Karriere in der Forschung: Victor Christian Kaharso

Die Augenbohne als neue Proteinquelle

Im Oktober 2024 begann Victor seine Doktorarbeit in der Arbeitsgruppe Plant Proteins and Nutrition von Prof. Ute Weisz an der TUM School of Life Sciences. Zu diesem Zeitpunkt war er mit dem Gegenstand seiner Forschung bereits vertraut: der Augenbohne (Vigna unguiculata). In seinem Heimatland Indonesien ist sie eine weit verbreitete Gemüsesorte. Sie wird hauptsächlich als Tierfutter angebaut, aber bislang kaum für die Ernährung der Bevölkerung eingesetzt. „Welches Potenzial in diesen Bohnen für die Ernährung von Menschen schlummert, möchte ich mit meiner Arbeit erforschen“, sagt Victor. Augenbohnen könnten zudem als Alternative zu Sojabohnen dienen, die das Land bisher in großen Mengen aus China importiert. Auch in Deutschland können die Hülsenfrüchte lokal angebaut werden und dazu beitragen, in Zukunft widerstandsfähigere und nachhaltigere Ernährungssysteme aufzubauen. 

„Was die Augenbohne so interessant macht, ist ihre Zusammensetzung: Sie besteht zu 20–25 Prozent aus Protein und bis zu 60 Prozent aus Kohlenhydraten. Gleichzeitig ist sie natürlicherweise sehr fettarm“, erklärt Victor. Die Hülsenfrucht ist zudem reich an Eisen, Magnesium und verschiedenen B-Vitaminen. Darüber hinaus ist sie wärmeliebend und trockenheitstolerant – wichtige Eigenschaften in Zeiten des Klimawandels. In seiner Doktorarbeit isoliert und charakterisiert der Forscher Proteine sowie weitere Inhaltsstoffe der Augenbohne. Er untersucht, wie diese Inhaltsstoffe verarbeitet werden und wie sie und ihre Wechselwirkungen für die Verwendung in Lebensmitteln genutzt werden können – von Mehlen bis hin zu anderen pflanzenbasierten Produkten.

Obwohl Augenbohnen vielversprechend als pflanzliche Proteinquelle sind, ist ihr Einsatz in der Herstellung von Lebensmitteln bisher sehr eingeschränkt. Grund dafür sind bestimmte Inhaltsstoffe – die antinutritiven Faktoren. Sie reduzieren die Aufnahme von Mineralstoffen, hemmen Verdauungsenzyme und können zu Magen-Darm-Beschwerden führen. Dadurch machen sie Augenbohnen schwer verdaulich. Aus diesem Grund gibt es kaum Untersuchungen darüber, wie gut sich die Hülsenfrucht verarbeiten lässt – vor allem für die industrielle Lebensmittelherstellung.

Victor geht diese Problematik mit seinen Forschungsarbeiten an. Er nutzt die Keimung der Bohnen als einen natürlichen und nachhaltigen Verarbeitungsansatz. Diese reduziert nicht nur antinutritive Stoffe, sondern verändert auch die Protein  und Stärkestrukturen und verbessert somit funktionelle Eigenschaften, z.B. wie gut sich die verarbeiteten Augenbohnen lösen oder Gele bilden. Diese Veränderungen sind entscheidend, damit Augenbohnenproteine in industriellen Lebensmitteln eingesetzt werden können – etwa in Backwaren oder Getränken – und gleichzeitig noch deren Nährwert verbessern.

Um das Verarbeitungspotenzial von Augenbohnen detailliert zu untersuchen, führt Victor drei eng miteinander verknüpfte Studien durch. In der ersten Studie befasst er sich mit zwölf Augenbohnensorten. „Mich interessiert, wie sich die unterschiedlichen Sorten bei der Zusammensetzung der Inhaltsstoffe unterscheiden und in welcher Struktur diese in den Bohnen vorliegen“, erklärt er. Darüber hinaus prüft Victor, mit welchen Methoden sich Proteine und Stärke isolieren und anreichern lassen. Dabei vergleicht er zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren: die Nass- und Trockenfraktionierung. Bei seinen Analysen konzentriert Victor sich auf die Menge von antinutritiven Inhaltsstoffen, wie löslich die Proteine sind und wie Proteine und Stärke in der Bohnenmatrix strukturell organisiert sind.

Aufbauend auf diesen Ergebnissen untersucht der Nachwuchsforscher, wie Keimung als Strategie eingesetzt werden könnte, um den Gehalt an antinutritiven Stoffen zu senken.  Er geht der Frage nach, wie Enzyme, die bei der Keimung aktiv werden, die unerwünschten Inhaltsstoffe abbauen und so den Nährwert der Hülsenfrüchte erhöhen.  
In der dritten Studie schließlich beobachtet Victor, wie biochemische Prozesse bei der Keimung die molekularen Strukturen von Proteinen und Stärke beeinflussen. Dabei analysiert er, wie strukturelle Veränderungen wichtige Eigenschaften beeinflussen, die für die Anwendung dieser Augenbohnenbestandteile in Lebensmitteln relevant sind – etwa wie gut sie sich lösen, Gele bilden und industriell verarbeiten lassen.

„Mit meiner Forschung möchte ich sowohl grundlegendes als auch praxisnahes Wissen schaffen, damit die Augenbohne besser genutzt werden kann “, sagt Kaharso. „Mein Ziel ist es, dass die Hülsenfrucht stärker in der Lebensmittelindustrie wahrgenommen wird – als pflanzenbasierter Inhaltsstoff. Sie trägt damit zu einem nachhaltigeren und resilienten Ernährungssystem bei – in tropischen wie auch in gemäßigten Zonen.” Für Victor ist die Universität ein inspirierender Ort der Forschung: „Die TUM schlägt eine Brücke zwischen Landwirtschaft, Industrie und Grundlagenforschung und ermöglicht es, Forschung über das Labor hinaus zu denken.“