»MycoPea«

Motivation und Problemstellung

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Leguminosen wie Erbsen sind weltweit ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Ernährung.
© Fraunhofer IME | Kim Weigand
Speisepilze zeigen in der Forschung großes Potenzial, komplexe pflanzliche Strukturen wie Lignin und Cellulose zu verwerten.

Leguminosen wie Erbsen sind weltweit ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Ernährung. Sie liefern hochwertiges pflanzliches Eiweiß sowie wertvolle Ballaststoffe. In Europa jedoch werden sie bislang überwiegend als Futtermittel in der Tierhaltung eingesetzt – und das, obwohl sie ein großes gesundheitliches Potenzial für den Menschen bieten.

Ein Grund für den bislang begrenzten Verzehr sind technologische Hürden: Erbsen benötigen lange Garzeiten und enthalten Oligosaccharide (wie Raffinose), die bei vielen Menschen zu Blähungen führen können. Gleichzeitig wächst das Interesse an pflanzlichen Alternativen zu Fleisch- und Wurstwaren sowie an schnell verfügbaren, gesunden Convenience-Produkten.

Speisepilze zeigen in der Forschung großes Potenzial, komplexe pflanzliche Strukturen wie Lignin und Cellulose zu verwerten. In der Praxis wird dieses Potenzial jedoch bisher kaum für die Lebensmittelproduktion genutzt – abgesehen von der klassischen Pilzzucht, bei der Pilze meist auf stroh- oder holzbasierten Substraten wachsen, die ebenfalls aus Lignin und Cellulose bestehen.

Das Ziel des Forschungsprojekts ist es, diese Lücke zu schließen und wissenschaftliche Erkenntnisse in ein wirtschaftlich tragfähiges Verfahren zu überführen. Im Mittelpunkt steht die Fermentation von Erbsen (Pisum sativum) mit Speisepilzen. Dabei sollen sowohl die Erbsen selbst als auch Nebenprodukte wie Erbsenschalen und -schälmehle in höherwertige Lebensmittelzutaten umgewandelt werden.

In ersten Versuchen konnten bereits zwei vielversprechende Fermentationsverfahren erfolgreich getestet werden: die Festbettfermentation (Solid-State) und die Flüssigfermentation.

Projektziel und Lösungsansatz

© Fraunhofer IME | Kim Weigand
Flüssigfermentation von Leguminosen-Nebenströmen mit einem Speisepilz in einem 5l Bioreaktor: Um zu überprüfen unter welchen Bedingungen der Pilz am besten wächst, können in dem Fermenter verschiedene Parameter (Rührergeschwindigkeit, pH-Wert, Sauerstoffzufuhr, Temperatur) angepasst werden.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuer veganer Lebensmittelrohstoffe durch die Fermentation von Erbsen mit Speisepilzen, welche Proteine liefern und sich besonders gut für vegane Wurstanaloge eignen. Zusätzlich sollen Samen sowie Nebenströme wie Erbsenschälmehle und Erbsenschalen in den Prozess integriert werden, um Abfälle zu reduzieren und Wertschöpfung zu erhöhen. Um unterschiedliche Substratprofile abzubilden kommen Festbett- (Solid-State) und Flüssigfermentation zum Einsatz. Speisepilze besitzen die Fähigkeit, komplexe Substrate wie Lignin und Cellulose zu besiedeln, wobei potenziell keine typischen Mykotoxine produziert werden; dies verbessert die Produktsicherheit.

Das Vorhaben zielt darauf ab, die wissenschaftliche Kenntnis in eine praxisreife, skalierbare Technologie zu übertragen und damit eine wirtschaftlich tragfähige Lösung zu entwickeln.

 

Vorgehensweise

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Beimpfen des Fermenters mit Vorkulturen des Speisepilzes
  • Grundlagen, Substrat- und Produktentwicklung 
    • Wir definieren klare Zielprodukte, prüfen die Eignung von Erbsen, Erbsenschälmehlen und Erbsenschalen als Substrate und legen Qualitätskriterien fest.
  • Vorversuche in Festbett- und Flüssigfermentation 
    • Wir optimieren Parameter wie Feuchte, Temperatur, pH und Sauerstoffzufuhr und analysieren Proteinanteil, Textur und Geschmack, um effiziente Prozesse zu identifizieren.
  • Entwicklung veganer Wurstanaloga und anderer Lebensmittelrohstoffe; Verbesserung der Verarbeitbarkeit, Textur und Sensorik.
  • Sicherheit, Regulierung, Qualität 
    • Lebensmittelsicherheit, HACCP-Dokumentation und Prüfung auf potenzielle Mykotoxine; Umsetzung von Clean-Label-Standards.
  • Skalierung und Demonstration 
    • Überführung in Pilotanlagen, Prozesskontrolle, Reproduzierbarkeit und Wirtschaftlichkeitsanalyse zur Vorbereitung der Markteinführung.
  • Wertschöpfung aus Nebenströmen 
    • Upcycling von Erbsen-Nebenströmen wie Schälmehlen und Schalen zu hochwertigen Produkten; Berücksichtigung von Ökobilanz und Circular-Economy.
  • Marktzugang und Kooperation 
    • Zusammenarbeit mit Industriepartnern, Technologietransfer, Schutz von Know-how und Patenten; Musterproben für potenzielle Kunden.
  • Kontinuierliche Weiterentwicklung 
    • Erweiterung auf weitere Leguminosen und Pilzpartner; laufende Optimierung von Prozessparametern und Produktportfolios.

Weitere Informationen

Die Fraunhofer Stammsammlung

 

Die Fraunhofer Stammsammlung

Dr. Sanja Mihajlovic

Kuratorin der »Stammsammlung«

Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME

Ohlebergsweg 12
35392 Gießen, Deutschland

Telefon +4964197219266

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Entdeckung neuer Terpenoide, Evaluierung potenzieller Anwendungsgebiete und Produktion von Verbindungen sowie Muster für die industrielle Nutzung.

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Prof. Dr. Martin Rühl

Stv. Abteilungsleiter »Food & Feed Improvement Agents«

Fraunhofer IME
Ohlebergsweg 12
35392 Gießen

Telefon +49 641 97219-278

 

 

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