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Brasilianische und deutsche Forscher haben Rückstände aus der Sonnenblumenölproduktion zu einer vielversprechenden, pflanzenbasierten Fleischalternative weiterverarbeitet. Durch die Veredelung von Sonnenblumenmehl und die Kombination mit Tomatenpulver, Gewürzen sowie einer maßgeschneiderten Ölmischung erzeugte das Team Patties mit neutralem Geschmack, fester Textur und bemerkenswertem Nährwertprofil. Damit positioniert sich die Sonnenblume als nachhaltiger Konkurrent zu Soja- und Erbsenproteinen auf dem Markt pflanzlicher Fleischersatzprodukte.
From oil pressings to edible flour: how sunflower becomes food
Der Prozess beginnt dort, wo viele wertvolle Pflanzenöle ihren Ursprung haben: Sonnenblumenkerne werden kaltgepresst, um Öl zu gewinnen. Was nach dem Pressen übrig bleibt, ist ein proteinreiches Presskuchen- oder Mehlprodukt. Rohes Sonnenblumenmehl enthält jedoch Schalenanteile und phenolische Verbindungen, die die Farbe verdunkeln, Bitterstoffe verursachen und die Verdaulichkeit mindern können. Die Forschenden am Instituto de Tecnologia de Alimentos (ITAL) und der Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IVV in Deutschland, entwickelten Verfahren zur Entfernung dieser unerwünschten Komponenten, um ein veredeltes Sonnenblumenmehl mit neutralem Geschmack zu gewinnen, das für den menschlichen Verzehr geeignet ist.
Im experimentellen Aufbau prüfte das Team zwei unterschiedliche Formulierungen. Eine Version basierte auf Mehl aus gerösteten Sonnenblumenkernen; die andere verwendete ein texturiertes Sonnenblumenprotein, das gezielt so aufbereitet wurde, dass es eine fleischähnliche Struktur nachahmt. Beide Varianten wurden mit Tomatenpulver, ausgewählten Gewürzen und einer Ölkomposition aus Sonnenblumen-, Oliven- und Leinsamenöl versetzt, um das Mundgefühl zu verbessern und ein günstigeres Fettsäuremuster bereitzustellen. Anschließend formte man kleine Burger-Patties und bäckte sie, um sensorische Eigenschaften und Nährstoffprofile systematisch zu analysieren.
Die Prozessschritte zur Veredelung des Mahlguts umfassten mechanische Siebung, enzymatische bzw. chemische Behandlung zur Entfernung phenolischer Verbindungen sowie thermische Schritte zur Stabilisierung des Produkts. Solche Schritte reduzieren nicht nur Bitterkeit und dunkle Pigmente, sondern können auch antinutritive Faktoren abbauen, die sonst die Bioverfügbarkeit von Mineralien beeinträchtigen. Technische Parameter wie Partikelgröße des Mehls, Temperaturprofile beim Rösten und die Auswahl spezifischer Enzyme oder Adsorptionsmittel zur Polyphenol-Entfernung beeinflussen die Qualität des Endprodukts erheblich.
Die Forschenden verfeinerten das Produkt mit Tomatenpulver, Gewürzen und einer Fettmischung aus Sonnenblumen-, Oliven- und Leinöl.
Nutrition and mineral power: what the tests revealed
Die Laborergebnisse sprachen zugunsten der texturierten Proteinformulierung. Gegenüber der Version mit geröstetem Mehl zeigte die texturierte Variante eine höhere Festigkeit, einen größeren Proteingehalt und ein verbessertes Fettsäuremuster, das durch einen höheren Anteil einfach ungesättigter Fettsäuren gekennzeichnet war. Monounsaturierte Fette gelten in Ernährungswissenschaft und Lebensmittelkennzeichnung als vorteilhaft für die Senkung von LDL-Cholesterin und zur Förderung eines günstigen Blutlipidprofils, was ein Verkaufsargument für gesundheitsorientierte Verbraucher sein kann.
