Eiweißpflanzen mit Zukunft

Hülsenfrüchte (Leguminosen) wie Linsen, Bohnen und Erbsen zählen seit Jahrhunderten zu den bedeutendsten pflanzlichen Eiweißquellen für Mensch und Tier. In jüngster Zeit gewinnen vor allem auch Futtererbsen, Ackerbohnen sowie Lupinen in Deutschland wieder zunehmend an Bedeutung.

Ackerbohnenschoten_RGB.jpg

Heute werden heimische Körnerleguminosen bzw. Hülsenfrüchte nicht mehr nur ausschließlich als Futter für Nutztiere oder in ganzer Form frisch, als Samen getrocknet, tiefgekühlt oder aus der Dose für die menschliche Ernährung verwendet. Neue Technologien erlauben auch den Einsatz als Zutat in der Lebensmittelherstellung. Vor allem die Proteine der Lupinen besitzen eine hohe biologische Wertigkeit. Auch der Proteinanteil des Raps – unsere wichtigste Ölpflanze – verfügt über eine für die menschliche Ernährung besonders günstige Aminosäurezusammensetzung.

Durch den Einsatz in Lebensmitteln können diese pflanzlichen Eiweiße zu einer verbesserten Proteinversorgung beitragen. Um die Ernährung der stetig wachsenden Weltbevölkerung sicherzustellen, ist es in Zukunft angeraten, vermehrt auf pflanzliche Proteinquellen umzusteigen. Denn im Vergleich zur Erzeugung tierischer Proteine erfordert die Erzeugung pflanzlicher Proteine deutlich weniger Anbaufläche.

Darüber hinaus ist es vor allem unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit begrüßenswert, dass sich die heimischen Eiweißpflanzen mehr und mehr etablieren. Sie tragen zum Schutz von Umwelt und Klima bei, gleichzeitig verringert ihr Anbau die Abhängigkeit von importiertem Sojaprotein.

Anbau

Der Anbau von heimischen Eiweißpflanzen bietet viele Vorteile für Landwirtschaft und Umwelt:

KÖRNERLEGUMINOSEN

Wiederbelichtung_Feld_DSC_0012.JPGKörnerleguminosen werden in der Regel im Frühjahr gesät. Sie zeichnen sich durch die Symbiose mit Knöllchenbakterien aus, die in der Lage sind, den Stickstoff auf der Luft zu binden, so dass eine zusätzliche Düngung mit diesem Nährstoff nicht erforderlich ist.

In Mai und Juni blühen die Schmetterlingsblütler. Obwohl sie zu den Selbstbestäubern gehören, liefern sie Nektar und Pollen für Bienen und andere Insekten. Aus der Blüte entwickelt sich in der Folge eine längliche Hülse, in der Bohnen-, Erbsen- und Lupinensamen heranreifen.

Zur Erntezeit im Juli/August bis September sind die Hülsen trocken und braun geworden. Nach der Ernte verbleiben die Reste der Pflanzen auf dem Feld und dienen den nachfolgenden Kulturen als Dünger.

Körnerleguminosen besitzen aufgrund ihres umfangreichen Wurzelwerks und der durch sie entstandenen Humusanreicherung bzw. Stickstoff-Fixierung für die nachfolgend angebaute Ackerfrucht – in der Regel Getreide – einen hohen Vorfruchtwert.

RAPS

Rapsbluete_2013_Schafstelze_300dpi.jpg

Ende August erfolgt die Aussaat des Rapses. Insgesamt benötigt der Winterraps 11 Monate um zu reifen. Bis zum Winter hat sich eine flache Blattrosette ausgebildet, die den Boden in den kalten Monaten vor Wind und Niederschlägen schützt. Seinen großen Auftritt hat der Raps Ende April bis Ende Mai, wenn die leuchtend gelben Felder die Landschaften überziehen. Danach reifen in den Schoten schwarzbraune Samenkörner heran, die im Juli geerntet und zu Rapsöl verarbeitet werden. Das dabei anfallende Schrot wird meist als Eiweißfuttermittel verwendet, ist jedoch auch der Ausgangsstoff für die Rapsproteinprodukte in der Humanernährung.

Raps hinterlässt einen nährstoffreichen, gut aufgelockerten Boden für die Folgefrüchte und hat – wie Körnerleguminosen – einen hohen Vorfruchtwert für die nachfolgend angebaute Ackerfrucht, üblicherweise Getreide.

