Neuer Süßstoff Thaumatin – Verfahren zur Verwertung einer afrikanischen Kulturpflanze

Der natürliche Süßstoff Thaumatin – 3000 mal süßer als Saccharose

Katemfe-Pflanze (Thaumatococcus) am natürlichen Standort.

Früchte der Katemfe-Pflanze.

Eine Nutzpflanze, die sich gut z.B. unter Plantagenbäumen anbauen lässt, ist der im afrikanischen Regenwald heimische Katemfe-Strauch (Thaumatococcus daniellii). Aus den Samenschalen (Arili) seiner Früchte lässt sich das Protein Thaumatin gewinnen. Es ist rund 3000 mal süßer als Saccharose und in vielen Bereichen der Lebensmitteltechnik als Süßstoff und Geschmacksverstärker einsetzbar, z. B. in Kaugummi und Desserts. Thaumatin ist in der gesamten Europäischen Union und vielen anderen Ländern der Welt als Lebensmittel-Zusatzstoff zugelassen. Zur Zeit wird der Süßstoff von einer englischen Firma vertrieben. Deren Pflanzenmaterial stammt von der Elfenbeinküste, wird jedoch in Großbritannien verarbeitet.

Neues Verfahren ermöglicht die Verarbeitung im Land

Samen der Katemfe-Pflanze mit Arili (weiß).

Das Produkt – gefriergetrocknetes Thaumatin.

Um die Thaumatin-Pflanze möglichst gut nutzbar zu machen und eine hohe Wertschöpfung im Anbau-Land zu erzielen, sollte nicht nur der Anbau und die Ernte der Früchte intensiv betrieben werden, sondern auch die Verarbeitung des Pflanzenmaterials und die Reinigung des Proteins im Ursprungsland erfolgen. Hierfür wird ein up-scale-fähiges Aufarbeitungs- und Reinigungsverfahren benötigt, das sich auch unter den Bedingungen des Erzeugerlandes durchführen lässt.

Anhand von gefrorenem Pflanzenmaterial wurde am Fraunhofer IGB ein Verfahren im Labormaßstab entwickelt, mit dem sich Thaumatin aus den Samenschalen der Früchte gewinnen und aufreinigen lässt.

Das Verfahren beinhaltet den mechanischen Aufschluss der Thaumatin haltigen Gewebeteile und, da das Protein sehr gut wasserlöslich ist, die wässrige Extraktion. Die Reinigung von anderen, mit extrahierten Begleitstoffen erfolgt über moderne Membrantechniken. Im letzten Verfahrensschritt wird das Protein getrocknet und damit lager- und transportfähig. Aus den Reinigungsschritten resultiert ein Produkt, das in allen Belangen die in der Lebensmittel-Zulassungsordnung aufgeführten Qualitätsmerkmale erfüllt.

Erste Erfahrungen mit dem Betrieb einer kleinen Pilotanlage in Ghana wurden gesammelt.

Thaumatin rekombinant hergestellt

Thaumatin wurde inzwischen auch rekombinant in Nutzpflanzen, z.B., im Getreidekorn, exprimiert. Auch für diese Variante wurde ein skalierbares Aufbereitungsverfahren entwickelt, um den Süßstoff aus dem Mehlkörper des Getreidekorns abzutrennen und aufzureinigen.