Prozess zur Gewinnung von qualitativ hochwertigem technofunktionellem Grasprotein (GrasPro80)

Abstract

Ziel des Verbundvorhabens GrasPro80 war die gezielte Weiterentwicklung eines im Vorgängerprojekt entwickelten Verfahrens zur Gewinnung von Proteinfraktionen aus Weidelgras für die Humanernährung. Im Vorgängerprojekt wurden aus Luzerne bereits etwa 50% Protein, aus Gras-Klee-Mischungen bis zu etwa 40% und aus reinem Weidelgras nur etwa 25% Protein im Pulver erreicht. Daher lag der Fokus von GrasPro80 auf der Optimierung des Prozesses speziell für Weidelgras. Im Mittelpunkt standen die Erhöhung von Proteinausbeute und Proteinreinheit, die Stabilisierung des frisch gepressten Grassaftes, die Verringerung von Proteinverlusten entlang der Prozesskette, die Verbesserung der Fraktionierung zwischen grünen Begleitstoffen und hellen Proteinfraktionen sowie die Übertragung geeigneter Prozessschritte in Richtung TRL 6–7. Langfristiges Ziel war die Herstellung einer hellen, funktionellen Weidelgrasproteinfraktion mit einem Proteingehalt von bis zu 80% in der Trockenmasse für Lebensmittelanwendungen. Das Vorhaben zeigte, dass der Prozess zur Gewinnung von Proteinfraktionen aus Weidelgras gegenüber dem Ausgangsstand deutlich verbessert werden konnte. Während im Vorgängerprojekt mit reinem Weidelgras nur etwa 25% Protein im Pulver erreicht wurden, lag das im Projekt reproduzierbar erzeugte Produkt bei etwa 40–41% Rohprotein in der Trockenmasse. Damit wurde eine relevante Proteinanreicherung erzielt. Das angestrebte Ziel eines hellen, technofunktionellen Weidelgrasproteinpulvers mit etwa 80% Rohprotein und wirtschaftlich tragfähiger Produktausbeute wurde innerhalb der Projektlaufzeit jedoch nicht erreicht. Die zentrale Erkenntnis ist, dass die begrenzte Gesamtproteinausbeute nicht auf einen einzelnen Prozessschritt zurückzuführen ist. Die Pressung konnte grundsätzlich in einen größeren Maßstab übertragen werden, erwies sich aber nicht als alleiniger Engpass. Entscheidend sind vielmehr der Erhalt der freigesetzten Proteinfraktion nach der Pressung, die Vermeidung von Abbau- und Oxidationsreaktionen, eine trennschärfere Abtrennung grüner und partikulärer Bestandteile sowie die verlustarme Rückgewinnung der löslichen Proteinfraktion im Produkt. Die Stoffstrombilanz bestätigte dies, da ein großer Teil des Rohproteins im Presskuchen, in grünen Nebenfraktionen oder in nicht ausreichend rückgewinnbaren Überständen verblieb. Hinsichtlich des Technologiereifegrades konnten einzelne Prozessmodule in Richtung TRL 6 weiterentwickelt werden. Eine vollständige Demonstration eines industriell umsetzbaren Gesamtprozesses im Sinne von TRL 7 wurde jedoch noch nicht erreicht. Der wesentliche Projekterfolg liegt daher in der belastbaren Identifikation der limitierenden Prozessstellen. Für eine Weiterentwicklung des Weidelgrasproteinprozesses müssen künftig vor allem schnelle Stabilisierung, selektivere Fest-Flüssig-Trennung, höherer Proteinerhalt, verbesserte Produktfunktionalität und eine deutlich höhere Gesamtproteinausbeute gemeinsam optimiert werden.