Fermentation betreibt die Menschheit seit Jahrtausenden. Ihre biotechnologische Weiterentwicklung namens "Präzisionsfermentation" könnte die Milch- und Fleischindustrie umwälzen.
Analoge Fleischproduktewerden seit vielen Jahren hergestellt. Aber oft waren die rein pflanzlichen Alternativen wie texturiertes pflanzliches Eiweiß in Geschmack und Beschaffenheit nicht gut genug, um Fleischesser in nennenswerter Zahl zum Umstieg zu bewegen. Mittlerweile hat die Produktentwicklung Quantensprünge gemacht und spricht weit mehr als nur die Zielgruppe der Vegetarier an. Pflanzliche Lebensmittel, die auf Basis von Verfahren wie der Präzisionsfermentation (PF) gewonnen werden, haben diese Mängel nur noch selten. Zurzeit wird das Verfahren vor allem für die Anreicherung und damit Aufwertung von pflanzlich-basierten Produkten genutzt. Dadurch verbessert sich neben Qualität und Geschmack auch die oft problematische Proteinversorgung: essenzielle, durch den Körper nicht selbst herstellbare Aminosäuren, können maßgeschneidert durch dieses Verfahren erzeugt werden.
Das ist keine Zukunftsmusik, sondern u.a. in den USA bereits Realität: Das kalifornische Start-up „Impossible Foods“ ist eines der beiden führenden Hersteller von Hackfleisch-Alternativen auf Basis dieses modernen Verfahrens. Es setzt Häm-Protein ein, das es mittels der präzisen Fermentation gewinnt. Dadurch imitiert es den eisenreichen Geschmack des roten Blutfarbstoffes. So erhält das Produkt einen täuschend echten, fleischigen Geschmack und auch die saftige Optik. Das 2011 gegründete Start-up hat mittlerweile durch die Rezepturentwicklung außerdem eine perfekte, hackfleischähnliche Textur für das gute Mundgefühl geschaffen. Das Produkt wurde 2020 bereits in über 20.000 Läden gelistet. Das Start-up hat bisher über 1,5 Mrd. US-Dollar an privaten Investorengeldern eingesammelt.[1]
Auch das Start-up „Beyond Meat“, US Marktführer, setzt das PF-Verfahren ein. Das 2009 gegründete und 2019 an der Börse eingeführte Unternehmen strebt sogar an, bis 2024 Preisgleichheit zu aus Rindfleisch produzierten Burgern zu erreichen.[2] Obwohl die Preisparität zurzeit noch nicht erreicht wurde, steigen immer mehr etablierte Hersteller wie Kellogg, Nestlé, Tyson Foods oder Frosta in den Millardenmarkt ein. Denn schon jetzt schätzen die Verbraucher die Produkte, obwohl sie meist teurer sind.[3]
Dass diese Technologie auf einem kaum umkehrbaren Vormarsch ist, ist deutlich zu spüren und zu erkennen." - Prof. Dr. Karin Schnitker
Die RethinkX-Forscher erwarten für 2030, dass durch PF-Inhaltsstoffe angereichertes Fleisch günstiger sein wird, als sogenanntes zellbasiertes Fleisch, also solches, das in der Petrischale gezüchtet wird. Somit ist zu erwarten, dass die mittels der PF schneller zu erreichende Kostenparität auch viel schneller die Umwälzung im Hackfleischsegment auslöst. Schneller auch, als dies durch die zellbasierte Fleischproduktion erreicht werden kann. Zudem sind in dem pflanzenbasierten Burger von Impossible Foods z.B. nur 2 % präzisionsfermentiertes Häm-Protein, wodurch die Skalierung schneller möglich wird. [4]
Was ist Präzisionsfermentation?
Die Präzisionsfermentation ist ein biotechnologischer Prozess, der es ermöglicht, Mikroorganismen so zu programmieren, dass man fast jedes komplexe organische Molekül produzieren kann. Dazu gehört die Produktion von Proteinen (einschließlich Enzymen und Hormonen), Fetten (einschließlich Ölen) und Vitaminen nach genauen Spezifikationen, in großer Menge und letztlich zu Grenzkosten, die sich mit den Kosten von Zucker vergleichen lassen.[5]
PF ist also eine biotechnologische Weiterentwicklung der Fermentationsverfahren, die die Menschheit schon seit Jahrtausenden nutzt. Durch dieses Verfahren werden nun mikrobielle Wirte wie Pilze, Algen usw. als „Fabriken" genutzt oder genetisch formuliert, sodass diese in ihren Zellen spezifische Inhaltsstoffe produzieren können. Diese wiederum ermöglichen die Verbesserung von pflanzlichen oder zellbasierten Produkten, von sensorischen Merkmalen bis hin zu funktionalen Eigenschaften.
