Unser Essen wird im Labor neu erfunden

Lebensmitteltechnologen imitieren tierische Produkte wie Fisch, Fleisch, Eier oder Milch. Was das heisst.

Schmecken solls wie echt: Mit neuen Technologien wird im Labor versucht, herkömmliche Lebensmittel nachzuahmen.

Schmecken solls wie echt: Mit neuen Technologien wird im Labor versucht, herkömmliche Lebensmittel nachzuahmen. Bild: G. Marthaler, ETH

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Heute darf das Original nicht fehlen, das Osterei. Es kann aber weit mehr als bunt bemalt den Festtagstisch zieren. Das merken derzeit Firmen, die sich daran versuchen, dieses Kunstwerk der Natur nachzuahmen. Dabei stehen keine Köche am Herd, sondern Lebensmitteltechnologen tüfteln im Labor.

Weltweit liefern sich Unternehmen seit einigen Jahren ein Wettrennen, um nachhaltige Alternativen für Fleisch, Fisch, Milchprodukte oder Eier zu entwickeln. Die Zeit scheint reif, den Konsumenten Ersatzprodukte anzubieten, die umweltschonender und ethisch unbedenklich hergestellt sind. Das Ziel sind tierfreie Erzeugnisse, die bestenfalls wie das Original schmecken und sich zudem gleich gut verarbeiten lassen.

Das ist beim Ei schwierig, weil seine Fähigkeiten so vielfältig sind. Eier enthalten beispielsweise bestimmte Proteine, die helfen, eine Emulsion zu bilden, also wasserlösliche und fettlösliche Komponenten zu verbinden, wie in der Mayonnaise. Zudem verändern sich mehr als 40 Proteine des Eis durch Hitze zu einer neuen Konsistenz, etwa zur Omelette. Und das Ei enthält schaumbildende Proteine, die Luftblasen einschliessen können, wie beim Meringue.

Hefezellen liefern dank Hühner-Gen ein tierisches Protein

«Obwohl einige der Ei-Alternativen den Fähigkeiten der natürlichen Eier schon sehr nahe kommen, gibt es noch kein Nachahmerprodukt, das alle Eigenschaften vereinigt», schreiben Miranda Grizio und Liz Specht von der Non-Profit-Organisation «The Good Food Institute» in Washington in einem Übersichtsartikel. Derzeit seien aber schon viele pflanzenbasierte Ei-Ersatzprodukte auf dem Markt, die jeweils für eine Eigenschaft konzipiert sind.

Ein Vorreiter war etwa die Pflanzen-Mayonnaise der US-Firma Just, bei der statt Eigelb Erbsenproteine als Emulgator dienen. Auch nachgeahmte Rühreier, die kein Ei mehr enthalten, können US-Konsumenten bereits in der Pfanne brutzeln. Die Firmenforscher haben Hunderte von Pflanzenproteinen auf die Eigenschaften untersucht, die das Ersatz-Ei haben sollte.

Das Nachahmen ist eine Methode. Eine andere ist, die tierischen Proteine exakt nachzubauen – allerdings ohne Huhn. Diesen Weg beschreiten die Mitarbeiter der Firma Clara Foods in San Francisco. Sie sind dabei, Eiklar zu imitieren, dessen häufigste Proteine Ovalbumine sind. In einem Bioreaktor produzieren nun Hefezellen diese Proteine. Die Forscher haben den Hefen das Hühner-Gen eingesetzt, sodass sie in grossen Mengen die gewünschten Proteine liefern. Das Verfahren ist bekannt. Mit einem ähnlichen biotechnologischen Prozess werden beispielsweise Insulinpräparate für Diabetiker hergestellt.

Mit genau dieser Methode lässt sich auch Milch ohne Kuh produzieren. Das zumindest versuchen die Biotechnologen der Firma Perfect Day, auch in der Nähe von San Francisco angesiedelt – also nahe am Silicon Valley, wo derzeit neue Ernährungsansätze eine grosse Aufmerksamkeit geniessen.

