Fleisch- und Fischalternativen

ETH Zürich: Mit Algenshrimps die Umwelt schützen

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Noch ist viel Entwicklungsarbeit nötig, um Garnelen mit dem richtigen Bissgefühl herzustellen: Severin Eder und Lukas Böcker im Labor © Stefan Weiss

Die steigende Nachfrage nach Fisch und Meeresfrüchten zerstört deren Bestände und wertvolle Ökosysteme. Die Lebensmitteltechnologen und -​chemiker Lukas Böcker und Severin Eder entwickeln deshalb im Rahmen ihres “Pioneer Fellowship” an der ETH Zürich Garnelen aus Mikroalgen.

Weltweit werden immer mehr Fische und Meeresfrüchte, wie Muscheln und Garnelen, konsumiert – auch in der Schweiz: In den letzten 25 Jahren stieg der Konsum um rund 60 Prozent auf 75’000 Tonnen jährlich an. 97 Prozent sind importiert. Die Folgen sind bekannt: Überfischung, Bestände, die sich nicht mehr erholen können, Fisch-​ und Garnelenzuchten, welche Fisch als Futter einsetzen und dadurch die Überfischung weiter anheizen und gleichzeitig Ökosysteme zerstören. Die ETH-​Forscher Severin Eder und Lukas Böcker sind deshalb überzeugt: Es braucht schleunigst Alternativen, zum Beispiel basierend auf Mikroalgen.

Ungenutztes Superfood

Mikroalgen gelten als Superfood, weil sie reich an Proteinen, ungesättigten Fettsäuren und Mikronährstoffen sind. Bei bestimmten Algenarten machen Proteine bis zu 70 Prozent der Trockenmasse aus. Zudem liefern sie praktisch alle für die menschliche Gesundheit essenziellen Aminosäuren und bilden die Basis vieler maritimer Nahrungsketten. Dies ist ein wichtiger Grund, weshalb Fische und Meeresfrüchte als gesundes Lebensmittel geschätzt werden (obwohl sie auch Schwermetalle und Mikroplastik anreichern). Trotz der vielen ernährungsphysiologischen Qualitäten sind Mikroalgen in der Lebensmittelindustrie nicht weit verbreitet, weil die Verarbeitungstechnologie noch in den Kinderschuhen steckt und nicht-​pigmentierte, weiße Mikroalgen erst seit Kurzem in größerer Menge verfügbar sind.

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Aus diesem Pulver werden algenbasierte Garnelen hergestellt © Stefan Weiss

Böcker und Eder entwickeln derzeit eine Technologieplattform, mit welcher basierend auf Mikroalgen und durch geschicktes Beimischen von anderen Pflanzenproteinquellen wie Soja oder Erbsen Meeresfrüchte produziert werden können, die nicht nur geschmacklich, sondern auch ernährungsphysiologisch das Original abbilden sollen. “Wir fokussieren uns auf Meeresfrüchte, weil es für pflanzenbasierten Fisch bereits bessere Lösungen gibt und die Entwicklung dort weiter fortgeschritten ist”, sagt Eder.

Das erste Produkt sollen algenbasierte Garnelen werden. Die potenzielle Käuferschaft ist groß: 7000 Tonnen Garnelen verspeisen Herr und Frau Schweizer jährlich. Nur Thunfisch und Pangasius sind im hiesigen Menüplan beliebter. Später wollen die Jungunternehmer weitere Produkte hinzufügen, wie Jakobsmuscheln oder Krabbenfleisch.

Wissensschätze verbinden

Eder und Böcker haben sich während des Doktorats an der ETH kennengelernt. Sie forschten in unterschiedlichen Forschungsgruppen, aber auf demselben Stockwerk. Böcker bei Alexander Mathys, Professor für nachhaltige Lebensmittelverarbeitung und Eder bei Laura Nyström, Professorin für Lebensmittel-​Biochemie. Nach Kooperationen im Rahmen des Doktorats sahen sie Potenzial für eine längerfristige Zusammenarbeit.