Schnelle Entwicklung
Das Good Food Institute, ein europäischer Think Tank, identifiziert in einem Bericht von 2020 insgesamt 68 Unternehmen, die PF-Technologie einsetzen, um tierfreie Alternativen zu Fleisch, Eiern oder Milchprodukten zu produzieren. Man vermutet, dass die tatsächliche Anzahl noch höher sein könnte, da der Bericht nur die öffentlich bekannt gegebenen Projekte repräsentiert. Etwa zwei Drittel der Unternehmen verfolgen eine B2B-Strategie. Als „Food-as-a-Service-Modell“ bieten sie ihr biotechnologisches Knowhow als Service für etablierte Hersteller an, sodass diese nicht jedes Produkt selbst entwickeln und in den Markt bringen müssen.[6] So nutzen die Start-ups ihre Kernkompetenz „neue Technologien und extrem kurze Innovationszyklen“, anstatt die neuen Produkte langwierig selbst in den Markt einzuführen.
Dieser B2B-Service-Ansatz wird dazu führen, dass PF schneller zur Disruption führen kann. Letzteres wiederum ist durch den gezielten Einsatz von künstlicher Intelligenz und Robotik in den Versuchslaboren möglich. Dadurch wird nicht nur der Innovationszyklus kürzer. Auch die Kosten der Forschung werden reduziert. Das honorieren Risikokapitalgeber weltweit durch die stark ansteigende Zusage von Venture Capital. Allein im ersten Halbjahr 2020 war es mehr als eine halbe Milliarde US-Dollar, mehr als doppelt so viel wie 2019 und ein Vielfaches gegenüber 2018.
Das Potenzial von PF lässt sich deshalb einerseits an dem starken Anstieg des weltweit investierten Risikokapitals absolut gesehen ablesen, andererseits aber vor allem gegenüber den anderen neuen Technologien im Alternative-Proteine-Markt seit 2019.
Wer an Kühe denkt, denkt zuerst an Milch bzw. ihre Verarbeitungsprodukte. Seit Jahren ist dieser Markt zumindest in allen OECD-Ländern mit internationaler Konkurrenz extrem unter Druck. Im Bereich von bi- und multilateralen Handelsabkommen bleiben viele Milchprodukte ein sogenanntes Sensitives Produkt, weil viele Staaten es durch geringe Zollsenkungen schützen wollen und müssen, wenn es bestehen soll. Denn in der Regel ist die Milchwirtschaft durch Quoten oder Förderungen stark staatlich gestützt. Dennoch sind die Margen oft sehr dünn, was die Demonstrationen auch der deutschen Milchbauern der vergangenen 20 Jahre zeigen. Wenn durch zuvor beschriebene Tendenzen Fleisch-/produkte und andere Nebenprodukte aus der Milchproduktion der Deckungsbeitrag noch stärker unter Druck gerät, kann das für viele Betriebe das Aus bedeuten. Aber durch PF wird auch die Milch selbst unter Druck geraten.
Denn wenn man sich nun die Milch genauer anschaut, stellt man fest, dass sie zu fast 90% aus Wasser besteht. Feste Proteine (Kasein und Molke) machen nur 3,3% der Gesamtzusammensetzung aus. Zu 4,9% besteht Milch aus Zucker (hauptsächlich Laktose), zu 3,4% aus Fetten und zu 0,7% aus Vitaminen und Mineralien. Die RethinkX-Forscher konstatieren deshalb, dass zur Disruption der Milch durch PF eigentlich nur 3,3% der wichtigen, funktionellen Proteine ersetzt werden müssen, um den Zusammenbruch der gesamten Kuhmilchindustrie zu bewirken.[7]
Ist das absurd? Oder logisch? Zunächst einmal weiß die Branche, dass Milch nicht besonders transportwürdig ist. Weder als Rohmilch, noch als Fertigprodukt. Dies zeigt sich darin, dass die meisten Molkerei-Standorte selten über den Umkreis von 200 km hinaus Milch vom Erzeuger abholen. Außerdem geht selten Frischmilch in den Export. Zumindest das Überseegeschäft fokussiert Milchpulver und Käse als Exportware, da diese Produkte hoch transportwürdig sind. Was wäre also, wenn man die Milch nicht mehr hin und her transportieren müsste, sondern Fermentationstanks direkt vor die Tore der Stadt oder – Urban Farming sei Dank – gleich auf die Dächer der Supermärkte stellen würde? Dies würde eine wichtige Kostenkomponente und einen Umweltnachteil der klassischen Milchproduktion reduzieren.
Auch das Thema Methan spielt der Präzisionsfermentation in die Karten: Rinder sind wesentlich beteiligt an der Methan-Emission. 2020 war die Landwirtschaft für 63% der gesamten deutschen Methan-Emissionen verantwortlich [8]. Wenn man bedenkt, dass das Gas Methan gegenüber dem Gas CO2 etwa 25-mal schädlicher für unser Klima ist [9], dürfte es keine gewagte Hypothese sein, Politik und Gesellschaft ein Interesse am neuen Verfahren zu unterstellen.
Was sagt der Markt?
