Entwicklung eines Verfahrens zur Verarbeitung von Beiprodukten aus der Pflanzenölgewinnung durch kombinierte Lösungsmittelkonditionierung und Membranfiltration

• Förderprogramm: INNO-KOM-Ost
• Laufzeit: 01/2008 – 07/2009, 04/2010 – 12/2010

Ausgangslage

Pflanzliche Proteine spielen sowohl als nachwachsende Rohstoffe für industrielle Anwendungen als auch aus ernährungsphysiologischer Sicht immer noch eine untergeordnete Rolle. Dabei fallen allein bei der Gewinnung von Pflanzenölen große Mengen proteinreicher Koppelprodukte an, die als Quelle für „industrielle Proteine“ dienen können.

Im Projekt sollen wesentliche Untersuchungen zur Gewinnung von Proteinen und mineralischen Produkten aus Rapskuchen/-expeller durch ausgewählte technologische Verfahren durchgeführt werden.

Ziele

Die Zielstellung beinhaltet die Entwicklung von Verfahren, die auf der Grundlage der Membranfiltration auf die Verarbeitung von Rapspresskuchen aus der Pflanzenölgewinnung oder Saaten mit niedrigen Ölgehalten, zu hochwertigen Protein- und mineralischen Produkten orientieren.

Aufgrund der geringeren Temperaturbelastung in der Saatverarbeitung haben Rapspresskuchen im Vergleich zu Rapsschrot qualitative Vorteile für die Gewinnung von Proteinen mit hohen techno-funktionellen Eigenschaften. Der Nachteil des Presskuchens besteht in einem höheren und stark schwankenden Gehalt an Öl und sekundären Inhaltsstoffen, die eine weitere Bearbeitung zur Gewinnung von Proteinen qualitativ negativ beeinflussen können.

Für die weitere Verarbeitung des Presskuchens ist die Entwicklung einer Technologie erforderlich, die die Schwankungen der Presskuchenqualität ausgleichen kann.

Ergebnisse

Im Ergebnis der Projektarbeiten ist verdeutlicht worden, dass für die Erzielung hoher Proteinausbeuten aus den By-Produkten der Ölsaatenverarbeitung eine durchgängige Technologie mit Arbeitsbedingungen unterhalb der Denaturierungstemperaturen der Rapsproteine notwendig ist.

Im Prozess der Ölsaatenverarbeitung wurden Untersuchungen zur Myrosinaseinaktivierung vor der Ölpressung, Einstellungen des Ölpressvorganges zur Minimierung des Restölgehaltes und Versuche zum besseren Zellaufschluss des Rapskuchens für die Proteingewinnung durch die Expandertechnologie durchgeführt.

Rapskuchen haben hinsichtlich der Proteinqualität deutliche Vorteile gegenüber Rapsschrot, beinhalten allerdings einen hohen Restölgehalt und weitere sekundäre Begleitstoffe wie Glucosinolate, Phytinsäure und Sinapinsäure, die erhebliche Probleme bei der Proteingewinnung bereiten können. Zur Erreichung einer hohen Proteinausbeute aus Rapskuchen sind alle Stufen der Prozesse der Extraktion, Separation, Filtration und Trocknung von Rapsproteinen eingehend untersucht worden. Für die untersuchten Rapskuchen beträgt der Anteil an gelöstem Protein zwischen 25 bis 40 %.

Die Extraktionsbedingungen für die Proteine wurden durch Mischungsverhältnis, Temperatur, pH-Wert und Ionenstärke festgelegt. Für die Verbesserung der Löslichkeitsbedingungen für die Proteine (insbesondere für Albumine) durch Veränderung der Ionenstärke wird NaCl verwendet.

Mit den durchgeführten Untersuchungen zur Membranfiltration konnte durch Messung der Leitfähigkeit ein Zusammenhang mit dem ansteigenden Proteingehalt des Retentates nachgewiesen werden. Es ist davon auszugehen, dass ein korrelativer Zusammenhang nur unter Beachtung der konkreten anlagentechnischen und verfahrenstechnischen Bedingungen herstellbar ist.