Außerhalb der Fettzusammensetzung lieferten die Sonnenblumen-Patties auch erhebliche Beiträge zur Mineralstoffzufuhr. Analysen zeigten pro Portion etwa 49 % der empfohlenen Tageszufuhr an Eisen, 68 % an Zink, 95 % an Magnesium und 89 % an Mangan. Solche Werte sind für pflanzliche Proteinalternativen bemerkenswert und heben Sonnenblumenprotein als nährstoffdichte Option hervor. Die Bioverfügbarkeit dieser Mineralien hängt allerdings weiterhin von der Entfernung antinutritiver Komponenten sowie von der Gesamtformulierung (z. B. Vitamin C-Gehalt aus Tomatenpulver) ab, die die Eisenaufnahme positiv beeinflussen kann.
Maria Teresa Bertoldo Pacheco, Erstautorin und Forscherin am Center for Food Science and Quality des ITAL, betonte, dass die Entfernung von Schalenanteilen und phenolischen Verbindungen die sensorischen Eigenschaften deutlich verbessert habe. „Das veredelte Mehl hat einen sehr neutralen Geschmack und ein unaufdringliches Aroma, insbesondere im Vergleich zu vielen pflanzlichen Proteinen auf dem Markt“, erklärte sie. Diese Sensorik ist entscheidend für die Akzeptanz durch Verbraucher, da Geschmack und Textur oft Hauptgründe für Ablehnung oder Kaufentscheidungen sind.
Darüber hinaus dokumentierten die Forschenden mikroskopische Befunde zur Proteinstruktur: Die texturierte Variante zeigte organisiertere, faserähnliche Aggregate, die bei der Verarbeitung zu einer kauorientierten, zähen Struktur beitragen. Solche mikrostrukturellen Eigenschaften korrelieren häufig mit sensorischen Bewertungen wie Festigkeit, Zähigkeit und Saftigkeit.
Why sunflower matters for sustainable proteins
Sonnenblumen bieten praktische Vorteile, die über reinen Geschmack hinausgehen. Sonnenblumenöl ist in Europa weit verbreitet, und der Anbau wird in Brasilien ausgeweitet, wodurch nach der Ölgewinnung kontinuierlich Presskuchen in signifikanter Menge anfällt. Diese landwirtschaftlichen Nebenprodukte stellen eine stabile Rohstoffquelle dar, die sich für die Lebensmittelindustrie aufwerten lässt. Im Vergleich zu importierten Proteinrohstoffen wie Soja kann lokal verfügbares Sonnenblumenmehl Lieferketten resilienter machen und Logistikkosten reduzieren.
Ein weiterer Pluspunkt ist die Möglichkeit, Sonnenblumenprotein in nicht gentechnisch veränderter (non-GMO) Qualität zu produzieren. Für viele Konsumenten, insbesondere in Europa, ist die Non-GMO-Eigenschaft ein wichtiges Kaufkriterium. Durch die Verwendung von nicht-GVO-zertifizierten Saaten und einer transparenten Lieferkette können Hersteller auf dem Etikett und in der Kommunikation Vorteile gegenüber manchen Soja-basierten Produkten erzielen.
Aus ernährungswissenschaftlicher Sicht weist Sonnenblumenmehl eine günstige Zusammensetzung essentieller Aminosäuren auf, wobei bestimmte limitierende Aminosäuren durch Formulierungsstrategien (z. B. Kombination mit Hülsenfruchtproteinen oder gezielte Aminosäureanreicherung) ergänzt werden können. Dadurch steigt die biologische Wertigkeit des Endprodukts, was besonders für Verbraucher relevant ist, die pflanzliche Proteine zur Deckung ihres Proteinbedarfs nutzen.
Nichtsdestotrotz warnt Pacheco davor, dass für eine wirklich fleischähnliche Optik und Textur in großtechnischem Maßstab zusätzliche Verarbeitungsstufen nötig sein werden. Verfahren wie Extrusion, High-Moisture-Extrusion (HME) oder Shear-Cell-Processing sind etablierte Technologien, um faserige, steak-ähnliche Strukturen zu erzeugen. Die Weiterentwicklung dieser Texturierungsverfahren für Sonnenblumenprotein ist ein zentraler Forschungsschwerpunkt, um die sensorische Parität mit tierischem Fleisch zu erreichen.
Industry implications and next steps
Die von FAPESP geförderte Studie skizziert einen praktikablen Fahrplan, wie ein landwirtschaftliches Nebenprodukt zu einem höherwertigen Lebensmittelrohstoff aufgewertet werden kann. Für Lebensmittelhersteller bedeutet dies eine lokal verfügbare, non-GMO-Proteinoption, die dabei helfen kann, Lieferketten zu diversifizieren und die Abhängigkeit von Soja- und Erbsenimporten zu reduzieren. Ein Portfolio mit regionalen Proteinquellen erhöht zudem die Versorgungssicherheit und unterstützt kürzere Wertschöpfungsketten.