Gibt es auf dem Markt ähnlich erfolgreiche Start-ups wie im Hackfleischsegment? Ja, dies ist der Fall. Federführend ist das Start-up „Perfect Day Foods“ aus Kalifornien, dem es gelungen ist, auf Basis von PF nicht-tierisches Molkenprotein-Isolat (MPI) zu entwickeln, welches dasselbe Nährwertprofil und dieselbe kulinarische Funktionalität wie Molkeprotein aus Kuhmilch hat. Im Gegensatz dazu ist es aber vegan, frei von Laktose, Cholesterin, Hormonen und Antibiotika und hat noch dazu einen kleineren ökologischen Fußabdruck als herkömmliches MPI. Dieser Inhaltsstoff ist ideal, um ein reichhaltiges, cremiges, geschmeidiges Esserlebnis zu bieten. Es eignet sich somit v.a. für Produktanwendungen, die Löslichkeit, Gelierung, Wasserbindung, Schaumbildung, Hitzestabilität und Emulgierung erfordern. Das nicht-tierische MPI weist einen Proteingehalt von ca. 95% auf, mit einem Profil aus essentiellen Aminosäuren, die das Wachstum, den Erhalt der Muskelmasse, die Sättigung und die Gewichtskontrolle unterstützen. Es eignet sich für gefrorene Desserts/Eis, Weichkäse, Energieriegel, Sportlernahrung, Getränke in Pulverform, Ready-to-Drink-Getränke und mehr. [10]
Die Gründer nutzten diese Technologie zunächst, um unter der Marke Perfect Day ein Eis herzustellen. Seit der ersten Finanzierungsrunde im Mai 2014 hat das Unternehmen bis Mitte 2020 in nur 6 Jahren weltweit knapp 362 Mio. US$ von ca. 10 Investoren eingesammelt. [11],[12] Mittlerweile bietet das Unternehmen weltweit ebenfalls den B2B-Service für etablierte Produzenten an, Proteine als Food-as-a-Service Modell zu nutzen.[13] Dies ermöglicht auch ihnen eine schnellere Skalierung auf Basis ihrer Kernkompetenz.
Verbände, Politik, Forschung, Bildung, Förderinstitutionen, Industrie und Urerzeugung sollten massiv darüber nachdenken, diese Technologie einzuführen, um bei einer Skalierung dabei zu sein." - Karin Schnitker
Dies sind nur zwei wichtige Aspekte, welche die Forscher von RethinkX und anderen Think Tanks aufzeigen, warum die Disruptionspotenziale für diese Branche so hoch sind. PF eignet sich aber nicht nur, um bestimmte Inhaltsstoffe oder Endprodukte zu ersetzen, sondern auch dafür, um bestehende Produkte gezielt anzureichern oder die Form-/Strukturgebung zu verändern. Ebenfalls wird an der Herstellung bestimmter weiterer Inhaltsstoffe wie Duftstoffe, Enzyme oder Vitamine durch PF geforscht und auch an neuen, nicht durch die Natur herzustellenden Materialien, welche aber für die Bau-, Möbel- und Bekleidungsindustrie etc. neue Potenziale bieten. Wie bei Fleisch können hier die pflanzenbasierten Milchprodukte wie Hafer-, Sojamilch und Co. in Geschmack, Inhaltsstoffen usw. verbessert werden. Damit dürfte die Marktentwicklung auch hier noch beschleunigt werden.
Megatrend-kompatibel
Egal welche Megatrends man betrachtet: PF ist fast überall kompatibel oder bekommt sogar Rückenwind durch die Megatrends.
Neo-Ökologie: PF ist bei Milch logistisch nachhaltiger und kann im Bereich Rindfleisch und Milch mit Sicherheit eine CO2-reduziertere Herstellung vorweisen.
Gesundheitsmanagement: Durch die gezielte Formulierung von Proteinen und anderen Inhaltsstoffen können Produkte gesünder gestaltet werden und Mangelernährung adressieren.
Digitalisierung: Durch KI, Robotik und Industrie 4.0 lassen sich nicht nur Produktentwicklungsprozesse und Innovationszyklen verkürzen, sondern die Herstellung in PF-Tanks lässt sich vermutlich durch Industrie-4.0-Technologien personalkostenreduzierter gestalten.
Urbanisierung: Durch die steigende Entfernung der Landwirtschaft von der Stadt und die Konzentration der Verbraucher in Megacities wird der Transport der Milch immer teurer. Dem ließe sich durch Urban (Precise Fermentation) Farming entgegenwirken.
Was bedeutet dies für die Landwirtschaft in Deutschland?
Verbände, Politik, Forschung, Bildung, Förderinstitutionen, Industrie und Urerzeugung sollten massiv darüber nachdenken, diese Technologie einzuführen, um bei einer Skalierung dabei zu sein. Wer das nicht für möglich hält, kann sich an die rasende Geschwindigkeit bei der letzten großen Marktentstehung durch Biogas erinnern. Ob die Forscher von RethinkX und dem Global Food Institut hinsichtlich ihrer zeitlichen Einschätzung „Disruption der Kuh 2030“ recht behalten, ist schwer zu sagen. Es kann schneller gehen oder länger dauern. In der Corona-Zeit haben wir viel über exponentielles Wachstum gelernt. Dass diese Technologie aber auf einem kaum umkehrbaren Vormarsch ist, ist deutlich zu spüren und zu erkennen.
