Optimierter Ei-Ersatz im veganen Kuchen: Gezielte Steuerung und Gewinnung von Proteinisolaten aus Mikroalgen für die nachhaltige Herstellung von Feinen Backwaren hoher Qualität

Eier sind beliebt: 2020 wurden in Deutschland fast 20 Milliarden Eier konsumiert. Pro Kopf sind das 239 Eier, 4 Eier mehr als 2019. Der steigende Konsum lässt sich nicht nur mit ihrer Schmackhaftigkeit und ihrem hohen ernährungsphysiologischen Wert als Proteinquelle erklären, sondern auch mit ihren vielseitigen funktionellen Eigenschaften als Zutat in verarbeiteten Lebensmitteln: Während Eigelb als Farbstoff und Emulgator fungieren kann, ist Eiklar ideal zum Klären sowie zur Schaumstabilisierung.

Zugleich steigt aus tierethischen und ökologischen Gründen die Nachfrage nach veganen Produkten – und damit die Nachfrage nach substituierenden Produkten für tierische Proteine. Auch die Backbranche ist hiervon nicht ausgenommen; sie stößt vor allem beim Ersatz von Hühnerei an ihre Grenzen: Insbesondere die schaumbildende und -stabilisierende Wirkung von Hühnereiweiß ist durch bislang erhältliche Ersatzprodukte nicht ausreichend abzubilden. Vor allem bei der Herstellung von Feinen Backwaren ist der üblicherweise enthaltene Eischnee – eine schaumige Masse, die durch das Schlagen von Eiklar entsteht – entscheidend für deren Qualität. So ergibt das Schlagen des Eiklars etwa das 4,3-fache Volumen an Eischnee durch die Bildung von Gasblasen. Zugleich denaturieren und aggregieren die im Eiklar enthaltene Proteine wie das Ovalbumin irreversibel; sie ermöglichen so das Festhalten der eingebrachten Gasblasen und damit eine Schaumstabilisierung. Diese stabile Schaum-Masse ist die entscheidende Basis für weich-gelockerten Kuchen – den Kuchenfans genau so schätzen!

Die Herstellung von hochvolumigen, veganen Kuchen und Feingebäck scheitert in der Praxis häufig an der mangelnden Schaumbildung: Entweder sind die Volumina zu gering oder die Produkte sind sensorisch nicht überzeugend. Hier ist Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) gefragt! Zwei Forschungsteams der Technischen Universität München (Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie | Lehrstuhl für Synthetische Biotechnologie) haben sich zum Ziel gesetzt, Proteinisolate aus Mikroalgen für die Nutzung in veganen Feinbackwaren systematisch zu untersuchen: So zeigten Isolate aus den Mikroalgen Arthrospira platensis und Tetraselmis sp. ein vielversprechendes Schaumbildungs- und Schaumstabilisierungsverhalten, das im Falle von Tetraselmis sp. sogar das Schaumbildungspotential von Ovalbumin überstieg.

Umfassend untersucht wird nun, wie über die Kultivierungsbedingungen von Mikroalgen und deren Isolierung der Proteingehalt und die Aminosäurezusammensetzung gezielt gesteuert werden kann. Ziel ist es, Proteinisolate aus Mikroalgen hinsichtlich ihrer funktionellen Eigenschaften bei der Herstellung veganer und nachhaltiger Feiner Backwaren zu optimieren. Aus der ganzheitlichen Betrachtung von Prozess-Struktur-Funktionalitätsbeziehungen wird ein Best-Practice-Prozess abgeleitet, der zukünftig auch für weitere Ei-Ersatzprodukte aus alternativen Proteinquellen genutzt werden kann.

Ein Drittel des Umsatzes in der Backbranche entfiel 2021 auf Feine Backwaren wie Kuchen und süßes Gebäck. Alternative Zutaten für die Herstellung von hochwertigen Feinbackwaren zu finden, ist aus zwei Gründen essenziell: Zum einen steigt kontinuierlich die Nachfrage nach veganen Produkten. Zum anderen stiegen die Preise für Hühnereiweiß aus Bodenhaltung in Deutschland im Jahr 2022 um 66 % gegenüber dem Vorjahr. Solche volatilen Preisentwicklungen sind vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) eine enorme Herausforderung. Sie werden daher ganz besonders von funktionellen Ei-Ersatzprodukten profitieren können. Durch das Angebot von veganen Backwaren können sie zudem neue Marktsegmente erschließen.

Informationen zum IGF-Projekt 23066 N "Grenzflächenaktive Algenproteinisolate für vegane und nachhaltige Feine Backwaren"


... ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)