Lebensmittelchemie: Glutenersatz aus Mais für Brot, Backwaren und Pasta

Das Proteingemisch Gluten steckt in vielen Getreideprodukten und sorgt für die lockere Konsistenz und den unverwechselbaren Geschmack von Brot und Backwaren. Für Menschen, die an Glutenunverträglichkeit (Zöliakie) leiden, führt das Klebereiweiß jedoch zu Verdauungsstörungen, Kopfschmerzen und Müdigkeit bis hin zu Depressionen. Damit Betroffene nicht auf Genuss verzichten müssen, entwickelten die Lebensmittelchemikerinnen Virna Cerne und Ombretta Polenghi von Dr. Schär in Triest eine Methode, Maisproteine zu extrahieren und so glutenfreies Brot, Pasta und Gebäck herzustellen. Sie machten sich den Umstand zunutze, dass Mais das Protein Zein enthält, das der Struktur von Weizengluten sehr ähnlich ist.

Das richtige Rezept

Nach unzähligen Versuchen entdeckten die beiden Lebensmittelchemikerinnen schließlich die richtige Formel: In ihrem patentierten Verfahren wird weißer Mais in einer Lösung aus Wasser und Isopropanol erhitzt. Das Zein trennt sich dabei von der Maisstärke und verbindet sich mit dem Alkohol. Anschließend wird die Flüssigkeit verkocht, bis Zein in Pulverform übrig bleibt. Für ihre Erfindung wurden Virna Cerne und Ombetta Polenghi als Finalistinnen des Europäischen Erfinderpreises 2016 in der Kategorie „Industrie“ nominiert. Die begehrte Auszeichnung wird am 9. Juni in Lissabon vom Europäischen Patentamt (EPA) zum elften Mal verliehen. „Der innovative Extraktionsprozess von Cerne und Polenghi hilft an Zöliakie leidenden Personen auf der ganzen Welt, mit ihrer Krankheit umzugehen“, sagte Benoît Battistelli, Präsident des Europäischen Patentamtes, bei der Bekanntgabe der Finalisten. „Damit haben sie nicht nur das Leben von Millionen an Zöliakie leidender Menschen verbessert, sondern ihrem Unternehmen auch einen Spitzenplatz in der Lebensmittelindustrie für glutenfreie Produkte gesichert.“

Volkskrankheit Zöliakie

Glutenunverträglichkeit ist eine häufig erblich bedingte Krankheit, bei der sich die Dünndarmwand durch Gluten dauerhaft entzündet. Dadurch können weniger Nährstoffe aufgenommen und an das Blut abgegeben werden. Die Betroffenen leiden an Kopfschmerzen, Blähungen, Durchfall, Gewichtsverlust, chronischer Müdigkeit sowie Wachstumsstörungen. Um die Beschwerden zu verringern, müssen Erkrankte glutenhaltige Nahrungsmittel vollständig von ihrem Speiseplan streichen.

Appetit auf glutenfreie Produkte ist groß

Dr. Schär mit Hauptsitz in Burgstall (Südtirol), entwickelte auf Basis der 2013 patentierten Erfindung ein breites Angebot an glutenfreien Alternativen für Brot, Pasta bis hin zur Tiefkühlpizza. Mit über 1.070 Mitarbeitern beherrscht das Unternehmen 35 bis 40% des europäischen Markts für glutenfreie Nahrungsmittel und ist auch in den USA vertreten. Patente spielen in der Nahrungsmittelindustrie eine wichtige Rolle: 2015 wurden weltweit rund 4 Mrd. € für glutenfreie Produkte ausgegeben und es kommen laufend neue Waren ohne Klebereiweiß auf den Markt. Schätzungen zufolge könnte die Nachfrage bis 2020 auf 7 Mrd. € anwachsen. Glutenfreie Ernährung gilt mittlerweile als breiter Ernährungstrend, was die Nachfrage zusätzlich befeuert. Wichtigster Absatzmarkt in Europa ist Deutschland mit einem Jahresumsatz von 250 Mio. € (2012). Dr. Schär verfügt daher in Deutschland über zwei Produktionsstandorte in Hessen und Thüringen. Das Unternehmen arbeitet kontinuierlich an neuen Inhaltsstoffen und Herstellungsprozessen für glutenfreie Produkte.

Forscherinnen und Gourmets

Cerne, Vorstandsmitglied und Leiterin des Forschungsbereichs der Firma, und ihre Kollegin Polenghi sind Genussmenschen. Ihre Liebe zu gutem Essen führte die beiden Italienerinnen zum Studium der Lebensmittelwissenschaft und -technologie an die Universität von Udine. Nach ihrem Abschluss 1994 arbeitete Cerne zwei Jahre in Berlin für Zuegg Frucht, wo sie Fruchtzubereitungen für Joghurthersteller entwickelte, bevor sie nach Italien zurückkehrte und in der Qualitätskontrolle der Forschungsabteilung ihres jetzigen Arbeitgebers einstieg. Sie erforscht Gluten seit über zwanzig Jahren. Ombetta Polenghi gehört seit 2002 zum Team von Virna Cerne und verantwortet seit vergangenem Jahr als Abteilungsleiterin den Forschungs- und Innovationsbereich des Unternehmens. Dort arbeitet sie an der Weiterentwicklung glutenfreier Produkte und medizinischer Ernährung.