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Severin Eder (l.) und Lukas Böcker möchten künstliche Garnelen produzieren, um die Umweltbelastung der Shrimp-​Zuchten zu reduzieren © Stefan Weiss

“Lukas forschte schon länger an der Verwendung von Mikroalgen für die Lebensmittelproduktion, und ich befasste mich mit der Chemie und alternativen Verwendungen von Abfällen in der Lebensmittelindustrie”, erzählt Severin Eder. “Wir merkten bald, dass wir diese beiden Wissensschätze in Hinblick auf Seafood-​Alternativen ideal kombinieren können.”

Nach Abschluss des Doktorats bewarben sie sich im August 2021 gemeinsam für eines der begehrten Pioneer-​Fellowships, das ETH-​Start-ups mit 150’000 Franken und Trainings dabei unterstützt, die eigene Geschäftsidee zur Marktreife weiterzuentwickeln. Kurz vor Heiligabend erhielten sie die Zusage, Mitte März begannen sie mit der Arbeit im Labor der Gruppe von Alexander Mathys, der ihnen weiterhin beratend zur Seite steht. “Das Beste an diesem Stipendium ist das Umfeld, die Infrastruktur und die Kontakte”, sagt Böcker. “Alles, was wir für die Entwicklung unserer Geschäftsidee brauchen, ist vorhanden.”

Derzeit würden Garnelen-​Alternativen noch ein wenig wie gelierte, salzige Gummibärchen daherkommen, erzählt Böcker. Die größte Herausforderung sei momentan, das spezifische Bissgefühl zu imitieren, welches auf die Struktur des Muskelfleisches zurückgehe. “Wir experimentieren dafür mit unterschiedlichen verfahrenstechnischen Ansätzen und biotechnologischen Methoden”, sagt Böcker. Während Verfahren für die Verarbeitung von pflanzenbasierten Ausgangsstoffen mittlerweile Standard geworden sind, sei für Mikroalgen noch viel Pionierarbeit nötig.

“Ich bin sicher, dass in zwei bis drei Jahren sehr viel mehr pflanzenbasierte Fisch-​ und Meeresfrüchte zu finden sind als heute.” Lukas Böcker

plant based seafood
© aamulya – stock.adobe.com

An den Fleischersatz-​Markt anknüpfen

Die Jungunternehmer sind überzeugt: Sobald sie Geschmack, Textur und ernährungsphysiologisches Profil erreicht haben – das erklärte Ziel bis Ende des Jahres – dann könnte es mit der Produktion und Markteinführung schnell voran gehen. “Die Verfahren, um die Masse in Form eines Shrimps zu bringen, sind bekannt”, sagt Eder. In Frage kommt ein Extrusionsverfahren mit formgebenden Düsen, durch welche die Masse strukturiert und in Form gebracht wird. Durch den Boom von Fleischersatzprodukten, wie zum Beispiel Hackfleisch aus Sojaextrakt, gäbe es heute bereits einen Absatzmarkt für Seafood-​Alternativen, sagt Eder. Auch die Lieferketten und Vertriebskanäle sind bereits etabliert. “Ich bin sicher, dass in zwei bis drei Jahren sehr viel mehr pflanzenbasierte Fisch-​ und Meeresfrüchte zu finden sind als heute”, prognostiziert Böcker.

Mittlerweile stehen auch in der Schweiz bereits erste Ersatzprodukte für Fisch und Meeresfrüchte bei Retailern in den Regalen. Ist die Konkurrenz also nicht schon viel zu weit, um eine eigene Produktlinie auf den Markt zu bringen? Die beiden Jungunternehmer winken ab: “Durch die Mikroalgen in Kombination mit unserer technologischen Plattform erreichen wir nicht nur einen authentischen Geschmack und Biss, sondern auch die ernährungsphysiologischen Qualitäten, die mit Fisch und Meeresfrüchten verbunden werden”, sagt Eder. Das bleibe auf absehbare Zeit einzigartig, ist er überzeugt.

Weitere Informationen dazu auf www.ethz.ch.

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