Milch aus grünen Blättern

Text: Andrea Voit, FRM II/ TUM
Bilder: Bernhard Ludewig, FRM II/ TUM bzw. Grafik

Milch-Alternativen aus Zuckerrübenblättern – das ist die Vision eines Jülicher Forschungsteams. Sie haben Milcheiweiße neben anderen Bestandteilen in Käse, Joghurt, Kuh- und Hafermilch mit Röntgen- und Neutronenstrahlen untersucht, um herauszufinden, wie die Struktur der Produkte und Einzelbestandteile beschaffen sein muss, damit sie stabil, äußerlich ansprechend und nahrhaft sind.

Die Kuhmilch hat mit Hafer- und Erbsendrinks pflanzliche Konkurrenz bekommen, die verspricht wesentlich umweltfreundlicher zu sein. Ein Jülicher Forschungsteam geht nun sogar noch weiter.

Alternativen zur Kuhmilch

„Wir suchen nachhaltige Alternativen zur Milch“, erklärt Dr. Theresia Heiden-Hecht vom Forschungszentrum Jülich das Ziel ihrer Forschung. Nachhaltig im Sinne der Kreislaufwirtschaft sei es etwa, die Blätter der Zuckerrübe, die bei der Ernte derzeit noch als Dünger verwendet werden, zur Herstellung von Lebensmitteln zu verwenden.

Dass sich bestimmte pflanzliche Fette und Proteine besser eignen, um mit Wasser eine Emulsion einzugehen ist bekannt. Auch, dass Proteine die Öltropfen dabei unterstützen eine stabile milche Flüssigkeit zu bilden. Was eine stabile Milch konkret ausmacht, erklärt Heiden-Hecht: „Auf der H-Milch entsteht oben zum Beispiel im Gegensatz zur Rohmilch keine Rahmschicht.“ Doch eine gute Milch zeichnet auch aus, dass sie nahrhaft ist und alle Sinne anspricht. Diese hohen Ansprüche muss die Pflanzenmilch genauso erfüllen. „Man weiß, wie das aussieht, aber welche Makro- und Mikro-Struktur der Milch zugrunde liegt, kann man nur mit Röntgenstrahlen oder Neutronen erkennen“, sagt Heiden-Hecht.

Gouda und Hafermilch im Röntgenlicht

Deshalb hat die Lebensmitteltechnologin erst einmal klassische Kuhmilch, Joghurt, Käse und Hafermilch genauer untersucht. Dazu nahm das Team um Heiden-Hecht Röntgenstreuung am MLZ und Neutronenstreuung am Paul Scherrer Institut in der Schweiz zu Hilfe. Bislang hatten Forschende die Produkte auf unterschiedlichen strukturellen Ebenen wie dem einzelnen Öltropfen in Emulsionen untersucht. „Das neue an unserer Studie ist, dass wir erstmalig mit Kleinwinkelröntgen- und Neutronenstreuung die Struktur im gesamten Produkt auf allen Längenskalen erkennen konnten“, so Heiden-Hecht.

Zuckerrübenblätter als Milchlieferanten

Jetzt ist eine Methodik entwickelt. Als nächstes wird sich das Team die Pflanzeneiweiße wie etwa aus den Zuckerrübenblättern vornehmen und hat weitere Neutronenmessungen geplant. Ziel ist es, die Unterschiede zur Milch und zu Milchprodukten herauszustellen, und herauszufinden welches Potential die Proteine aus grünen Blättern haben. Diese Fragestellung wollen Theresia Heiden-Hecht und Doktorandin Maren Müller in einer Kooperation mit Prof. Dr. Ute Weisz vom Lehrstuhl für Plant Proteins and Nutrition an der Technischen Universität München beantworten.

Originalpublikationen:

T. Heiden-Hecht, B. Wu, M-S Appavou, S. Förster, H. Frielinghaus, O. Holderer.
Multiscale Structural Insight into Dairy Products and Plant-Based Alternatives by Scattering and Imaging Techniques. Foods 12, 2021 (2023).
DOI: 10.3390/foods12102021

T. Heiden-Hecht, B. Wu, K. Schwärzer, S. Förster, J. Kohlbrecher, O. Holderer, H. Frielinghaus
New insights into protein stabilized emulsions captured via neutron and X-ray scattering: An approach with β-lactoglobulin at triacylglyceride-oil/water interfaces.
Journal of Colloid and Interface Science 655, 319 (2024).
DOI: 10.1016/j.jcis.2023.10.155