Proteine sind essentiell für eine ausgewogene Ernährung, denn sie liefern lebenswichtige Aminosäuren und tragen zum Erhalt der Körperfunktionen bei.
In den letzten Jahren wächst das Interesse an unterschiedlichen Proteinquellen – bedingt durch sich verändernde Ernährungsgewohnheiten sowie verschiedene Umweltaspekte.
Doch welche alternativen Proteinquellen gibt es, wie werden sie hergestellt und welche Herausforderungen sind mit ihnen verbunden? Diesen Fragen widmet sich der folgende Artikel.
Pflanzliche Proteinquellen
Pflanzliche Proteine stammen unter anderem aus Soja, Erbsen, Lupinen oder Hanf. Diese Proteinquellen sind weit verbreitet und werden in einer Vielzahl von Produkten verwendet. Besonders Sojaprotein spielt eine Rolle, da es eine hohe biologische Wertigkeit besitzt und vielseitig verarbeitet werden kann.
Die Herstellung erfolgt meist durch mechanische und thermische Verfahren. Ein gängiger Prozess ist die Extrusion. Dabei wird die Pflanze zerkleinert und im Extruder durch eine Düse gepresst, wodurch unter Druck und Hitze eine faserige Struktur entsteht, die in Konsistenz und Optik an Hackfleisch erinnert.
Insektenproteine
Insekten wie Mehlwürmer, Grillen oder Heuschrecken enthalten Proteine und essenzielle Aminosäuren. Sie haben das Potenzial, einen wesentlichen Beitrag zur Proteinversorgung der Zukunft zu leisten, da sie vergleichsweise wenig Platz, Futter und Wasser benötigen.
Für Lebensmittel gehaltene Insekten werden unter kontrollierten Bedingungen gezüchtet und aufgezogen. Sobald sie ausgewachsen sind, werden sie gekühlt. Denn Insekten sind wechselwarme Tiere und fallen bei einer niedrigen Temperatur in eine Winterstarre. In dieser sogenannten Winterstarre stellt das Insekt sämtliche Funktionen des Organismus ab. Die gekühlten Insekten werden gereinigt und getrocknet. Gegebenenfalls werden sie im Anschluss gemahlen, um Insektenmehl herzustellen, welches unter anderem in Backwaren oder Snacks wie z. B. Insekten-Proteinriegeln eingesetzt werden kann.
Fermentationsbasierte Proteine
Mikroorganismen wie Hefen, Bakterien oder Pilze können mittels Fermentation große Mengen an Proteinen produzieren.
Diese Mikroorganismen werden in Fermentationsanlagen unter einer konstanten Temperatur mit Zucker und anderen Nährstoffen versorgt, wodurch sie sich vermehren und proteinreiche Biomasse bilden. Die Biomasse kann anschließend geerntet, verarbeitet und für verschiedene Lebensmittelprodukte verwendet werden.
Ein weiteres Verfahren ist die Präzisionsfermentation, bei der Gensequenzen von tierischen Proteinen in Organismen eingesetzt werden und damit die Mikroorganismen gezielt so modifiziert werden, dass sie bestimmte Proteine produzieren. Anschließend werden die entstandenen Proteine mit weiteren Inhaltsstoffen (z. B. pflanzlichen Fetten) gemischt, um etwa Milcheiweiße oder Eialternativen zu produzieren.
Kulturfleisch / Laborfleisch
Kultiviertes Fleisch wird im Labor gezüchtet und basiert auf tierischen Zellkulturen. Hierbei werden Stammzellproben entnommen und in einer Nährlösung vermehrt, es bilden sich im Labor gezüchtete Muskelfasern.
Die Technologie befindet sich noch in der Entwicklung, insbesondere in Bezug auf Skalierbarkeit und Kosten. Langfristig könnten Fortschritte in der Biotechnologie die Produktion effizienter gestalten.
Algen als Proteinquelle
Algen wie Spirulina und Chlorella produzieren allein mit Licht, CO2 und wenigen Nährstoffen Inhaltsstoffe wie Kohlenhydrate, Carotinoide, Vitamine, Mineralstoffe, Omega-3-Fettsäuren und Proteine.
Die Zucht von Algen erfolgt in offenen oder geschlossenen Systemen, beispielsweise in großen Wasserbecken oder speziellen Photobioreaktoren. In geschlossenen Systemen, den sogenannten Photobioreaktoren, können Umweltfaktoren wie Licht, Temperatur und Nährstoffversorgung gezielt gesteuert werden, um das Wachstum zu optimieren. Nach der Ernte werden die Algen getrocknet, als Pulver weiterverarbeitet oder direkt als frische Zutat genutzt.
Chancen und Herausforderungen
In der Diskussion um alternative Proteine rückt zunehmend die Frage nach ihren Chancen und Herausforderungen in Bezug auf Umwelt und Gesundheit in den Fokus.
Wassernutzung
Einige Statistiken stellen dar, dass pflanzliche Proteine, wie sie aus Erbsen, Soja oder Hanf gewonnen werden, geringere CO2-Emissionen verursachen und weniger Wasser verbrauchen als tierische Produkte. Dabei sind jedoch Standortfaktoren zu bedenken: zum Beispiel welches Wasser verwendet wird. Denn für die Erzeugung von einem Kilogramm Rindfleisch werden in Deutschland 93,5 Prozent des Wassers durch „grünes“ Regenwasser abgedeckt. Diesem Thema haben wir uns genauer im Blogbeitrag Blogbeitrag Wie klimaschädlich ist die Futtermittelproduktion wirklich? gewidmet.
