarsysteme »Vertical Farming« von Pflanzen, »Single Cell Protein« und »Cultured Meat« und bietet seinen Forschungspartnern und Kunden Lösungen für optimierte Prozesse entlang der Wertschöpfungskette vom Rohstoff bis zum Produkt.

Als Pionier der pflanzenbasierten Produktion besitzt das Fraunhofer IME eine langjährige Expertise im Bereich der Pflanzenkultivierung und verfügt über eine hervorragend ausgestattete Infrastruktur. Zur praxisnahen Erforschung aktueller Fragestellungen in den Bereichen des Indoor/Vertical Farmings wird eine Vielzahl von Kultivierungsansätzen unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt. Diese reichen von der klassischen einebigen Pflanzenkultivierung im Gewächshaus über die Indoor-Kultivierung in Wachstumskammern bis hin zur mehrebigen Kultivierung in verschiedenen Vertical Farming Systemen. Hierbei steht mit den am Fraunhofer IME entwickelten Vertical Farming Systemen OrbiLoop® und OrbiPlant® eine neuartige Plattformtechnologie zur Verfügung, die eine skalierbare Produktion bei minimalem Platz- und Ressourcenbedarf direkt im vertikal verlaufenden Förderband erlaubt.

Im Zuge der pflanzenbasierten Lebensmittelherstellung stellen Pflanzenzellkulturen (PZK) eine wichtige Alternative zu konventionell angebauten Pflanzen dar, da sie unabhängig von saisonalen Begebenheiten, verfügbarer Anbaufläche sowie unter vollständigem Verzicht von Pestiziden kultiviert werden. Daher wurde am Fraunhofer IME mit »LEDitSHAKE« ein Beleuchtungssystem für PZK entwickelt, um optimale Lichtrezepte für die Herstellung der wertvollen Inhaltsstoffe zu finden – ganz ohne Gentechnik.

Weitere Forschungsschwerpunkte am Fraunhofer IME sind »Single Cell Protein« und »Cultured Meat«. Die Arbeitsgruppe »Single Cell Protein« erschließt neue Proteinquellen aus Bakterienstämmen, die aus der Umwelt isoliert werden und in der Lebensmittelindustrie als Ei- und Molke-Ersatz zum Einsatz kommen können. »Cultured Meat« – in Laboren kultiviertes Fleisch – ist eine revolutionäre Alternative zur herkömmlichen Fleischproduktion. Dabei werden Tierzellen in vitro kultiviert, wodurch die Tierschlachtung entfällt und mit der Viehzucht einhergehende negative Umwelteinflüsse reduziert werden. Die Arbeitsgruppe »Cultured Meat« ist unter anderem auf die Etablierung stabiler, immortalisierter Zelllinien sowie auf die Entwicklung von kosteneffizienten, pflanzenbasierten Gerüststrukturen für eine tierfreie Fleischherstellung fokussiert.