Die zelluläre Landwirtschaft (mit kultiviertem Fleisch als ihrem emblematischen Produkt) hat in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte gemacht – dank massiver Investitionen, einem starken Rückgang der Produktionskosten und einer deutlichen Verbesserung der organoleptischen Eigenschaften ihrer Produkte. Die Nachfrage der Verbraucher treibt diese Entwicklungen voran. Echte tierische Proteine zu produzieren, ohne die Nachteile der konventionellen Tierhaltung, entspricht genau den zentralen Anliegen der Konsumenten: Tierschutz, Gesundheit und vor allem Nachhaltigkeit. Letzteres wird dabei konsequent als einer der größten Vorteile der zellulären Landwirtschaft hervorgehoben. Ein erheblicher Vorteil gegenüber der konventionellen Viehhaltung, bedenkt man, dass letztere für 14,5 % der menschengemachten Treibhausgasemissionen verantwortlich ist! Gleichzeitig werden jedoch Stimmen laut, die diese Nachhaltigkeitsaspekte infrage stellen und relativieren. Mit diesem Artikel möchten wir von Alcimed Licht in die Debatte rund um die zelluläre Landwirtschaft bringen.
Zelluläre Landwirtschaft ist eine Biotechnologie, die es ermöglicht, tierische Produkte aus Zelllinien zu erzeugen, die in Bioreaktoren gezüchtet werden, anstatt direkt von Tieren zu stammen.
Kultiviertes Fleisch (auch In-vitro-Fleisch, Laborfleisch, zellbasiertes Fleisch, Clean Meat, … genannt – die Terminologien sind vielfältig!) ist das Endprodukt der Vermehrung von Stammzellen oder undifferenzierten Muskelzellen (Myoblasten), die in einem Medium kultiviert werden, das reich an Sauerstoff, Nährstoffen (Aminosäuren, Kohlenhydrate, Vitamine, Mineralien) und Wachstumsfaktoren ist. Die Wachstumsfaktoren werden anschließend aus dem Kulturmedium entfernt, um die Zelldifferenzierung zu Myotuben (Muskelfasern) auszulösen, aber auch in andere Zelltypen, Vorläufer kleinerer Muskelbestandteile (Fett, Blutgefäße, Bindegewebe). Ein Biomaterial, das als „Gerüst“ dient, wird oft benötigt, um die Zellen während der Differenzierung zu stützen, sodass sie ein Muskelgewebe bilden, dessen Struktur der von herkömmlichem Fleisch ähnelt.
Seit dem ersten „synthetischen Rindfleisch-Patty“, das 2013 von Professor Mark Post von der Universität Maastricht entwickelt wurde, haben sich die Startups, die kultiviertes Fleisch entwickeln, vervielfacht. 2015 gründete Mark Post die Firma Mosa Meat in den Niederlanden, daraufhin folgten beispielsweise die Gründung von SuperMeat in Israel, Upside Foods (ehemals Memphis Meat) in den USA und Integriculture in Japan. Aleph Farms (Israel), Higher Steaks (USA) und Eat Just (USA) begannen 2017 mit der Entwicklung von In-vitro-Fleisch. Heute sind weltweit etwa 40 Startups an der Entwicklung von Laborfleischalternativen beteiligt.
In Singapur genehmigte die SFA (Singapore Food Agency) im Dezember 2020 den Verkauf von Chicken Nuggets, produziert von dem kalifornischen Startup Eat Just. Diese Nuggets sind nun im Restaurant 1880 in Singapur erhältlich, stehen aber noch weit davon entfernt, in Supermarktregalen zu liegen. Die Bioreaktoren von Eat Just befinden sich noch im Pilotstadium (1.200 Liter) – nicht genug, um die Mengen zu liefern, die für den Massenmarkt erforderlich sind.
