Fleisch und Fisch gehören heute zu den wichtigsten Proteinlieferanten. Durch die wachsende Weltbevölkerung wird der Bedarf an tierischem Eiweiß bis 2050 um mehr als das Doppelte steigen. Die Grenzen der Fleisch- und Fischproduktion werden dann lange erreicht sein.
Um den Eiweißbedarf auch in Zukunft decken zu können, rücken alternative Proteinquellen als ressourcenschonende und nachhaltige Lösungen für das derzeitige Nahrungssystem zunehmend in den Fokus.
Inzwischen wächst eine Generation heran, die weniger oder gar kein Fleisch mehr konsumieren und sich insgesamt vielfältiger ernähren möchte. So ist der große Trend zu pflanzlichen Ersatzprodukten auch als politisches Statement für mehr Klimaschutz zu verstehen. Nach wie vor sprechen die Fakten jedoch für sich: Durchschnittlich 68,6 kg Fleisch verzehrt ein Bürger eines entwickelten Landes im Jahr. Weltweit werden jährlich 320 Millionen Tonnen Fleisch konsumiert, zunehmend auch in Schwellen- und Entwicklungsländern. Bereits heute nimmt die globale Fleischproduktion, so die Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 70 Prozent der Agrarflächen ein. Durch die industrialisierte Tierhaltung werden Wälder und damit der Lebensraum zahlreicher Tiere und Pflanzen vernichtet und Treibhausgase, mitverantwortlich für die Klimaerwärmung, emittiert.
Die Fischzucht hat ebenfalls stark zugenommen. Die steigende Menge an Futtermitteln bereitzustellen, ist mit den gleichen negativen Auswirkungen auf die Umwelt verbunden wie in der Viehzucht. Die Weltmeere sind größtenteils überfischt und entziehen vielen Menschen die Nahrungsgrundlage. Fast die Hälfte aller weltweit verzehrten Fische, Krebse, Krabben und Muscheln stammt inzwischen aus Massentierhaltung in riesigen Aquakulturanlagen – laut Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e. V. (BUND) mehr als 60 Millionen Tonnen, Tendenz: stark steigend. Doch welche möglichen Alternativen zu Fleisch und Fisch bieten sich im Sinne einer zukunftsgerichteten Ernährungswirtschaft überhaupt an?
Pflanzenbasierte Proteinquellen
Immer mehr entwickeln sich Alternativen zu konventionellen Fleischprodukten zu einem komplementären Bestandteil im Sortiment des Handels und halten damit Einzug in breitere Konsumentenkreise, die wachsende Gruppe der Flexitarier, Vegetarier und Veganer im Blick. „Uns als Interessenvertretung im Zusammenspiel mit Wirtschaft, Politik, Wissenschaft und Verbrauchervertretern geht es nicht um Revolution gegen tierische Erzeugnisse oder andere Produktkategorien. Vielmehr setzen wir uns für alle Akteure ein, die an zukunftsfähigen Konzepten für unsere Ernährung mitwirken – und speziell für eine objektive Betrachtung von alternativen Proteinquellen und den entsprechenden Technologien zu ihrer Erschließung“, hebt Fabio Ziemßen, erster Vorsitzender des Verbands für Alternative Proteinquellen e. V. (BALPro), Düsseldorf, hervor.
Pflanzliche Protein- oder auch Eiweißquellen stellen eine gesunde Ergänzung zu tierischen Eiweißen aus Fleisch, Fisch, Milch und Eiern dar und sind somit für den Körper unverzichtbar. Sie sind reich an sekundären Pflanzenstoffen und sättigenden Ballaststoffen. Überdies liefern sie hochwertiges Eiweiß, das der menschliche Körper gut in körpereigenes Protein umsetzen kann. Neben Kohlenhydraten und Fetten bilden Eiweiße die wichtigste Nährstoffgruppe: Sie werden unter anderem für das Zellwachstum benötigt. Muskeln, Knochen, Haut und Organe bestehen zu einem großen Teil aus Proteinen. Eiweiße sind auch als wichtige Enzyme unterwegs, wirken als Hormone, ermöglichen Stoffwechselprozesse, sind Teil des Immunsystems und liefern indirekt Energie.
