Nebenströme effizient nutzen Aus Reststoffen werden Zutaten: Forscher machen Leguminosenfasern industrietauglich

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Ein neues Verfahren wandelt Nebenströme aus Erbse, Soja und Ackerbohne in hochwertige Ballaststoffe um. Die Zutaten verbessern gezielt Textur und Stabilität in Backwaren und Füllungen.

Nebenströme aus der Verarbeitung von Erbsen, Ackerbohnen und Soja gelten bislang als wenig genutzte Rohstoffe. Im Forschungsprojekt „LeguFiber“ zeigt das Fraunhofer IVV, dass sich daraus funktionelle und lagerstabile Ballaststoffzutaten für Lebensmittel herstellen lassen. Im Fokus standen Schalenfraktionen sowie feuchte Extraktionsrückstände wie Okara, die bisher meist als Futtermittel genutzt oder entsorgt werden.

Ziel des Projekts war es, diese Nebenströme technologisch so aufzubereiten, dass sie wirtschaftlich einsetzbare Zutaten mit neutralem Geschmack und klaren funktionellen Eigenschaften liefern. Dafür wurden die Rohstoffe zunächst umfassend charakterisiert. Schalen enthalten besonders hohe Ballaststoffgehalte von bis zu über 90 Prozent, weisen jedoch auch höhere Gehalte an antinutritiven Stoffen auf. Extraktionsrückstände wie Okara bieten dagegen bessere funktionelle Eigenschaften, etwa bei Wasserbindung und Viskosität.

Schalen oder Okara: Zwei Rohstofftypen mit unterschiedlichen Stärken

Aus diesen Erkenntnissen wurde eine skalierbare Prozesskette entwickelt. Für trockene Schalen steht eine milde hydrothermische Behandlung im Zentrum. Bei Temperaturen um 80 Grad Celsius und kurzer Behandlungszeit lassen sich Keimbelastung sowie Gehalte an Phytinsäure und Tanninen deutlich reduzieren. Gleichzeitig bleiben die funktionellen Eigenschaften weitgehend erhalten. Intensivere thermische Verfahren führen zwar zu einer stärkeren Reduktion unerwünschter Inhaltsstoffe, verschlechtern jedoch die technologische Funktionalität.

Für feuchte Nebenströme wie Soja-Okara ist die Trocknung der entscheidende Schritt. Hier erwiesen sich Bandtrocknung und insbesondere die Vakuum-Walzentrocknung als geeignet. Beide Verfahren ermöglichen eine Trockensubstanz von etwa 90 Prozent und damit eine mikrobiologisch stabile Lagerung. Die Walzentrocknung liefert zudem Ballaststoffpräparate mit hoher Wasserbindung und ausgeprägter Viskosität. In einzelnen Fällen wurden Werte erreicht, die über denen von etablierten Citrusfasern liegen.

Im Anschluss an die Trocknung erfolgt die Feinvermahlung. Kleine Partikelgrößen erhöhen die Oberfläche der Fasern und verbessern Wasserbindevermögen und Texturwirkung. Zusätzliche Prozessschritte wie Extrusion wurden untersucht, brachten jedoch nur geringe funktionelle Vorteile und gelten aus wirtschaftlicher Sicht als nicht erforderlich.

Die resultierenden Ballaststoffzutaten sind bei Raumtemperatur mindestens 44 Wochen lagerstabil. Schalenbasierte Produkte zeigen sogar noch längere Stabilität. Gleichzeitig sind die Präparate sensorisch weitgehend neutral und lassen sich ohne dominante Eigengeschmäcker in verschiedene Anwendungen integrieren.

Funktionelle Wirkung im Produkt: Einsatz in Backwaren und Füllungen

Für Lebensmittelproduzenten ergeben sich daraus konkrete Einsatzmöglichkeiten. In Backwaren kann ein Teil des Mehls ersetzt werden. Bei einem Anteil von etwa 25 Prozent lassen sich ballaststoffreiche Produkte herstellen, ohne die sensorische Qualität stark zu beeinträchtigen. In backstabilen Füllungen reichen bereits geringe Dosierungen um zwei Prozent aus, um technologische Effekte wie eine reduzierte Synärese zu erzielen. Die Textur wird stabiler und die Wasserabgabe während der Lagerung verringert sich.

Grenzen zeigen sich vor allem bei der Sensorik und Partikelwahrnehmung. Schalenfasern können bei höheren Einsatzmengen ein leicht sandiges Mundgefühl erzeugen. Extraktionsrückstände wie Okara schneiden hier besser ab und wurden in Anwendungen teilweise sogar positiv bewertet.

Insgesamt belegt das Projekt, dass sich Nebenströme der Leguminosenverarbeitung in funktionelle Zutaten mit klar definierten Eigenschaften überführen lassen. Entscheidend ist eine schonende Prozessführung, die Funktionalität erhält und gleichzeitig Sicherheit und Haltbarkeit gewährleistet. Für Hersteller eröffnet sich damit die Möglichkeit, neue Ballaststoffquellen zu erschließen, Rezepturen anzureichern und gleichzeitig Rohstoffverluste zu reduzieren.

Der Abschlussbericht steht als zum Download zur Verfügung.

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