Eiweißgewinnung aus Reisresten: Neues Verfahren für Rohstoff statt Abfall

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Mit spezieller Filtrationstechnik werden die Peptide aus dem Reis-Eiweiß der Größe nach getrennt (Foto: © Fraunhofer UMSICHT)

München –Reis besteht zum überwiegenden Teil aus Stärke. Diese wird von vielen Betrieben extrahiert und verkauft, etwa als gluten- und allergenfreie Babynahrung. Die Eiweiße, die dabei übrig bleiben, entsorgen die Hersteller vielfach – und das zu hohen Preisen. Dabei könnten die Eiweiße aufgrund ihrer physiologischen Aktivität von großem Nutzen sein: etwa für Nahrungsergänzungsmittel oder für Kosmetika. Ein neues Verfahren spaltet das Eiweiß nun in kleinere Stücke, in Peptide, und reinigt sie. Die Peptide wiederum könnten in Kosmetika und Nahrungsergänzungsmitteln wertvolle Dienste leisten.


Im EU-Projekt „Biorice“ haben Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen gemeinsam mit europäischen Partnern nun ein Verfahren entwickelt, um diesen Rohstoff zu nutzen. „Wir haben aus einem Nebenprodukt, das eigentlich Kosten verursacht, ein hochwertiges Produkt generiert, das in Nahrungsmitteln und Kosmetika genutzt werden kann“, urteilt Dr.-Ing. Jürgen Grän-Heedfeld, Wissenschaftler am UMSICHT. „Das ist für diesen Rohstoff bislang einzigartig.“

Peptide – nach Größe sortiert

Zur Bearbeitung spalten die italienischen Projektpartner von der Universität Bologna zunächst die Eiweiße in Bruchstücke auf, die Peptide. „Wir trennen diese Peptide der Größe nach, wir sortieren sie quasi“, erläutert Jürgen Grän-Heedfeld. Dazu nutzen die Forscher verschiedene Membranen, die wie Filter wirken. Das Ergebnis: Peptide in vier verschiedenen Größenordnungen. Der Vorteil dieser Methode: Die Forscher setzen ausschließlich auf physikalische Trennmethoden, es kommt keinerlei Chemie zum Einsatz. Das Endprodukt ist naturrein. Mittlerweile haben die Wissenschaftler das Verfahren erfolgreich auf größere Maßstäbe übertragen: Statt der anfänglichen 15 bis 200 Milliliter arbeiten sie nun mit Lösungsmengen von bis zu 20 Litern.

Schonende Trocknung

In einem weiteren Schritt trocknen die Wissenschaftler die einzelnen Fraktionen – also die vier Lösungen. Dazu nutzen sie das etablierte und schonende Verfahren der Gefriertrocknung sowie die Sprühtrockung. Bei der Gefriertrocknung zieht ein Vakuum das Wasser aus dem Produkt heraus, der Wasserdampf wird an einem Kondensator gefroren. Dieses Verfahren ist extrem schonend, allerdings auch energieaufwändig. Die Sprühtrocknung belastet die Eiweiße zwar etwas mehr, ist jedoch schneller: Dabei sprüht eine Düse die Lösung in einen Heißluftstrom. Dieser trocknet die Eiweißstücke in Sekundenbruchteilen; zurück bleibt das reine Peptid, das ein wenig an Milchpulver erinnert.

„Auf diese Weise können wir im Labor Peptid-Mengen von 100 bis 200 Gramm leicht herstellen“, betont Jürgen Grän-Heedfeld. Die Herausforderung lag vor allem darin, thermische Schädigungen zu vermeiden und die Peptide stabil zu halten. Denn sie sind ein Naturprodukt, das sich leicht verfärben oder gar schimmeln könnte: „Das Herstellungsverfahren umfasst viele Parameter. Um diese richtig einzustellen, braucht man viel Erfahrung und Expertise.“

Noch Verträglichkeit und Wirkungsweise testen

Am Ende der Peptid-Herstellungskette steht derzeit ein klein- und mittelständiges Unternehmen mit Sitz in der Schweiz und in Italien: Es wird die Peptide vermarkten. Bevor diese als Bestandteile von Cremes und Nahrungsergänzungsmitteln in die Supermarktregale wandern, stehen allerdings noch viele Untersuchungen und Analysen an – vor allem, was ihre Verträglichkeit und Wirkungsweise angeht.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.

Mit spezieller Filtrationstechnik werden die Peptide aus dem Reis-Eiweiß der Größe nach getrennt.
© Fraunhofer UMSICHT