Um Nahrung zu erzeugen, braucht es gewaltige Mengen an Ressourcen. Das Wiener Start-up Arkeon setzt auf eine innovative, denkbar genüg-same Quelle für Proteine: Mikroorganismen.
Text: Theresa Kirchmair
Was es braucht, um Lebensmittel herzustellen, ist sowohl für Gastronomie wie auch für Konsumenten abstrakt – wer denkt bei Speisen und Getränken schon an weite Felder, Ströme von Wasser für Pflanzen und Tiere und die dazugehörigen Hilfsmittel. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und gestörter Lieferketten ist Innovation gefragt, um eine nachhaltige Ernährung zu gewährleisten. Das Wiener Start-up Arkeon setzt in seinem Ansatz auf die Mikrobe Archaea, um aus CO2 alle lebenswichtigen Aminosäuren herzustellen.
Brauerei der anderen Art
Mikroben in Bioreaktoren Essen herstellen zu lassen, klingt befremdlicher, als es ist. Mit der zugrundeliegenden Fermentation stellen wir immerhin seit Jahrtausenden Dinge wie Bier oder haltbare Lebensmittel her.
In den Stahltanks schwimmen die Kleinstlebewesen in einer Salzlösung. Anders als viele ihrer Artgenossen brauchen sie keinen Zucker, um zu überleben, sondern nutzen Wasserstoff als Energiequelle und fressen gewissermaßen CO2. Was die Archaea aus diesen Zutaten absondern, sind jene 20 Aminosäuren, aus denen Proteine gebildet werden.
Puder mit Power
Das fertige Produkt kann man sich als eine Art Pulver vorstellen. Derzeit tüftelt man bei Arkeon noch an der Skalierung der Produktion und durchläuft die notwendigen Zulassungskontrollen, seine Kunden kennt man aber bereits: die produzierende Lebensmittelindustrie. Mögliche Einsatzgebiete sind zum Beispiel als Zusatz bei vegetarischen Lebensmitteln, denen es sonst an ganzen Proteinen mangeln würde, als Proteinsupplementierung, in Getränken oder als Zellkulturmedium für kultiviertes Fleisch.
Nach Kundenwunsch
Eine Besonderheit des Herstellungsvorgangs ist, dass Arkeon seine kleinen Helfer nur mithilfe einer Anpassung ihrer Lebensbedingungen zur Produktion der Aminosäuren gebracht hat. Dadurch sollen die entstehenden Produkte als Clean-Label-Zutat verwendet werden können.
Je nach Zusammensetzung der Aminosäuren ändern sich außerdem die Nährwert- und Funktionsprofile. Soll heißen, es werden eigene Geschmacksprofile erstellt, Eigenschaften wie Umami-Flavour hervorgehoben, Aminosäurenprofile ergänzt oder ohne Beigeschmack der Proteingehalt von Speisen erhöht.
"Die Chance: Nahrung produzieren,
die nicht nur nachhaltig,
sondern gar CO2-negativ ist."
CO2 nutzen
Das hat in der Theorie nicht nur den Vorteil, dass Kunden eigens auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene Proteinprodukte zur Verfügung stehen sollen. In dem verwendeten CO2 sieht das Team eine besondere Chance: Nahrung zu produzieren, die nicht nur nachhaltig, sondern gar CO2-negativ ist. Sobald der Skalierungsprozess abgeschlossen ist – circa 2024 –, möchte man CO2 aus der Industrie verwenden, beispielsweise von Bierbrauereien oder aus Bioethynolanlagen. Dieses CO2 wird selbst von Mikroorganismen produziert und hat damit bereits Lebensmittelverträglichkeit.
Man hofft, in Zukunft auch Kohlendioxid aus bereinigten industriellen Abgasströmen nutzen zu können – damit würde aus dem problematischen Abfallprodukt Nahrung für die Mikroben und schließlich für den Menschen.
Komplette Proteine
Proteine setzen sich aus Aminosäuren zusammen und unterscheiden sich je nach Quelle. Tierisches Protein wird auch als komplettes Protein bezeichnet, da es alle 20 für die menschliche Gesundheit wichtigen proteinogenen Aminosäuren enthält. Pflanzlichen Proteinen mangelt es teils an gewissen Aminosäuren. Arkeons Produkte könnten eine Brücke schlagen: vegane und zugleich komplette Proteine.
Die Mikroben brauchen:
- Salze
- Wasserstoff
- CO2
Die Bioreaktoren laufen ohne Pause und werden ständig mit den Grundstoffen versorgt. Arche gibt es seit rund 3,8 Millionen Jahren. Arkeon hat dieses Jahr die Seed-Runde abgeschlossen und einen optimierten Fermetationsprozess kreiert. Die Chance: Nahrung produzieren, die nicht nur nachhaltig, sondern gar CO2-negativ ist.
Es liegt in den Genen
Wenn etwas als Clean-Label-Zutat bezeichnet wird, heißt das, dass man das Produkt beispielsweise als laktosefrei oder gentechnikfrei bewerben kann. Gentechnik hat in der Lebensmittelbranche einen durchwachsenen Ruf: Einerseits können die Veränderungen die Produkte positiv beeinflussen, andererseits gibt es Bedenken im Bereich Artenvielfalt, Gesundheit und Patentrecht.
Bekannt und umstritten: GMOS
Gentechnisch modifizierte Organismen (GMO) entstehen, indem der Mensch einzelne Gene abschaltet, modifiziert, aus der eigenen Art hinzufügt oder im Fall der Transgene aus anderen Arten einschleust. Die entstehenden Organismen sind durch Züchtung nicht zu erreichen. Das Freisetzen und Inverkehrbringen von GMOs ist in der EU streng reguliert.
Im Graubereich: Gen-editing
Noch etwas komplexer wird es bei der Genom-Editierung. Diese wurde durch die Entdeckung von „Genscheren“ wie der CRISPR/cas-Methode möglich gemacht: Arteigene Gene werden gezielt zerstört, an anderer Stelle eingesetzt oder Punktmutation behoben. Befürworter dieser Technologie heben hervor, dass die Veränderungen auch durch natürliche Züchtung hätten erreicht werden können, man beschleunige und präzisiere den Prozess lediglich.
In Großbritannien wird die Technik daher als „Precision breeding“ diskutiert. Pflanzen beispielsweise könnten gegenüber Dürre und Schädlingen resistenter werden, Geschmack und Nährstoffe verbessert. Durch ein Urteil des Europäischen Gerichtshofs unterliegen Produkte aus Genom-Editierung derzeit den gleichen Auflagen wie GMOs, diese Einschätzung wird aktuell debattiert.
© Roland Systemküchen
