Herstellungsprozesse Verarbeitung & Technologie

CO₂-extrahierte Öle werden mithilfe von überkritischem Kohlendioxid gewonnen. Unter Druck erreicht das Kohlendioxid einen überkritischen Zustand und kann so als Extraktionsmittel für die Ölbestandteile eingesetzt werden.

Bei diesem physikalischen Verfahren lassen sich vergleichsweise moderate Temperaturen einsetzen. Die Öle werden während der Extraktion dadurch thermisch weniger beansprucht als bei manchen anderen Herstellungsverfahren. Das CO₂ wird anschließend wieder entfernt; bei sachgerechter Prozessführung verbleiben keine Rückstände des Extraktionsmittels im Öl.

Bei der CO₂-Extraktion wird der Fettgehalt im Produkt auf ca. 2 % gesenkt. Verwendet wird biogenes CO₂, das bei der Herstellung von Bioethanol-Kraftstoff aus Pflanzenmaterial anfällt. Die eingesetzte Menge entspricht der Menge an CO₂, die die Ursprungspflanze während ihres Wachstums der Atmosphäre entzogen hat; im Extraktionsprozess wird nur diese Menge wieder freigesetzt.

Das verwendete CO₂ ist nicht toxisch, besitzt den GRAS-Status (Generally Recognized As Safe) und ist ohne Einschränkungen in Lebensmitteln verwendbar. Die extrahierten Produkte können ohne weitere Nachbearbeitung eingesetzt werden.

Das Desodorieren ist ein Teilschritt der Raffination. Dabei wird das Öl mit Wasserdampf behandelt, um unerwünschte Geruchs- und Geschmacksstoffe zu entfernen. Ein desodoriertes Öl ist daher geruchs- und geschmacksarm. Da es sich um kein chemisches Verfahren handelt, ist die Desodorierung auch für Bio-Öle zulässig.

Bei der Extrusion wird ein Rohstoff unter Wärme, Druck und mechanischer Scherung in einem Extruder verarbeitet und anschließend durch eine formgebende Düse gepresst. Auf diese Weise lassen sich aus Proteinmehlen Produkte mit neuer Struktur herstellen – von knusprigen Crisps bis zu faserigen, fleischähnlichen Texturen.

Trocken- und Nassextrusion

Bei der Trockenextrusion (Low-Moisture-Extrusion) wird mit vergleichsweise wenig Wasser gearbeitet. Es entstehen expandierte, trockene Produkte wie Crisps, Cereals oder texturierte Pflanzenproteine (TVP), die vor der Weiterverarbeitung teils wieder mit Wasser aufgenommen werden. Bei der Nassextrusion (High-Moisture-Extrusion, HME) wird mit deutlich mehr Wasser gearbeitet und die Masse in einer Kühldüse abgekühlt. So entstehen faserige, saftige Strukturen, die Fleisch besonders nahekommen.

So entstehen unsere Heliaflor®-Extrudate

1. Mischen: Sonnenblumenprotein – pur oder in Kombination mit Reismehl – wird mit Wasser zu einer teigartigen Masse vermengt.
2. Erhitzen und Fördern: Die Masse wird im Extruder erhitzt und unter hohem Druck durch ein Förderrohr transportiert.

Expandieren und Formen: Beim Austritt aus der Düse dehnt sich die erhitzte Masse aus und erhält ihre charakteristische Form und Struktur.

Bei diesem Verarbeitungsschritt wird der Presskuchen unter Ausschluss von Sauerstoff bei sehr niedrigen Temperaturen in einem produktschonenden Verfahren (kryonert®) fein vermahlen. Durch diesen Vorgang und die besondere Oberflächenstruktur, die das Produkt dabei erhält, wird eine Reaktion mit potenziellen Reaktionspartnern wie dem Luftsauerstoff ausgeschlossen. So wird das Protein trotz des enthaltenen Restfetts nicht ranzig.

Die Bezeichnung „kaltgepresst“ besagt, dass das Öl durch Pressung ohne äußere Wärmezufuhr gewonnen und anschließend filtriert wurde. Es wird weder raffiniert noch desodoriert. Über die tatsächlich erreichte Temperatur gibt der Begriff keinen genauen Aufschluss.

Kaltgepresste Öle sind begrenzt haltbar und sollten – bis auf wenige Ausnahmen – nicht hoch erhitzt werden.

Bei allen Proteinen und Mehlen erfolgt im ersten Schritt eine schonende Teilentölung der Rohware durch mechanische Pressung. Bei dieser sogenannten Kaltpressung wird ohne zusätzliche äußere Wärmezufuhr gepresst, um wertvolle Inhaltsstoffe wie Vitamine zu erhalten.

