20. 06. 2022
Verfasst von: Ralf G. Berger

Bitterstoffe aus Rapsprotein schonend entfernen

Rapsblüten mit Samen — Die Samen vom Raps enthalten neben Öl auch wertvolle Proteine. Ein neues Verfahren entfernt die Bitterstoffe und macht Rapsproteine genießbar und nutzbar für Lebensmittel.

Rapsprotein, das in Niedersachsen in großen Volumina bei der Rapsölproduktion anfällt, ist zu bitter für den menschlichen Genuss. Ein neues enzymbasiertes Verfahren der Leibniz Universität Hannover ermöglicht es, den Bitterstoff ohne Veränderung der übrigen chemischen Zusammensetzung selektiv abzubauen. Damit gelingt die Transformation eines Futtermittels in ein Lebensmittel.

Menschliche Proteinquelle statt Futtermittel

Deutschlands dominierende Ölpflanze ist der Raps. Nach Angaben des Landesamts für Statistik wurde 2019 in Niedersachsen auf zirka 73.000 Hektar Ackerfläche Raps angebaut. Durch Auspressen von Rapssaat wird Rapsöl als Speiseöl und Margarinebestandteil genutzt oder zu Biokraftstoff weiterverarbeitet. Als Nebenprodukt verbleibt ein proteinreicher Presskuchen, der im Wesentlichen als Futtermittel dient. In der heraufziehenden Versorgungskrise mit Proteinen ist es bedauerlich, dass isolierte Rapsproteine für den menschlichen Genuss zu bitter sind; die Bitterstoffe lassen sich weder durch thermische noch extraktive Verfahren ausreichend entfernen.

Bitterstoff und passendes Enzym identifiziert

Das Institut für Lebensmittelchemie der Leibniz Universität Hannover hat nun ein neues und schonendes Verfahren entwickelt, die Bitterstoffe abzubauen. In vorausgegangenen, vom Bundesforschungsministerium geförderten Verbundprojekten identifizierten die Chemikerinnen und Chemiker entscheidende Enzyme: Ferulasäure-Esterasen. Ihnen gelang es zudem, diese Enzyme biotechnologisch (rekombinant) zu produzieren. Den Schlüsselbitterstoff des Rapsproteins identifizierte 2019 eine Forschungsgruppe um Thomas Hofmann an der Technischen Universität München als Kaempferol 3-O-(2´´´-O-sinapoyl-β-sophorosid). Daraufhin hat das hannoversche Forschungsteam begonnen, den selektiven Abbau des Bitterstoffs durch enzymatische Hydrolyse zu untersuchen.

Der Prozess wird mit chemischen Strukturformeln veranschaulicht. — Der Bitterstoff wird aus dem Rapsprotein abgebaut, indem ein Enzym die entscheidende Sinapyl-Gruppe abspaltet.

Enzym aus Pilzkulturen gewinnen

Untersuchungen mit dem Massenspektrometer haben in Extrakten aus unbehandeltem Rapsprotein den gesuchten Bitterstoff nachgewiesen. Die erwünschte Hydrolyse erfolgt mit einem Enzym, das aus einem Pilz gewonnen wird: Das Team nutzt eine Sinapylester spaltende Nebenaktivität einer Esterase aus dem Gemeinen Spaltblättling (Schizophyllum commune). Mit der erfolgreichen Enzymbehandlung ist es den Wissenschaftlern gelungen, ein Futtermittel in ein Lebensmittel zu transformieren. Das ermöglicht es zum Beispiel, das Pflanzenprotein in Fleischersatz-Produkte einzuarbeiten.