Ob die Kuh deshalb verschwindet, ist ebenfalls schwer zu sagen. Vermutlich ist die Welt nicht schwarz oder weiß. Aber dass neue Konkurrenten den Markt sowohl bei Rindfleisch als auch bei Milch und Inhaltsstoffen der Milch streitig machen, ist wahrscheinlich. Durch die engen Margen, die seit Jahren die finanziellen Puffer der Landwirte stark aufgebraucht haben, ist ein schnelles Handeln nötig. Denn noch werden zumindest in den erfolgreichen Milchviehbetrieben Gewinne erzielt, die zum Teil dafür eingesetzt werden sollten, neue Cash Cows aufzubauen. Und nicht jeder wird traurig sein, nicht morgens um 5 Uhr im Melkstand zu stehen, v.a., wenn ihm die Biogaserzeugung bereits vertraut ist.
Die verbleibende Fläche wiederum kann für Tierwohl orientierte Erzeugung genutzt werden, wozu der Verbraucher aber sicher zahlungsbereiter sein muss, als heute. Oder aber für den Erhalt der Futtermenge, wenn die Obergrenzen für Stickstoff etc. die Erntemengen reduzieren. Auch die Sicherstellung der Nationalen Wasserstoffstrategie, also der „grünen Wasserstofferzeugung“ benötigt eine massive Ausweitung der Erzeugung erneuerbarer Energien.
Die wesentliche Aussage der RethinkX-Forscher ist, dass sich durch neue Technologien und veränderte gesellschaftliche Anforderungen und Marktsituationen die Nachfrage von Produkten, die aus der Kuh gewonnen werden, unterschiedlich entwickeln werden. Der wichtigste Treiber sind neue Produktionsmethoden wie pflanzenbasierte Fleischalternativen, zellbasierte, im Labor durchgeführte Fleischerzeugung und die sog. Präzisionsfermentation. Letztere hat beschleunigende Wirkung für die erstgenannten Technologien. Für ihre Prognosen für die USA haben sich die Forscher die Nutzung verschiedener Komponenten der Kuh angeschaut und die Jahre 2019 und 2030 verglichen. Sie schätzen, dass der Marktanteil des Proteins, das auf Basis von Kuhfleisch erzeugt wird (in 2018 über 95%), verdrängt wird durch Protein, welches durch moderne Methoden erzeugt wird (Marktanteilsschätzung für 2030: über 70% vom Gesamtmarkt) [14]. Generell: Die Produkte zur Fleischerzeugung (Frischfleisch und Wurstwaren aus der Kuh) sollen in 2030 nur noch 50% der Menge von 2018 ausmachen. Die übrigen Anteile sollen durch innovative Produktionsmethoden und durch zu hohe relative Kosten und negative Umwelteffekte der alten Produktionsmethoden verdrängt werden. Hackfleisch (in Bezug auf das Produktabsatzvolumen von Kuhfleisch das bedeutendste Produkt): 2030 soll die Absatzmenge ggü. 2018 nur noch 30% betragen. Milch-End-Produkte wie Joghurt, Quark, Käse etc.: sogar nur noch 15%. Für die USA gehen die Forscher von einem Rückgang der Tierzahlen von 94 Mio. Kühen (2018) auf unter 50 Mio. Kühe (2030) aus. Sie schätzen, dass der Marktanteil des Proteins, das auf Basis von Kuhfleisch erzeugt wird (in 2018 über 95%), verdrängt wird durch Protein, welches durch moderne Methoden erzeugt wird (Marktanteilsschätzung für 2030: über 70% vom Gesamtmarkt) [14].
Literaturverzeichnis
Crunchbase, 2021: Perfect Day Organization, https://www.crunchbase.com/organization/perfectday/company_financials, download 18.06.2021 (Verweise: [11]
Deutsch, A., 2020: Beyond Meat – Total Einbruch?, https://www.deraktionaer.de/artikel/aktien/beyond-meat-brutal-einbruch-…, download 21.06.2021 (Verweis: [3])
Finanzen.net, 2021: Beyond Meat Konkurrent Impossible Food: Kommt das Milliarden IPO?, https://www.finanzen.net/nachricht/aktien/boersengang-diskutiert-beyond…, download 19.06.2021 (Verweis: [1])
Kunthara, S., 2020: Perfect Day extends Series C Round to $300M, https://news.crunchbase.com/news/perfect-day-extends-series-c-round-to-…; download 18.06.2021 (Verweis: [12])
Perfect Day Foods, 2021: Process, Products, About us, www.perfectdayfoods.com, download 27.06.2021 (Verweis: [13])
Terpitz, K., 2021: Wie Beyond Meat in Europa Rügenwalder Mühle, Nestle und Unilever einholen will, https://www.handelsblatt.com/unternehmen/handel-konsumgueter/pflanzenfl…, download 20.06.2021 (Verweis: [2])
The Global Food Institut, 2020: The state of the Industry Report, Fermentation – An Introduction to a Pillar of the Alternative Protein Industry, https://www.gfi.org/blog-fermentation-state-of-the-industry-report, download 21.12.2020 (Verweise: [6], [10],
UBA a), 2021: Beitrag der Landwirtschaft zu den Treibhausgasemissionen, https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/beitrag-der-l…, download 27.06.2021 (Verweis: [8])
Der Beitrag ist Ende 2021 in der f3 - farm. food. future. erschienen. Veränderte rechtliche Entwicklungen sind daher nur bis zum Erscheinungsdatum berücksichtigt.
