Produktentwicklung von innovativen Lebensmitteln auf Basis einer alternativen Proteinquelle aus Basidiomyceten

Abstract

Angesichts der Prognose, dass wegen der steigenden Weltbevölkerung im Jahr 2050 ca. 70% mehr Makronährstoffe für die Humanernährung produziert werden müssen, führt zur Schlussfolgerung, dass mehr für den Menschen wichtiges Protein auf weniger Raum produziert werden muss. Die Ressourcen schonende Produktion von proteinreichem Myzel von Basidiomyceten (Ständerpilzen) durch Submerskultivierung auf engstem Raum kann hierbei in Zukunft eine Schlüsseltechnologie darstellen. Die techno funktionellen, toxikologischen und sensorischen Untersuchungen der kultivierten Basidiomycetenmyzelien dieser Arbeit hatte zum Ziel einen Rohstoff für den Einsatz im Lebensmittel zu etablieren der hohe Wasser- und Ölbindeeigenschaften, gute Emulsionsstabilität, toxikologisch unbedenklich, eine helle Farbe mit geringem Eigengeruch hat. Es wurden die Myzelien von Pleurotus sapidus kultiviert mit Isomaltulosemelasse (PSA_IM), auf Apfeltrester (PSA_AP), auf Zwiebeltrester (PSA_ZT), von Lentinula edodes kultiviert mit Karottentrester (LED_CP) etabliert. Um die Eigenschaften der Basidiomycetenmyzelien sensorisch, rheologisch und techno-funktionell zu bewerten wurden drei verschiedene Lebensmittelsysteme ausgewählt, die dem Protein unterschiedliche Eigenschaften abverlangen: a) vegane Fleischanaloga (emulgierende und emulsionsstabilisierende Eigenschaften) b) glutenfreies Brot (elastische, fließfähige und stabilisierende Eigenschaften) und c) Bindungssystem in Hackfleischspieß nach Döner Kebab Art (wasser-, ölbindende, stabilisierende und emulgierende Eigenschaften). In allen drei Lebensmittelsystemen konnte durch den Vergleich zu kommerziell verfügbaren Proteinen die Funktionalität der Basidiomycetenmyzelien bewertet und vergleichbare Ergebnisse erzielt werden. Es konnte ein veganer Brotbelag als Fleischanaloga mit PSA_IM entwickelt werden, der auch in einem sensorischen Großversuch mit einem sehr guten Ergebnis bewertet wurde. Weiterhin konnte mit PSA_IM glutenfreies Brot gebacken werden, dass vergleichbar mit glutenhaltigem Brot gewesen ist. Andere Basidiomycetenmyzelien wie PSA_AP und LED_CP zeigten gute Ergebnisse für die weitere Applikation in Vollkornbroten oder Pumpernickel. In der Applikation Hackfleischspieß nach Döner Kebab Art konnte das Basidiomycetenmyzel LED_CP überzeugen und ist in dieser Anwendung vergleichbar mit kommerziell verfügbaren Proteinen. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass subkultiviertes Basidiomycetenmyzel eine techno funktionelle alternative Proteinquelle für die Humanernährung für die Zukunft ist. Mit der weiteren Untersuchung des Einflusses Agrarnebenströme auf die technologischen Eigenschaften, und der Optimierung des Spektrums der gebildeten geruchsaktiven Verbindungen, können die Einsatzbereiche im Lebensmittelsektor erweitert werden. Due to the increasing world population, it is expected that the production of food calories needs to be increased by about 70% until 2050. This leads to the assumption that more protein needs to be produced in a space- and resource-saving manner to ensure adequate human nutrition. which could be achieved by the submerged cultivation of basidiomycetous mycelia.The aim of this study was the examination of techno-functional, toxicologic and sensory properties to establish a raw material that has a light colour and inconspicuous odour, high water and oil binding capacity, good emulsion stability and that is toxicologically uncritical.Mycelia of Pleurotus sapidus cultivated on isomaltose molasse (PSA_IM), or apple pomace (PSA_AP), or onion pomace (PSA_ZT), and mycelia of Lentinula edodes cultivated on carrot pomace (LED_CP) have been established. To investigate the sensory, rheological and techno functional properties of the basidiomycetous mycelia, three different food systems have been selected that require different protein functionalities: a) vegan meat analogue (emulsifying and emulsion stabilizing properties), b) gluten free bread (elastic, flowable and stabilizing properties) and c) minced meat doner kebab (water- and oil-binding, stabilizing and emulsifying properties).The protein functionality of basidiomycetous mycelia was assessed in all three food systems and was comparable to commercial proteins. With PSA_IM, a vegan boiled sausage system as meat analogue was established that could convince in a large-scale sensory testing. In addition, a gluten-free bread was produced with PSA_IM that showed similar properties as bread containing native gluten.Other basidiomycetes like PSA_AP und LED_CP showed good results for the application in whole-grain bread or pumpernickel. LED_CP showed good results in the minced meat doner kebab application and was comparable to other commercial proteins.In conclusion, the submerge cultivated mycelia of basidiomycetes is a techno-functional protein source that can be an alternative to support human nutrition in future. Further investigations on the effect of the used agriculture side stream and optimization of the spectrum of odour active components built in the mycelia can further enlarge the range of possible food applications.