Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 03/2018, 06.03.2018

Essen aus Mikroalgen – welche Auswirkungen hätte das?

Mikroalgen – ein hochwertiges pflanzliches Protein aus einer Quelle, die Ressourcen schont und weniger Treibhausgase ausstösst. So die Hoffnung, die vor einigen Jahren einen regelrechten Mikroalgen-Boom auslöste. Ob sie gerechtfertigt ist, prüfen derzeit Wissenschaftler der Universität Hohenheim. Erste Ergebnisse erwarten die Wissenschaftler dieses Jahr.

Autor: Projektleiter Prof. Dr. Harald Grethe  Humboldt-Universität Berlin Albrecht-Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften Wissenschaftlicher Mitarbeiter Sebastian Weickert  Universität Hohenheim, Fachgebiet Agrar- und Ernährungspolitik Dr. Dorothea Elsner, Universität Hohenheim

Sie heissen Chlorella oder Arthrospira und produzieren etwas sehr Wertvolles: Protein aus Mikroalgen. Und das ist obendrein hochwertiger als die meisten tierischen Proteine. Von den rund 300 000 Algenarten weltweit sind rund 20 im kommerziellen Einsatz. «Algen nutzen das Sonnenlicht effektiver als Landpflanzen und wachsen schneller», erklärt Sebastian Weickert, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Agrar- und Ernährungspolitik an der Universität Hohenheim. «Daher eignen sie sich gut als alternative Proteinquelle für Lebens- und Futtermittel.»

Die Frage ist, ob es tatsächlich Ressourcen freisetzt, also zum Beispiel weniger Agrarfläche beansprucht, und den Ausstoss von Treibhausgasen reduziert, wenn man tierisches Eiweiss durch Protein aus Mikroalgen ersetzt. Die Forscher wollen das nun auf globaler Ebene durchrechnen – mit Hilfe von Computersimulationen.

«Wir wollen aber auch wissen, ob die Verbraucher überhaupt bereit wären, ihren Fleischkonsum zugunsten von Algen-protein zu reduzieren», gibt Projektleiter Prof. Dr. Harald Grethe, mittlerweile an der Humboldt-Universität zu Berlin, zu bedenken. «Und wir betrachten die wirtschaftliche Seite der Algenproduktion: Rechnet sie sich? Und wie würden sich der globale Agrarsektor und die Nahrungsmittelversorgung entwickeln, wenn man die Proteinquellen Fleisch und Soja teilweise durch Algen ersetzt?»

Die Zucht von Mikroalgen ist mit und ohne Licht möglich. Im Licht können die kleinen Einzeller ihren Zucker über die Fotosynthese selbst produzieren, ohne Licht muss man ihnen eine andere Kohlenstoff-quelle anbieten, damit sie wachsen können. Beide Methoden haben Vor- und Nachteile. «Die Kultivierung mit Licht ist vor allem in ökologischer Hinsicht von Vorteil, da CO₂ als Kohlenstoffquelle genutzt wird», erläutert Weickert. «Oft werden Mikroalgen in grossen Teichen, sogenannten Ponds gezogen. Das Verfahren ist jedoch in Europa vor allem unwirtschaftlich und es besteht ein hohes Kontaminationsrisiko, das für die Herstellung von Lebens- und Futtermittel minimiert bis ausgeschlossen werden muss.» Die Alternativen wären geschlossene Reaktorsysteme, also Röhren-, Platten- und Sackreaktoren, doch «kommerzielle Produktionssysteme im industriellen Massstab gibt es noch kaum.» Zieht man die Algen ohne Licht im geschlossenen System an, hat man kein Kontaminationsproblem. Die Methoden sind besser kontrollierbar, skalierbar und unabhängig von der Jahreszeit. «Solche Systeme, etwa in einem Stahlfermenter, sind bereits für andere Einsatzgebiete etabliert, so dass schon Erfahrungen vorliegen. Deshalb kann man sie besser planen und die Kosten abschätzen», berichtet Weickert.Der Nachteil: Der notwendige Zucker muss zuvor anderweitig produziert werden. «Das verbraucht Flächen und Dünger, wirkt sich also negativ auf die Gesamtbilanz aus. Optimal wären in diesem Fall Zuckerreststoffe, die nicht als Lebens- oder Futtermittel geeignet sind.»

Bei dieser Bilanz behalten die Forscher Ökonomie und Ökologie im Blick. Dabei wird die heutige Situation mit möglichen Szenarien im Jahr 2030 und 2050 verglichen. «Wir verändern dabei bestimmte Stellschrauben. Etwa das Material: Heute verwendet man vorwiegend Reaktoren aus Kunststoff, die leicht verunreinigen und schnell altern. Glas wäre robuster und besser zu reinigen, ist aber schwerer und teurer. Solche Möglichkeiten spielen wir durch.»

Im Lebensmittelbereich haben Mikroalgen, die fotosynthetisch kultiviert wurden, jedoch einen Nachteil: Sie haben einen markanten Eigengeschmack, der nicht jedermanns Sache ist. Sie können nach Gras oder leicht fischig schmecken. «Unser Projekt fokussiert daher auf die aus den Zellen isolierten, reinen Proteinen», erklärt Weickert: «Sie wären gut in die Nahrungsmittelproduktion integrierbar, haben aber bis dato noch keine Zulassung in der EU.»

Was die Verbraucher von der Sache halten, wollen die Forscher gemeinsam mit der Universität Göttingen herausfinden. Dafür befragen sie 1000 Haushalte, ob und in welcher Form sie sich vorstellen könnten, Algen zu konsumieren. Interviews mit Lebensmittelproduzenten sollen zudem ausloten, welche Produkte durch Algen-basierte Nahrungsmittel ersetzt werden könnten. «Da gäbe es viele Möglichkeiten, aber in Europa dürften Algen vor allem für Spezialprodukte interessant sein», meint Weickert. «Vor allem wertvolle Pigmente punkten mit positiven gesundheitlichen Eigenschaften und werden bereits in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie verwendet.»


Weitere Informationen zum Forschungsschwerpunkt Bioökonomie der Universität Hohenheim:
https://biooekonomie.uni-hohenheim.de/
Weitere Informationen zum Forschungsverbund Mikroalgen im Forschungsprogramm Bioökonomie Baden-Württenberg:
www.bioeconomy-research-bw.de



Die Universität Hohenheim nimmt Mikroalgen genauer unter die Lupe. (Bild:zvg)