Präzisionsfermentation

Die Disruption der Kuh

Fermentation betreibt die Menschheit seit Jahrtausenden. Ihre biotechnologische Weiterentwicklung namens "Präzisionsfermentation" wird die Milch- und Fleischindustrie umwälzen.

Analoge Fleischprodukte werden 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.

Modernes Verfahren bereits in der Praxis

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]

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...

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