Ernährungsphysiologie

Pflanzliche Proteine werden in vielen Bereichen der Lebensmittelproduktion eingesetzt. Die Proteine der Lupine und der Futtererbse werden bereits verwendet. Der Einsatz von Rapsproteinprodukten steckt in den Kinderschuhen. Bei Ackerbohnen laufen ebenfalls Forschungsvorhaben, um diese Proteine in Zukunft für die menschliche Ernährung nutzbar zu machen.

LUPINEN

Es existieren über 200 verschiedene Lupinengattungen. Zu den bekanntesten zählen die „Weiße Lupine“ sowie die „Blaue Lupine“. Gleichzeitig sind diese beiden auch im Hinblick auf den Einsatz in der menschlichen Ernährung von Bedeutung. Weiße Lupinensamen unterscheiden sich von denen der Blauen hinsichtlich ihrer Form. Sie haben eine abgeflachte, rundlich-viereckige Form, wohingegen die Samen der Blauen kleiner und rund sind. Sie unterscheiden sich vor allem im Proteingehalt.

DSC_0092.JPG

Lupinensamen sind eine hervorragende Eiweißquelle. Mit bis ca. 37 % Proteinanteil erreichen sie den Gehalt der Sojabohne. Lupinenprotein zeigt annährend dieselbe biologische Wertigkeit wie Sojaprotein und ist besonders reich an Arginin. Darüber hinaus besitzen die Samen der Lupine Mineralstoffe, Vitamine sowie wertvolle lösliche Ballaststoffe. Lupinensamen enthalten kaum Stärke, ein ernährungsphysiologisch wichtiger Aspekt. Der Fettanteil beträgt zwischen 4 und 7 % und besteht überwiegend aus wertvollen einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren.

Produkte aus Lupinen sind für alle Altersgruppen sehr gut geeignet und haben günstige Einflüsse auf den Cholesterinstoffwechsel. Besonders Personen mit Zöliakie profitieren, da sich aus Lupinen gluten-, cholesterin- und laktosefreie Produkte für die Humanernährung herstellen lassen. Darüber hinaus sind sie praktisch purinfrei und daher auch für die Ernährung von Gicht-Patienten geeignet.

PALERBSEN

Diese Erbsensorte besitzt eine glatte Schale und lässt sich anders als die süßlichere Markerbse auch in getrocknetem Zustand kochen. Ihre hohen Gehalte an Stärke (bis zu 54 % ) sowie Proteinen (rund 25 %) und Ballaststoffen (ca. 18 %) bei nur ca. 2 % Lipiden bedingen ihr hohes Nährwertpotential. Da Palerbsen einen niedrigen Gehalt an schwefelhaltigen Aminosäuren (Cystein, Methionin), dafür aber einen besonders hohen Lysingehalt von 7,3 % aufweisen, eignen sie sich hervorragend zur Ergänzung von Getreide, bei denen Lysin limitierend ist. Im Vergleich zu anderen Leguminosen ist der Gehalt an antinutritiven Inhaltsstoffen gering. Zudem gelten Erbsenproteine als nicht allergie-auslösend.

RAPS

Rapsöl zählt aufgrund seiner Zusammensetzung zu den ernährungsphysiologisch wertvollsten Pflanzenölen. Doch die Rapssaat enthält auch hochwertiges Protein, welches sich nicht nur als gute Eiweißquelle in der Tierfütterung, sondern auch für die menschliche Ernährung nutzen lässt.

Die Zusammensetzung der beiden Hauptinhaltsstoffe variiert, je nach Sorte und Standort. Der Ölgehalt macht einen Anteil von 40 bis 45 % aus. Der Proteingehalt der Saat schwankt zwischen

20 und 25 %. Die ernährungsphysiologisch besonders wertvollen globulären Proteine (Albumine), die auch in Milch- und Hühnereiweiß zu finden sind, machen dabei 40 % aus.

Im Vergleich zu Sojaprotein enthält Rapsprotein besonders viele schwefelhaltige Aminosäure (Cystein und Methionin). Das Rapsprotein ähnelt in seiner Zusammensetzung dem des Milchproteins und könnte in Zukunft verstärkt für die Humanernährung genutzt werden. So konnte in einer wissenschaftlichen Studie gezeigt werden, dass es keine Unterschiede in der Bioverfügbarkeit zwischen Raps und Soja gibt.

Verarbeitung/Einsatz

Generell liegen die Einsatzmöglichkeiten der ganzen Lupinenkörner und der durch Auftrennung des Lupinenkorns entstandenen Produkte in der Herstellung von Backwaren, Fleisch- und Wurstwaren, Brotaufstrichen sowie Dressings, Desserts und Drinks (Kaffee, Lupinendrink, Getreidespirituosen mit gerösteter Süßlupine).

