Gewinnung von Proteinen – und mehr – aus Raps – Chemieingenieurwesen

1. Juni 2023 | Von Gerald Ondry

Letzten Monat wurde am Fraunhofer-Zentrum für Chemische Biotechnologische Prozesse (CBP; Leona, Deutschland) offiziell eine Pilotanlage eröffnet. www.cbp.fraunhofer.de). Ziel der Anlage ist die Weiterentwicklung eines Verfahrens zur Gewinnung verschiedener Produkte aus Raps, darunter hochwertiges Rapsöl, hochwertiges, proteinreiches Kernkonzentrat, pflanzliche Nebenprodukte und Rapsschalen. Die Anlage, die 50 kg Raps pro Tag verarbeiten kann, wurde im Rahmen des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft geförderten Verbundforschungsprojekts EthaNa errichtet. Die neue Anlage besteht aus einer Schäl- und Extraktionsanlage.

Es wurde ein Wirbelschichtsystem entwickelt, das kontinuierlich bis zu 100 kg/h Spelzen aus Rapssamen entfernen kann. Der abgetrennte Rumpfanteil ergibt ein Additivprodukt, das beispielsweise zur Herstellung von bioisolierenden Materialien verwendet werden kann.

Die geschälten Kerne werden dann über ein patentiertes EthaNa-Verfahren (Grafik) verarbeitet, bei dem eine Technik namens Verdrängungsextraktion zum Einsatz kommt. Die Perlen werden mit einem Ethanollösungsmittel bei 70 °C gemahlen und die freigesetzten Öltröpfchen werden in der Ethanolphase zu einer Emulsion. Sekundäre Pflanzenstoffe wie Zimtsäure, Tocopherole und Polyphenole sind in Ethanol löslich und können selektiv extrahiert werden, um bioaktive Verbindungen für kosmetische oder pharmazeutische Anwendungen zu gewinnen. Die ölreiche Flüssigphase wird mithilfe eines modifizierten Schneckenkolbens oder eines Becherglases von der proteinreichen Festphase getrennt. Abschließend wird das emulgierte Öl mithilfe eines Dekantiertanks vom Ethanol getrennt. Das gewonnene Öl ist nahezu frei von freien Fettsäuren und Phosphatiden und eignet sich daher für die direkte Einbindung in bestehende Ölproduktionslinien zur Weiterverarbeitung.

Proteinreiches Rapskonzentrat soll ein deutlich hochwertigeres Produkt sein als Rapspulver aus industriellen Ölmühlen, da es frei von Lignanen und pflanzlichen Nebenprodukten ist – nur äußerst geringe Mengen an unerwünschten Tanninen und Bitterstoffen.

Aufgrund der milden Verarbeitungsbedingungen wird das gewonnene Protein nicht abgebaut, wie dies beim traditionellen Heißpressverfahren in industriellen Ölmühlen der Fall wäre. Diese wasserlöslichen Proteine ​​können extrahiert werden, um sie als alternative Proteinquellen für die Lebensmittelindustrie zu nutzen. Weitere Forschungsarbeiten, beispielsweise zur Gewinnung von Rapsproteinen für die Lebensmittelverarbeitung, haben im Rahmen eines neuen EU-Projekts bereits begonnen (vgl Kim Eng., April 2023, S. 12-16). Mit dem EthaNa-Verfahren können auch andere Materialien verarbeitet werden, etwa Sonnenblumen- und Hanfsamen, Bucheckern oder auch gemahlener Kaffee.