16.12.2021 - Valio

Valio erforscht die künftige Nahrungsmittelproduktion mit Methoden der zellulären Landwirtschaft

Valio und das VTT Technical Research Centre of Finland starten gemeinsam ein Projekt, in dem erforscht werden soll, welche Arten von Rohstoffen für die Lebensmittelindustrie mit Hilfe der zellulären Landwirtschaft hergestellt werden können. Im Rahmen des Forschungsprojekts soll eine Technologie für biotechnologisch hergestellte Proteine entwickelt werden. Bei der zellulären Landwirtschaft werden Lebensmittel in Bioreaktoren mit Mikroben hergestellt. Valio ist mit dem Fermentationsverfahren vertraut, da es traditionell bei der Herstellung von fermentierten Milchprodukten und Käse eingesetzt wird.

Die Hälfte des fruchtbaren Bodens der Welt wird derzeit für die Landwirtschaft genutzt. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) sagt voraus, dass es nur noch 60 Jahre fruchtbaren Mutterboden gibt, wenn wir die derzeitigen landwirtschaftlichen Praktiken nicht nachhaltiger und effizienter gestalten. Gleichzeitig sagen die Vereinten Nationen voraus, dass die Weltbevölkerung bis zum Jahr 2050 auf 9,8 Milliarden Menschen anwachsen wird (Bevölkerungsprognose 2015). Die weltweite Nachfrage nach Lebensmitteln wird sich verdoppeln, und sie muss mit der Hälfte der derzeitigen Emissionen produziert werden.

"Wir brauchen neben einer nachhaltigen, traditionellen Landwirtschaft auch neue Methoden der Nahrungsmittelproduktion. Eine zentrale Frage ist, wie wir mehr Lebensmittel für die weltweit wachsende Bevölkerung produzieren können, ohne mehr Ackerland zu benötigen. Neben der traditionellen Nahrungsmittelproduktion ist die zelluläre Landwirtschaft eine der möglichen Lösungen für die Ernährung der wachsenden Bevölkerung. Wir untersuchen derzeit, welche Arten von Rohstoffen für die Lebensmittelindustrie mit Hilfe von Mikroben hergestellt werden könnten", sagt Harri Kallioinen, Senior Vice President, Research & Development bei Valio.

Das neue gemeinsame Projekt von Valio und VTT wird eine Technologie für biotechnologisch hergestellte Proteine entwickeln. Bei der Methode wird der Produktionsorganismus, z. B. ein Pilz, angewiesen, das gewünschte Protein zu produzieren. Um im Fermentationsbehälter zu leben, nutzt der Pilz Zucker und andere Nährstoffe und gibt Eiweiß in das Wachstumsmedium ab. Es gibt viele interessante Möglichkeiten in der zellulären Landwirtschaft, die auch Valio erforschen möchte.

"Die zelluläre Landwirtschaft ermöglicht die Herstellung einer Vielzahl von Rohstoffen und Endprodukten, von gereinigten Proteinen oder Fetten bis hin zu multidimensionalen Zellstrukturen", erklärt Forschungsleiterin Emilia Nordlund vom VTT.

Bei der zellulären Landwirtschaft gibt es noch viele ungelöste Herausforderungen

"Tierische Produkte wie Milch oder Fleisch sind komplex. Sie bestehen aus vielen verschiedenen Verbindungen und Strukturen, die sich nur sehr schwer in ihrer Gesamtheit nachbilden lassen. Die zelluläre Landwirtschaft eignet sich am besten für die Produktion einzelner Rohstoffkomponenten. Deshalb sehen wir, dass beide einen Platz in der zukünftigen Lebensmittelproduktion haben. Um den steigenden Nahrungsmittelbedarf der wachsenden Bevölkerung zu decken, werden alle möglichen Methoden der Nahrungsmittelproduktion benötigt, und sie müssen nachhaltiger werden. Es gibt auch bestimmte Herausforderungen für die zelluläre Landwirtschaft, die wir lösen müssen. So wird zum Beispiel viel kostengünstige und kohlenstoffarme Energie benötigt, damit die großtechnische Produktion von Proteinen in Fermentationsbehältern machbar ist. Daran arbeiten wir gemeinsam mit Hanna Tuomisto, außerordentliche Professorin für nachhaltige Lebensmittelsysteme an der Universität Helsinki, und ihrem Forschungsteam", so Kallioinen weiter.

Zelluläre Landwirtschaft mag wie Science-Fiction klingen, aber sie hat eine lange Geschichte. Produkte, die mit der gleichen Technik hergestellt werden, gibt es schon seit langem.

"Beispiele dafür sind Quorn, das seit Jahrzehnten in Geschäften verkauft wird und aus Pilzbiomasse hergestellt wird, Mikroalgen, die als Nahrungsergänzungsmittel verkauft werden, und Enzyme, die in Lebensmitteln weit verbreitet sind - wie Laktase, die bei der Herstellung laktosefreier Milchprodukte verwendet wird, und Lab, das zur Ausfällung von Milcheiweiß in Käse eingesetzt wird. Pekilo, ein in den 1970er Jahren in Finnland entwickeltes Tierfutter, war ebenfalls ein zelluläres Agrarprodukt", sagt Niina Valkonen, Technology Manager bei Valio.

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