Auf der Suche nach neuen Nahrungsmitteln untersuchen Wissenschaftler Bakterien, Algen und mehr

29. Januar 2025 von Sara Talpos

ALS Teenagerin in Nigeria war Helen Onyeaka von Mikroorganismen besessen. Die winzigen Lebensformen, zu denen Bakterien und Hefen gehören, können schnell und in großen Mengen gezüchtet werden. Onyeaka fragte sich, ob diese Fülle genutzt werden könnte, um Menschen in Konfliktgebieten zu ernähren, in denen Kinder an Unterernährung leiden , deren aufgeblähte Mägen ein klares Zeichen für Proteinmangel sind. „Ich träumte immer davon, dass Mikroben Nahrung darstellen“, erinnerte sie sich kürzlich.

Heute ist Onyeaka Industriemikrobiologin und stellvertretende Direktorin des Birmingham Institute for Sustainability and Climate Action an der britischen Universität Birmingham. In ihrem Labor testet sie ihre Jahrzehnte alte Hypothese und versucht, Mikroorganismen zu identifizieren, die eines Tages als alternative Proteinquelle dienen könnten und dabei nur einen Bruchteil der Fläche, des Wassers und der industriellen Düngemittel verbrauchen, die für den Anbau traditioneller Nutzpflanzen und Viehzucht nötig wären.

Sie ist nicht die einzige Person, die sogenannte Einzellerproteine ​​oder essbare Mikroorganismen erforscht . Während die menschliche Ernährung schon lange relativ kleine Mengen an Mikroben enthält – man denke an die lebenden Bakterien in Joghurt oder die im Ofen abgetötete Hefe im Brot – untersuchen Forscher an Universitäten und in Dutzenden von Start-ups auf der ganzen Welt nun, ob einige Mikroben als Kalorienersatz für eine breite Palette von Lebensmitteln und Zutaten dienen könnten, darunter Eier, Milch, Fleisch und Mehl.

Einige Produkte sind in den USA bereits für den Verkauf freigegeben. Und Ende letzten Jahres erfüllte ein finnisches Unternehmen namens Solar Foods die Anforderungen der amerikanischen Gesundheitsbehörde FDA, die es dem Unternehmen erlauben, ein pulverförmiges Protein aus pasteurisierten Bakterien zu verkaufen.

Essbare Mikroben müssen jedoch erhebliche Hürden überwinden, bevor sie sich im Mainstream durchsetzen. Potenzielle Hersteller müssen sicherstellen, dass ihre Organismen auch in großen Mengen unbedenklich und für die Massenproduktion geeignet sind. Und im Idealfall sollte jedes neue Produkt genauso gut aussehen, sich genauso gut anfühlen und schmecken wie das Lebensmittel, das es ersetzt – und es sollte in der Lage sein, etwaige Skepsis von Verbrauchern zu überwinden, die sich nicht sicher sind, ob sie Bakterien in ihrer Küche verwenden sollen.

Laut Onyeaka und anderen Experten sind derzeit nur wenige essbare Mikroben für die Hauptsendezeit bereit. Dennoch, so Onyeaka, „ist das Potenzial da.“

Laut einem Bericht des Good Food Institute, einer gemeinnützigen Organisation, die sich für alternative Proteine ​​einsetzt, beschäftigen sich mindestens 80 Unternehmen mit der Herstellung von Nahrungsmitteln aus Hefe, Bakterien, Pilzen, bestimmten Algenstämmen und anderen Mikroorganismen. Einige Produkte seien bereits auf dem Markt, schrieb Adam Leman, ein Wissenschaftler des GFI. In einer E-Mail an Undark verwies er auf Quorn, einen Fleischersatz aus Pilzzellen, der 1985 auf den Markt kam.

Im letzten Jahrzehnt ist ein Boom neuer Unternehmen entstanden. Darunter ist Solar Foods. Bevor er das Unternehmen 2017 mitbegründete, arbeitete CEO Pasi Vainikka für ein staatliches Forschungszentrum, wo er das größte Programm für erneuerbare Energien in Finnland leitete. Die Landwirtschaft sei für einen großen Teil der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich, sagte Vainikka. Besonders problematisch seien das Rülpsen der Kühe und die Abholzung der Wälder.

Eine Lösung, so Vainikka weiter, bestehe darin, das Vieh durch einen Organismus zu ersetzen, der weder Treibhausgase produziert noch fruchtbares Land benötigt. Sein Unternehmen hat ein Bakterium aus der Natur ausgewählt, das weder Zucker isst noch Photosynthese betreibt. Stattdessen bezieht es seine Energie aus Wasserstoff. In der Fabrik des Unternehmens in Finnland wird Kohlendioxid aus der Umgebungsluft gewonnen. Mithilfe von Elektrizität werden Wassermoleküle gespalten, wodurch Wasserstoffatome freigesetzt werden. Die Mikroben vermehren sich in einer Fermentationsmaschine, während sie den Wasserstoff, das Kohlendioxid und einige zusätzliche Nährstoffe wie Kalzium und Phosphor verbrauchen. Die Mikroben vermehren sich, während sie den Wasserstoff, das Kohlendioxid und einige zusätzliche Nährstoffe wie Kalzium und Phosphor verbrauchen.

