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Projekt 39662/01

Reduzierung von Umweltbelastungen und Stickstoffauswaschung durch nachhaltige Proteinextraktion aus Agrarresten (RESPA)

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Hochschule Osnabrück
Vizepräsident für Forschung, Transfer
und Nachwuchsförderung
Albrechtstr. 30
49076 Osnabrück

Zielsetzung

Im kommerziellen Gemüseanbau verbleibt nach der Ernte Blattbiomasse auf dem Feld. Bei
Kohlarten wie Kohlrabi ist diese stickstoffreich, und ihre Mineralisierung verläuft
häufig nicht synchron zum Bedarf der Folgekultur. Daraus kann ein erhöhtes Risiko für
Nitratauswaschung entstehen, während das enthaltene Blattprotein ungenutzt bleibt.
Etablierte mechanische Verfahren sind wegen der stabilen Zellwände auf Blattmaterial
nur eingeschränkt übertragbar, und die berichteten Ausbeuten sind begrenzt. Ziel des
Vorhabens ist es, die ultraschallgestützte Proteinextraktion aus Blattbiomasse
systematisch zu untersuchen. Dazu gehören die Identifizierung der maßgeblichen
Prozessparameter, die Erstellung eines Extraktionsprotokolls sowie eine Abschätzung
des Energie- und Ressourcenbedarfs. Damit soll eine Datengrundlage für die Frage
entstehen, ob die Abfuhr und stoffliche Verwertung von Ernteresten
verfahrenstechnisch darstellbar ist und – ohne zusätzliche Anbauflächen zu
beanspruchen – zur Verringerung von Stickstoffausträgen beitragen kann.

Arbeitsschritte

Als Modellbiomasse dient zunächst die Wasserlinse (Lemna minor), die ganzjährig unter
kontrollierten Bedingungen kultiviert wird und ein homogenes Ausgangsmaterial liefert.
An ihr werden im ersten Arbeitspaket die Einflussgrößen Temperatur,
Energiedichte, Beschallungsdauer, Fest-Flüssig-Verhältnis und pH-Wert variiert; die
Proteinbestimmung erfolgt nach Kjeldahl, die Rückgewinnung mittels isoelektrischer
Fällung. Auf dieser Grundlage wird ein vorläufiges Extraktionsprotokoll abgeleitet. Im
zweiten Arbeitspaket wird dieses Protokoll auf Kohlrabiblätter aus
praxisüblichem Anbau übertragen, um die Übertragbarkeit der Parameter auf heterogenes
Material zu prüfen. Begleitend werden in Arbeitspaket 3 die Massen- und Energieströme erfasst und
auf die extrahierte Proteinmenge bezogen, während in Arbeitspaket 4 das gewonnene Extrakt
analytisch charakterisiert und im Hinblick auf mögliche Lebensmittelanwendungen
untersucht wird. Die ersten beiden Arbeitspakete bauen aufeinander auf, AP 3 und AP 4
laufen begleitend dazu. Abschließend erfolgt die Auswertung.

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174.840,00 €

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01.02.2025 - 01.08.2027

Bundesland

Niedersachsen

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Land use
Nature Conservation
Lower Saxony