Mehrere Akteure bauen derzeit Anlagen im halb-industriellen Maßstab, mit dem Ziel, ihre erste Produktserie 2022 oder 2023 in Ländern zu vermarkten, in denen die gesetzlichen Rahmenbedingungen dies zulassen. Nach Singapur sind die USA und Israel die beiden Länder, die voraussichtlich am ehesten diesen regulatorischen Rahmen schaffen werden.
Für eine großflächige Vermarktung müssen jedoch noch mehrere technologische Hürden überwunden werden:
Schließlich spielt auch die Wahrnehmung der Verbraucher eine Rolle. Studien zeigen zwar eine eher positive Einstellung gegenüber kultiviertem Fleisch, doch wird diese je nach Land und Zielgruppe stark variieren. Um zellbasiertes Fleisch zu einem alltäglichen Bestandteil unserer Mahlzeiten zu machen und die Vorbehalte des breiten Marktes zu überwinden, haben Hersteller noch einiges zu tun.
Zusammenfassend: Trotz der angekündigten bevorstehenden Produkteinführungen werden unsere Regale voraussichtlich noch mehrere Jahre lang nicht mit Laborfleisch geflutet werden.
Nachhaltigkeitsaspekte sind ein Kernargument von Startups, die kultiviertes Fleisch entwickeln. Die Produktion von kultiviertem Fleisch würde weniger landwirtschaftliche Fläche benötigen, weniger Wasser verbrauchen und weniger Treibhausgasemissionen verursachen als die konventionelle Tierhaltung.
Erfahren Sie mehr über unsere Expertise im Bereich der Klimaneutralität >
Das Thema landwirtschaftliche Fläche wird kaum kontrovers diskutiert. In ihrer Studie von 2015 schätzen Mattick et al., dass die Produktion von einem Kilogramm kultiviertem Fleisch 5,5 m² landwirtschaftliche Fläche benötigt, verglichen mit 92 m² für konventionelles Rindfleisch aus Mastbetrieben – eine Reduktion von 94 % zugunsten von In-vitro-Fleisch. Allerdings sind von den 2,5 Milliarden Hektar landwirtschaftlicher Fläche, die weltweit für Vieh und Futtermittel genutzt werden, 1,3 Milliarden Hektar nicht ackerfähig und können daher nicht für den Anbau von Lebensmitteln für den menschlichen Verzehr umgewidmet werden.
Auch die Wassersituation ist relativ eindeutig. Die Produktion von In-vitro-Fleisch benötigt nur 367 bis 521 Liter Wasser pro Kilogramm Fleisch, verglichen mit 550 bis 700 Litern für konventionelles Rindfleisch. Nach Angaben von Befürwortern der zellulären Landwirtschaft könnte der Unterschied noch größer sein: Einige Quellen geben an, dass bis zu 15.000 Liter Frischwasser benötigt würden, um 1 Kilogramm Rindfleisch zu produzieren – eine Differenz von rund 97 % zugunsten des kultivierten Fleisches. Diese Zahl sollte jedoch vorsichtig interpretiert werden, da sie Regenwasser beinhaltet, das von Grasland und Weiden aufgenommen wird und auch ohne Vieh genutzt würde.
Vor allem bei den Auswirkungen von zellulärer Landwirtschaft und kultiviertem Fleisch auf das Klima gehen die Meinungen auseinander.
Klar ist, dass die Tierhaltung erheblich zur globalen Erwärmung beiträgt (14,5 % der globalen Treibhausgasemissionen). Ein erheblicher Teil davon ist Methan, das von Wiederkäuern (Rinder, Schafe, Ziegen etc.) durch enterische Fermentation freigesetzt wird. Trotz der Bemühungen des Viehsektors, seine Emissionen zu senken, ist die Methanfreisetzung teilweise unvermeidbar. Die Tierhaltung hat daher zweifellos einen erheblichen Einfluss auf das Klima.
