Seit Jahrzehnten ist eine ungewöhnliche Pflanze Teil der Ernährung der Bewohner Südostasiens, sowohl für Menschen als auch für Tiere. Es handelt sich um eine Pflanze, die als Wasserlinse bekannt ist.

Als Wissenschaftler, die sich mit Lebensmitteltechnologie beschäftigen, halten wir es für notwendig, auf diese faszinierende Welt der proteinreichen Pflanzen aufmerksam zu machen. Die Wasserlinse hat das Potenzial, unsere Ernährung zu transformieren!

Kleine Pflanzen, großes Potenzial
Wasserlinsen sind Wasserpflanzen, die die Oberfläche von Süßwasserkörpern auf der ganzen Welt bewohnen. Es gibt mehrere Arten von Wasserlinsen, die sich hauptsächlich in der Größe ihrer Blätter unterscheiden. Diese Pflanzen sind unglaublich einfach: ein kleines Blatt, das auf dem Wasser schwimmt, mit einer winzigen Wurzel, die nicht am Boden befestigt ist.

Auf den ersten Blick mag die Wasserlinse unbedeutend und zu gewöhnlich erscheinen, um interessant zu sein. Doch unter ihrem bescheidenen Erscheinungsbild verbirgt sich ein unglaubliches Potenzial für die Proteinproduktion.

Unter optimalen Bedingungen kann die Wasserlinse bis zu 45 Prozent Protein enthalten, was sie zu einer ausgezeichneten Quelle dieses essenziellen Nährstoffs macht. Studien haben gezeigt, dass ein Hektar Wasserlinsen jährlich zwischen 10 und 18 Tonnen Protein produzieren kann. Zum Vergleich: Sojabohnen, die weltweit am häufigsten angebaute Hülsenfrucht, produzieren nur 0,6 bis 1,2 Tonnen.

Darüber hinaus haben diese Pflanzen die Fähigkeit, sich sehr schnell zu vermehren. Die Menge an Wasserlinsen in einem einzigen See kann sich in weniger als 48 Stunden verdoppeln. Diese beeindruckende Wachstumsrate wirft eine entscheidende Frage auf: Wie können wir die Proteine aus Wasserlinsen für den menschlichen Verzehr nutzen?

Proteinextraktion aus Blättern: eine große Herausforderung
Die Idee, pflanzliche Blätter für den menschlichen Verzehr zu nutzen, geht auf den Zweiten Weltkrieg zurück, als nach Möglichkeiten gesucht wurde, hungrige Bevölkerungen aus dieser Proteinquelle zu ernähren. Rubisco, das Hauptenzym im Photosyntheseprozess und das am häufigsten vorkommende Protein in Blättern, hat lange die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern auf sich gezogen.

Abgesehen davon, dass es das am häufigsten vorkommende Protein auf der Erde ist, hat Rubisco eine Reihe weiterer Qualitäten. Seine blasse Farbe, der fehlende Geschmack und Geruch sowie seine hervorragende Aminosäurenzusammensetzung machen es zu einem idealen Bestandteil für die Lebensmittelindustrie. Zum Beispiel wurden die ersten Prototypen der berühmten 'Impossible Burgers', hergestellt aus pflanzlichem Fleisch, mit Rubisco gemacht.

Aber eine große Herausforderung bleibt: Eingeschlossen in den Blattzellen ist Rubisco von anderen Verbindungen mit unerwünschten Farben und Geschmacksrichtungen umgeben. Dies begrenzt seine Verwendung als Lebensmittelbestandteil. Obwohl es möglich ist, Mehlkonzentrate mit Rubisco herzustellen, beinhaltet der Prozess viel Mahlen, Erhitzen und chemische Trennung, und jeder Schritt bedeutet Verluste und Kosten. Derzeit gehen bei der Gewinnung eines in der Industrie verwendbaren Inhaltsstoffs zwischen 75 und 95 Prozent der im Blatt vorhandenen Proteine verloren.

Wenn wir mehrere Tonnen dieses Inhaltsstoffs produzieren wollten, wäre die Menge an Wasserlinsenblättern, die verarbeitet werden müssten, enorm, selbst für diese Protein-Champions. Aus diesem Grund hat Rubisco nie den Erfolg erreicht, den es als Lebensmittelprodukt verdient. Um dieses Problem zu lösen, hat unser Forschungsteam sich daran gemacht, Rubisco aus seinen Fesseln zu befreien. Und wir haben es geschafft!

Wie wir es geschafft haben
Unser Team hat ein innovatives experimentelles Protokoll entwickelt, das zur Herstellung von konzentriertem Mehl mit Rubisco führte. Es gelang uns, 60 Prozent der Proteine zu extrahieren, einer der höchsten Erträge, die je in der wissenschaftlichen Literatur verzeichnet wurden.

Unser Geheimnis? Mathematik. Genauer gesagt, statistische Modellierung. Statistische Modellierung ist ein unschätzbares Werkzeug zur Erforschung der Auswirkungen mehrerer Parameter auf eine präzise Antwort mit einer sehr geringen Anzahl von Experimenten. In nur wenigen Monaten konnten wir die optimalen Bedingungen in Bezug auf pH-Wert, Temperatur und Konzentration identifizieren, um die Extraktion und Reinigung von Proteinen aus Wasserlinsen zu maximieren.

Die größte Belohnung ist, dass dieses Proteinkonzentrat ausgezeichnete Eigenschaften hat, die für jeden guten Lebensmittelbestandteil entscheidend sind: Es ist sehr gut wasserlöslich und kann Schäume (wie Eiweiß), Gele (wie Joghurt) oder Emulsionen (wie Mayonnaise) bilden.

Auf Ihrem Teller und darüber hinaus
Unsere Forschung befindet sich noch in einem frühen Stadium. Aber wir können bereits eine vielversprechende Zukunft für Wasserlinsenproteine sehen. Sie könnten eine breite Anwendung in der Lebensmittelformulierung finden, aber auch im Bereich der Ernährung und der menschlichen Gesundheit. Einige der enthaltenen Verbindungen könnten helfen, Bluthochdruck zu senken.

Kurz gesagt, dank ihres hohen Gehalts an vielseitigen Proteinen könnten Wasserlinsen unsere Ernährung sehr leicht verändern. Und das Wichtigste ist, dass sie dazu beitragen werden, eine nachhaltigere und nahrhaftere Zukunft für uns alle zu gestalten.

Original:
Tristan Muller
Doktorand der Lebensmittelwissenschaften, Laval-Universität
Laurent Bazinet
Professor für Lebensmittelwissenschaft und Technologie an der Laval-Universität