Das Jahr 2010 – Noch abseits großen medialen Interesses gründen Mitarbeiter des Fraunhofer-Institutes die Prolupin GmbH. Eine Erfolgsgeschichte, die dank großer Innovationskraft und starken Partnern mit dem Deutschen Zukunftspreis 2014 ausgezeichnet wurde. Möglich gemacht haben diesen Erfolg vor allem modernste Trenntechnik Lösungen.
Was bisher geschah…
Die Idee aus Lupinen neue Zutaten für die industrielle Nahrungsmittelproduktion herzustellen wurde bereits vor über zehn Jahren geboren. Seit dieser Zeit forschen Wissenschaftler des Fraunhofer-Institutes für Verfahrenstechnik und Verpackung an einem Verfahren zur industriellen Herstellung. Größte Herausforderung für die Wissenschaftlicher war es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem sich die Inhaltsstoffe von Lupinensamen vollständig voneinander trennen lassen. Bisher waren Lupinen trotz vieler Vorteile nicht für den Endverbrauchermarkt interessant, da die Bitterstoffe einen Verzehr ungenießbar machten. Dank des neuen Verfahrens können nun unangenehme Geruchs- und Geschmackssubstanzen identifiziert und freigelegt werden.
Was sind Lupinen?
Lupinen oder auch Wolfsbohnen oder Feigbohnen genannt, sind Pflanzengattungen innerhalb der Familie der Hülsenfrüchtler. Lupinensamen enthalten hochwertiges Eiweiß, das sowohl als Ersatz für importiertes Soja im Viehfutter als auch in der menschlichen Ernährung zum Einsatz kommt. Durch ihr besonders hochwertiges Eiweiß sowie einem Fettanteil von wenigen Prozent, handelt es sich um ein besonders hochwertiges Nahrungsmittel. Hinzu kommt der hohe Gehalt essentieller Aminosäuren. Weiterer großer Vorteil der Lupine ist, dass sich die Pflanze auch in Deutschland ohne Probleme anbauen lässt und durch ihre stickstoffbindenden Wurzeln zu einer natürlichen Verbesserung der Böden führt. Sie stellt damit die ideale Pflanze für nachhaltige und ressourcenschonende Landwirtschaft dar.
Wie werden Lupinen verarbeitet? – Der Prozess
Um den nachhaltigen wirtschaftlichen Erfolg einer Lupinenfraktionierung sicherzustellen, wird die Ausbeute aller Fraktionen der Saat von über 90% angestrebt. Doch wie lassen sich „sensorisch neutrale“ Proteine aus Lupinen gewinnen?
Zunächst werden die Kerne geschält und zu hauchdünnen Flocken gewalzt. Anschließend entölt man diese mit überkritischem CO2. Das CO2 erreicht bei einem Druck von über 74 bar und Temperaturen höher als 31 Grad Celsius flüssigkeitsähnliche Eigenschaften. Darin löst sich ein Großteil der Öle und deren Begleitstoffe. Im Anschluss werden die entölten Flakes in einem Rührbehälter angemaischt und nachfolgend über einen Dekanter geleitet. Dieser trennt die Ballaststoffe und die Proteine voneinander ab. Die Flüssigphase enthält Bitterstoffe, Kohlehydrate, Zucker und weitere lösliche Geschmacksstoffe. Die Flüssigphase wird momentan nicht weiter verwendet und wird ins Abwasser geleitet.
Die Feststoffphase wiederum wird in einen weiteren Behälter gepumpt. Dort wird der pH-Wert angehoben, damit die Proteine löslich werden. Von dort aus wird die Masse erneut in einen Dekanter geleitet. Die Zentrifuge trennt mit der Feststoffphase unlösliche Fasern aus dem Gemisch ab. Diese werden später in der Futterindustrie verwendet.
Die Klarphase wird in einen letzten Behälter geführt und gesäuert. Da die verbleibende Trockensubstanz gering ist, lassen sich die Proteine mit Hilfe des Sedicanters® hervorragend abtrennen.
Große Aufgaben für eine kleine Maschine
Um den nachhaltigen wirtschaftlichen Erfolg einer Lupinenfraktionierung zu ermöglichen, wird die Ausbeute aller Fraktionen der Saat von über 90 % angestrebt. Dabei stand am Anfang die Frage, wie sich „sensorisch neutrale” Proteine aus Lupinen gewinnen lassen. Zunächst werden die Kerne geschält und zu hauchdünnen Flocken gewalzt. Anschließend entölt der Hersteller sie mit überkritischem CO2. Darin löst sich ein Großteil der Öle und deren Begleitstoffe. Im Anschluss werden die entölten Flakes in einem Rührbehälter angemaischt und nachfolgend über einen Dekanter geleitet. Dieser trennt die Ballaststoffe und die Proteine voneinander ab.
Die Flüssigphase enthält Bitterstoffe, Kohlenhydrate, Zucker und weitere lösliche Geschmacksstoffe. Die Feststoffphase wiederum pumpt das System in einen weiteren Behälter. Dort werden durch einen veränderten pH-Wert die Proteine löslich gemacht. Von dort aus leitet der Betreiber die Masse erneut in einen Dekanter. Eine Zentrifuge trennt im Anschluss mit der Feststoffphase unlösliche Komponenten aus dem Gemisch ab, die später in der Futterindustrie zum Einsatz kommen. Die Klarphase wird in einen letzten Behälter geführt. Da die verbleibende Trockensubstanz gering ist, lassen sich die Proteine mithilfe eines Sedicanters gut abtrennen. Dabei handelt es sich um eine spezielle Dekanterzentrifuge für das Verarbeiten von besonders weichem Sediment. Weicher beziehungsweise fließfähiger Feststoff lässt sich mit einem Standard-Dekanter nur schlecht verarbeiten. Ein solches Gerät erreicht eine maximale Zentrifugalbeschleunigung von 6.000 x g, während die Lösung des Trenntechnik-Spezialisten bis zu 10.000 x g erreicht — solche Werte waren bisher nur mit Separatoren möglich.
Fazit
Das Verarbeiten von Lupinen fordert Mensch und Maschine gleichermaßen. Bis vor einigen Jahren war es nicht möglich, die Lupinenpflanze zur Nahrungsmittelherstellung effizient zu nutzen. Besonders das Abtrennen der Bitterstoffe und Ballaststoffe, im industriellen Maßstab, stellte eine große Herausforderung dar. Mit großem Innovationsgeist der Prolupin GmbH und modernster Trenntechnologie ist es nun möglich, Lupinen als Lebensmittelzutat wirtschaftlich zu nutzen. Für das Jahr 2015 erscheinen nun weitere Lupinenprodukte für den alltäglichen Konsum. Unter anderem wird es ein Lupinen-Eis, ein Lupinen-Drink zur Verfeinerung von Müsli und Kaffe, eine Lupinen-Jogurt Alternative, Lupinen-Desserts, Dressings sowie einer Mayonnaise. Mit diesen leckeren Produkten kann man nicht nur Veganer und Vegetarier begeistern, sondern schafft auch für viele Menschen eine gesunde und ballaststoffreiche Alternative.
