Im Zukunftsforum der Deutschen Landwirtschafts-Gesellschaft, DLG-Think Food, im Juni 2021 ging es in mehreren Online-Sessions um alternative Proteine aus Algen und Insekten sowie um neue Enzymtechnologien. Deutlich wurde, dass es zahlreiche vielversprechende Ansätze in der nachhaltigen Lebensmittelproduktion und -verarbeitung gibt. Diese bieten das Potenzial, Wertschöpfungsketten vor dem Hintergrund globaler Herausforderungen neu zu denken.
Schätzungen zufolge werden bis 2050 zusätzlich 265 Mio. t Proteine benötigt, um den Bedarf der wachsenden Weltbevölkerung zu decken. Alternative Proteine aus Algen und Insekten können die Proteinversorgung signifikant verbessern, davon zeigte sich Prof. Dr. Alexander Mathys, ETH Zürich, überzeugt. Die Kultivierbarkeit auf nicht landwirtschaftlich genutzten Flächen ist für ihn der entscheidende Vorteil gegenüber anderen alternativen Proteinquellen, denn eine Konkurrenz zu Nutzpflanzen in der Lebensmittelwertschöpfungskette bleibt aus. Zudem könne eine hohe Biomasseproduktion pro Fläche erzielt werden. Mikroverfahrenstechnische Prozesse und neue Methoden wie die Hochspannungsimpulstechnologie ermöglichen es laut Mathys, funktionale Proteine aus lebenden Zellen zu extrahieren oder spezifische Einzelzellen zum schnelleren Wachstum anzuregen. Zu den wichtigsten Herausforderungen bei Mikroalgen zählt seinen Worten zufolge das effiziente und schonende Verarbeiten der Biomasse. Prozessentwicklung und Kontrolle spielen hier eine zentrale Rolle, um künftig neuartige Ansätze wie zum Beispiel die kontinuierliche Extraktion von Inhaltsstoffen ohne kompletten Aufschluss der Algen zu ermöglichen.
Gewinnung von Algenproteinen
„Die Generierung kontrollierter Biomasse ist Voraussetzung für eine effiziente nachhaltige Verarbeitung“, berichtete Jörg Ullmann, Geschäftsführer von Roquette Klötze, einem deutschen Pionierunternehmen, das sich auf die Kultivierung von Mikroalgen spezialisiert hat. Wegen der vergleichsweise hohen Produktionskosten konnten diese zu Beginn nur im High-Value Bereich verkauft werden. Dank verschiedener Kultivierungsverfahren kommen Algenproteine heute als Futtermittel oder als Zusätze für Backwaren, Pasta bzw. Snacks zum Einsatz. Die enthaltenen mehrfach ungesättigten Fettsäuren und Farbpigmente finden ebenfalls Anwendung.
Dass nicht nur Süßwasser- (einzellige Mikroalgen), sondern auch Salzwasseralgen (maritime Makroalgen) ein großes Potenzial besitzen, verdeutlichte Dominic Wimmer, Fraunhofer IVV Freising, der das Projekt Sea Feed vorstellte. Durch mechanische Vorbehandlung und Extraktion von Sekundärkomponenten ist es den Wissenschaftlern gelungen, geruchs- und geschmacksneutrale marine Algenproteine zu gewinnen. Sowohl für Süßwasser- als auch für Salzwasseralgen stellen geschlossene Kreislaufsysteme eine gute Möglichkeit dar, um Bedingungen optimal zu kontrollieren und negative Auswirkungen auf Ökosysteme zu minimieren. Eine kombinierte Produktion von Algen für Nahrungs- und Futtermittel sowie für andere Nutzungsrichtungen wie Biokraftstoff könnte die Effizienz der Produktion weiter erhöhen – jedoch gibt es hier noch großen Forschungsbedarf.