Die Proteine sind dadurch begrenzt haltbar und sollten – bis auf wenige Ausnahmen – nicht hoch erhitzt werden.

Bei der Keimreduzierung (Bactosafe) wird das Rohprotein in einer luftdicht verschließbaren Druckkammer behandelt. Je nach Produkt liegen die Verweilzeiten bei der Dampfentkeimung zwischen 39 Sekunden und 15 Minuten, die Temperaturen bei bis zu 140 °C.

Die richtige Kombination aus Temperatur, Dampf und Zeit sorgt für die gewünschte Keimreduzierung. So wird die Produktsicherheit gewährleistet und gleichzeitig die Lagerfähigkeit erhöht.

Ein Mazerat, auch Ölauszug genannt, entsteht durch Mazeration: Frische oder getrocknete Pflanzenteile (Pflanzendrogen) werden in einem Trägeröl wie Oliven-, Sesam- oder Sonnenblumenöl eingeweicht. Die Extraktion erfolgt meist über mehrere Wochen bei Temperaturen von 25 bis 40 °C.

Je nach Rohstoff kommen getrocknete oder frische Pflanzenteile zum Einsatz. Calendula- und Arnikablüten werden beispielsweise getrocknet verarbeitet, während Johanniskraut als frisches Kraut mazeriert werden kann.

Dabei gehen vor allem lipophile, also fettlösliche Inhaltsstoffe in das Öl über – etwa ätherische Öle, fettlösliche Vitamine, Phytosterole, Carotinoide und weitere sekundäre Pflanzenstoffe.

Unser Sortiment umfasst unter anderem:

• Calendula-Mazerat
• Arnika-Mazerat
• Johanniskraut-Mazerat
• Karotten-Mazerat
• Amla- und Ashwagandhawurzel-Mazerate
• Aloe-Vera-Öl-Mazerat

Die Mazerate werden schonend filtriert, um eine gute Produktqualität und geeignete Verarbeitungseigenschaften zu gewährleisten. Angaben zur genauen Zusammensetzung, zum verwendeten Trägeröl und zur INCI finden Sie auf der jeweiligen Produktseite.

Bei der Proteingewinnung aus Stärkepflanzen wie Erbsen oder Reis wird – wie der Name schon sagt – Wasser benötigt. Durch Einweichen der Rohstoffe werden die Proteine löslich gemacht und können in mehreren weiteren Schritten abgetrennt bzw. ausgespült werden. In diesem Nassprozess wird der Proteingehalt durch natürliche Separationsprozesse und vor allem ohne Einsatz von Zusatzstoffen erhöht.

Proteinisolate sind stärker aufgereinigt als Proteinkonzentrate. Bei ihrer Herstellung werden neben Öl oder Stärke auch viele weitere Bestandteile entfernt. Das Endprodukt besteht daher zu einem sehr großen Anteil aus Protein – meist über 80 % der Trockenmasse.

Typischer Ablauf (Nassfraktionierung)

1. Rohstoff vorbereiten: Die Samen oder Hülsenfrüchte werden gereinigt und gemahlen. Bei Ölsaaten wird zuerst das Öl entfernt.
2. Protein in Wasser lösen: Das Mehl wird mit Wasser vermischt. Bei einem geeigneten pH-Wert löst sich ein großer Teil des Proteins in der Flüssigkeit.
3. Unlösliche Bestandteile abtrennen: Stärke, Fasern und andere unlösliche Bestandteile werden entfernt.
4. Protein ausfällen: Der pH-Wert wird so verändert, dass das Protein kaum noch löslich ist. Es fällt aus der Flüssigkeit aus und kann abgetrennt werden.
5. Waschen und trocknen: Die Proteinfraktion wird gewaschen und anschließend meist sprühgetrocknet. So entsteht ein feines Isolatpulver.

Das genaue Verfahren hängt von der Pflanze ab. Bei Soja ist die alkalische Extraktion mit anschließender Ausfällung weit verbreitet; bei Erbsen und anderen Hülsenfrüchten werden vergleichbare Prinzipien eingesetzt.

Proteinkonzentrate werden hergestellt, indem Nicht-Protein-Bestandteile entfernt werden und sich dadurch der relative Proteingehalt erhöht. Bei Hülsenfrüchten steht dafür meist die trockene Fraktionierung durch Luftsichtung im Vordergrund, bei Ölsaaten ist die Entölung des Rohstoffs der entscheidende Prozessschritt.

