Die Herstellung einer Kartoffelmilch mit Hilfe von Enzymen

 

Biologie  |  Umwelt

 

Anja Reber, 2005 | Therwil, BL

 

In dieser Arbeit wurde versucht, eine pflanzliche Milchalternative aus einem nachhaltig produzierten, lokal angebauten und stärkehaltigen Rohstoff, der Kartoffel, herzustellen. Die Firma Novozymes hat für diese Arbeit Enzyme, sowie ein Protokoll für die Herstellung von Hafermilch zur Verfügung gestellt. Das Hafermilch-Protokoll wurde als Grundlage genommen und schrittweise an den neuen Ausgangsstoff angepasst. Bei der Verarbeitung der Kartoffeln wurden verschiedene Enzyme eingesetzt, um den Ertrag sowie die geschmacklichen Eigenschaften der neuen Milchalternative zu optimieren. Als Endprodukt entstand ein Protokoll zur Herstellung einer trinkbaren Kartoffelmilch, welche von Probanden im Vergleich mit Kuh-, Hafer- und einer käuflichen Kartoffelmilch verkostet und quantitativ sensorisch bewertet wurde.

Fragestellung

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Versuch unternommen eine möglichst nachhaltige, klimaschonende und geniessbare Milchalternative herzustellen. Als idealer Rohstoff für dieses Unterfangen wurde die Kartoffel identifiziert, da diese nicht nur stärkehaltig ist, sondern effizient und klimaschonend in der Schweiz angebaut werden kann. Die zentrale Frage war, ob sich ein Protokoll zur Herstellung von Hafermilch auf die Kartoffel übertragen lässt. Als weiteres Ziel wurde formuliert, dass die hergestellte Kartoffelmilch den sensorischen Eigenschaften von Kuhmilch möglichst ähnlich sein soll, damit sie geniessbar ist.

Methodik

Als Grundlage für die Herstellung einer Kartoffelmilch wurde ein Hafermilchprotokoll benutzt, welches von der Firma Novozymes zur Verfügung gestellt wurde. Dieses Protokoll wurde schrittweise in 12 Experimenten an den neuen Rohstoff angepasst. Für die Herstellung der Kartoffelmilch wurden Enzyme der Firma Novozymes eingesetzt, die Experimente wurden in der Küchenmaschine Monsieur Cuisine der Firma SilverCrest durchgeführt. Für die Trennung von Flüssigkeit und Feststoffen wurde eine Table Top Zentrifuge eingesetzt, sowie diverse Gilson Pipetten für eine genaue Dosierung der Enzyme. Die Kartoffelmilch wurde in Einfachblindstudien in verschiedenen Verkostungen quantitativ sensorisch beurteilt.

Ergebnisse

Im Laufe des Arbeitsprozesses entstand eine konsumierbare Kartoffelmilch, sowie ein Protokoll zur enzymatischen Herstellung ebenjener. Im Durchschnitt der durchgeführten Experimente wurden 0,7l Kartoffelmilch 150g Kartoffeln erzeugt. In der abschliessenden Verkostung schnitt die selbsthergestellte Kartoffelmilch bezüglich Süsse und Mundgefühl besser ab als die käuflich erhältliche Kartoffelmilch DUG. Im Vergleich mit Kuh- und Hafermilch jedoch schnitt sie durch den prägnanten Kartoffelgeschmack deutlich schlechter ab, ausserdem wurde die Kartoffelmilch als zu wenig süss empfunden.

Diskussion

Trotz des Erfolges der Arbeit gibt es noch weitere Verbesserungsmöglichkeiten. Die von den Probanden bemängelte fehlende Süsse, kann, wie sich bei der Nachbearbeitung der Arbeit für SJF mit der Expertin Beatrice Baumer herausstellte, durch eine Erhöhung der Substratmenge erzeugt werden. Die in der ursprünglichen Arbeit verwendeten Mengen an Substrat waren zu gering, so dass die eingesetzten Enzyme nicht in ihrem Optimum arbeiten konnten. Der prägnante Kartoffelgeschmack müsste hingegen in weiteren Experimenten reduziert oder maskiert werden. Ausserdem könnten andere Kartoffelsorten, als die in der Arbeit verwendeten, ausgetestet werden, um eine geschmackliche Verbesserung zu erzielen. Um konkurrenzfähig zu anderen Milchalternativen zu sein, müsste ausserdem der Nährstoffgehalt der Kartoffelmilch verbessert werden. Dies könnte erreicht werden, indem man zum Beispiel Erbsenproteine hinzufügt, um den Proteingehalt im Produkt zu erhöhen. Ein wichtiger Beitrag zu Verbesserung der Nachhaltigkeit ist der Umgang mit den Nebenströmen. So muss eine Lösung gefunden werden, diese weiter zu verwenden. So könnten zum Beispiel aus den Kartoffelschalen und den Feststoffen Biogas produziert werden.

Schlussfolgerungen

In der Arbeit konnte erfolgreich ein Protokoll entwickelt werden, um enzymatisch aus Kartoffeln eine Milchalternative herzustellen. Dennoch wären weitere Schritte nötig, um das Produkt industriell vermarktbar zu machen. So sind die sensorischen Eigenschaften und der Nährstoffgehalt der Kartoffelmilch zu verbessern, um für eine breite Konsumentenbasis interessant zu sein. Ausserdem wird es eine grosse Herausforderung sein, die Herstellung grösser zu skalieren und die Nebenströme weiter zu verwerten, um eine fundierte Nachhaltigkeit zu erzielen.

 

 

Würdigung durch die Expertin

Beatrice Baumer

Bei der eingereichten Arbeit wird Untersucht, ob das Verfahren zur Gewinnung von Milchalternativen aus Hafer, auf einen anderen Rohstoff (Kartoffeln) anwendbar ist. Anja Reber hat dabei die typisch technowissenschaftliche Vorgehensweise verfolgt. Ihr gelingt eine wissenschaftliche Erläuterung des Sachverhalts, eine präzise Beschreibung der Versuche (Reproduzierbarkeit), eine vertiefte Auseinandersetzung mit den Ergebnissen und eine stimmige Darstellung der Schlussfolgerungen. In ihrer Arbeit dokumentiert sie Herausforderungen und schlägt Verbesserungsvorschläge vor.

Prädikat:

gut

 

 

 

Gymnasium Oberwil
Lehrer: Francesco Brogna-Edenhofer