Forschende des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna haben eine Lösung gefunden, um aus Rapssaat eine wertvolle Proteinquelle zu gewinnen. Obwohl proteinreiche Produkte aus Pflanzen, Pilzen und Algen im Trend liegen, wurde Rapsprotein bisher kaum für Lebensmittel genutzt. Der Grund: Bei der traditionellen Heißpressung werden die Proteine so stark verändert (denaturiert), dass sie für die Lebensmittelherstellung unbrauchbar werden. Zudem enthält das dabei anfallende Rapsschrot Bitterstoffe und Fasern, die die Verträglichkeit als Futtermittel mindern.
Mit dem neuen EthaNa-Verfahren gelingt es, sowohl hochwertiges Rapsöl als auch ein proteinreiches Rapskernkonzentrat zu gewinnen. Dieses Konzentrat ist eine vielversprechende Proteinalternative und kann zu Produkten wie Burger-Patties oder Pasta verarbeitet werden. Auch als Futtermittel für die Geflügelmast ist es hervorragend geeignet. Dies ist eine bedeutende Entwicklung, da Futtermittel oft Sojaextrakte enthalten, die hauptsächlich aus Südamerika importiert werden. Der Anbau dieses Sojas trägt dort zur Abholzung von Regen- und Savannenwäldern bei. Rapsprotein könnte somit eine nachhaltigere Alternative darstellen, die zudem in ihrer Zusammensetzung der von Milchproteinen ähnelt.
Milde Extraktion geschälter Rapssaat ermöglicht Nutzung der Rapsproteine
Seit etwa zwei Jahren betreibt das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP) in Leuna eine Pilotanlage, die Rapskerne schonend verarbeitet. Die Anlage nutzt das EthaNa-Verfahren, das auf einer ethanolischen nativen Extraktion basiert.
Dank milder Prozessbedingungen – eine maximale Temperatur von nur 70 °C und normaler Umgebungsdruck – bleiben die Strukturen der Rapsproteine weitgehend unverändert. Dies ermöglicht eine vielseitige Nutzung der Proteine, im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, bei denen die Proteine durch Hitze denaturiert werden. „Aufgrund der schlechten Löslichkeit von Rapsöl in Ethanol wird das Öl aus den Samen verdrängt, sodass es direkt als freies Öl vorliegt und nicht mit hohen Temperaturen aus dem Lösungsmittel extrahiert werden muss“, erläutert Dr. Robert Hartmann, Leiter der Gruppe Biomasse-Fraktionierung am Fraunhofer CBP. Ein weiterer Vorteil des -Verfahrens ist die hohe Qualität des roduzierten Rapsöls. Fettsäuren und phosphorhaltige Moleküle, die sich gut in Ethanol lösen, werden entfernt, sodass das Öl direkt Vorraffinat-Qualität erreicht und keine weiteren Aufarbeitungsschritte benötigt.
Vor der eigentlichen Extraktion werden die Rapskerne in einer vorgeschalteten Anlage von den Schalen getrennt. Dadurch gelangen Fasern und Bitterstoffe, die die Qualität herkömmlicher Rapsmehle beeinträchtigen, gar nicht erst in die EthaNa-Anlage. Durch kontinuierliche Optimierung des Verfahrens erhält man ein proteinreiches Rapskernkonzentrat mit einem Proteingehalt von über 50 Prozent und einem geringen Restölgehalt von unter 5 Prozent.
Burger-Patties, Pasta und Hackfleisch-Ersatz
Forschende des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP) haben in einer Pilotanlage ein neues Verfahren entwickelt, um aus Raps ein hochwertiges Proteinkonzentrat zu gewinnen. Anders als bei herkömmlichen Methoden, bei denen die Proteine durch Hitze beschädigt werden, bleiben sie bei diesem Verfahren intakt. Dank der milden Prozessbedingungen und der vorgeschalteten Trennung der Schalen sind das gewonnene Rapskernkonzentrat und das Öl von hoher Qualität.
Das proteinreiche Konzentrat mit über 50 % Proteinanteil und einem geringen Restölgehalt von unter 5 % eignet sich hervorragend für Lebensmittel wie Burger-Patties oder Pasta, was auch im EU-Projekt „Like-A-Pro“ bestätigt wurde. Dort wurde das Rapskernkonzentrat für seine guten sensorischen Eigenschaften, wie Geschmack und Textur, gelobt und überzeugte durch eine ausgewogene Aminosäurezusammensetzung, die im Vergleich zu konventionellem Rapsschrot und Soja einen höheren Anteil essenzieller Aminosäuren aufweist. Diese Entwicklung bietet eine nachhaltige Alternative zu importiertem Soja, dessen Anbau zur Abholzung von Wäldern beiträgt.
Proteinreiche Futtermittel aus Raps
Die Fraunhofer-Forschenden haben nicht nur die Lebensmittelanwendung von Rapsprotein untersucht, sondern auch dessen Eignung als Futtermittel bestätigt. Das Rapskernkonzentrat aus dem EthaNa®-Verfahren hat einen Proteingehalt von über 50 Prozent, was dem Wert von Sojaextraktionsschrot entspricht und deutlich über dem von herkömmlichem Rapsschrot (knapp 40 Prozent) liegt.
Im Rahmen des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft geförderten Projekts „NAPF“ wurde die Wirksamkeit als Tierfutter belegt. Bei Fütterungsversuchen an der Universität Hohenheim nahmen Küken, die mit Rapskernkonzentrat gefüttert wurden, innerhalb von 21 Tagen deutlich an Gewicht zu. Zudem zeigte das Konzentrat eine höhere Proteinverdaulichkeit als herkömmliches Rapsschrot, welche durch die Zugabe des Enzyms Phytase sogar noch weiter verbessert werden konnte. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von Rapskernkonzentrat als hochwertiger und nachhaltiger Ersatz für importiertes Soja in der Tierernährung. „Das Enzym baut Phytinsäuren ab und setzt dabei Phosphate frei, die damit bioverfügbar werden und in der Folge die Proteinaufnahme im Organismus verbessern“, erklärt Hartmann.
Ganzheitliche Nutzung von Raps für mehr Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit
Das ganzheitliche EthaNa-Verfahren ermöglicht eine vollständige Verwertung von Raps, indem es vier wertvolle Fraktionen erzeugt. Neben dem Hauptprodukt, einem hochwertigen Rapsöl in Vorraffinat-Qualität, und dem proteinreichen Rapskernkonzentrat für die Lebensmittel- und Futtermittelproduktion, fallen auch die Rapsschalen an, die als Dämmstoff nutzbar sind. Zusätzlich steigert die stoffliche Verwertung der im Extrakt gelösten Komponenten wie Glucosinolate, Sinapinsäure und Phospholipide die Wirtschaftlichkeit des Prozesses. Diese Inhaltsstoffe können in verschiedenen Branchen wie dem Pflanzenschutz, der Kosmetik oder für Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt werden. Das innovative Verfahren hilft somit, die Wertschöpfung von regional angebautem Raps zu steigern. Es fördert ein nachhaltigeres, pflanzenbasiertes Ernährungssystem und trägt dazu bei, Importe aus Übersee sowie die damit verbundenen Treibhausgasemissionen zu reduzieren.
Quelle
Empa – Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (08/2025)