Warum schäumt Hafermilch mal perfekt und mal gar nicht?
Neues Projekt macht die Funktionalität von Pflanzenproteinen messbar – für eine verlässlichere Produktion veganer Produkte
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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.
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