Im Zuge der stetig wachsenden Weltbevölkerung muss nach alternativen Nahrungsquellen geforscht werden, um den Kalorien- und Proteinbedarf der Bevölkerung decken zu können. Innovative Lebensmittel sollten nicht nur ressourcenschonend produziert werden, sondern auch der Nachfrage der Bevölkerung nach gesunden und nachhaltigen Lebensmitteln gerecht werden. Ziel dieser Arbeit war es daher, anfallende Nebenströme der Lebensmittelindustrie zu verwenden und als Kohlenstoffquelle für das Wachstum von Basidiomyceten (Speisepilze) zu verwenden. Das durch Submerskultivierung erzeugte Myzel sollte proteinreich und schnell zu produzieren sein, um es als alternative Proteinquelle für die Herstellung von veganen oder vegetarischen und innovativen Lebensmittel in der menschlichen Ernährung verwenden zu können.Zu Beginn wurden verschiedene Pilz-Substrat-Kombinationen auf die erzeugte Biomasse und den Proteingehalt hin untersucht. Als Substrate wurden verschiedene Trester (Apfel, Granatapfel und Aronia), Blattspinat und Rübenmelasse untersucht, sowie acht verschiedene Basidiomyceten. Pleurotus sapidus, der für vier Tage auf Apfeltrester kultiviert wurde, lieferte mit etwa 14 g L-1 die höchste Biotrockenmasse; der Reinproteingehalt betrug 21%. Das Produkt wurde lyophilisiert und für alle weiteren Analysen eingesetzt. Im Verlaufe der Arbeit wurde dieses Lysophilisat auf seine Zusammensetzung hin untersucht: 4% Fett (davon 45% Linolsäure als Hauptfettsäure), 2% Asche und 74% Kohlenhydrate. Die Analyse des Chitingehaltes ergab 6,3%. Das Aminosäureprofil wurde eingehend untersucht und nicht nur der durchschnittliche Proteinstickstoffgehalt (17,9%) analysiert, sondern auch der Stickstoff-zu-Protein- Umrechnungsfaktor Nnet (4,11) ermittelt, der bei der Berechnung des Reinproteingehaltes Verwendung findet. Mit einem Wert von 86 wies das Lyophilisat eine sehr gute biologische Wertigkeit auf, mit Cystein und Methionin als limitierende Aminosäuren. Wiederfindungsraten der Aminosäuren wurden über die Analyse eines Referenzproteins mit bekannter Zusammensetzung ermittelt. Der Einfluss des C:N-Verhältnisses auf die Proteinbildung wurde ebenfalls diskutiert. Demnach kann ein hoher Stickstoffanteil unter Umständen zu höheren Proteinausbeuten führen. Eine Maßstabsvergrößerung im 150 L Bioreaktor konnte erfolgreich durchgeführt werden. Die hohe Biomasse konnte aufrechterhalten werden, wohingegen das Myzel 20% weniger Protein enthielt.Um den reinen Pilzanteil am Lyophilisat zu quantifizieren, wurde eine Biomassenquantifizierungsmethode über die Bestimmung des Ergosterolgehaltes mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) etabliert. So konnte festgestellt werden, dass das analysierte Lyophilisat lediglich etwa 50% Myzel enthielt. Zahlreiche Versuche wurden durchgeführt, um diesen Anteil zu steigern. Ein Fed-Batch-Verfahren lieferte letztendlich 89% Pilzanteil mit 5,4 g L-1 Trockenmasse nach sechstägiger Kultivierung mit 6,15 g L-1 Apfeltrester und erneuter Substratzugabe nach vier Tagen. Reines Pilzmyzel, das als Bezugswert zur Berechnung des Pilzanteils herangezogen wurde und auf Malzextraktmedium kultiviert wurde, wies einen Ergosterolgehalt von (7.147,5 ± 353,7) myg (g TM)-1 auf.Ergosterol diente nicht nur als Biomarker, sondern auch als Präkursor für die Anreicherung mit Vitamin D2, die durch UV-B Belichtung erzielt wurde. Die Gehalte an Ergosterol und Vitamin D2 wurden mittels HPLC analysiert. Verschiedene Studien zeigten, dass es nach 10- bis 20-minütiger Belichtung zu einer Stagnation bei der Anreicherung kam. Im belichteten Lyophilisat von P. sapidus auf Apfeltrester konnten so bis zu 115 myg (g TM)-1 Vitamin D2 erzielt werden. Neben verschiedenen Belichtungszeiten wurden auch Messreihen mit aktivem und hitzeinaktiviertem Myzel in vollständiger Submerskultur durchgeführt. Weiterhin wurden der Einfluss der Oberfläche und die Lagerstabilität von belichtetem Lyophilisat untersucht.
