Schlüsselwort: Bioraffinerie

Der weltweit steigende Bedarf an Nahrungsmittelproteinen stellt eine zunehmende Herausforderung für die globale Landwirtschaft dar. Vor allem die zunehmende Nachfrage nach tierischen Proteinen belastet Böden und Klima. In Zukunft werden Pflanzenproteine eine immer stärkere Rolle bei der Proteinversorgung der Weltbevölkerung einnehmen müssen. Daher gilt es alternative, bisher nicht bzw. nur minderwertig genutzte Proteinquellen für den Lebens- und Futtermittelmarkt verfügbar zu machen. Dazu zählen u. a. proteinhaltige Nebenströme der Agrarindustrie. Ein derartiges Beispiel ist die bei der Bioethanolproduktion anfallende Schlempe; die darin enthaltenen Proteine werden bisher nicht zielgerichtet stofflich genutzt, könnten aber mit einer hohen Reinheit isoliert und u. a. im Nahrungsmittelbereich eingesetzt werden. Die Herausforderung bei der Isolierung von Schlempeproteinen liegt darin, dass sich die in der Schlempe enthaltenen Proteine infolge der vorherigen Prozessschritte strukturell verändert haben; d. h. sie können dadurch nicht mehr durch „klassische“ Verfahren (z. B. bei der Weizenglutenproduktion) abgetrennt werden. Vor diesem Hintergrund werden in dieser Abhandlung Möglichkeiten einer Isolierbarkeit von Proteinen aus Getreideschlempen untersucht. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den chemischen und thermodynamischen Mechanismen, die das Löslichkeitsverhalten von Proteinen bestimmen. Dazu wird zunächst eine Messmethode zur vollständigen Quantifizierung aller Aminosäuren in unbekannten Probe entwickelt. Für die anschließende Bewertung der Isolierbarkeit der Proteine aus der Schlempe wird die strukturelle Konfiguration der Schlempeproteine untersucht. Daraus werden dann geeignete Verfahrensoptionen zur Isolation der Proteine identifiziert und experimentell untersucht. Ziel dabei ist es die Proteine mit einer hohen Reinheit und geringen Ausbeuteverlusten aus der Schlempe abzutrennen. Gleichzeitig werden mögliche Strukturänderungen der Proteine untersucht, da diese die funktionellen Eigenschaften und damit die Einsatzmöglichkeiten beeinflussen. Aus den Ergebnissen der experimentellen Untersuchungen wird abschließend bewertet, welche Verfahrensoption sich am besten zur Gewinnung von Schlempeproteinen eignet.