Perfect Day stellt ebenfalls mit genveränderten Hefen tierische Proteine her und zwar Casein und Molkeproteine aus der Milch. Der weisse Saft soll schmecken wie Milch. Auf dem Markt sind die Produkte noch nicht. Das Team ist dabei, mit der milchverarbeitenden Industrie zu kooperieren, um zukünftig auch Erzeugnisse wie Joghurt, Quark und Käse tierfrei anzubieten.

Die Herausforderung ist, aus einem Proteinbrei etwas zu zaubern, das eine ähnliche Konsistenz hat wie Fleisch.

Das grösste Marktpotenzial haben vermutlich Fleischersatzprodukte, die Flexitariern schmackhaft gemacht werden sollen, also Konsumenten, die vermehrt auf Fleisch verzichten möchten. Die Anzahl an Anbietern und Entwicklern steigt – auch in Europa. Für Furore sorgen derzeit verschiedene Burger-Attrappen, bei denen zwischen die Brötchenhälften Pflanzenproteine geklemmt sind. In der Schweiz ist seit kurzem der Green-Mountain-Burger von der Firma Hilcona in Restaurants erhältlich. Die Pflanzenfleischkomponente aus Sojamehl, Erbsen- und Weizenproteinen wird zu einem Brei verarbeitet. Die Herausforderung für Lebensmitteltechnologen ist, aus einem Proteinbrei etwas zu zaubern, das eine ähnliche Konsistenz hat wie Fleisch.

Atze Jan van der Goot beschäftigt sich seit Jahren mit dem Problem. Der Lebensmittelingenieur von der Universität Wageningen in den Niederlanden ist dabei, ein neues Verfahren zu etablieren, um ebenfalls einen Fleischersatz aus Pflanzenproteinen herzustellen. «Es ist sehr schwer, Fleisch zu imitieren», sagt der Professor. Meist werde es zu trocken. US-Kollegen haben das Problem beim «Impossible Burger» durch einen Trick gelöst. Ein Inhaltsstoff neben anderen Pflanzenproteinen ist besonders: ein Protein aus der Sojapflanze, genannt Leghämoglobin. Es ist mit dem roten Blutfarbstoff Hämoglobin und dem Muskelprotein Myoglobin verwandt und sorgt für den typischen Fleischgeschmack. «Und für den roten Saft», fügt Van der Goot an, der den Burger probiert hat. «Er schmeckt gut.» Das Verfahren ist jedoch aufwendig. Das Leghämoglobin wird ebenfalls von genveränderten Hefezellen hergestellt.

Die Technologie, die Van der Goot entwickelt, arbeitet mit Scherkräften, um die pflanzlichen Proteine beliebig zu verändern. So kann Ersatzfleisch mit dünneren Fasern wie beim Hühnerfleisch ebenso gelingen wie dickere Fasern, die an Rindfleisch erinnern. In einer Kooperation mit verschiedenen Firmen ist das niederländische Team dabei, das Verfahren für einen grosstechnischen Massstab anzupassen. Mit dabei ist der Schweizer Aromahersteller Givaudan – für den Geschmack.

Wie wird das Laborfleisch zart genug?

Auch bei den Fleischimitaten gibt es neben dem Ersatz durch Pflanzenproteine Bestrebungen, das Original nachzubauen – aber nicht nur mit den einschlägigen Proteinen wie bei der Milch und den Eiern – sondern mit Zellen. Ganz vorne dabei ist das niederländische Unternehmen Mosa Meat, das seinen Prototyp-Burger aus Muskelstammzellen 2013 medienwirksam vorstellte. Auf den Markt soll das «ungeschlachtete Fleisch» 2021 kommen. Die israelische Firma Aleph kredenzte letztes Jahr das erste Laborsteak, gezüchtet aus verschiedenen Zelltypen wie Muskel- und Fettzellen – bisher allerdings erst fünf Millimeter dick – und am Geschmack wolle man noch arbeiten.

