Protein aus Gras: Nachhaltige Eiweißquelle für die Ernährung von morgen
Wie können künftig zehn Milliarden Menschen nachhaltig mit Protein versorgt werden? Eine vielversprechende Antwort wächst bereits heute auf unseren Wiesen. Bis 2050 wird der weltweite Proteinbedarf um rund 250 Millionen Tonnen pro Jahr steigen. Im Forschungsprojekt „Grünland“ arbeitet das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) daran, eine bislang kaum genutzte Ressource für die menschliche Ernährung zu erschließen: Protein aus Gras.
Vom Weidelgras zum Lebensmittel
Grünlandpflanzen wie Weidelgras enthalten wertvolle Proteine, die für den Menschen jedoch aufgrund der festen Pflanzenzellstrukturen nicht direkt verfügbar sind. Am DIL wurde deshalb ein Verfahren entwickelt, das die Proteine durch mechanischen Aufschluss, Pressung, pH-Anpassung, Temperaturbehandlung und Zentrifugation aus dem Grasgewebe gewinnt und reinigt.
Im Fokus steht dabei insbesondere RuBisCO – das weltweit am häufigsten vorkommende Protein. Es überzeugt nicht nur durch eine ausgewogene Aminosäurezusammensetzung, sondern auch durch hervorragende technofunktionelle Eigenschaften wie Emulgierfähigkeit, Gelbildung und Schaumstabilität. Damit eignet es sich ideal für pflanzliche Fleisch-, Milch- und Käsealternativen sowie für Backwaren oder Proteinprodukte.
Forschung entlang der gesamten Wertschöpfungskette
Im Projekt arbeiten vier interdisziplinäre Teams am DIL zusammen und untersuchen alle Prozessschritte – von der Extraktion im Labor bis zur Skalierung im Technikumsmaßstab. Ziel ist es, die Proteinausbeute und -qualität zu steigern, die Wirtschaftlichkeit zu verbessern und gleichzeitig eine positive Umweltbilanz sicherzustellen.
Bereits identifizierte Herausforderungen, beispielsweise Proteinverluste durch Oxidation oder Aggregation, werden systematisch adressiert. Parallel analysieren die Forschenden die Zusammensetzung und Funktionalität der gewonnenen Proteine, um deren Einsatzmöglichkeiten in Lebensmitteln gezielt zu optimieren.
Kreislaufwirtschaft statt Reststoff
Ein besonderer Vorteil des Ansatzes: Nicht nur das Protein wird genutzt. Die bei der Extraktion anfallenden Faserstoffe können weiterhin als Futtermittel, für die Biogasproduktion oder zur Herstellung von Pflanzenkohle eingesetzt werden. Letztere dient sogar als langfristiger CO₂-Speicher. Damit entsteht ein nahezu geschlossener Verwertungskreislauf, der ökologische und ökonomische Vorteile verbindet.
Praxisversuch auf dem Bauernhof
Wie das Verfahren außerhalb des Labors funktionieren kann, zeigt die Zusammenarbeit des DIL mit Landwirt Christoph Geil aus Butjadingen an der Nordsee. Auf seinem Betrieb werden unterschiedliche Gras- und Leguminosenmischungen angebaut und mit einer großtechnischen Presse verarbeitet. Langfristig soll die Proteingewinnung direkt auf landwirtschaftlichen Betrieben stattfinden, sodass Landwirte neue Wertschöpfungsmöglichkeiten erschließen und gleichzeitig Nebenströme weiter nutzen können.
Sicherheit und Zulassung im Blick
Neben der technologischen Entwicklung spielt auch die Lebensmittelsicherheit eine zentrale Rolle. Die Forschenden untersuchen die ernährungsphysiologischen Eigenschaften der Grünlandproteine, mögliche allergene Wirkungen sowie das Vorkommen unerwünschter Inhaltsstoffe wie Pyrrolizidin-Alkaloide. Ziel ist es, alle Voraussetzungen für eine spätere Novel-Food-Zulassung zu schaffen.
Potential für die Lebensmittelindustrie
Besonders spannend ist die Möglichkeit, Grasprotein nicht nur als Proteinquelle, sondern auch als natürlichen Strukturgeber einzusetzen. RuBisCO könnte künftig Zusatzstoffe wie Methylcellulose in pflanzlichen Fleisch- oder Käsealternativen teilweise ersetzen und damit zu natürlicheren Rezepturen beitragen.
Ob als nachhaltige Eiweißquelle, funktionelle Zutat oder neues Geschäftsmodell für Grünlandbetriebe – Grasprotein besitzt das Potenzial, die Lebensmittelproduktion der Zukunft entscheidend mitzugestalten. Erste marktreife Anwendungen könnten nach erfolgreicher Skalierung und Zulassung bereits in den kommenden Jahren folgen.