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Analoge Fleischproduktewerden seit vielen Jahren hergestellt. Aber oft waren die rein pflanzlichen Alternativen wie texturiertes pflanzliches Eiweiß in Geschmack und Beschaffenheit nicht gut genug, um Fleischesser in nennenswerter Zahl zum Umstieg zu bewegen. Mittlerweile hat die Produktentwicklung Quantensprünge gemacht und spricht weit mehr als nur die Zielgruppe der Vegetarier an. Pflanzliche Lebensmittel, die auf Basis von Verfahren wie der Präzisionsfermentation (PF) gewonnen werden, haben diese Mängel nur noch selten. Zurzeit wird das Verfahren vor allem für die Anreicherung und damit Aufwertung von pflanzlich-basierten Produkten genutzt. Dadurch verbessert sich neben Qualität und Geschmack auch die oft problematische Proteinversorgung: essenzielle, durch den Körper nicht selbst herstellbare Aminosäuren, können maßgeschneidert durch dieses Verfahren erzeugt werden.
Das ist keine Zukunftsmusik, sondern u.a. in den USA bereits Realität: Das kalifornische Start-up „Impossible Foods“ ist eines der beiden führenden Hersteller von Hackfleisch-Alternativen auf Basis dieses modernen Verfahrens. Es setzt Häm-Protein ein, das es mittels der präzisen Fermentation gewinnt. Dadurch imitiert es den eisenreichen Geschmack des roten Blutfarbstoffes. So erhält das Produkt einen täuschend echten, fleischigen Geschmack und auch die saftige Optik. Das 2011 gegründete Start-up hat mittlerweile durch die Rezepturentwicklung außerdem eine perfekte, hackfleischähnliche Textur für das gute Mundgefühl geschaffen. Das Produkt wurde 2020 bereits in über 20.000 Läden gelistet. Das Start-up hat bisher über 1,5 Mrd. US-Dollar an privaten Investorengeldern eingesammelt.[1]
Auch das Start-up „Beyond Meat“, US Marktführer, setzt das PF-Verfahren ein. Das 2009 gegründete und 2019 an der Börse eingeführte Unternehmen strebt sogar an, bis 2024 Preisgleichheit zu aus Rindfleisch produzierten Burgern zu erreichen.[2] Obwohl die Preisparität zurzeit noch nicht erreicht wurde, steigen immer mehr etablierte Hersteller wie Kellogg, Nestlé, Tyson Foods oder Frosta in den Millardenmarkt ein. Denn schon jetzt schätzen die Verbraucher die Produkte, obwohl sie meist teurer sind.[3]
Dass diese Technologie auf einem kaum umkehrbaren Vormarsch ist, ist deutlich zu spüren und zu erkennen." - Prof. Dr. Karin Schnitker
Die RethinkX-Forscher erwarten für 2030, dass durch PF-Inhaltsstoffe angereichertes Fleisch günstiger sein wird, als sogenanntes zellbasiertes Fleisch, also solches, das in der Petrischale gezüchtet wird. Somit ist zu erwarten, dass die mittels der PF schneller zu erreichende Kostenparität auch viel schneller die Umwälzung im Hackfleischsegment auslöst. Schneller auch, als dies durch die zellbasierte Fleischproduktion erreicht werden kann. Zudem sind in dem pflanzenbasierten Burger von Impossible Foods z.B. nur 2 % präzisionsfermentiertes Häm-Protein, wodurch die Skalierung schneller möglich wird. [4]
Was ist Präzisionsfermentation?
Die Präzisionsfermentation ist ein biotechnologischer Prozess, der es ermöglicht, Mikroorganismen so zu programmieren, dass man fast jedes komplexe organische Molekül produzieren kann. Dazu gehört die Produktion von Proteinen (einschließlich Enzymen und Hormonen), Fetten (einschließlich Ölen) und Vitaminen nach genauen Spezifikationen, in großer Menge und letztlich zu Grenzkosten, die sich mit den Kosten von Zucker vergleichen lassen.[5]
PF ist also eine biotechnologische Weiterentwicklung der Fermentationsverfahren, die die Menschheit schon seit Jahrtausenden nutzt. Durch dieses Verfahren werden nun mikrobielle Wirte wie Pilze, Algen usw. als „Fabriken" genutzt oder genetisch formuliert, sodass diese in ihren Zellen spezifische Inhaltsstoffe produzieren können. Diese wiederum ermöglichen die Verbesserung von pflanzlichen oder zellbasierten Produkten, von sensorischen Merkmalen bis hin zu funktionalen Eigenschaften.
