Neues Interesse an alter Zukunftstechnologie

Das Knallgasbakterium Cupriavidus necator kommt in Böden vor und kann an der Schnittstelle von anaeroben und aeroben Umgebungen gedeihen. Bild: Pontificia Universidad Católica de Chile / CC-BY-SA-2.0

Einzellerproteine: Zurück in die Zukunft - Teil 2

Teil 1: Zur Geschichte einer ehemaligen Zukunftstechnologie, die noch nicht abgehakt ist

Der zwischenzeitliche Niedergang der Einzellerprotein-Begeisterung: Ölpreisschock, Neophobie

In den späten 1970er Jahren bekam das anfängliche Interesse an den Einzellerproteinen herbe Dämpfer versetzt. Zunächst war der Ölpreis 1974 in ungeahnte Höhen geschnellt, so dass die Kosten pro Barrel nun fast fünfmal so hoch waren wie noch zwei Jahre zuvor - die Substratpreise der erdölbasierten Einzellerproteine ließen die Verfahren für die Futtermittelherstellung hoffnungslos unwirtschaftlich werden.

Zudem hatte sich der erwartete Schwerpunkt in der Nachfrage nach Einzellerproteinen vom Menschen auf Nutztiere verlagert: Zunächst mit dem hehren Vorsatz angetreten, Nahrungsmittel für die Dritte Welt zu produzieren, wurden die neuen Produkte nun stattdessen als Tierfutter für die entwickelten Industriestaaten eingeführt. Mit der Entwicklung des Ölpreises nahm dieses Kapitel jedoch sein jähes Ende - keines der Produkte konnte es mit Soja aufnehmen, deren Preis über die Jahre weitgehend stabil blieb.

In den 1990er Jahren hatten sich die Ängste um eine klaffende globale Eiweißlücke verflüchtigt. Das lag zum einen am Hochfahren der weltweiten Sojaproduktion, die allein zwischen 1969 und 1976 um 80 % zugelegt hatte. Zum anderen war das auch eine Folge der Grünen Revolution. In den 1960er Jahren hatten umwälzende Neuerungen in der Landwirtschaft Einzug gehalten, die vor allem mit dem Namen Norman Borlaug verbunden sind. Der Agrarwissenschaftler hatte zunächst vor allem an der Entwicklung von Weizenhochleistungssorten in Mexiko gearbeitet, die später zur Grundlage der Züchtung ähnlicher Sorten in anderen Teilen der Welt werden sollten. Besonders erfolgreich wurden die Weizensorten in Indien und Pakistan angebaut.

Ein weiteres Problem war die unerwartete Abneigung seitens der Verbraucher. Trotz ihres Interesses an Innovation und an mikrobiologisch produzierten Lebensmitteln verbannten beispielsweise die Japaner die neuen Einzellerproteine als erste aus ihrer Diät. Studien an Hefen, die auf Erdölfraktionen wuchsen, hatten Gehalte an krebserregenden polyzyklischen Aromaten und giftigen Schwermetallen offenbart, die nicht zu ignorieren waren. Die Konsumenten waren dadurch letztlich außer Stande, die Vorstellung von den neuen "naturbasierten" Nahrungsmitteln mit ihren Assoziationen zur Chemieindustrie in Übereinklang zu bringen.

Seit Bekanntwerden der Umstände des Chemiedesastershatte sich im Lande eine Verunsicherung ausgebreitet, die zu erhöhter Skepsis in der Bevölkerung gegenüber der Industrie und letztendlich zur Ablehnung der neuen Produkte führte. Branchennahe Beobachter wiederum witterten hinter der Abscheu vor den neuen Einzellerproteinen seinerzeit eine konzertierte Aktion der Soja-Lobby.

Ernährungspsychologen haben unterdessen einen weiteren Faktor ausgemacht, der zur Ablehnung führen kann: Neophobie, die Furcht vor dem Neuen, die besonders im Zusammenhang mit neuartigen Nahrungsmitteln verbreitet ist.