Längst züchten andere Firmen wie das US-Unternehmen Memphis Meats neben Rinderzellen und Versuchen mit Schweinezellen auch solche von Hühnern oder Enten in ihren Labors. Und das Start-up Finless Foods, ebenfalls aus Kalifornien, will nachhaltigen Fisch ohne Netze anbieten. In den Labors wachsen Zellen von einem bedrohten Speisefisch heran, dem Blauflossen-Thunfisch.

Einfach ist es nicht, das Original nachzubauen. Beispielsweise muss noch an der dreidimensionalen Struktur gefeilt werden. Die wichtigste Frage ist: Wie wird das Laborfleisch zart genug? Die Mitarbeiter der Firma Modern Meadow aus New Jersey waren mit ihrem Produkt – Trockenfleisch aus Rinderzellen – offenbar nicht zufrieden. Mit einem biotechnologischen Verfahren produzieren sie nun Leder.



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Erstellt: 20.04.2019, 17:21 Uhr

«Bald kreiert der 3-D-Drucker das Frühstück»


Der Lebensmitteltechnologe Alexander Mathys forscht an der ETH Zürich an nachhaltigen Nahrungsmitteln der Zukunft.

Die im Labor hergestellten Alternativen zu Fleisch, Eiern oder Milch sind Hightech-Produkte. Sind die gesund?
Durch die Verarbeitung kann sich der Nährwert von Lebensmitteln erhöhen oder vermindern. Selbst Brot enthält stark verarbeitete pflanzliche Proteine aus dem Korn. Viele Nährstoffe können wir aber sogar besser aufnehmen, wenn sie zuvor etwa durch Kochen oder Backen verändert wurden. Es kommt auf die technischen Prozesse an, wie schonend die Zutaten verarbeitet werden.

Sie selber erschliessen neue Proteinquellen für Nahrungs-mittel. Warum?
Die derzeitige Proteinversorgung basiert in vielen Regionen auf ­Importen. In der Schweiz führen wir beispielsweise jedes Jahr 273'000 Tonnen Sojaschrot ein, aus dem Proteine gewonnen werden. Es sind also auch eigene neue Proteinquellen gefragt, etwa aus Insekten oder aus Mikroalgen.

Mikroalgen?
Ja, das sind einzellige Mikroorganismen, die eine grosse Menge an Proteinen herstellen. Sie besitzen alle wichtigen Aminosäuren, die wir Menschen benötigen. Hinzu kommen gesundheitsfördernde ungesättigte Fettsäuren, Vitamine und Spurenelemente. Ein gesundes, leicht zu züchtendes Produkt.

Noch gibt es keine solchen Mikroalgenprodukte.
Bisher gibt es sie nur als Nischenprodukte wie zum Beispiel Nahrungsergänzungsmittel. Momentan ist die Technik, um im grossen Massstab die Proteine zu gewinnen, noch zu aufwendig. Sie benötigt derzeit noch zu viel Energie. Wir sind dabei, neue Prozesse zu erforschen.

Werden wir uns zukünftig von Mikroalgen ernähren?
Nicht ausschliesslich. Ich erwarte, dass es eine Mischlösung geben wird. Wir werden künftig weniger Fleisch, dafür mehr Ersatzprodukte verzehren, die Eiern, Milch oder Fleisch ähneln – und auch Nahrungsmittel mit Inhaltsstoffen aus Mikroalgen. Unsere Ideen gehen aber viel weiter.

Nämlich?
In Zukunft wird mir eine App aus meinen persönlichen Gesundheits- und Ernährungsdaten berechnen, was ich zum Frühstück benötige. Und ein 3-D-Drucker kreiert mir ein schmackhaftes Produkt – persönlich auf meinen Bedarf angepasst – zum Beispiel aus Mikro­algen, die auf dem Hausdach kultiviert werden.
Anke Fossgreen

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