Ziel der Entwicklung
Immer mehr Menschen verzichten aus ethisch-moralischen, religiösen, gesundheitlichen, ökologischen oder geschmacklichen Gründen ganz oder teilweise auf tierische Produkte wie bspw. Milch. Im Sortiment des Lebensmitteleinzelhandels besteht derzeit eine Vielzahl an Alternativprodukten zu den tierischen Lebensmitteln. Ein Ersatz für Milchpulver ist jedoch bisher nur bei gezielter Suche zu finden; meist wird es über Internetportale vertrieben. Diese Konkurrenzprodukte verwenden hauptsächlich die Rohstoffe Soja, Kokosnuss, Mandel, Reis und Hafer. Daher war es das Ziel unserer Entwicklung, ein neuartiges pflanzliches Instantmilchersatzpulver auf Basis der Rohstoffe Amarant, Quinoa und Chia zu entwickeln, welche von Natur aus zugleich gluten- und laktosefrei sind.
Vorteile und Lösungen
Erster Schritt unseres Lösungsansatzes waren diverse Vorbehandlungsverfahren (Schälung, Vermälzung) der Samen, um störende sekundäre Inhaltsstoffe (z.B. Saponine in Quinoa, Gerbstoffe in Amarant) abzubauen, welche keine signifikante Verbesserung brachten. Auch eine Entölung der Samen, welche einen ernährungsphysiologischen Vorteil bringen sollte, war nicht ausreichend möglich. Diese Erkenntnisse bedeuten jedoch einen betriebswirtschaftlichen Nutzen, weil der Prozess weniger Arbeitsschritte aufwies. Auch das Einbringen von Chiasamen in Form von Chiaschleim, der durch Quellung und anschließende Zentrifugation gewonnen wurde, brachte keinen technologischen Vorteil in Bezug auf die Stabilisierung der Suspension. Sodass auch hier sowohl Prozess- als auch Rohstoffkosten bei einer industriellen Umsetzung eingespart werden können.
Im anschließenden Suspendierungsprozess konnte ein Mischungsverhältnis von Quinoa und Amarant von 50:50 und die Gesamtkonzentration von 10 % Trockensubstanz in der Suspension definiert werden. Eine Verkleisterung der Suspension während des Prozesses erwies sich für die mikrobiologische Aktivität und die Stabilität der Suspension als notwendig. Durch eine Sterilisation im Autoklav konnte die Haltbarkeit auf 7 Tage bei Kühllagerung (7°C) verbessert werden.
Weiterhin wurde die Suspension im Sprühtrockner mit einem Hochleistungszyklon getrocknet und die dafür benötigten Parameter (Inlet-Temperatur, Aspirator, Viskosität der Suspension, etc.) konnten definiert werden. Durch die geringe Partikelgröße war eine Löslichkeit des entstandenen Pulvers nicht möglich. Um diese zu erreichen, wurde eine anschließende Trocken-Granulierung mit einem Temperatur-Gradienten bis 50 °C und dem Zusatz von 5 % Maltose mit dem Extruder vorgenommen.
Bei der Optimierung und Konditionierung des Instantmilchersatzpulvers wurden die vier Geschmacksrichtungen Neutral, Vanille, Schokolade und Erdbeere entwickelt. Hierbei wurden jeweils typische Inhaltsstoffe (nat. Aroma, Vanille Aroma, Kakaopulver, Erdbeerfruchtpulver) für die Aromatisierung verwendet sowie die Farbe mittels Vitamin B2 (Vanille), Kakao (Schokolade) und rote Beete (Erdbeere) angepasst.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Rohstoffe Amarant, Quinoa und Chia-Samen eignen sich aufgrund der jeweiligen Nährstoff- und Vitalstoffdichte sowie wegen der Gluten- und Laktosefreiheit hervorragend als Ausgangsrohstoffe für Milchersatz-Produkte. Beispielsweise übersteigt der Calciumgehalt der Rohstoffe den der Kuhmilch um ein Vielfaches, die biologische Wertigkeit der Proteine ist höher und die Fettzusammensetzung (einfach & mehrfach ungesättigte Fettsäuren) besser. Lebensmittel aus diesen Rohstoffen eignen sich daher für eine Vielzahl von Personengruppen.
Durch schonende technologische Verfahren (z. B. durch Sprühtrocknung und Trockengranulierung mittels eines Extruders) wurden möglichst viele der wertgebenden Inhaltsstoffe, wie der Calciumanteil, auf das pflanzliche Instantmilchersatzpulver übertragen. Das erzeugte pflanzliche Pulver besitzt viele analoge Inhaltsstoffe des Milchpulvers bzw. übertrifft diese sogar (im gesundheitlich unbedenklichen Rahmen).
Zunächst wird eine B2C-Vermarktung des Ersatzmilchpulvers an Endkonsumenten von Instantgetränken angestrebt, perspektivisch kann das Amarant / Quinoa / Chia Milchersatzpulver aber auch herkömmliches Milchpulver in diversen Lebensmittelprodukten (z. B. in der Eiscreme-, Süß- und Backwarenindustrie) ersetzen und somit attraktive Alternativprodukte für den laktosefreien, veganen Markt bieten. Aufbauend auf den Kenntnissen aus diesem Projekt sind diverse Folgeprojekte zu Forschung und Entwicklung von innovativen Lebensmitteln und Herstellungsverfahren geplant.
