07.06.2022 21:49 Alter: 23 days

Proteins4Singapore: Forschung zur Sicherung einer nachhaltigen Proteinversorgung durch neuartiges Reverse Food Engineering und Additive Fertigung

Kategorie: Forschung

Die Weltbevölkerung wird im Jahr 2050 voraussichtlich auf über 9,2 Milliarden Menschen anwachsen. Es besteht die Notwendigkeit, die wachsende Bevölkerung mit Nahrungsmitteln zu versorgen, und das bei fortschreitender Verstädterung und Verknappung der landwirtschaftlichen Nutzfläche. Das Forschungsprogramm Proteins4Singapore am Standort Singapur der Technischen Universität München (TUM) nutzt das Fachwissen renommierter Hochschul- und Forschungseinrichtungen in den Bereichen Materialwissenschaft, Verfahrenstechnik und Lebensmittelchemie, um neue Proteine zu entwickeln, die nahrhaft und schmackhaft sind.

An der Professur für Lebensmittelchemie und molekulare Sensorik an der TUM School of Life Sciences in Freising erforscht eine Arbeitsgruppe unter Leitung von Prof. Corinna Dawid, wie Bakterien und Pilze, Wasser, Licht und mechanische Beanspruchung die Stoffwechselreaktionen von pflanzlichen Lebensmitteln verändern. (Foto: Wolfgang Filser)

Prof. Thomas Becker auf der Kick-Off-Veranstaltung des Projekts Proteins4Singapore. (Foto: TUMCREATE)

„Proteins4Singapore wird das wissenschaftliche Verständnis der Beziehung zwischen Proteinen und ihrer strukturellen Funktion fördern und mehr über ihre Wechselwirkungen mit Aroma, Geschmack und Textur herausfinden“, sagte Thomas Becker, Professor für Brau- und Getränketechnologie in Weihenstephan und Leiter des Projekts zum Projektauftakt in Singapur.

Die Forschungsarbeiten, an denen viele Professuren der TUM School of Life Sciences beteiligt sind (vgl. https://www.tum-create.edu.sg/research/proteins4singapore), sollen vielversprechende Lösungen für eine der dringendsten Herausforderungen der Welt bieten. „Technologien, die aus dieser Forschung hervorgehen, werden die Lebensmittelversorgung in Singapur stärken und gleichzeitig neue Geschäftsmöglichkeiten in Singapur bieten“, sind sich die am Projekt Beteiligten einig.

TUMCREATE intensiviert Forschung im Ernährungsbereich

TUMCREATE heißt die multidisziplinäre Forschungsplattform der Technischen Universität München (TUM) am Campus Singapur, an der das wissenschaftliche Forschungsprogramm Proteins4Singapore durchgeführt wird. Das von der National Research Foundation Singapurs finanzierte Forschungsprojekt hat zum Ziel, innovative und nachhaltige Methoden zur Gewinnung von Proteinquellen aus konventionellen Nebenströmen zu generieren. Es soll die herkömmliche Lebensmittelproduktion revolutionieren, indem es Lebensmittel mit genau definierten texturellen, sensorischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften erzeugt.

Der CEO von TUMCREATE, Prof. Ulf Schlichtmann, sagt: "Das Forschungsprogramm Proteins4Singapore hat ein großes Potenzial. Es werden Technologien zur Sicherung einer nachhaltigen Proteinversorgung entwickelt, die für die Menschen in Singapur und anderen Megastädten von Bedeutung sind.“

Mit der steigenden Weltbevölkerung Schritt halten

Die wachsende Bevölkerung mit Nahrungsmitteln zu versorgen, ist angesichts zunehmender Herausforderungen wie der Klimakrise, der fortschreitenden Verstädterung oder auch unerwarteter Ereignisse wie der COVID-19-Pandemie ein Problem, für das Forschende nach alternativen Lösungen suchen.

Singapur ist mit nur einem Prozent der für die Nahrungsmittelproduktion zur Verfügung stehenden Fläche in hohem Maße von globalen Lieferketten für Nahrungsmittel abhängig. Im Jahr 2020 hat das Land nur 10 Prozent seiner Lebensmittel vor Ort produziert, während 90 Prozent des lokalen Lebensmittelverbrauchs aus 170 Ländern importiert wurden. Die Anfälligkeit seiner Lebensmittelversorgungskette und die Schwankungen, denen die Lebensmittelversorgungskette ausgesetzt ist, haben das Land dazu veranlasst, seinen "30 by 30"-Plan voranzutreiben, der bis 2030 vorsieht, 30 Prozent des Nahrungsmittelbedarfs Singapurs im Land zu produzieren.