Schnelle Entwicklung
Das Good Food Institute, ein europäischer Think Tank, identifiziert in einem Bericht von 2020 insgesamt 68 Unternehmen, die PF-Technologie einsetzen, um tierfreie Alternativen zu Fleisch, Eiern oder Milchprodukten zu produzieren. Man vermutet, dass die tatsächliche Anzahl noch höher sein könnte, da der Bericht nur die öffentlich bekannt gegebenen Projekte repräsentiert. Etwa zwei Drittel der Unternehmen verfolgen eine B2B-Strategie. Als „Food-as-a-Service-Modell“ bieten sie ihr biotechnologisches Knowhow als Service für etablierte Hersteller an, sodass diese nicht jedes Produkt selbst entwickeln und in den Markt bringen müssen.[6] So nutzen die Start-ups ihre Kernkompetenz „neue Technologien und extrem kurze Innovationszyklen“, anstatt die neuen Produkte langwierig selbst in den Markt einzuführen.
Dieser B2B-Service-Ansatz wird dazu führen, dass PF schneller zur Disruption führen kann. Letzteres wiederum ist durch den gezielten Einsatz von künstlicher Intelligenz und Robotik in den Versuchslaboren möglich. Dadurch wird nicht nur der Innovationszyklus kürzer. Auch die Kosten der Forschung werden reduziert. Das honorieren Risikokapitalgeber weltweit durch die stark ansteigende Zusage von Venture Capital. Allein im ersten Halbjahr 2020 war es mehr als eine halbe Milliarde US-Dollar, mehr als doppelt so viel wie 2019 und ein Vielfaches gegenüber 2018.
Das Potenzial von PF lässt sich deshalb einerseits an dem starken Anstieg des weltweit investierten Risikokapitals absolut gesehen ablesen, andererseits aber vor allem gegenüber den anderen neuen Technologien im Alternative-Proteine-Markt seit 2019.
Wer an Kühe denkt, denkt zuerst an Milch bzw. ihre Verarbeitungsprodukte. Seit Jahren ist dieser Markt zumindest in allen OECD-Ländern mit internationaler Konkurrenz extrem unter Druck. Im Bereich von bi- und multilateralen Handelsabkommen bleiben viele Milchprodukte ein sogenanntes Sensitives Produkt, weil viele Staaten es durch geringe Zollsenkungen schützen wollen und müssen, wenn es bestehen soll. Denn in der Regel ist die Milchwirtschaft durch Quoten oder Förderungen stark staatlich gestützt. Dennoch sind die Margen oft sehr dünn, was die Demonstrationen auch der deutschen Milchbauern der vergangenen 20 Jahre zeigen. Wenn durch zuvor beschriebene Tendenzen Fleisch-/produkte und andere Nebenprodukte aus der Milchproduktion der Deckungsbeitrag noch stärker unter Druck gerät, kann das für viele Betriebe das Aus bedeuten. Aber durch PF wird auch die Milch selbst unter Druck geraten.
Denn wenn man sich nun die Milch genauer anschaut, stellt man fest, dass sie zu fast 90% aus Wasser besteht. Feste Proteine (Kasein und Molke) machen nur 3,3% der Gesamtzusammensetzung aus. Zu 4,9% besteht Milch aus Zucker (hauptsächlich Laktose), zu 3,4% aus Fetten und zu 0,7% aus Vitaminen und Mineralien. Die RethinkX-Forscher konstatieren deshalb, dass zur Disruption der Milch durch PF eigentlich nur 3,3% der wichtigen, funktionellen Proteine ersetzt werden müssen, um den Zusammenbruch der gesamten Kuhmilchindustrie zu bewirken.[7]
Ist das absurd? Oder logisch? Zunächst einmal weiß die Branche, dass Milch nicht besonders transportwürdig ist. Weder als Rohmilch, noch als Fertigprodukt. Dies zeigt sich darin, dass die meisten Molkerei-Standorte selten über den Umkreis von 200 km hinaus Milch vom Erzeuger abholen. Außerdem geht selten Frischmilch in den Export. Zumindest das Überseegeschäft fokussiert Milchpulver und Käse als Exportware, da diese Produkte hoch transportwürdig sind. Was wäre also, wenn man die Milch nicht mehr hin und her transportieren müsste, sondern Fermentationstanks direkt vor die Tore der Stadt oder – Urban Farming sei Dank – gleich auf die Dächer der Supermärkte stellen würde? Dies würde eine wichtige Kostenkomponente und einen Umweltnachteil der klassischen Milchproduktion reduzieren.
Auch das Thema Methan spielt der Präzisionsfermentation in die Karten: Rinder sind wesentlich beteiligt an der Methan-Emission. 2020 war die Landwirtschaft für 63% der gesamten deutschen Methan-Emissionen verantwortlich [8]. Wenn man bedenkt, dass das Gas Methan gegenüber dem Gas CO2 etwa 25-mal schädlicher für unser Klima ist [9], dürfte es keine gewagte Hypothese sein, Politik und Gesellschaft ein Interesse am neuen Verfahren zu unterstellen.
