Fleisch ohne Tiere: Das Potenzial von Laborfleisch und Fleischersatz

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Aktualisiert am: 14 Dec 2020

Jahrtausende lang waren Menschen auf Tiere angewiesen, um Energie aus Pflanzen in Fleisch umzuwandeln . Das ist aber sowohl ineffizient als auch umweltschädlich . Was wäre, wenn Fleisch und fleischähnliche Produkte hergestellt werden könnten, ohne große Viehbestände zu benötigen?

Könnten wir Fleisch ohne Tiere herstellen?

Jedes Tier besteht zu Beginn seines Lebens aus einer großen Anzahl von Stammzellen. Das sind die Zellen, die in der Lage sind, sich zu teilen und in viele verschiedene Zelltypen weiterzuentwickeln .

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Das Potential von Stammzellen

Stammzellen von Embryos sind besonders flexibel und können zu fast jeder Art von Zelle heranwachsen . Eine geringe Anzahl dieser Stammzellen bleibt erhalten und wird genutzt, um das Gewebe des ausgewachsenen Körpers zu reparieren .

Indem sie diese Zellen entnommen und außerhalb des Tierkörpers herangezüchtet haben, ist es Wissenschaftlern gelungen, Fleisch im Labor (in-vitro; lat. für ‘im Glas’) zu “züchten”! Wie?

Fleisch besteht aus Muskeln. Um es zu züchten, müssen wir also Muskelzellen züchten:

  1. Stammzellen werden einem Tier entnommen, sie kommen entweder von einem Embryo oder aus ausgewachsenen Muskelzellen
  2. Die Zellen werden zuerst in kleinen Schalen unter speziellen Konditionen und unter Zugabe von bestimmten Nährstoffen und Proteinen herangezüchtet. Dieses sogenannte Nährmedium bringt die Stammzellen dazu, sich zu Muskelzellen weiterzuentwickeln .
  3. Die Zellen werden in ein großes Becken, den sogenannten Bioreaktor gegeben, in welchem sie weiter wachsen und sich teilen .
  4. Zellen im Bioreaktor werden auf einem essbaren 3D-Rahmen gezüchtet, der dem Endprodukt eine fleischähnliche Struktur gibt .
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Produktion von gezüchtetem Fleisch

Gezüchtetes Fleisch verbraucht deutlich weniger Platz als die traditionelle Viehzucht und nur Tiere, denen die Stammzellen entnommen werden, müssen gehalten werden . Außerdem hat In-vitro-Fleisch das Potential, so die Treibhausgasemissionen und den Wasserverbrauch zu verringern, die mit herkömmlichen Tierprodukten einhergehen .

Indem dem Nährmedium verschiedene Nährstoffe beigefügt werden, kann der Nährstoffgehalt von In-vitro-Fleisch angepasst werden . Zum Beispiel können die ungesunden gesättigten Fette, die in Fleisch vorkommen, durch gesündere Fette wie z.B.Omega-3 ersetzt werden .

Da die Zellen in einem sterilen, kontrollierten Umfeld herangezüchtet werden, werden für In-vitro-Fleisch keine Antibiotika benötigt .

Weitere Forschung und die Nutzung von günstigeren, saubereren Energiequellen könnten diese Probleme beseitigen .

Die Technologie ist noch am Anfang und während Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sich einig sind, dass kultiviertes Fleisch weniger umweltschädlich wäre als Rindfleisch, können wir uns nicht darauf verlassen, dass es die Probleme des Fleischkonsums lösen wird. Deswegen ist momentan die nachhaltigere Option, auf Fleisch mit geringerem Fußabdruck (wie Hühnchen) und pflanzliche Proteine umzusteigen .

Können wir Fleisch aus Pflanzen herstellen?

Auf der ganzen Welt wird darum gewetteifert, adäquate Fleischersatzprodukte aus Pflanzen zu entwickeln. Viele haben es bereits in unsere Supermärkte geschafft, von Burgern, die Rote-Beete-Saft “bluten” bis hin zu “Eiern” aus Mungbohnen .

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Pflanzliche Burger

Durch die Kombination und Verarbeitung von pflanzlichen Zutaten wollen Firmen proteinreiche Lebensmittel herstellen, die den Geschmack und die Konsistenz, aber nicht den starken ökologischen Fußabdruck von Tierprodukten haben .

Dafür müssen Wissenschaftler Fleisch erst einmal auf molekularer Ebene verstehen. Der Fleischersatzhersteller Impossible Foods hat zum Beispiel ein kleines, eisenhaltiges Molekül, genannt Häm, entdeckt, welches ein wichtiger Bestandteil von Tierfleisch ist . Häm ist das Molekül, das Sauerstoff durch den Körper transportiert, und kommt in Tiermuskeln in riesigen Mengen vor .

Häm kommt in der Natur auch in Sojapflanzen, in einem Protein namens Leghämoglobin, vor . Durch die Kombination von diesem pflanzlichen Häm mit Proteinen aus Soja und Kartoffeln sowie pflanzlichen Ölen und Bindemitteln hat das Team einen “fleischigen” Burger kreiert, der 96% weniger Land, 87% weniger Wasser und 89% weniger Treibhausgasemissionen verbraucht .