Allerdings benötigt die Produktion von kultiviertem Fleisch viel Energie, insbesondere für die Beheizung der Bioreaktoren auf 37 °C (die für die Zellkultur erforderliche Temperatur) sowie für das Kühlsystem, das lokale Überhitzungen vermeiden soll (die Zellvermehrung setzt Stoffwechselwärme frei, die paradoxerweise ihre Entwicklung beeinträchtigen könnte). Energie wird auch benötigt, um den Reaktor während der rund 30-tägigen Zellkulturzyklen zu rühren und zu belüften sowie die Anlagen am Ende jeder Produktionscharge zu reinigen und zu sterilisieren.
2021 veröffentlichte die dänische Agentur CE Delft eine prospektive Lebenszyklusanalyse von kultiviertem Fleisch. Obwohl GAIA und das Good Food Institute – zwei Befürworter der zellulären Landwirtschaft – die Studie unterstützen, wirkt die Methodik der Bewertung objektiv und unabhängig. Die Daten wurden direkt von den Akteuren der Wertschöpfungskette von zellbasiertem Fleisch (Hersteller von kultiviertem Fleisch, Lieferanten des Wachstumsmediums, Gerätehersteller, Technologie- oder Entwicklungsunternehmen) bereitgestellt, ohne dass die Sponsoren darauf Zugriff hatten. In diesem 50-seitigen Bericht zeigen die Autoren, dass kultiviertes Fleisch im Vergleich zu konventionellem Rindfleisch die Treibhausgasemissionen um 55 % reduziert – bzw. um 92 %, wenn die Energie für die Bioreaktoren aus erneuerbaren Quellen stammt.
Es sollten jedoch mehrere Einschränkungen dieser Ergebnisse hervorgehoben werden:
Die Energiequelle, welche für die zelluläre Landwirtschaft genutzt wird, ist daher entscheidend für die Umweltbilanz von kultiviertem Fleisch. Sollten die Projektionen der Internationalen Energieagentur für 2030 eintreffen, kann man davon ausgehen, dass kultiviertes Fleisch tatsächlich klimafreundlicher gegenüber herkömmlichem Rindfleisch sein wird. Dennoch könnte die Tierhaltung überraschen, da technologische Innovationen – etwa enzymatische Inhibitoren der enterischen Fermentation, die ins Futter eingearbeitet werden – die Methanemissionen von Rindern verringern könnten.
Darüber hinaus sollte beim Vergleich von kultiviertem und konventionellem Fleisch auch die positiven externen Effekte der Tierhaltung berücksichtigt werden, die ein wichtiger Bestandteil unserer Landschaften, Ökosysteme und der ländlichen Wirtschaft – insbesondere in Europa – ist. Beide Systeme werden zweifellos viele Jahre koexistieren, bevor sich ein „Gewinner“ abzeichnet. Welches System letztlich überwiegen wird, bleibt eine schwierige Frage. Wir können jedoch hoffen, dass der Wettbewerb positive Effekte haben wird: Die Tierhaltung muss sich neu erfinden, um CO₂-neutral zu werden, und die zelluläre Landwirtschaft hat noch Arbeit vor sich, um ihre ökologischen Versprechen einzulösen.
A propos de l’auteur,
Thibault, Senior Consultant in Alcimeds Agrar- und Ernährungsteam in Frankreich
Agrar- und Ernährungswirtschaft
Kichererbsen: nicht allergen und ein hoher Proteingehalt Mit einem Proteingehalt von 20,47 % ist die Kichererbse eine bekannte pflanzliche Proteinquelle und eine gute natürliche Quelle für ...
Branchenübergreifend
Insektenzucht, eine nachhaltige Lösung für die Ernährung des Planeten Vor dem Hintergrund des starken Bevölkerungswachstums könnte die Insektenzucht die steigende weltweite Nachfrage nach ...
Branchenübergreifend
Ein natürlicher Prozess und eine umweltfreundlichere Alternative Fermentation wird in den kommenden Jahren eine wichtige Rolle spielen, insbesondere bei der Produktion von bestimmten Metaboliten. ...