Die Vereinten Nationen haben prognostiziert, dass es bis 2030 43 Megastädte mit mehr als 10 Millionen Menschen geben wird. 68 Prozent der Weltbevölkerung werden demnach in städtischen Gebieten leben. Somit soll das Projekt in Singapur auch als Blaupause für global relevante Szenarien zur Versorgung einer räumlich limitierten, aber dicht besiedelten Stadtbevölkerung mit nahrhaften Lebensmitteln gelten.

Ermöglichung einer neuen Generation von Proteinen

Im Kern wird die Forschung alternative Proteinquellen wie Mikroalgen, proteinreiche Pflanzen oder Nebenströme aus der Aquakultur mit Indoor-Farming-Konzepten kombinieren, die unabhängig von Ackerland und Klimawandel sind. Diese neuen Proteinquellen sollen in innovative Verarbeitungsmethoden integriert werden. Eine davon ist der Einsatz des neuartigen Reverse Food Engineerings. Diese Technik zerlegt und trennt Lebensmittel in einzelne Komponenten, um Lebensmittel mit angenehmer Textur und verbesserten sensorischen Eindrücken zu erzeugen - ein entscheidender Schritt zur Schaffung nahrhafter und hochwertiger Lebensmittel.

Ein weiterer Schritt ist der Einsatz integrativer und innovativer Extrusionssysteme in Kombination mit 3D-Drucktechniken, um sowohl großtechnische als auch dezentrale Produktionsmöglichkeiten für Lebensmittel auf Pflanzenproteinbasis mit hochgradig kontrollierten und definierten sensorischen Eigenschaften zu erzeugen. Die Bildung von Texturen, die denen herkömmlicher Lebensmittel ähneln, soll die Akzeptanz solcher neuartigen Lebensmittel durch den Verbraucher erheblich verbessern.

Unter Einbeziehung von Fachwissen aus verschiedenen Disziplinen der Materialwissenschaft, der Verfahrenstechnik und der Lebensmittelchemie wird sich die Forschung auf die Herstellung von Verbindungen zwischen der Proteinfunktionalität, die Wechselwirkungen der Proteine mit anderen Inhaltsstoffen, die sensorischen Eigenschaften und die inhärenten Verarbeitungsmethoden unter Verwendung grundlegender und anwendungsbezogener analytischer Techniken konzentrieren.

Über TUMCREATE:
TUMCREATE wurde 2010 gegründet und ist eine von der National Research Foundation Singapurs finanzierte multidisziplinäre Forschungsplattform zur Förderung des bilateralen Forschungsaustauschs zwischen der Technischen Universität München (TUM) und relevanten Partnern in Singapur. TUMCREATE arbeitet mit Partneruniversitäten, öffentlichen Einrichtungen und der Industrie zusammen, um Zukunftstechnologien in den Bereichen Elektromobilität, Smart Cities, Medizintechnik und jetzt auch Lebensmittelwissenschaften voranzutreiben. In den letzten Jahren haben die Forscher von TUMCREATE mit ihren Ergebnissen zu fast 700 Veröffentlichungen beigetragen.

Mehr Informationen:
Das Forschungsprogramm stützt sich auf Weltklasse-Know-how in den Bereichen Materialwissenschaft, Verfahrenstechnik und Lebensmittelchemie von führenden Hochschul- und Forschungseinrichtungen - TUM, Nanyang Technological University (NTU) Singapore, Singapore Institute of Technology (SIT) und Agency for Science, Technology and Research (A*STAR).

Diese Forschungsarbeit wird von der Nationalen Forschungsstiftung, Büro des Premierministers, Singapur, im Rahmen des Programms Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE) unterstützt.

CREATE ist ein internationaler Zusammenschluss von Forschungszentren herausragender Universitäten. Bei CREATE arbeiten Forschende aus verschiedenen Disziplinen und mit unterschiedlichem Hintergrund eng zusammen, um Spitzenforschung in strategisch wichtigen Bereichen zu betreiben, die dann in praktische Anwendungen umgesetzt werden und zu positiven wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Ergebnissen für Singapur führen. Die interdisziplinären Forschungszentren bei CREATE konzentrieren sich auf vier Bereiche interdisziplinärer thematischer Forschung, nämlich menschliche Systeme, Energiesysteme, Umweltsysteme und urbane Systeme. Weitere Informationen über das CREATE-Programm finden Sie unter

Website: https://www.tum-create.edu.sg
Facebook: https://www.facebook.com/TUMCREATE
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/tum-create-limited
TUM Standort Singapur: https://www.tum.de/global/standorte-weltweit

Redaktion:
Dr. Katharina Baumeister
Technische Universität München
Corporate Communications Center
E-Mail: katharina.baumeister[at]tum.de
Tel.: 08161.71.5403

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Thomas Becker
Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie
TUM School of Life Sciences
E-Mail: tb[at]tum.de
Tel.: 08161.71.3262