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Oct 04, 2023

Eine neue Vision für Sojabohnenmehl: Designer Tempeh: UMass Amherst

In einem neuartigen Bemühen, die nächste Generation pflanzlicher, proteinreicher Produkte zu schaffen

In einem neuartigen Bemühen, die nächste Generation pflanzlicher, proteinreicher, umweltfreundlicher und schmackhafter Alternativen zu tierischem Fleisch zu schaffen, hat ein Lebensmittelwissenschaftler der University of Massachusetts Amherst seine Aufmerksamkeit auf Sojabohnenmehl gerichtet.

Weltweit wird dieses Nebenprodukt der Sojaölgewinnung fast ausschließlich als Tierfutter verwendet. Allein in den USA wurden laut USDA im Jahr 2022 rund 48 Millionen Tonnen Sojaschrot produziert.

„Nach der Ölextraktion befindet sich der Großteil des Proteins in der Mahlzeit und nicht im Öl“, sagt Hang Xiao, Professor und Clydesdale-Stipendiat für Lebensmittelwissenschaften. „Im Vergleich zu anderen pflanzlichen Proteinen ist es ein hochwertiges Protein.“

Wir werden eine Genbibliothek erstellen, um nährstoffreichere und köstlichere Tempeh-Lebensmittel zu produzieren, und wir können sehr kreativ sein.

Hang Xiao, Professor und Clydesdale Scholar of Food Science

Xiao, der immer wieder auf der Liste der am häufigsten zitierten Agrarwissenschaftler der Welt steht, hat vom National Institute of Food and Agriculture des USDA ein dreijähriges Stipendium in Höhe von 601.000 US-Dollar erhalten, um sich eingehend mit der Genomik des Pilzes zu befassen, der bei der Fermentation von Sojabohnenmehl verwendet wird Um diese Frage zu beantworten: „Wie können wir aus diesen Nebenprodukten etwas Essbares – etwas Leckeres – für den menschlichen Verzehr machen?“

Xiao leitet ein multidisziplinäres Team von Lebensmittelwissenschaftlern am UMass Clydesdale Center for Foods for Health and Wellness, wo sich die Forscher auf Lebensmitteldesign für verbesserte Gesundheit und Sicherheit in hochmodernen Einrichtungen konzentrieren. Zu Xiao gesellen sich John Gibbons (Lebensmittelfermentation und Biostatistik); Alissa Nolden (Sensorik); David Julian McClements (Neuartige Lebensmittelverarbeitung für verbesserte Funktionalität); und Eric Decker (Lebensmittelchemie und Lebensmittelverarbeitung).

Das Projekt des Teams wurde von einer historischen Verwendung von Sojabohnen inspiriert, sagt Xiao. Vor Hunderten von Jahren fermentierten Asiaten, die sich kein Fleisch leisten konnten, Sojabohnen, um Tempeh herzustellen, das heute bei Vegetariern und Veganern beliebt ist. „Arme Leute wollten, dass die Sojabohnen wie echtes Fleisch schmecken“, erklärt er. „Nach der Fermentation wird die Konsistenz der Sojabohne zäher, sodass sie wie ein Stück Fleisch oder Dörrfleisch schmeckt. Man kann sie in Scheiben schneiden oder braten oder dämpfen.“

Die UMass-Forscher werden Proteinprodukte nicht aus ganzen Sojabohnen herstellen, wie es bei der traditionellen Methode der Fall wäre, sondern aus dem Sojabohnenmehl. Dabei nutzen sie eine „intelligente Fermentation“, mit der Merkmale von Geschmack, Textur und Nährwert bestimmt werden können.

„Derzeit wird die Tempeh-Fermentation meist empirisch durchgeführt, ohne dass ein wissenschaftliches Verständnis der molekularen Grundlagen der Pilzfermentation vorliegt – zum Beispiel, welches Gen des Pilzstarters für bestimmte Produktfunktionen wie Ernährungs- und sensorische Eigenschaften verantwortlich ist“, erklärt Xiao.

Während der Tempeh-Fermentation wandelt die Wirkung der Pilze die Nährstoffbestandteile des Sojabohnenmehls um, darunter Polyphenole, Flavonoide, Proteine ​​und Aminosäuren. Die Forscher werden Genomprofile erstellen und die RNA von 20 verschiedenen Stämmen des Pilzes Rhizopus spp. sequenzieren, um die funktionellen Gene zu identifizieren, die für die chemischen und biologischen Veränderungen in den verschiedenen Nahrungsbestandteilen verantwortlich sind.

„Mit diesem Wissen werden wir in der Lage sein, die genetische Ausstattung zu manipulieren und Merkmale verschiedener Pilzstämme zu kombinieren, um ihre Funktion zu optimieren“, sagt Xiao. „Wir werden eine Genbibliothek erstellen, um nährstoffreichere und köstlichere Tempeh-Lebensmittel zu produzieren, und wir können sehr kreativ sein.“

Die Forscher werden außerdem Verbraucherakzeptanztests durchführen, um Rückmeldungen zu Aussehen, Geruch, Textur und Geschmack der Produkte zu erhalten.

„Das ultimative Ziel“, sagt Xiao, „besteht darin, mit einem wissenschaftlichen und zielgerichteten Ansatz etwas zu produzieren, das wir essen möchten.“

Laut einer von Hang Xiao durchgeführten Studie aus dem Jahr 2020 wurde festgestellt, dass ein gängiger Lebensmittelzusatzstoff, der in Frankreich verboten, aber in den USA und vielen anderen Ländern erlaubt ist, die Darmmikrobiota bei Mäusen erheblich verändert und Entzündungen im Dickdarm und Veränderungen der Proteinexpression in der Leber verursacht .

Im April 2020 erhielt der Lebensmittelwissenschaftler Hang Xiao von der UMass Amherst ein neues Bundesstipendium, um seine Forschung zu den gesundheitlichen Vorteilen bestimmter Obst- und Gemüsesorten zu erweitern; in diesem Fall Erdbeeren.