Schließlich werden die Bakterien aus dem Fermenter entfernt, pasteurisiert und getrocknet. Das Endprodukt – Solein genannt – besteht zu etwa 75 Prozent aus Protein, hat eine gelbe Farbe und schmeckt ein bisschen nach Pilzen. Solein werde in Restaurants in Singapur verwendet, sagt Vainikka, unter anderem als Milchersatz in Eiscreme. Das Unternehmen hat kürzlich Unterlagen bei den US-Aufsichtsbehörden eingereicht, in denen es erklärt, dass die Zutaten allgemein als sicher gelten , und laut Vainikka ist das Ziel, Solein irgendwann im Jahr 2025 als Zutat in verpackten Waren einzuführen.

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In ihrem Labor in Großbritannien züchtet Onyeaka Chlorella vulgaris , eine grüne einzellige Alge mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 10 Mikrometern – etwa so breit wie ein Spinnenseidefaden. Sie und ein Doktorand füttern die Algen mit verschiedenen Nährstoffen, um ihren Proteingehalt zu beeinflussen. Das Endziel, so Onyeaka, sei es, nährstoffreiche Algen in Mengen zu züchten, die groß genug sind, um in der Backindustrie als Mehl verwendet zu werden. „Am Ende der Arbeit werden wir grünes Brot und grüne Kuchen backen – also aufgepasst“, sagt sie lachend.

Onyeaka gibt bereitwillig zu, dass ihre Chlorella noch einen langen Weg vor sich hat. Im vergangenen November war sie Mitautorin eines Übersichtsartikels, in dem sie die erheblichen Herausforderungen auf diesem Weg feststellte – darunter die hohen Produktionskosten und die Fähigkeit des Organismus, Schwermetalle aus der Umgebung anzusammeln. Sie und ihr Team müssen schließlich sicherstellen, dass der Mikroorganismus für den menschlichen Verzehr unbedenklich ist, indem sie ihn unter anderem auf potenzielle Toxine und Allergene testen.

Ein weiteres Problem, das in dem Übersichtsartikel hervorgehoben wird: Chlorella schmeckt nicht besonders gut. (Die Forscher beschreiben „einen erdigen, starken Geschmack und Geruch“, der für manche Verbraucher „ziemlich unangenehm“ ist.) Das Produkt muss möglicherweise mit anderen stark schmeckenden Zutaten gemischt werden, schlägt der Artikel vor, oder die Forscher könnten nach neuen, milderen Sorten suchen.

Manche Leute finden Wege, Mikroben schmackhaft zu machen. Chefkoch Greg Baxtrom wurde zunächst gefragt, ob er Interesse hätte, in seinem Restaurant Olmsted in Brooklyn ein Gericht mit Solein zu servieren. Er wollte das neue Produkt nicht auf die Speisekarte zwingen, sagte er, war aber neugierig, ob er mit dem proteinreichen Pulver einige der klassischen Gerichte des Restaurants ei- oder milchfreie Versionen kreieren könnte.

Er konnte das Solein nicht als Ei-Ersatz in seinem Karotten-Crêpe verwenden. Aber er konnte es als Ersatz für Butter und Milch in dem Crêpe verwenden. Und Solein funktionierte tatsächlich als Ei-Ersatz in einem Bierteig für Kürbisringe. Schließlich stellte er fest, dass es besonders gut als Milchersatz in Spätzle funktionierte, einer deutschen Nudel, die traditionell aus Milch, Mehl und Eiern hergestellt wird.

Baxtrom sagte, er wolle im Januar noch ein bisschen mehr mit dem Produkt experimentieren. „Ich werde nicht versuchen, es zu erzwingen, aber wenn es funktioniert, dann ist das großartig“, sagte er. „Ich kann auf mehr Allergien eingehen.“

Vainikka sagte, er konsumiere Solein häufig in Gerichten, die in dem kleinen Restaurant im Hauptsitz von Solar Foods serviert werden. Auf lange Sicht, sagte er, sehe er das Unternehmen als „ein Unternehmen für Organismen mit einer Auswahl verschiedener Stämme für unterschiedliche Zwecke“. Man könnte vor einem Glas gelber Milch aus Solein zurückschrecken, gab er zu bedenken, aber vielleicht gebe es einen weißen Mikroben, der optisch weniger anstößig wäre. Das Unternehmen könne auch Mikroben mit unterschiedlichen Geschmacksrichtungen, Texturen und Nährwertprofilen liefern, sagte Vainikka.

Onyeaka ihrerseits blickt über den akademischen Bereich hinaus und kommuniziert mit Unternehmen, die ihr Interesse an Chlorella teilen . Mithilfe hochentwickelter molekularbiologischer Methoden habe ein chinesisches Unternehmen herausgefunden, dass die normalerweise grüne Mikrobe je nach Nahrung ihre Farbe ändern kann, sagte sie.

Sie fügte hinzu: „ Chlorella ist einfach unglaublich.“

UPDATE: In einer früheren Version dieser Geschichte wurde der Produktionsprozess bei Solar Foods falsch beschrieben. Es wurde behauptet, dass eine Fermentationsmaschine Kohlendioxid und Wasser aus der Umgebungsluft aufnimmt. Das Kohlendioxid wird von einer anderen Maschine aufgenommen; in der Fermentationsmaschine wachsen und vermehren sich die Mikroben. Die Geschichte wurde aktualisiert.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf Undark veröffentlicht . Lesen Sie den Originalartikel .

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