Was sagt der Markt?
Gibt es auf dem Markt ähnlich erfolgreiche Start-ups wie im Hackfleischsegment? Ja, dies ist der Fall. Federführend ist das Start-up „Perfect Day Foods“ aus Kalifornien, dem es gelungen ist, auf Basis von PF nicht-tierisches Molkenprotein-Isolat (MPI) zu entwickeln, welches dasselbe Nährwertprofil und dieselbe kulinarische Funktionalität wie Molkeprotein aus Kuhmilch hat. Im Gegensatz dazu ist es aber vegan, frei von Laktose, Cholesterin, Hormonen und Antibiotika und hat noch dazu einen kleineren ökologischen Fußabdruck als herkömmliches MPI. Dieser Inhaltsstoff ist ideal, um ein reichhaltiges, cremiges, geschmeidiges Esserlebnis zu bieten. Es eignet sich somit v.a. für Produktanwendungen, die Löslichkeit, Gelierung, Wasserbindung, Schaumbildung, Hitzestabilität und Emulgierung erfordern. Das nicht-tierische MPI weist einen Proteingehalt von ca. 95% auf, mit einem Profil aus essentiellen Aminosäuren, die das Wachstum, den Erhalt der Muskelmasse, die Sättigung und die Gewichtskontrolle unterstützen. Es eignet sich für gefrorene Desserts/Eis, Weichkäse, Energieriegel, Sportlernahrung, Getränke in Pulverform, Ready-to-Drink-Getränke und mehr. [10]
Die Gründer nutzten diese Technologie zunächst, um unter der Marke Perfect Day ein Eis herzustellen. Seit der ersten Finanzierungsrunde im Mai 2014 hat das Unternehmen bis Mitte 2020 in nur 6 Jahren weltweit knapp 362 Mio. US$ von ca. 10 Investoren eingesammelt. [11],[12] Mittlerweile bietet das Unternehmen weltweit ebenfalls den B2B-Service für etablierte Produzenten an, Proteine als Food-as-a-Service Modell zu nutzen.[13] Dies ermöglicht auch ihnen eine schnellere Skalierung auf Basis ihrer Kernkompetenz.
Verbände, Politik, Forschung, Bildung, Förderinstitutionen, Industrie und Urerzeugung sollten massiv darüber nachdenken, diese Technologie einzuführen, um bei einer Skalierung dabei zu sein." - Karin Schnitker
Dies sind nur zwei wichtige Aspekte, welche die Forscher von RethinkX und anderen Think Tanks aufzeigen, warum die Disruptionspotenziale für diese Branche so hoch sind. PF eignet sich aber nicht nur, um bestimmte Inhaltsstoffe oder Endprodukte zu ersetzen, sondern auch dafür, um bestehende Produkte gezielt anzureichern oder die Form-/Strukturgebung zu verändern. Ebenfalls wird an der Herstellung bestimmter weiterer Inhaltsstoffe wie Duftstoffe, Enzyme oder Vitamine durch PF geforscht und auch an neuen, nicht durch die Natur herzustellenden Materialien, welche aber für die Bau-, Möbel- und Bekleidungsindustrie etc. neue Potenziale bieten. Wie bei Fleisch können hier die pflanzenbasierten Milchprodukte wie Hafer-, Sojamilch und Co. in Geschmack, Inhaltsstoffen usw. verbessert werden. Damit dürfte die Marktentwicklung auch hier noch beschleunigt werden.
Megatrend-kompatibel
Egal welche Megatrends man betrachtet: PF ist fast überall kompatibel oder bekommt sogar Rückenwind durch die Megatrends.
Neo-Ökologie: PF ist bei Milch logistisch nachhaltiger und kann im Bereich Rindfleisch und Milch mit Sicherheit eine CO2-reduziertere Herstellung vorweisen.
Gesundheitsmanagement: Durch die gezielte Formulierung von Proteinen und anderen Inhaltsstoffen können Produkte gesünder gestaltet werden und Mangelernährung adressieren.
Digitalisierung: Durch KI, Robotik und Industrie 4.0 lassen sich nicht nur Produktentwicklungsprozesse und Innovationszyklen verkürzen, sondern die Herstellung in PF-Tanks lässt sich vermutlich durch Industrie-4.0-Technologien personalkostenreduzierter gestalten.
Urbanisierung: Durch die steigende Entfernung der Landwirtschaft von der Stadt und die Konzentration der Verbraucher in Megacities wird der Transport der Milch immer teurer. Dem ließe sich durch Urban (Precise Fermentation) Farming entgegenwirken.
Was bedeutet dies für die Landwirtschaft in Deutschland?