WEISSE LUPINE

Lupinenmehl
Für die Herstellung des Lupinenmehls werden die Samen der Weißen Lupine geschält, getoastet und vermahlen. Durch den Toastprozess werden die Haltbarkeit und der Geschmack des Mehls verbessert.

_0114weikß_havelland.jpgLupinenmehl weist außerdem eine leichte Gelbfärbung auf und hat neben der guten Wasserbindung eine emulgierende Wirkung – vergleichbar mit der eines Hühnereis.  In Backwaren kann es zur Eiweißanreicherung (+ 20 bis 30 %) verwendet werden und dabei Getreidemehl ersetzen. Vor allem in der Naturkostbranche ist Lupinenmehl auf dem Vormarsch.

Im Handel ist auch Mehl der Blauen Lupine zu finden. Dieses ist in der Regel eiweißärmer und reicher an Bitterstoffen.  

Die Samen der Weißen Lupine finden beispielsweise in Brotaufstrich und vegetarischen Produkten Verwendung. Insbesondere der Biomarkt beschäftigt sich mit Weißen Lupinen.

BLAUE SÜSSLUPINE

Lupinen-Isolat, Lupinen-Konzentrat und innere Faser
Zur Herstellung von Lupinen-Isolaten werden Lupinensamen mit Wasser zu einem zähflüssigen Brei vermischt. Über verschiedene Produktionsstufen hinweg entsteht eine Art Lupinenmilch. Zu Pulver getrocknet besitzt dieses Isolat einen Proteingehalt von über 90 %. Diese Technologie wurde von Experten des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung in Freising entwickelt. Die Isolate können Milch, Fleisch oder Ei vollständig in Lebensmitteln ersetzen.

Unter anderem werden folgende Produkte mit Lupinenprotein angeboten:

  • Lupinenschnitzel, -burger, -gyros, -geschnetzeltes, -filet und -würstchen (Einsatz nur von Weißen Lupinen und ausschließlich in Bioqualität)
  • Lupinenbratlinge (Einsatz nur von Weißen Lupinen und ausschließlich in Bioqualität)
  • ganze Lupinensamen zum Keimen und Kochen (Einsatz nur von Weißen Lupinen)
  • Lupinenmehl, -grieß, -schrot und -kleie zum Backen
  • Backwaren mit Lupinenmehl oder -protein (z. B. eiweißreiche Brote)
  • Ei-Ersatz auf Lupinenbasis
  • Lupinenmilch
  • Lupinenkaffee (ausschließlich in Bioqualiät)
  • Speiseeis mit Lupinenprotein
  • Okara: getrocknete Lupinenfasern
  • Brotaufstriche auf Lupinenbasis
  • Getreidespirituosen mit gerösteter Süßlupine

PALERBSEN

Erbsenstärke

Erbsen_Schote_bearb.jpgDie Stärke aus der Palerbse zeichnet sich durch ein ausgezeichnetes Gelbildungsvermögen, einen hohen Amylosegehalt von ca. 35 % sowie eine gute Stabilität gegenüber Säure-, Scher- und Hitzeeinwirkung aus. Folglich lässt sie sich anstelle von Getreidestärke oder anderen Gelbildnern für Suppen, Soßen, Instantgerichte, Pudding sowie Dessertcreme einsetzen. Auch für Back- bzw. Dauerbackwaren und Extrusionserzeugnisse ist Erbsenstärke geeignet.

Erbsenprotein-Isolat
Aus dem Ausgangsstoff Erbsenmehl kann durch Extraktion, Ultrafiltration und abschließender Trocknung ein Protein-Isloat mit bis zu 86 % Proteingehalt hergestellt werden. Aufgrund seiner hohen Löslichkeit bei guter Verdaulichkeit, Verträglichkeit und einem hochwertigen Aminosäureprofil findet es zunehmend Anwendung als partieller oder vollständiger Ersatz von Milcheiweiß, Hühnerei-Bestandteilen oder auch anderen pflanzlichen Eiweißen. Neben Fleischersatzprodukten und milch- bzw. glutenfreien Erzeugnissen wie Desserts oder Speiseeis wird Erbsenprotein-Isolat auch für Riegel und Shakes in der Sportlerernährung verwendet. Außerdem lässt sich bei Teig- und Backwaren durch die Zugabe von Erbsenmehl oder Erbesnprotein-Isolat der Proteingehalt steigern sowie aufgrund der höheren Wasserbindungskapazität die Frischhaltung verbessern.

