Herstellung alternativer Proteine Effiziente Verfahren für Future Foods

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HOSOKAWA ALPINE Aktiengesellschaft

EBRO ARMATUREN Gebr.Bröer GmbH

Es gibt eine Menge an Ideen, wie lebenswichtige Proteine gewonnen werden, und zwar ohne tierischen Ursprung. Dafür benötigt man jedoch auch die entsprechende Verfahrenstechnik.

Proteine sind ein lebenswichtiger Makronährstoff. Da der menschliche Körper keinen Eiweißspeicher besitzt, müssen unsere Körperzellen regelmäßig mit Proteinen versorgt werden. Durch das globale Bevölkerungswachstum steigt die weltweite Nachfrage danach. „Allein mit tierischen Produkten ist der Bedarf langfristig nicht mehr zu decken. Zudem sind alternative Proteine aufgrund des Klimaschutzes dringend notwendig“, fasst Alexander Langer, Deputy Head of Sales von Hosokawa Alpine, den Stand der aktuellen Diskussion zusammen.

Proteine können alternativ auch aus Pflanzen, Insekten oder Restströmen der Lebensmittelindustrie gewonnen werden. Dafür haben Hosokawa Alpine und die gesamte Hosokawa Micron Group die passenden Technologien entwickelt.

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Eiweißreiche Spezialmehle aus Pflanzen durch Trockenfraktionierung

Als Alternative zu tierischem spielt pflanzliches Eiweiß eine zentrale Rolle. Neue Möglichkeiten zur Gewinnung pflanzlicher Proteine eröffnen sich aus Quellen wie Weizen, Roggen, Hafer, Gerste, Soja, Erbsen, Linsen oder anderen Getreidearten und Hülsenfrüchten. „Durch Feinstvermahlung und anschließende Sichtung entstehen Spezialmehle mit einem erheblich höheren Proteinanteil als das Ausgangsmaterial“, betont Langer. Diese werden dann als Grundlage für vegane Burgerpatties, Lupinenschnitzel und viele weitere pflanzliche Nahrungsmittel genutzt. Zur Herstellung der protein- und stärkereichen Spezialmehle bietet Hosokawa Alpine zwei Verfahren an: das Präzisions- und das Standardverfahren. „Unser Spezialgebiet ist das Präzisionsverfahren, bei dem die kleineren Protein- und die größeren Stärkepartikel deagglomeriert und dann die feineren Proteinpartikel und die gröberen Stärkepartikel fraktioniert werden“, erklärt Langer. Die Trockenfraktionierung von Proteinen besteht dabei aus einer effizienten Feinvermahlung mit der Sichtermühle Zirkoplex ZPS und einer Hochleistungssichtung des fein gemahlenen Produkts mit dem Sichter Turboplex ATP. So entstehen schließlich zwei Produkte: ein feines Proteinkonzentrat und ein grobes Stärkekonzentrat.

Das Standardverfahren von Hosokawa Alpine für die Trockenfraktionierung umfasst eine effiziente Feinmahlung mit der Stiftmühle Contraplex CW II und eine Hochleistungssichtung des fein gemahlenen Produkts mit dem Windsichter ATP. „Bei einigen Produkte mit hohem Faser- und/oder Ölgehalt empfiehlt sich die Mühle Contraplex CW II, um diese Bestandteile effizient zu deagglomerieren“, so Langer. Neben der Gewinnung von Proteinen aus Getreide oder Hülsenfrüchten können auch andere wertvolle Proteinquellen wie Sonnenblumen-Extraktionsschrot, Pseudogetreide, Guarkernmehl, Johannesbrotkernmehlsplit und Lebensmittel-Nebenprodukte aus Brauerei- und Ölextraktionsprozessen verarbeitet werden. Das ermöglicht nicht nur die Gewinnung wertvoller Proteine, sondern auch die Fraktionierung anderer wertvoller Inhaltsstoffe wie Ballaststoffe.

Trocknungssystem zur Insektenproteinherstellung

Aber nicht nur Getreide oder Hülsenfrüchte eigen sich als alternative Proteinquelle. Auch Insekten wie die Larven der Schwarzen Soldatenfliege, Mehlwürmer und Fruchtfliegen sind interessante Alternativen für hochwertiges tierisches Eiweiß. „Larven sind aufgrund ihrer hohen Futterverwertung sehr effizient und benötigen nur wenig Futter, um große Mengen nahrhafter tierischer Proteine und Ölextrakte zu produzieren“, so Daan Goris, Teamleiter Food & Feed bei Hosokawa Micron B. V.

Da Larven wärmeempfindlich sind und die Verarbeitung in feuchtem Futter problematisch ist, ist das Drymeister Flash Trocknungssystem DMR von Hosokawa Micron B. V. die ideale Lösung. Das System vereint Trocknen, Mahlen und Sichten in einer einzigen Anlage und ermöglicht es, das enorme Wachstumspotenzial des Insektenproteinmarktes in der Lebens- und Futtermittelindustrie voll auszuschöpfen. Durch die individuelle Einstellung der Partikelgröße und der Scherkraft können die gewünschten Eigenschaften des Insektenproteinpulvers erzielt werden.

Nachhaltige Verwertung von Restströmen

„Die Aufwertung von Restströmen ist ein weiteres, brandaktuelles Thema in der Lebensmittelindustrie, wo Trocknungsprozesse in punkto Rohstoffe und Energieverbrauch eine wichtige Rolle spielen“, analysiert Goris. Meist handelt es sich bei Restströmen um Flüssigkeiten, Pasten oder Nasspulver, die Proteine enthalten oder über andere positive, funktionelle Eigenschaften verfügen. „Denken Sie nur an die Reststoffe aus der Verarbeitung von Fleisch oder Fisch, Gemüse oder Fruchtschalen und an die Seitenströme aus Bäckereien, Brauereien und Bioraffinerien“, nennt Goris einige Beispiele. Ein typisches System zur Verwertung von Restströmen beinhaltet laut Goris folgende Komponenten: eine Mühle zur Zerkleinerung der Reste, ein Kocher zur Hitzeerzeugung gegen mikrobielle Probleme, eine Schneckenpresse zum Herauspressen der Flüssigkeit, ein Dekanter zur Trennung der Flüssigkeiten, ein Verdampfer zur Erhöhung des Trockensubstanzgehalts und der DMR Flash-Mahltrockner zur Trocknung des nassen Presskuchens, um das hochwertige, nahrhafte Pulver zu erhalten.

Ob die Rückgewinnung von Rohstoffen möglich und rentabel ist, lässt sich in der Regel aufgrund der Erfahrung von Hosokawa Micron abschätzen. „Viele natürliche Abfallströme enthalten typischerweise 15 bis 40 Prozent Feststoffe. Unsere Datenbank stellt eine hervorragende Informationsquelle für die Analyse dar“, schließt Goris. Zudem verfügen sowohl Hosokawa Alpine in Augsburg als auch Hosokawa Micron B. V. in den Niederlanden über Testzentren, in denen Kunden ihre eigenen Produkte testen und so die optimale Lösung für ihre Prozesse finden können.