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Eiweisse aus Algen und Insekten

Um die weltweit drohende Protein-Lücke zu schliessen, kooperiert Bühler mit der ETH Zürich und will «Grundlagen schaffen, um Eiweissquellen wie Hülsenfrüchte, Algen und Insekten für eine nachhaltige Ernährung industriell nutzbar und für Konsumenten attraktiv machen».

von Bühler AG / Promotion

Algen enthalten hochwertiges Eiweiss, werden vor allem im asiatischen Raum verzehrt, sind aber auch im Westen bei einer kleinen Gruppe von gesundheitsbewussten Konsumenten beliebt. Ihr Produktion benötigt keine Agrarflächen.

Jeder Erwachsene benötigt rund 60 Gramm hochwertiges Eiweiss pro Tag. Für die Ernährung der Weltbevölkerung erzeugt die Landwirtschaft jedes Jahr gut 525 Mio. Tonnen pflanzliche Proteine wie sie etwa in Mais, Reis, Weizen oder Soja vorkommen. Eine Berechnung von Bühler zeigt aber, dass bis 2050 zusätzliche 265 Millionen Tonnen Eiweiss pro Jahr benötigt werden, um die wachsende Bevölkerung zu ernähren.

Das Schliessen dieser Protein-Lücke stellt eine ernste Herausforderung dar. Denn schon heute ist unsere Eiweissversorgung nicht nachhaltig, weil wir zu viel tierisches Eiweiss wie Fleisch oder Fisch konsumieren. Zwei Drittel der erzeugten Pflanzenproteine landen in den Mägen von Zuchttieren wie Rindern, Schweinen, Geflügel oder Fischen. «Intensive Landwirtschaft, Massentierhaltung und Fischerei decken unseren Proteinbedarf nicht nachhaltig und umweltverträglich», sagt Bühler-Technologiechef Roberts. «Wir brauchen neue, innovative Ansätze in der Eiweissproduktion und -verarbeitung. Andernfalls drohen unsere Landwirtschaftssysteme zu kollabieren», ergänzt Prof. Alexander Mathys von der ETH Zürich.

Pflanzenproteine besser nutzen

Obwohl immer mehr Menschen Fleisch und Fisch essen, führt bereits kurzfristig kein Weg an der verstärkten Nutzung von pflanzlichen Proteinen für die menschliche Ernährung vorbei. Grosse Hoffnungen ruhen auf Hülsenfrüchten wie Erbsen, Linsen oder Bohnen. Die glutenfreien Proteinlieferanten erleben derzeit vor allem in Europa und Nordamerika eine Wiedergeburt, während sie in Asien und Afrika seit jeher auf dem Speiseplan stehen.

Auf Anlagen von Bühler können Hülsenfrüchte nicht nur geschält, halbiert und sortiert werden. Sie lassen sich auch in Reinform oder gemischt mit anderen Rohmaterialien zu Pasta, Backwaren, Snacks oder Fleischersatzprodukten verarbeiten. Solche neuartigen Erzeugnisse könnten Hülsenfrüchte für einen grösseren Kreis von Konsumenten attraktiv machen, weil diese dadurch ihre Essgewohnheiten nicht ändern müssen.

Neue hochwertige Eiweissquellen

Mittel- bis langfristig müssen jedoch auch neue Rohstoffe genutzt werden. Vor allem Algen und Insekten bieten sich als hochwertige Eiweissquellen an. Mikroalgen wie Chlorella oder Spirulina (Arthrospira) konkurrieren nicht mit bestehenden Landwirtschaftsflächen, wachsen schnell und brauchen wenig Platz. Ihr hochwertiges Eiweiss kann beispielsweise zu Lebens- und Futtermitteln verarbeitet werden. Um in der westlichen Hemisphäre eine breite Masse anzusprechen, müssen Produkte auf Algenbasis entwickelt werden, die in traditionellen Lebensmitteln verwendet werden können, ohne deren Geschmack und Textur wesentlich zu verändern. Neben Proteinen enthalten Algen auch wertvolle mehrfach ungesättigte Fettsäuren und Farbpigmente.

Auch Insekten wie Mehlwürmer oder Larven von Soldatenfliegen verfügen über grosses Potential. Sie können mit industriellen Nebenprodukten oder sogar mit gewissen Abfällen gefüttert werden und sind bemerkenswert effizient: Aus 2 Kilogramm Futter bilden sie 1 Kilogramm Insektenmasse. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Platzbedarf. Weil das Insektenmehl als Eiweissquelle dem Fischmehl ähnelt, könnte es als nachhaltige Futterquelle die Fischzucht revolutionieren und helfen, den Druck auf die natürlichen Fischbestände zu reduzieren.

Bühler arbeitet derzeit mit einem Partner in China am Aufbau einer Pilotanlage für die industrielle Verarbeitung von Fliegenlarven und Mehlwürmern. Das Ziel ist die Gewinnung von Insektenmehl als Ersatz für Fischmehl sowie eines hochwertigen Fettes, das über ähnliche Eigenschaften wie Palmkernöl verfügt. Prof. Mathys fasst die Motivation für die Zusammenarbeit der ETH Zürich mit dem Uzwiler Technologiekonzern wie folgt zusammen:

«Die Vorteile von Algen und Insekten sind offenkundig. Bei der Konzeption von integrierten Bioraffinerien für ihre Aufzucht und Verwertung ist es wichtig, dass wir bereits in einem frühen Stadium mit Technologiefirmen wie Bühler zusammenarbeiten».

So müssen viele Fragen darüber, wie sich Algen- oder Insektenproteine in industriellen Mengen züchten, extrahieren und verarbeiten lassen, noch geklärt werden. Bühler konnte aufzeigen, dass für den Aufschluss von Algenzellen Rührwerkskugelmühlen heute die kosteneffizienteste mechanische Methode sind. Diese Nassmahltechnik wird auch für die Herstellung von Farben oder Lacken eingesetzt. Sie erlaubt ein besonders schonendes Öffnen der zähen Zellwände der Algen, um alle wertvollen Bestandteile zu extrahieren und zu separieren.

Bühler Networking Days 2016

Vom 22. bis am 24. August finden die Bühler Networking Days in Uzwil, Schweiz statt. Teilnehmen werden CEOs und Meinungsmacher der getreideverarbeitenden Industrie und Bühler wird seine neuesten innovativen Lösungen präsentieren.