Um bei geringstmöglicher Landnutzung und niedrigen Kosten genug Häm herzustellen, nutzt der Hersteller einen speziellen Pilz: Hefe . Indem das Gen für Häm von einer Sojabohne in die Hefezellen eingesetzt wird, kann dem Pilz “beigebracht” werden, das Molekül selbst herzustellen . Die Hefe wird dann in einem Bioreaktor herangezüchtet, ganz ähnlich wie bei der Herstellung von Laborfleisch , um das Häm auf industrieller Ebene zu produzieren .

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Die Herstellung von Impossible Meat

Wie können Pilze Fleisch machen?

Die Nahrungsmittelherstellung mit Hilfe von Mikroben ist nichts Neues . Seit Jahrhunderten nutzen wir sie für alle möglichen Produkte, von Brot über Bier bis hin zu Joghurt ! Mikroben werden auch in der industriellen Biotechnologie genutzt, um verschiedenste Medikamente und Zusatzstoffe herzustellen .

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Mikroben in der Biotechnologie

Impossible Foods ist nicht das einzige Team, das gentechnisch veränderte Hefe nutzt, um Tierprodukte nachzubilden. Zum Beispiel hat Perfect Day Foods mit Mikropilzen hergestellte Milchprodukte entwickelt , und Clara Foods will genmanipulierte Hefe nutzen, um tierfreie Eier herzustellen .

Mikroben können relativ leicht gentechnisch verändert werden, um spezifische Moleküle zu produzieren . Essbare Proteine können aber auch ohne Gentechnik von Pilzen produziert werden.

Mykoprotein, das in Quorn enthalten ist, wird auf natürliche Art und Weise aus einem Bodenpilz hergestellt . Mykoprotein ist eine der effizientesten Alternativen zu Tierprodukten, was den Land- und Wasserverbrauch angeht . Zudem enthält es mehr Proteine als viele anderen pflanzlichen Quellen .

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Proteingehalt verschiedener Eiweißquellen

11% der gesamten Umweltbelastung von Quorn stammen aus dem Wachstum der Pflanzen - vor allem Weizen - mit denen der Pilz gefüttert wird . Wenn man den Fungus stattdessen mit Bioabfall füttern würde, wäre die Umweltauswirkung dieses Proteins also noch geringer .

Bisher nutzen alle Eiweißquellen, die wir erwähnt haben, an irgendeinem Punkt Pflanzen - selbst der Bioabfall für das Mykoprotein besteht aus Pflanzen.

Pflanzen stehen gewöhnlich am Anfang der Nahrungskette, da sie ihre Energie direkt aus dem Sonnenlicht gewinnen . Allerdings sind sie nicht besonders effizient: Die größte Menge an Solarenergie, die Pflanzen tatsächlich in Biomasse umwandeln können, sind 6%, meistens ist der Anteil jedoch weitaus geringer . Was wäre, wenn wir einen anderen Weg fänden, um diese Energie effizienter einzufangen?

Proteine aus Wasser und Luft herstellen?

Was wäre, wenn wir Proteine nur aus Sonnenlicht, Wasser, grundlegenden Nährstoffen und Luft herstellen könnten - ganz ohne Pflanzen und Tiere ?

Solar Foods ist eine Firma, die eine bestimmte Gruppe von Bakterien nutzt, die Wasserstoff, CO₂ und Stickstoff in Proteine umwandeln ! Wie?!

Strom, der aus Solarpanels gewonnen wird, wird genutzt, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten . Dieser Wasserstoff stellt dann die nötige Energie für die Bakterien bereit, um CO₂ und Stickstoff aus der Luft in Proteine umzuwandeln .

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Wie Bakterien Proteine herstellen

Dieser Prozess ist deutlich effizienter als pflanzliche Proteine herzustellen, geschweige denn tierische ! Solar Foods zufolge verbrauchen sie 100x weniger Wasser, 60x weniger Land und stoßen 5x weniger CO₂-Äq. aus als Pflanzen !

Indem weniger Fläche für die Nahrungsherstellung verbraucht würde, könnten Wildtiere wieder Gebiete bewohnen, die vorher für die Landwirtschaft genutzt wurden , und so die Kohlenstoffspeicherkapazität, die Bodenqualität und viele weitere Vorteile von Ökosystemen verbessern .

Fazit

Mit der Entwicklung und Weiterentwicklung dieser vielversprechenden Fleischalternativen wird der Traum einer tierzuchtfreien Zukunft immer erreichbarer. Allerdings verbrauchen einige dieser Innovationen eine große Menge an Energie und für viele der Produkte ist der Entwicklungsprozess noch im Gange, um sie mit möglichst geringen Kosten für die Allgemeinheit zugänglich zu machen.

Bisher haben wir uns angeschaut, wie die Nahrungsmittelproduktion nachhaltiger gestaltet werden könnte. Aber wie sieht es mit dem Rest der Lieferkette aus?

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