Forscher entwickeln Methode zur Gewinnung nützlicher Proteine ​​aus Bierbrauresten

Forscher der Nanyang Technological University in Singapur (NTU Singapore) haben eine Methode entwickelt, mit der mehr als 80 % des verfügbaren Proteins aus Getreideresten beim Bierbrauen extrahiert werden können, die allgemein als Biertreber bekannt sind.

Biertreber (BSG) ist der feste Rückstand aus gemälzter Gerste nach dem Bierbrauen. Es ist das bedeutendste Nebenprodukt der Bierbrauindustrie und macht 85 % des gesamten Abfalls aus. Weltweit fallen jedes Jahr etwa 36,4 Millionen Tonnen Treber an.

Dieser Biertreber wird typischerweise nach seiner primären Verwendung beim Bierbrauen entsorgt. Während einige Anstrengungen unternommen werden, BSG in Anwendungen wie Tierfutter, Biokraftstoffproduktion oder Kompostierung wiederzuverwenden, landet ein erheblicher Teil immer noch auf Mülldeponien und erzeugt Treibhausgase wie Methan und Kohlendioxid.

Nachdem sie neue Anwendungsfälle für die BSG-Proteine ​​untersucht hatten, sagten die Forscher des NTU-Programms für Lebensmittelwissenschaft und -technologie, dass ihre Proteinextraktionsmethode dazu beitragen könnte, Abfall zu reduzieren. Die extrahierten Proteine ​​könnten dann zur Anreicherung der Ernährung und sogar für kosmetische Zwecke verwendet werden und so der wachsenden Verbraucherpräferenz für nachhaltig beschaffte und umweltfreundliche Waren Rechnung tragen, wobei 66 % der Verbraucher weltweit ihre Bereitschaft zum Ausdruck bringen, höhere Preise für Produkte nachhaltiger Marken zu zahlen.

Die Forscher extrahierten bis zu 200 Gramm Protein aus einem Kilogramm BSG, was auf sein Potenzial als Proteinquelle hinweist. Das Singapore Health Promotion Board empfiehlt, dass eine durchschnittliche Frau täglich 40 Gramm Protein benötigt, während ein durchschnittlicher erwachsener Mann 56 Gramm täglich benötigt.

Die Forscher stellen fest, dass BSG-Proteine ​​für den menschlichen Verzehr unbedenklich und von hoher Qualität sind, sodass sie sich für die direkte Verwendung in Nahrungsergänzungsmitteln und zur Erhöhung des Proteingehalts pflanzlicher Lebensmittel eignen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Innovative Lebensmittelwissenschaft und neue Technologien.

Angesichts der Bedeutung pflanzlicher Lebensmittel für die Bereitstellung essentieller Proteine ​​in unserer Ernährung hat die Einbeziehung von BSG-Protein in diese Lebensmittel das Potenzial, deren Nährwert erheblich zu steigern. Dieser Zusatz könnte Einzelpersonen dabei helfen, ihren täglichen Proteinbedarf effektiver zu decken.

Nach Angaben der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) würde dies auch dazu beitragen, eine mögliche Proteinknappheit abzumildern, die aufgrund eines prognostizierten Anstiegs des Fleischkonsums um 73 % bis zum Jahr 2050 infolge des schnellen globalen Bevölkerungswachstums entsteht.

Es stellte sich heraus, dass die von den NTU-Forschern extrahierten Proteine ​​reich an Antioxidantien sind, die nicht nur die menschliche Haut vor Schadstoffen schützen, sondern auch die Haltbarkeit von Kosmetika wie Körperlotionen und Feuchtigkeitscremes verlängern könnten.

Dies könnte eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen kosmetischen Bestandteilen wie Parabenen, die die Hormonfunktion in Wasserorganismen stören, und erdölbasierten Inhaltsstoffen darstellen, die bekanntermaßen zur Umweltverschmutzung bei Extraktions- und Produktionsprozessen beitragen.

Der leitende Autor Professor William Chen, Direktor des NTU-Programms für Lebensmittelwissenschaft und -technologie (FST), der die Studie leitete, sagte: „Unsere Studie, die nachhaltigere und effizientere Möglichkeiten aufzeigt, einen Mehrwert für die Biertreberentsorgung der Brauereien zu schaffen, ist ein entscheidender Schritt.“ Dies trägt dazu bei, seinen Beitrag zu Treibhausgasemissionen zu verringern und die Umweltbelastung zu verringern und gleichzeitig die globale Lebensmittelversorgungskette zu bereichern.