Aktuelles zum wachsenden globalen Eiweißbedarf

Die vergangenen 60 Jahre waren geprägt von einer stetig wachsenden Nahrungsmittelproduktion, die trotz einer Verdopplung der Weltbevölkerung zu einem Rückgang des Welthungers führte. Der dringt im heutigen Diskurs kaum noch durch - obwohl auch heute noch 11% aller Erdenbürger keinen ausreichenden Zugang zu Nahrung hat, Tendenz wieder zunehmend. Bei der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen versteht man die gegenwärtige Situation vor allem als Verteilungsproblem, denn global gesehen wird ausreichend Nahrung produziert.

In den Industriestaaten gibt es ungeachtet dessen andere Beweggründe für ein Fortbestehen des Interesses an alternativen Proteinquellen - hier hat sich das Hauptaugenmerk hin zu einer gesunden und personalisierten Ernährung verschoben, oder mit anderen Worten: Während in einigen Regionen der Welt gehungert wird, sind in der westlichen Welt Proteinformulierungen erwünscht, die sich auch im Smoothie gut machen und beim Abnehmen oder bei der Muskeloptimierung helfen.

Angesichts der Tatsache, dass die Weltbevölkerung bis 2050 vermutlich auf 9-10 Milliarden Menschen anwachsen wird - wenn auch mit abnehmender jährlicher Wachstumsrate - gibt es erneut Anzeichen dafür, dass die Landwirtschaft die Nachfrage nicht befriedigen kann und dass sich die ernsthafte Gefahr einer Nahrungsmittelknappheit anbahnt.

Um im Jahr 2050 weitere zwei Milliarden Menschen zu versorgen, muss die weltweite Agrarproduktion, verglichen mit 2012, um 50 Prozent wachsen. Heute wird geschätzt, dass der weltweite Fleischbedarf 2050 die 400-Millonen-Tonnen- und die Nachfrage nach Milchprodukten die 800-Millionen-Tonnen-Marke übersteigen wird.

Doch da die Umwandlung von pflanzlichem in tierisches Eiweiß nicht besonders effizient ist - aus 6 Kilogramm Pflanzenprotein wird nur 1 Kilogramm tierisches Eiweiß gebildet - deutet dieser Trend auf zu erwartende Engpässe hin, die in der nicht beliebig erweiterbaren Anbaufläche für landwirtschaftliche Erzeugnisse, in Wasserknappheit und in möglichen Beschränkungen in der Verfügbarkeit von Tierfuttermitteln begründet sind. 2016 wurden nach Schätzungen der International Feed Industry Federation weltweit eine Milliarde Tonnen Tierfutter hergestellt, von denen fast die Hälfte in die Geflügelmast gingen. Zur Gesamtmenge tragen über 220 Millionen Tonnen Proteine bei, die zu 75% aus Sojamehl stammen.

Nach FAO-Schätzungen wird der Tierfuttermittel-Bedarf bis 2050 um 60% ansteigen. Zwischen 2010 und 2050 wird eine Wachstumsrate bei tierischen Proteinen von 1,7% angenommen, die aus einer Produktionssteigerung um 70% bei Fleisch, um 90% bei Aquakultur und um 55% bei Milchprodukten resultieren soll.

Für die Erhöhung des globalen Fleischbedarfs werden vor allem die Entwicklungsländer verantwortlich gemacht, die aufgrund gestiegener Einkommen und eines wachsenden Lebensstandards eine Abkehr von ihrer traditionellen Ernährung vorantreiben - ihr Speiseplan nähert sich nun dem von entwickelten Industriestaaten an. Allein in Asien stieg der Pro-Kopf-Verbrauch von tierischen Eiweißen zwischen 1961 und 2007 um 225% - sie machen heute 40% der Gesamtaufnahme von Proteinen aus, verglichen mit noch 15% im Jahre 1961.

Hinzu kommen Bedenken, dass durch Klimawandel oder Pflanzenkrankheiten wie die sich seit Ende der 1990er Jahre in Afrika ausbreitende Getreideschwarzrost-Rasse Ug99 verursachten Ernteausfälle die Nahrungssicherheit der Erde gefährden können.

Vor diesem Hintergrund erleben alternative Eiweißquellen wachsenden Zuspruch. Autotrophe Einzellerproteine etwa könnten eine ausfallsichere Massenproduktion von Lebensmitteln ermöglichen, die selbst unter rauen klimatischen Bedingungen zuverlässig arbeitet.