Der Mandelanbau in Kalifornien zeigt beispielsweise die ökologischen Herausforderungen pflanzlicher Proteinquellen. Die wasserintensive Produktion belastet in einer Region, die regelmäßig unter Dürren leidet, die Wasserversorgung erheblich.
Bodenverbrauch
Ähnliches gilt für den Faktor Boden: Der hohe Anbauaufwand für bestimmte Pflanzen und die damit verbundenen Landnutzungsänderungen können in einigen Fällen die positiven ökologischen Effekte wieder relativieren. Ein Beispiel dafür ist der Sojaanbau in Südamerika, insbesondere in Brasilien und Argentinien. Dort werden riesige Flächen Regenwald und Savannen – etwa im Amazonasgebiet – für den Sojaanbau gerodet, was zur Zerstörung natürlicher Lebensräume und einem Rückgang der Artenvielfalt führt.
Energieverbrauch
Die Verarbeitung vieler pflanzlicher Proteine – etwa die Isolierung von Erbsenprotein oder die Produktion von Fleischersatzprodukten – erfordern einen hohen Energieaufwand, der die ökologischen Vorteile relativieren kann.
Gesundheit
Auch hier gilt: Achtet auf die Details! Ist das Produkt zum Beispiel paniert oder frittiert? Auf der Gesundheitsseite bieten alternative Proteine Vorteile wie zum Beispiel einen hohen Anteil an Ballaststoffen oder geringeren Fettgehalt, enthalten aber mehr Salz oder Zucker.
Gleichzeitig gibt es hinsichtlich der Proteinqualität und der zugesetzten verarbeiteten Inhaltsstoffe in vielen der neuen Proteinprodukte Bedenken. Erste Studien weisen auf ein höheres Risiko für Darmerkrankungen hin.
Des Weiteren müssen die Nährstoffprofile bei einer Ernährung mit ausschließlich alternativen Proteinquellen oft durch Nahrungsergänzungsmittel optimiert werden, um eine ausgewogene Versorgung mit allen Vitaminen und Nährstoffen sicherzustellen.
Darüber hinaus können einige Insektenarten allergische Reaktionen hervorrufen, da sie Schalentieren ähneln. Zudem steht die Akzeptanz in der breiten Bevölkerung noch auf der Kippe. Besonders in Europa stößt der Gedanke, Insekten als Nahrungsmittel zu integrieren, auf Bedenken.
Wir haben mit Godo Röben, Prof. Dr. Nick Lin-Hi und Patrick Bühr gesprochen. Was wir in Zukunft essen und welche Chancen sowie Hürden die alternativen Proteinquellen mit sich bringen, liest du in den folgenden Interviews:
Fazit
Alternative Proteinquellen bieten verschiedene Ansätze zur Fleischergänzung. Sie unterscheiden sich in ihrer Herstellung, Verfügbarkeit und Akzeptanz.
Die Forschung und Entwicklung der alternativen Proteinquellen schreitet voran. Die Bundesregierung hat in der auslaufenden Wahlperiode Agrarbetriebe und Lebensmittelunternehmen mit etwa 111,25 Millionen Euro bei der Produktion alternativer Proteine gefördert. Welche alternativen Proteinquellen sich langfristig etablieren werden, wird unter anderem von wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Faktoren abhängen.
agrarzeitung: Langer Atem für In-vitro-Fleisch (Stand: 05.02.2025)
BfR: Mehr als nur Insekten: Alternative Proteinquellen ergänzen herkömmliche Lebens- und Futtermittel (Stand: 05.02.2025)
BLE: Werden Algen auch bei uns erzeugt? (Stand: 05.02.2025)
BLE: Soja – Nahrungsmittel für Tier und Mensch (Stand: 24.02.2025)
BMEL: Alternative Lebensmittel zu Fleischwaren und Milcherzeugnissen (Stand: 05.02.2025)
BRS: Wassernutzung bei der Erzeugung von Rindfleisch (Stand: 07.02.2025)
BZfE: Algen (Stand: 05.02.2025)
BZfE: Alternative Proteinquellen (Stand: 05.02.2025)
BZfe: Essbare Insekten (Stand: 24.02.2024)
DLG: Alternative Proteine (Stand: 05.02.2025)
DLG: Extrusion (Stand: 07.02.2025)
Ernährungsradar: Alternative Proteine: Nahrungsmittel der Zukunft? (Stand: 05.02.2025)
eufic: Fünf alternative Proteinquellen, die in Europa immer beliebter werden (Stand: 05.02.2025)
KErn: Alternative Proteinquellen (Stand: 05.02.2025)
KErn: Fact-Sheet: Alternative Proteinquellen – Eine Bestandsaufnahme (Stand: 05.02.2025)
Protein Revolution: Wie wird Insektenprotein hergestellt? (Stand: 05.02.2025)
WWF: Studie Kulinarischer Kompass Wasser (Stand: 31.03.2025)