Verbände, Politik, Forschung, Bildung, Förderinstitutionen, Industrie und Urerzeugung sollten massiv darüber nachdenken, diese Technologie einzuführen, um bei einer Skalierung dabei zu sein. Wer das nicht für möglich hält, kann sich an die rasende Geschwindigkeit bei der letzten großen Marktentstehung durch Biogas erinnern. Ob die Forscher von RethinkX und dem Global Food Institut hinsichtlich ihrer zeitlichen Einschätzung „Disruption der Kuh 2030“ recht behalten, ist schwer zu sagen. Es kann schneller gehen oder länger dauern. In der Corona-Zeit haben wir viel über exponentielles Wachstum gelernt. Dass diese Technologie aber auf einem kaum umkehrbaren Vormarsch ist, ist deutlich zu spüren und zu erkennen.
Ob die Kuh deshalb verschwindet, ist ebenfalls schwer zu sagen. Vermutlich ist die Welt nicht schwarz oder weiß. Aber dass neue Konkurrenten den Markt sowohl bei Rindfleisch als auch bei Milch und Inhaltsstoffen der Milch streitig machen, ist wahrscheinlich. Durch die engen Margen, die seit Jahren die finanziellen Puffer der Landwirte stark aufgebraucht haben, ist ein schnelles Handeln nötig. Denn noch werden zumindest in den erfolgreichen Milchviehbetrieben Gewinne erzielt, die zum Teil dafür eingesetzt werden sollten, neue Cash Cows aufzubauen. Und nicht jeder wird traurig sein, nicht morgens um 5 Uhr im Melkstand zu stehen, v.a., wenn ihm die Biogaserzeugung bereits vertraut ist.
Die verbleibende Fläche wiederum kann für Tierwohl orientierte Erzeugung genutzt werden, wozu der Verbraucher aber sicher zahlungsbereiter sein muss, als heute. Oder aber für den Erhalt der Futtermenge, wenn die Obergrenzen für Stickstoff etc. die Erntemengen reduzieren. Auch die Sicherstellung der Nationalen Wasserstoffstrategie, also der „grünen Wasserstofferzeugung“ benötigt eine massive Ausweitung der Erzeugung erneuerbarer Energien.
Die wesentliche Aussage der RethinkX-Forscher ist, dass sich durch neue Technologien und veränderte gesellschaftliche Anforderungen und Marktsituationen die Nachfrage von Produkten, die aus der Kuh gewonnen werden, unterschiedlich entwickeln werden. Der wichtigste Treiber sind neue Produktionsmethoden wie pflanzenbasierte Fleischalternativen, zellbasierte, im Labor durchgeführte Fleischerzeugung und die sog. Präzisionsfermentation. Letztere hat beschleunigende Wirkung für die erstgenannten Technologien. Für ihre Prognosen für die USA haben sich die Forscher die Nutzung verschiedener Komponenten der Kuh angeschaut und die Jahre 2019 und 2030 verglichen. Sie schätzen, dass der Marktanteil des Proteins, das auf Basis von Kuhfleisch erzeugt wird (in 2018 über 95%), verdrängt wird durch Protein, welches durch moderne Methoden erzeugt wird (Marktanteilsschätzung für 2030: über 70% vom Gesamtmarkt) [14]. Generell: Die Produkte zur Fleischerzeugung (Frischfleisch und Wurstwaren aus der Kuh) sollen in 2030 nur noch 50% der Menge von 2018 ausmachen. Die übrigen Anteile sollen durch innovative Produktionsmethoden und durch zu hohe relative Kosten und negative Umwelteffekte der alten Produktionsmethoden verdrängt werden. Hackfleisch (in Bezug auf das Produktabsatzvolumen von Kuhfleisch das bedeutendste Produkt): 2030 soll die Absatzmenge ggü. 2018 nur noch 30% betragen. Milch-End-Produkte wie Joghurt, Quark, Käse etc.: sogar nur noch 15%. Für die USA gehen die Forscher von einem Rückgang der Tierzahlen von 94 Mio. Kühen (2018) auf unter 50 Mio. Kühe (2030) aus. Sie schätzen, dass der Marktanteil des Proteins, das auf Basis von Kuhfleisch erzeugt wird (in 2018 über 95%), verdrängt wird durch Protein, welches durch moderne Methoden erzeugt wird (Marktanteilsschätzung für 2030: über 70% vom Gesamtmarkt) [14].
Literaturverzeichnis
Crunchbase, 2021: Perfect Day Organization, https://www.crunchbase.com/organization/perfectday/company_financials, download 18.06.2021 (Verweise: [11]
Deutsch, A., 2020: Beyond Meat – Total Einbruch?, https://www.deraktionaer.de/artikel/aktien/beyond-meat-brutal-einbruch-…, download 21.06.2021 (Verweis: [3])
Finanzen.net, 2021: Beyond Meat Konkurrent Impossible Food: Kommt das Milliarden IPO?, https://www.finanzen.net/nachricht/aktien/boersengang-diskutiert-beyond…, download 19.06.2021 (Verweis: [1])
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Der Beitrag ist Ende 2021 in der f3 - farm. food. future. erschienen. Veränderte rechtliche Entwicklungen sind daher nur bis zum Erscheinungsdatum berücksichtigt.