Für Landwirtinnen und Landwirte eröffnet die Ausweitung der Sonnenblumenanbauflächen neue Absatzmöglichkeiten über die traditionelle Nutzung als Futtermittel hinaus. Die Nachfrage nach qualitativ hochwertigem Presskuchen für die Lebensmittelproduktion kann zusätzliche Einnahmequellen schaffen und Investitionen in Verarbeitungsinfrastruktur attraktiv machen.
Auf technischer Ebene werden die nächsten Entwicklungsstufen wahrscheinlich auf folgende Aufgaben fokussieren: Texturierungstechniken (Extrusion, Shear-Cell-Verfahren), Optimierung des Geschmacksprofils durch gezielte Aromabalance und natürliche Geschmacksverstärker, Haltbarkeitstests unter verschiedenen Verpackungsbedingungen sowie die Skalierung von Pilotanlagen zur wirtschaftlichen Bewertung. Wichtig sind auch regulatorische Prüfungen, etwa zur Novel-Food-Bewertung in der EU oder zu Kennzeichnungsvorgaben für nährstoffangereicherte, pflanzliche Fleischersatzprodukte.
Ein erfolgreicher Technologietransfer in die industrielle Produktion setzt voraus, dass Hersteller die fleischähnliche Textur reproduzieren können, ohne die mineralischen und fettreichen Vorteile zu verlieren. Bleibt dies erreichbar, könnte Sonnenblumenprotein einen signifikanten Anteil am wachsenden Markt für pflanzliche Fleischalternativen erreichen — insbesondere in Segmenten, die Wert auf regionale Herkunft, Non-GMO-Status und verbesserte Nährstoffdichte legen.
What to watch next
In den kommenden Monaten und Jahren sind mehrere Entwicklungslinien zu beobachten: Erstens weitere Studien zur Verbraucherakzeptanz in verschiedenen Märkten, die Aufschluss über Geschmacksvorlieben, Texturpräferenzen und Preisbereitschaft geben. Zweitens Versuche, Extrusionstechnologien und andere Texturierungsverfahren zu integrieren, um faserige, steakähnliche Strukturen zu erzeugen. Drittens praxisnahe Pilotproduktionen, die Produktionskosten, Energiebedarf und ökologischen Fußabdruck analysieren.
Darüber hinaus sind Partnerschaften zwischen Forschungseinrichtungen, Technologieanbietern und Lebensmittelunternehmen entscheidend, um iterative Reformulierungen und Skalierungen voranzutreiben. Mit solchen Kooperationen und kontinuierlicher Produktentwicklung könnten Sonnenblumenbasierte Proteine für Veganer, Flexitarier und den Massenmarkt gleichermaßen zugänglich und attraktiv werden. Langfristig hat Sonnenblumenprotein das Potenzial, eine nachhaltige, nährstoffreiche Ergänzung im Portfolio pflanzenbasierter Proteine zu werden — besonders in Regionen, in denen Sonnenblumenanbau günstige klimatische und agronomische Bedingungen bietet.
Wissenschaftliche Folgearbeit sollte weiterhin Analysen zur Umweltbilanz (Life Cycle Assessment), zur Biodiversitätswirkung bei Anbauwechseln und zur wirtschaftlichen Tragfähigkeit bei verschiedenen Skalen umfassen. Ergänzend sind Studien zur Nährstoffbioverfügbarkeit unter realen Verzehrbedingungen sinnvoll, ebenso wie Sensorik- und Lagerfähigkeitstests in kommerziellen Verpackungsformaten.
Insgesamt zeigt diese Forschung, wie durch gezielte Rohstoffveredelung und intelligente Formulierung aus einem vermeintlichen Reststoff ein wertvolles Lebensmittel entstehen kann. Für Hersteller, Landwirte und Verbraucher eröffnet dies Perspektiven für nachhaltigere Proteinquellen, neue Marktsegmente und eine diversifizierte, resiliente Lebensmittelproduktion.
Quelle: scitechdaily
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