Der Körper kann Eiweiße besonders leicht verarbeiten, wenn sie in ihrem Aufbau den menschlichen Proteinen ähneln. Diese sogenannte Bioverfügbarkeit ist bei Eiweißen aus tierischen Produkten, zum Beispiel Hühnereiern, besonders gegeben. Pflanzliche Proteine sind hier im Nachteil. Allerdings gibt es, wie im Folgenden beschrieben, auch vegane Proteinquellen, die mit tierischen Eiweißen mit ihren essenziellen, besser verwertbaren Aminosäuren durchaus mithalten können.
Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt grundsätzlich eine ausgewogene Ernährungsweise, die pflanzliche und tierische Produkte klug kombiniert. Fakt ist: Bei einer rein veganen Ernährung ist es kaum möglich, den Körper über natürliche Lebensmittel mit genug Vitamin B12 zu versorgen.
Im Rahmen einer gesunden Nahrungszufuhr können Eiweiße aus folgenden veganen Proteinquellen sehr gut verstoffwechselt werden:
- Getreide und Pseudogetreide wie Reis, Amaranth, Dinkel, Quinoa, Hafer und Hirse, die reich an veganen Proteinen sind. Das gilt auch für verarbeitete Produkte wie Brot.
- Hülsenfrüchte wie Soja, Bohnen, Lupinen, Linsen, Erbsen und Kichererbsen. Soja wird zudem zu unterschiedlichen Produkten verarbeitet, etwa Sojamilch, Tofu oder Tempeh.
- Raps, der als ein geeigneter Ersatz für Soja diskutiert wird. Nach einer Mahlzeit mit Rapsprotein waren Probanden in einer Studie länger satt.
- Erdnüsse, Cashewkerne, Mandeln, Hasel- und Walnüsse, wobei Erdnüsse unter den Nüssen den höchsten Proteingehalt haben.
- Spirulina-Algen, welche mit einem Proteinanteil von 57 Prozent über so viel Nährwert verfügen, dass sie inzwischen gezüchtet und als Superfood gehandelt werden. Die Algen sind jedoch nicht als Lebensmittel im eigentlichen Sinn, sondern eher als Nahrungsergänzungsmittel zu verstehen.
Insekten als Lebensmittel
Weltweit ernähren sich mehr als zwei Milliarden Menschen auch von Insekten. Rund 2.000 Arten sind für den Menschen als essbar bekannt. Da Insekten reich an Omega-3- und -6-Fettsäuren, Spurenelementen und Mineralstoffen sind sowie die Vitamine B2 und B12 und alle essenziellen Aminosäuren enthalten, rücken sie als Alternative zu Fleisch und Fisch immer mehr in den Fokus der Forschung. Insekten sind nachhaltig, weil die Aufzucht weniger Platz und Ressourcen benötigt: Laut FAO können Insekten als Energielieferanten zur weltweiten Nahrungs- und Futtermittelsicherheit beitragen, denn ihre Aufzucht benötigt nicht nur weniger Futtermittel und Wasser als die Viehzucht und erlaubt die Wiederverwendung von als „Abfall“ anfallenden Reststoffen, sondern verursacht auch weniger Treibhausgase und erfordert weniger Landfläche. Weltweit arbeiten zahlreiche Unternehmen deshalb an Technologien für die Produktion im großen Stil.
Zudem gilt es, rechtliche Grundlagen für Aufzucht, Verarbeitung und Vertrieb zu schaffen und Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit zu formulieren. Insekten werden in der Europäischen Union (EU) als neuartige Lebensmittel gesehen. 2018 trat eine EU-Verordnung in Kraft, die Insekten als Lebensmittel offiziell erlaubt. Für jede Insektenart muss nun ein offizieller Antrag auf Zulassung nach der Novel-Food-Verordnung gestellt werden – spezifisch für ganze Tiere, auch in gemahlener Form, für einzelne Teile oder für verarbeitete Insekten, die zum Beispiel entfettet sind.
Die EU-Verordnung hat nach und nach eine Legalisierung des Verkaufs von Insekten zur Folge. Als erstes Insekt wurde der gelbe Mehlwurm, die Larve des Mehlkäfers, im Mai 2021 in getrockneter Form als neuartiges Lebensmittel in der EU zugelassen, gefolgt von der Europäischen Wanderheuschrecke im November 2021. Mittlerweile in der EU ebenfalls zugelassen sind Hausgrillen, auch als Heimchen bekannt.