„Der Nachweis, dass die proteinreichen Qualitäten des Trebers von Brauereien erfolgreich extrahiert und in Nahrungsergänzungsmittel umgewandelt werden können, sowie die Anreicherung pflanzlicher Proteine, um sie für den Verbraucher attraktiver zu machen, behebt zwei globale Druckpunkte – Lebensmittelverschwendung und Lebensmittelknappheit.“

Prof. Chen ist außerdem Direktor des Singapore Agri-food Innovation Lab (SAIL) und Direktor des Singapore Future Ready Food Safety Hub (FRESH).

Der Erstautor der Studie, Dr. Chai Kong Fei, Senior Research Fellow am FST-Programm der NTU, sagte: „Es hat sich gezeigt, dass das Protein, das mit der von der NTU entwickelten Methode aus Biertreber gewonnen wird, nicht nur das Potenzial hat, in unser Programm aufgenommen zu werden Diäten, aber sie könnten auch in einer anderen Branche eingesetzt werden – der Kosmetik.

„Aufgrund ihrer natürlichen Peeling-Eigenschaften und der Fülle an Antioxidantien glauben wir, dass sie in verschiedene Hautpflegeformulierungen eingearbeitet werden könnten, von Feuchtigkeitscremes bis hin zu Körperlotionen, und eine Alternative zu Chemikalien wie Konservierungsmitteln darstellen, die nachweislich Schäden an Wildtieren und der Umwelt verursachen.“ nachdem wir in unsere Waschbecken gespült wurden.

Mehrere NTU-Industriepartner haben die NTU-Innovation positiv aufgenommen. Mirte Gosker, Geschäftsführerin des Good Food Institute Asia Pacific, sagte: „Innovative Anwendungen von nicht ausreichend genutztem Getreide, wie es an der NTU gebraut wird, haben das Potenzial, Singapurs Abhängigkeit von Rohstoffimporten zu verringern und eine zusätzliche Einnahmequelle für lokale Produzenten zu schaffen. und Unternehmern dabei zu helfen, nährstoffreicheres Fleisch auf pflanzlicher Basis herzustellen. Angesichts des steigenden Nachfragedrucks ist die Proteingewinnung aus landwirtschaftlichen Nebenströmen auf dem Feld vorbereitet und kann genutzt werden.

Die Studie, die eine Innovation vorstellt, die eine nachhaltige Lebensmitteltechnologielösung fördert, die Abfall reduziert, spiegelt das Engagement der NTU wider, unsere Umweltauswirkungen zu mindern, eine von vier großen Herausforderungen für die Menschheit, denen die Universität mit ihrem strategischen Plan NTU 2025 begegnen möchte.

Das Protein im Inneren freisetzen

Das NTU FST-Programm arbeitete mit Heineken Asia Pacific, dem Hersteller von Tiger Beer, zusammen und verwendete für die Studie Treber der Brauer.

Um das Protein aus dem Treber zu extrahieren, sterilisierten die Forscher es zunächst, bevor sie Rhizopus oligosporus verwendeten, einen Pilz in Lebensmittelqualität, der üblicherweise zur Fermentierung von Sojabohnen zur Herstellung von Tempeh verwendet wird, einem in Südostasien beliebten Lebensmittel auf Sojabasis. Der dreitägige Fermentationsprozess trägt dazu bei, die komplexe Struktur des BSG aufzubrechen, wodurch sein Proteingehalt leichter extrahierbar wird.

Das fermentierte BSG wird dann getrocknet, zu Pulver gemahlen, gesiebt und in einer Zentrifuge geschleudert, um das oben schwimmende Protein vom Rest der Mischung zu trennen. Nach der Extraktion könnte das Protein Lebensmitteln zugesetzt werden, um deren Proteingehalt zu erhöhen, oder mit Lotionen oder Cremes kombiniert werden, um deren feuchtigkeitsspendende und antioxidative Eigenschaften zu verstärken.

Prof. Chen fügte hinzu: „Unsere Methode stellt eine innovative Möglichkeit dar, Bierabfälle in eine wertvolle Proteinquelle für die globale Ernährung umzuwandeln. Über die reine Innovation hinaus verkörpert unsere Arbeit die Erzählung, das, was einst als Abfall galt, in eine lebenswichtige Ressource, ein Symbol für Nachhaltigkeit, umzuwandeln.“ und eine Lösung für eine der dringendsten Herausforderungen der Menschheit: Proteinknappheit.

„Unsere Bemühungen unterstreichen die Vorreiterrolle der NTU in der Wissenschaft der Lebensmitteltechnologie und unser Engagement, reale Probleme mit Einfallsreichtum und Weitsicht anzugehen.“