Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV hat eine Technologie zur vollständigen Fraktionierung von Sonnenblumenkernen entwickelt. Dabei werden Sonnenblumenproteinmehle mit hervorragender sensorischer Qualität und positiven funktionellen Eigenschaften gewonnen. Sie eignen sich für einen vielfältigen Einsatz in Lebensmitteln, wie bspw. Backwaren, Aufstriche oder Riegel und bieten drei weitere Vorteile: sie sind vegan, nicht als allergen zu kennzeichnen und 100% gentechnikfrei.

Um Sonnenblumenproteine für die Lebensmittelindustrie bereit zu stellen, hat das Fraunhofer IVV im April 2017 zusammen mit Thomas Stuchly die Elosun GmbH zur Produktion und Vermarktung von Sonnenblumenproteinen gegründet.

Das Potential der Sonnenblumenproteine

Sonnenblumen bieten für die Agrar- und Lebensmittelproduktion ein enormes Potential. Bisher werden sie fast ausschließlich zur Gewinnung von Pflanzenöl angebaut. Die sehr proteinreichen Rückstände der Sonnenblumenölgewinnung werden aufgrund ihrer dunklen Farbe vorwiegend als Futtermittel genutzt. Sonnenblumenkerne sind frei von toxischen Substanzen und arm an antinutritiven Bestandteilen. Hinsichtlich Gentechnik und Allergenität werden sie bislang als unkritisch eingestuft und stellen damit eine interessante Alternative zu deklarationspflichtigen Lebensmittel-Ingredients wie z.B. Soja, Lupine oder Weizen dar.

Die Sonnenblume wächst, im Gegensatz zu anderen Pflanzenproteinquellen, direkt bei uns in Europa. Damit sind aktuell alleine in Europa Sonnenblumen zur Produktion von ca. 7 Mio. t Protein verfügbar - ganz ohne zusätzlichen Bedarf an Agrarflächen, Wasser, Energie oder unnötigen Transportwegen. Zudem sind Sonnenblumen in der Agrarwirtschaft bestens als Zwischenfrucht geeignet. Ihre Kultivierung wirkt somit Monokulturen, welche heutzutage etwa der Sojaanbau mit sich bringt, entgegen. Vor dem Hintergrund der globalen Ernährungssicherung und dem verantwortungsvollen Umgang mit begrenzten Anbauflächen ist daher eine nachhaltige und ganzheitliche Nutzung von Sonnenblumen anzustreben.

Das in dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekt „Sunflowerprotein“ entwickelte Verfahren des Fraunhofer IVV ermöglicht erstmals die ganzheitliche Fraktionierung von Sonnenblumenkernen und die Produktion von hochwertigen Proteinmehlen und -konzentraten für den menschlichen Verzehr. Dadurch wird das Potential der Sonnenblumenproteine für den Einsatz in Lebensmitteln nutzbar und die Wertschöpfung der Sonnenblumenölproduktion erhöht.

Gewinnung des Sonnenblumenproteinmehls

Der im Fraunhofer IVV entwickelte Prozess ermöglicht die kostengünstige Produktion von hochwertigem, sensorisch ansprechendem und funktionellem Sonnenblumenproteinmehl (vgl. Abb. 2, gelb hinterlegt). Die Technologie zur Herstellung des Sonnenblumenproteinmehls wurde patentiert. Bei dem Verfahren werden Sonnenblumensamen bis auf einen Restschalengehalt von < 1% geschält. Im weiteren Verlauf erfolgt eine mechanische Teilentölung der geschälten Sonnenblumensamen durch Pressen sowie eine Extraktion des verbliebenen Restöls. Die Extraktion kann sowohl konventionell mit Lösemitteln als auch mit überkritischem CO₂ für den BIO / Clean Label Bereich durchgeführt werden. Gewonnen wird dabei ein funktionelles Sonnenblumenproteinmehl mit einem Proteingehalt von > 55%.

Das Sonnenblumenproteinmehl

Aufgrund seiner guten emulgierenden und schaumbildenden Eigenschaften sowie des nahezu neutralen Geschmacks und der positiven Einstellung der Verbraucher gegenüber Sonnenblumen eignet sich das Proteinmehl als Ingredient für zahlreiche Lebensmittel-Produktgruppen. Zusammen mit Partnern aus der Lebensmittelindustrie wurde das neue Ingredient in verschiedenen Produkten getestet und dessen enormes Marktpotential vielfach bestätigt. Vielversprechend sind die Nutzung als Ersatz für Ei in Backwaren, wie z. B. Muffins, Rührkuchen, Kekse, oder in Aufstrichen und Dressings, und der Einsatz als Fettersatz in Fleischwaren, wie in Leberkäse und Brühwurst. Aus Konsumentensicht eröffnet das Sonnenblumenprotein neue Möglichkeiten für schmackhafte, pflanzliche Lebensmittel ohne Allergene und genmanipulierte Inhaltsstoffe.

Das Unternehmen

Das Fraunhofer IVV und seine Industriepartner haben die Grundlage für erste marktfähige Produkte auf Basis von Sonnenblumenproteinen geschaffen. Zur kommerziellen Nutzung in der Lebensmittelindustrie wurde im April 2017 die „Elosun GmbH“ als Spin-off des Fraunhofer IVV gegründet. Diese befasst sich aktuell unter Leitung des Geschäftsführers Thomas Stuchly mit dem Aufbau von Supply Chain und Vertrieb für das Sonnenblumenproteinmehl. Das Protein wird unter dem Markennamen „Sunbloom“ auf den Markt kommen.

Ausblick

Darüber hinaus wird durch das Fraunhofer IVV die Weiterentwicklung des Verfahrens hin zur Gewinnung von Sonnenblumenproteinkonzentraten vorangetrieben. Hierzu untersuchen Wissenschaftler des Fraunhofer IVV zahlreiche mögliche Verfahren zur Extraktion von Polyphenolen und Zuckern aus der Pflanzenmatrix (vgl. Abb.2, grau hinterlegt). Die in Sonnenblumenkernen enthaltenen phenolischen Verbindungen können abhängig vom pH-Wert unerwünschte Farbveränderungen in Lebensmitteln hervorrufen. Um ein farblich und geschmacklich noch neutraleres Produkt zu erhalten, sind die Abtrennung der Polyphenole und Zucker und damit die Gewinnung eines Proteinkonzentrates mit einem Proteingehalt > 60% wünschenswert, ohne die Proteine und ihre Eigenschaften wesentlich zu verändern.

Am Fraunhofer IVV bestehen die optimalen Voraussetzungen für die Weiterentwicklung des bereits etablierten Prozesses zur Gewinnung von Proteinmehl: die langjährige Erfahrung im Bereich der lösemittelbasierten Extraktion sekundärer Pflanzenstoffe und die verfügbaren und explosionsgeschützten Anlagen zur Durchführung von Extraktionen im Pilotmaßstab. Mit der Entwicklung eines Verfahrens zur Gewinnung von Sonnenblumenproteinkonzentrat erweitert das Fraunhofer IVV dessen Einsatzmöglichkeiten als Zutat in weiteren Lebensmittelrezepturen, wie bspw. Molkereiprodukten und zur Proteinanreicherung in Sportlerprodukten (z.B. Shakes und Riegel).