Trennung von Bierabfällen in Proteine ​​für Lebensmittel und Ballaststoffe für Biokraftstoffe

Bier brauen

Bildnachweis: Pixabay / CC0 Public Domain

Hausbrauer und große Hersteller erleben das gleiche Ergebnis des Bierherstellungsprozesses: Getreidehaufen. Nachdem der gesamte Geschmack aus Gerste und anderen Getreidearten gewonnen wurde, bleibt ein protein- und faserreiches Pulver übrig, das normalerweise in Viehfutter oder auf Mülldeponien verwendet wird. Heute berichten Wissenschaftler über eine neue Methode, um das Protein und die Ballaststoffe aus dem verbrauchten Getreide des Brauers zu extrahieren und daraus neue Arten von Proteinquellen, Biokraftstoffen und mehr zu erzeugen.

Die Forscher werden ihre Ergebnisse heute auf der Frühjahrstagung der American Chemical Society (ACS) vorstellen.

“In der Brauindustrie besteht ein kritischer Bedarf an Abfallreduzierung”, sagt Haibo Huang, Ph.D., der Hauptforscher des Projekts. Sein Team arbeitete mit lokalen Brauereien zusammen, um einen Weg zu finden, übrig gebliebenes Getreide in Mehrwertprodukte umzuwandeln.

“Verbrauchtes Getreide hat im Vergleich zu anderen landwirtschaftlichen Abfällen einen sehr hohen Eiweißanteil. Unser Ziel war es daher, einen neuen Weg zu finden, um es zu extrahieren und zu verwenden”, sagt Yanhong He, ein Doktorand, der die Arbeit auf dem Treffen vorstellt. Sowohl Huang als auch He sind an der Virginia Polytechnic und der State University (Virginia Tech).

Das Craft Brewing ist in den USA beliebter denn je. Diese gestiegene Nachfrage hat zu einer Steigerung der Produktion geführt und zu einem deutlichen Anstieg des Abfallmaterials von Brauereien geführt, von denen 85% aus verbrauchtem Getreide bestehen. Dieses Nebenprodukt besteht aus bis zu 30% Protein und bis zu 70% Ballaststoffen. Während Kühe und andere Tiere möglicherweise verbrauchtes Getreide verdauen können, ist es für den Menschen aufgrund seines hohen Fasergehalts schwierig, es zu verdauen.

Um diesen Abfall in etwas Funktionaleres umzuwandeln, entwickelten Huang und He ein neuartiges Nassmahlfraktionierungsverfahren, um das Protein von der Faser zu trennen. Im Vergleich zu anderen Techniken ist das neue Verfahren effizienter, da die Forscher das Getreide nicht zuerst trocknen müssen. Sie testeten drei im Handel erhältliche Enzyme – Alcalase, Neutrase und Pepsin – in diesem Verfahren und stellten fest, dass die Alcalase-Behandlung die beste Trennung lieferte, ohne große Mengen einer der beiden Komponenten zu verlieren. Nach einem Siebschritt war das Ergebnis ein Proteinkonzentrat und ein faserreiches Produkt.

Bis zu 83% des Proteins im verbrauchten Getreide wurden im Proteinkonzentrat wieder eingefangen. Zunächst schlugen die Forscher vor, das extrahierte Protein als billigeren und nachhaltigeren Ersatz für Fischmehl zu verwenden, um gezüchtete Garnelen zu füttern. In jüngerer Zeit haben Huang und He begonnen, die Verwendung des Proteins als Zutat in Lebensmitteln zu untersuchen, um der Nachfrage der Verbraucher nach alternativen Proteinquellen gerecht zu werden.

Das verbleibende faserreiche Produkt blieb jedoch ohne spezifische Verwendung. Im vergangenen Jahr berichtete Huangs Postdoktorand Joshua O’Hair, Ph.D., dass er eine neue Art von gefunden habe Bacillus lichenformis in einer Quelle im Yellowstone National Park. In dem Papier stellten sie fest, dass die Bakterien verschiedene Zucker in 2,3-Butandiol umwandeln könnten, eine Verbindung, aus der viele Produkte wie synthetischer Kautschuk, Weichmacher und 2-Butanol, ein Kraftstoff, hergestellt werden. Also behandelte er die extrahierte Faser mit Schwefelsäure vor und zerlegte sie dann in Zucker aus Cellulose und Hemicellulose. Dann fütterte sie die Mikrobe mit Zucker und produzierte 2,3-Butandiol.

Als nächstes plant das Team, den Prozess der Trennung der Protein- und Faserkomponenten zu beschleunigen, um mit dem in Brauereien erzeugten Volumen an verbrauchtem Getreide Schritt zu halten. Sie arbeiten auch mit Kollegen zusammen, um die wirtschaftliche Machbarkeit des Trennprozesses zu bestimmen, da die derzeit zur Trennung der Protein- und Faserkomponenten verwendeten Enzyme teuer sind. Huang und He hoffen, geeignete Enzyme und umweltfreundliche Chemikalien zu finden, um diesen Prozess noch nachhaltiger, skalierbarer und erschwinglicher zu machen.


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Abfallprodukte aus der Lebensmittelproduktion können als Protein- und Ballaststoffquellen verwendet werden


Mehr Informationen:
Abstrakter Titel: Gleichzeitige Produktion von Proteinkonzentrat und 2,3-Butandiol aus gebrauchtem Bierkorn

Bereitgestellt von der American Chemical Society

Zitat: Trennung von Bierabfällen in Proteine ​​für Lebensmittel und Ballaststoffe für Biokraftstoffe (2021, 6. April), abgerufen am 6. April 2021 von https://phys.org/news/2021-04-beer-proteins-foods-fiber-biofuels.html

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