Einer Studie des Bundesinstituts für Risikoforschung (BfR) zufolge ist das Marktpotenzial für Lebensmittel aus Insekten durchaus gegeben: Zehn Prozent aller Deutschen wären bereit, regelmäßig Insekten zu essen. 30 Prozent würden sie zumindest einmal probieren. „Der Markt für essbare Insekten steckt aktuell noch in den Kinderschuhen“, meint Christian Bärtsch, Leiter der BALPro-Arbeitsgruppe Speiseinsekten und Geschäftsführer der Essento Insect Food GmbH, Zürich. „Er weist jedoch ein riesiges Nachhaltigkeitspotenzial auf.“ Vor diesem Hintergrund machen Start-ups inzwischen mit Produktinnovationen von sich reden wie Proteinpulver aus Heuschrecken, Burgerpattys aus Larven und Nudeln mit Insektenmehl.
Fleisch aus Zellkulturen
Fleisch, das im Bioreaktor aus Zellkulturen gezüchtet wird, ohne dafür Tiere halten und schlachten zu müssen, ist keine Utopie mehr. Seit wenigen Jahren ist es möglich, sogenanntes Cultured Meat (In-vitro-Fleisch) mittels „Tissue Engineering“ herzustellen: Hierbei wird einem lebenden Tier zunächst Muskelgewebe entnommen. Aus diesem Gewebe werden Stammzellen gewonnen und mit einem Nährmedium, das für optimale Bedingungen sorgt, in einem Bioreaktor vermehrt.
Dabei durchlaufen die Zellen verschiedene Stadien und entwickeln Muskeln. Beispielsweise über ein Trägergerüst aus pflanzlichen Proteinen wachsen die Zellen zu einer Masse zusammen, die jedoch im Sinne einer gleichmäßigen Nährstoffversorgung auf eine Größe von maximal drei Millimetern begrenzt ist.
Auf diese Weise entstehen sehr dünne Fleischschichten. Die granulatartige Masse ähnelt Hackfleisch – unstrukturiertem Fleisch, das nicht im großen Verbund zu einem Organ zusammengewachsen ist. Rund 20.000 dieser Muskelzellen sind etwa für einen Burger erforderlich. Zusätzlich werden in ähnlicher Weise Fettzellen gezüchtet, um zusammen mit dem Muskelgewebe dem Geschmack von echtem Fleisch, zum Beispiel in einem Burgerpatty, möglichst nahezukommen.
Ein echtes Steak kann auf diese Weise nicht hergestellt werden. Dazu bedarf es dreidimensionaler Gerüste, auf denen die Muskelzellen in alle Richtungen ausfasern können. Start-ups experimentieren bereits mit 3-D-Druckern, um aus tierischen Stammzellen ganze Fleischstücke zu drucken, die in Inkubatoren zu „Steaks“ heranwachsen sollen. Auch wird intensiv zur Gewebestruktur von Cultured Meat geforscht.
Als das Silicon Valley und Vorreiter für In-vitro-Fleisch sieht sich Israel. Mit Blick auf nachhaltige Fleischproduktion bei wachsender Weltbevölkerung und zunehmender Umweltbelastung arbeiten israelische Start-ups wie auch etablierte Biotechunternehmen intensiv daran, Fleisch aus Zellkulturen zu erzeugen – auch mithilfe künstlicher Intelligenz. Das im Bioreaktor hergestellte Pendant benötige, so die Experten, in der Produktion deutlich weniger Wasser, Land und Energie als konventionell produziertes Fleisch, was auch dem Tierwohl zuträglich sei.
Bei einem direkten Vergleich nebeneinanderliegender Zellen von In-vitro-Fleisch und denen aus einem geschlachteten Tier sei keine Aussage möglich, welche Zelle woher stammt. Dass Cultured Meat am Ende schmeckt wie echtes Fleisch, stehe und falle mit dem Verhältnis von Fett zu Muskel. Stimme auch hier die Mischung, seien beide geschmacklich nicht mehr zu unterscheiden.
Bisher können immer nur kleine Mengen Fleisch aus Zellkulturen hergestellt werden. Eine Massenproduktion wäre zwar möglich – die biotechnologischen Verfahren hierfür sind vorhanden –, jedoch ist das Zellfutter noch sehr kostenintensiv. Bis Cultured Meat in die Supermarktregale kommt, ist der Weg noch weit, und es muss deutlich billiger werden. In der EU dürfte Fleisch aus Zellkultur unter die Novel-Food-Verordnung fallen. Ohne ein marktreifes Produkt wäre an eine Zulassung ohnehin nicht zu denken. Selbst im Falle einer Marktreife könnte es noch Jahre dauern, bis eine Zulassung erteilt würde. Hier ist für alle Player ein langer Atem vonnöten.