Ölsaaten: Entölung als zentraler Schritt

Sonnenblumenkerne (Heliaflor®) und Soja enthalten neben Protein einen hohen Ölanteil. Zur Herstellung eines Proteinkonzentrats wird das Öl daher zunächst durch mechanisches Pressen, durch Extraktion (z. B. mit CO₂ oder Ethanol) oder durch eine Kombination beider Verfahren entfernt. Dabei entstehen Ölkuchen oder entölte Mehle, in denen das Protein relativ angereichert ist.

Proteingehalt und Qualität des Konzentrats hängen unter anderem davon ab, wie vollständig das Öl entfernt wird, wie viel Schalenmaterial im Produkt verbleibt und welchen Wärme- und sonstigen Prozessbedingungen das Material ausgesetzt ist.

Hülsenfrüchte: Fraktionierung durch Luftsichtung

Erbsen und Ackerbohnen werden gereinigt und zu Mehl vermahlen. Dieses Mehl wird anschließend meist durch Luftsichtung nach Partikelgröße und Dichte aufgetrennt. Die feineren Partikel sind typischerweise proteinreicher und werden als Proteinfraktion abgetrennt, während die gröberen Partikel überwiegend Stärke enthalten.

Die trockene Fraktionierung benötigt wenig Wasser und erhält die Proteineigenschaften weitgehend. Der erreichbare Proteingehalt ist jedoch begrenzt und hängt unter anderem von der Rohstoffzusammensetzung, dem Mahlgrad und den Prozessbedingungen ab.

Qualitätsmerkmale

Der Proteingehalt allein beschreibt die Qualität eines Konzentrats nicht vollständig. Ebenso wichtig sind Aminosäurezusammensetzung, Verdaulichkeit, Löslichkeit und Funktionseigenschaften. Bei der trockenen Fraktionierung von Hülsenfrüchten bleiben die Proteine häufig vergleichsweise unverändert; bei Ölsaaten können Entölung und weitere Verarbeitung die Funktionseigenschaften beeinflussen.

Proteinhydrolysate sind Proteine, die gezielt in kleinere Bestandteile zerlegt wurden. Dabei werden die langen Proteinketten teilweise oder weitgehend in kürzere Peptide und freie Aminosäuren gespalten.

Wie werden sie hergestellt?

1. Ein Proteinrohstoff wird mit Wasser vermischt.
2. Enzyme spalten die Proteine an bestimmten Stellen. Seltener erfolgt die Spaltung mit Säure oder Lauge.
3. Die Reaktion wird beendet, sobald der gewünschte Spaltungsgrad erreicht ist.
4. Je nach Produkt werden ungespaltene Bestandteile abgetrennt und das Hydrolysat anschließend getrocknet.

Als Rohstoff können beispielsweise Soja, Erbsen, Weizen oder andere Pflanzenproteine dienen. Auch Proteinisolate lassen sich weiter zu Hydrolysaten verarbeiten.

Was ändert sich dadurch?

Durch die Spaltung sind die Proteinbestandteile kleiner und können sich anders lösen und verhalten als das ursprüngliche Protein. Die Eigenschaften hängen stark davon ab, wie weit und mit welchen Enzymen hydrolysiert wurde. Hydrolysate werden etwa in Getränken, Suppen oder speziellen Lebensmitteln eingesetzt. Eine Hydrolyse garantiert jedoch nicht automatisch eine bessere Verdaulichkeit oder einen gesundheitlichen Vorteil. Außerdem kann sie einen bitteren Geschmack erzeugen, den Hersteller durch die Wahl des Verfahrens und weitere Verarbeitungsschritte begrenzen können.

Abgrenzung: Konzentrate und Isolate entstehen vor allem durch das Entfernen anderer Bestandteile. Bei einem Hydrolysat wird dagegen das Protein selbst in kleinere Peptide und Aminosäuren zerlegt.

Raffiniertes Öl ist nahezu geruchs- und geschmacksneutral und eignet sich daher hervorragend für Formulierungen in der Bio- und Naturkosmetik. Raffinierte Bio-Öle werden durch mechanische Pressung und anschließende physikalische Raffination hergestellt. Dabei kommen ausschließlich Verarbeitungshilfsstoffe zum Einsatz, die nach der Bio-Verordnung zugelassen sind.

Für alle naturbelassenen und nachbehandelten Öle gibt es ein weiteres, rein physikalisches Verfahren: die Winterisierung. Dabei wird das Öl über einen gewissen Zeitraum auf 5–15 °C abgekühlt. In diesem Temperaturbereich bilden sich Wachskristalle, die anschließend abgefiltert werden.

Der Vorteil: Das Öl bleibt auch bei niedrigen Temperaturen, z. B. im Kühlschrank, klar.