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Zelluläre Problemlösungen

Fleisch und Schokolade aus dem Labor und die Welt der Aromen und Ingredienzen waren die Themen beim Anlass der SGLWT bei Givaudan in Kemptthal.

von wy

Stetige Prozessoptimierung, stetige Kostensenkung: Laborfleischproduzent Christoph Mayr von Mirai Foods. (Roland Wyss-Aerni)
«Aus Wertschöpfungsketten müssen Wertschöpfungsnetzwerke werden.» Professor Tilo Hühn, Leiter des Zentrums für Lebensmittelkomposition und -prozessdesign der ZHAW. (SGLWT)
SGLWT-Präsident Marc Lutz. (SGLWT)
An einem für Lebensmitteltechnologen geschichtsträchtigen Ort, nämlich in Kemptthal, wo Julius Maggi vor über 150 Jahren den Grundstein für die weltbekannte Marke legte, traf sich die Schweizerische Gesellschaft für Lebensmittel-Wissenschaft und -Technologie (SGLWT) am 24. Juni zum Mitgliedertreffen. Und zwar im Zurich Innovation Centre der Firma Givaudan. Präsident Marc Lutz wies darauf hin, dass man die Generalversammlung mit den statuarischen Pflichten bereits online über die Bühne gebracht hatte und so der Tag ganz für Referate, Networking und für das Kennenlernen von Givaudan vorgesehen war.
Nicole Wettstein von der Schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften SATW stellte die Food 4.0 Initiative vor. Deren Ziel ist es, «die Zukunft des Ernährungssystems Schweiz langfristig sicherzustellen», mit der Förderungen von innovativen Entwicklungen entlang der ganzen Wertschöpfungskette. Hintergrund ist die Feststellung, dass die Lebensmittelproduktion in der Schweiz unter internationalem Wettbewerbsdruck steht und dass insbesondere KMU mehr und mehr verdrängt werden. Unter der Food 4.0 Initiative wurden bisher sechs Projekte aus den Bereichen Proteintechnologie, Präzisionbiostechnologie, Digitale Transformation des Ernährungssystems und Sanitärtechnologien und hygienisches Design mit insgesamt 140000 Franken unterstützt, wie Wettstein erklärte.
Langer Weg zur Preisparität
Christoph Mayr, Mitgründer und CEO des Wädenswiler Laborfleischhersteller Mirai Foods, erläuterte die Chancen und Herausforderungen seines Unternehmens. Mirai Foods existiert seit zweieinhalb Jahren und beschäftigt 30 Angestellte. Das Unternehmen konzentriert sich derzeit auf Rindfleisch aus dem Labor, dort sei die Differenz zum traditionellen Produkt bezüglich CO2-Ausstoss und Ressourcenverbrauch am grössten, sagte Mayr.
Am Anfang des Prozesses steht die Gewebeprobe eines Tieres, die 50000 Stammzellen pro Gramm liefert. Sogenannte Fettvorläuferzellen und Muskelvorläuferzellen werden in einem ersten Schritt im Bioreaktor vermehrt und in einem zweiten Prozessschritt zu Fett- und Muskelzellen ausdifferenziert. Zuletzt werden diese kombiniert, das Resultat des Prozesses ist ein Burgerpatty.
Ein ständiges Forschungsthema ist die Entwicklung der Nährlösung. Mirai Foods ist heute so weit, das fötale Kälberserum als Ausgangspunkt ganz aus der Nährlösung entfernt zu haben. Jetzt gehe es darum, die Kosten weiter zu senken, sagte Mayr. Anspruchsvoller als die Vermehrung, die in «normalen» Bioreaktoren mit Rührwerk passieren kann, ist die Zelldifferenzierung. Hier habe man zwar neue und günstigere Biomaterialien für das «Gerüst» bei der Zelldifferenzierung gefunden, sagte Mayr. Aber jede Veränderung am Prozess wirke sich an verschiedenen Stellen aus, sodass der ganze Prozess immer wieder neu optimiert werden müsse. In einem neuen Projekt, das von Innosuisse unterstützt wird, entwickelt Mirai Foods gemeinsam mit der ZHAW und einer Ingenieursfirma einen Bioreaktor, der es ermöglichen soll, den Differenzierungsprozess von Muskelzellen kostengünstig zu skalieren.
Mirai Foods will im nächsten Jahr in Singapur die ersten Burgerpattys zu einem für Konsumenten «annehmbaren Preis» anbieten, wie Mayr gegenüber foodaktuell sagte. Mit tatsächlicher Preisparität für eine breite Palette von Fleischprodukten rechnet er «bis Ende des Jahrzehnts». Um die Kosten auf dem Weg dahin zu senken, gehe es auch darum, optimal und effizient mit der Nährlösung umzugehen und dort fehlende Bestandteile im richtigen Moment zu ersetzen.
Recycling im Mikromassstab
Professor Tilo Hühn, Leiter des Zentrums für Lebensmittelkomposition und -prozessdesign der ZHAW, erläuterte, dass in Zukunft nicht nur die Landwirtschaft, sondern auch die Lebensmittelverarbeitung regenerativ sein müsse, damit eine Ernährung der Menschen unter Wahrung der natürlichen Ressourcen noch möglich sei. «Aus Wertschöpfungsketten müssen Wertschöpfungsnetzwerke entstehen.» Die zelluläre Landwirtschaft werde dafür sehr rasch sehr wichtig werden, Up- und Recycling werde nicht nur im grossen Massstab, sondern auch auf molekularer Ebene nötig und wichtig sein. Eines der Steckenpferde von Hühn ist die Schokoladenproduktion. Bei der konventionellen Schokoladenproduktion ist Essigsäure ein wichtiger Störfaktor, der schon bei niedrigen Kakaokonzentrationen in Schokolade zu bitteren und sauren Geschmacksanteilen führt. Mit der von Hühn entwickelten Extraktion durch Wasser, die von Dieter Meiers Firma Oro de Cacao in Freienbach umgesetzt wird, können 80 Prozent der Essigsäuren entfernt werden. Der neueste Prozess von Hühns Team ist die Schokoladenproduktion aus Zellkulturen. Das Resultat dieses komplexen Prozesses ist ein Pulver ganz ohne Essigsäure und ohne Fett.
Gastgeber Givaudan, bekannt als «Aromenhaus», ist längst viel mehr als das, wie Christine Mathers, Technical Director Central Europe Taste & Wellbeing bei Givaudan, erklärte. Das Produktsortiment umfasst heute neben Aromen und Duftstoffen auch natürliche Farbstoffe, Antioxidantien, Stabilisatoren und Texturstoffe, Maskierungsstoffe für Off-Flavours etwa bei alternativen Proteinen, oder auch «taste solutions» beispielsweise für zucker-, fett-, oder salzreduzierte Lebensmittel. Im Innovation Center in Kemptthal, das erst im September 2021 eröffnet wurde und 300 Mitarbeitende beherbergt, wird in erster Linie an Ingredienzen für pflanzliche Alternativen zu Fleisch, Milch und Fisch geforscht.