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Bakterien können pflanzliche Lebensmittel nährstoffreicher machen
Pflanzliche Eiweißquellen liefern nicht immer alle essenziellen Aminosäuren in günstigen Mengen. Ein zweistufiges Fermentationsverfahren hat den Lysinanteil in Ackerbohnen und Rapskuchen deutlich erhöht. Die Laborergebnisse zeigen damit einen Weg, den Nährwert pflanzlicher Rohstoffe für Lebensmittel und Tierfutter gezielt zu verbessern, ohne dass bereits ein gesundheitlicher Nutzen am Menschen belegt wäre.
Kongens Lyngby (Dänemark). Proteine liefern dem Körper Aminosäuren, von denen neun für den Menschen essenziell sind und über die Nahrung aufgenommen werden müssen. Pflanzliche Eiweißquellen können bei einzelnen dieser Bausteine vergleichsweise geringe Mengen enthalten, wodurch ihre Proteinqualität begrenzt sein kann.
Das spielt auch bei Tierfutter eine Rolle. Fehlen dort bestimmte essenzielle Aminosäuren, muss die Ration entsprechend zusammengesetzt oder mit mehr Protein gefüttert werden, als die Tiere tatsächlich verwerten können. Bei ökologischer Schweine- und Geflügelhaltung ist die gezielte Ergänzung freier Aminosäuren zudem eingeschränkt.
Forscher der Technical University of Denmark (DTU) um Christian Solem haben nun untersucht, ob sich das Aminosäureprofil pflanzlicher Rohstoffe mithilfe einer zweistufigen Fermentation gezielt verändern lässt. Als Ausgangsmaterial nutzte das Team vor allem Ackerbohnen und Rapskuchen, also den proteinreichen Rückstand nach dem Pressen von Rapsöl.
„Pflanzenproteine enthalten nicht die richtigen Aminosäuren in ausreichender Menge, um eine ideale Nahrungsquelle für Menschen zu sein. Unsere Lösung besteht darin, pflanzliche Lebensmittel mithilfe von Mikroorganismen mit essenziellen Aminosäuren und wichtigen Vitaminen anzureichern“, erklärt Christian Solem.
Im ersten Schritt behandelten die Wissenschaftler das Pflanzenmaterial mit Bacillus subtilis subsp. natto, das widerstandsfähige Pflanzenproteine in kleinere Bestandteile zerlegt und dabei unter anderem Stickstoffverbindungen freisetzt. Anschließend kam Corynebacterium glutamicum zum Einsatz, das diese Stickstoffquelle für die Bildung der essenziellen Aminosäure Lysin nutzt.
Nach der Fermentation erreichten die Ackerbohnen 37,5 Gramm Lysin pro Kilogramm Trockenmasse, was dem 3,4-Fachen des Ausgangswerts entsprach. Im Rapskuchen stieg der Gehalt auf 29 Gramm pro Kilogramm Trockenmasse und damit auf das 3,6-Fache.
Nach Angaben der Forscher kann der erste Fermentationsschritt zugleich Pflanzenproteine teilweise aufschließen. Das könnte ihre Verdaulichkeit verbessern und den Einfluss bestimmter Antinährstoffe verringern, die die Aufnahme von Nährstoffen erschweren. Die veröffentlichte Arbeit belegt allerdings zunächst die gezielte Lysin-Anreicherung in den untersuchten Pflanzenbiomassen.
„Das Interessante ist, dass wir Mikroorganismen nutzen können, um das Aminosäureprofil pflanzlicher Zutaten zu verbessern und Pflanzenproteine zugleich leichter verdaulich zu machen, indem wir sie teilweise abbauen. Das ist besonders vorteilhaft, weil viele Nutzpflanzen Antinährstoffe enthalten, die es unserem Körper erschweren, die in pflanzlichen Lebensmitteln enthaltenen Nährstoffe aufzunehmen“, erklärt Christian Solem.
Für Tierfutter könnte ein günstigeres Aminosäureprofil helfen, überschüssiges Protein in der Ration zu vermeiden. Das ist besonders für den ökologischen Bereich interessant, in dem freie Aminosäuren nicht wie in konventionellen Systemen einfach zugesetzt werden können. Weniger Proteinüberschuss könnte zugleich die Stickstoffausscheidung über Kot und Urin senken.