Erbsenfasern
Erbsenfasern werden aus der Schale bzw. dem Keimling gewonnen und haben einen hohen Ballaststoffanteil. Die Gehalte an Zucker und Lipiden hingegen sind gering. Mit ihrem neutralen Geschmack und einem hohem Wasserbindungsvermögen von bis zum 10-fachen Eigengewicht lassen sie sich zur Ballaststoffanreicherung von Back- und Teigwaren sowie Fleisch- und Wurstprodukten einsetzen.

RAPS

Rapsprotein
Rapsprotein fällt unter die Novel-Food-Verordnung. Unter „Novel Food“ versteht man Lebensmittel und Lebensmittelzutaten, die vor dem 15. Mai 1997 noch nicht in nennenswertem Umfang in der EU für den menschlichen Verzehr verwendet wurden.

Rapswelle.jpgUm neuartige Lebensmittel auf den Markt zu bringen, muss daher nachgewiesen werden, dass ihr Verzehr gesundheitlich unbedenklich ist und nicht zu Ernährungsmängeln führt. In den USA ist Rapsprotein bereits zugelassen. In Europa erfolgte die Zulassung von Rapsprotein-Isolat als Novel-Food im Juni 2014. Damit steht dem Einsatz aus rechtlicher Sicht nichts mehr im Wege. In Zukunft sind für Rapsproteine prinzipiell die gleichen Einsatzgebiete wie bei entsprechenden Sojaproteinprodukten denkbar.

Rapsprotein-Isolate
Das Prinzip der Gewinnung von Rapsprotein besteht darin, dass die in dem entfetteten Samenmehl enthaltenden Proteine durch Einsatz geeigneter Lösungsmittel weitgehend gelöst und abgetrennt werden. Das Resultat ist ein Protein-Isolat mit einem Proteingehalt von 90 %.

Rapskernmehl
Der proteinreiche und ölreduzierte Rapskernkuchen, der bei der Herstellung von Rapsöl aus geschälter Rapssaat entsteht, wird zu einem Mehl vermahlen. Das Raps-Kernmehl stellt eine würzige und allergenfreie Variante zu Senfmehl dar. Vor allem für Menschen, bei denen Senf und senfhaltige Lebensmittel allergische Reaktionen hervorrufen, ist das Rapsmehl eine gute Alternative.

Unter anderem werden folgende Produkte mit Rapsprotein angeboten:

  • „Raps-Senf“ (Verwendung und Konsistenz wie Senf)
  • Gewürzmarinaden für Grillfleisch
  • Wurstwaren
  • Backwaren
  • Teigwaren
  • Saucen
  • Dressings
  • Vegetarische Lebensmittel

 

Literatur:

Manja Fleddermann, Anita Fechner, Andrea Rößler, Melanie Bähr, Anja Pastor, Frank Liebert, Gerhard Jahreis (2013): Nutritional evaluation of rapeseed protein compared to soy protein for quality, plasma amino acids, and nitrogen balance - a randomized cross-over intervention study in humans. Clinical Nutrition, http://dx.doi.org/10.1016/j.clnu.2012.11.005

Elke zu Münster, Eva Euerl (2015) : Weiße Lupine – aus biologischem Anbau in die vegane Küche

Susanne Donner: Lupine: Die heimische Eiweißquelle, https://www.ugb.de/lebensmittel-zubereitung/lupine/

www.lupinen-netzwerk.de

Julia Behr: Mit Lupineneiweiß in die Zukunft,  https://vebu.de/themen/lifestyle/essen-a-trinken/lebensmittel/2357-lupine-eiweissreiche-pflanze

Ufop-Schriften Heft 32: Rapsprotein in der Humanernährung http://www.ufop.de/files/4813/3922/6280/UFOP_Schriften_Heft_32.pdf

Katja Schulz (2011): Ernährungsphysiologische und biofunktionelle Wirkungen von Inhaltsstoffen einheimischer  Körnerleguminosen (Erbse, Ackerbohne, Lupine), http://www.ufop.de/files/4713/4449/8573/Inhaltsstoffe_KL_Katja_Schulz.pdf

Übersicht über Botanik und Inhaltsstoffe der Erbse (Pisum sativum L.)

http://bibd.uni-giessen.de/gdoc/2000/uni/p000003/erbse.htm

Florian Wild (2012): Herstellung und Charakterisierung von Proteinprodukten aus Palerbsen und deren Potential zur Bildung von Proteinmatrices mit hohen Lipidanteilen in Futtermitteln für Salmoniden

https://opus4.kobv.de/opus4-tuberlin/files/3526/wild_florian.pdf

Emsland Aller Aqua GmbH – Präsentation (2014)

http://www.ernaehrungswirtschaft-brandenburg.de/files/media-download/praesentation-tde-2014emsland-aller-aquajahn-1903.pdf.