26. April 2018

Algen? Warum nicht?

Wie kann unser Planet in Zukunft zehn Milliarden Menschen ernähren? Dieser zentralen Frage widmet sich der Lebensmitteltechnologe Alexander Mathys an der ETH Zürich – nicht zuletzt dank der Unterstützung der Migros.

Forscher Alexander Mathys
Forscher Alexander Mathys ist überzeugt: «Mikroalgen machen künftig einen substanziellen Anteil bei der Produktion von pflanzlichem Eiweiss aus.»
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Es ist eine der existenziellsten Fragen: Wie kann man in Zukunft die Menschheit ernähren? Eine Weltbevölkerung, die jedes Jahr um etwa 83 Millionen Menschen wächst, deren Zahl bis 2050 voraussichtlich auf 9,8 Milliarden ansteigen wird. Über eins ist man sich in Forscherkreisen relativ einig: Will man die Ernährungssicherheit gewährleisten, müssen sich Gewohnheiten verändern. Den Fleischkonsum der industrialisierten Länder kann sich die Erde schlicht nicht leisten.

In den vergangenen 50 Jahren hat sich die Produktion von Fleisch laut dem Weltagrarbericht 2016 von etwa 80 auf gut 300 Millionen Tonnen vervierfacht. Jeder Weltbewohner konsumiert im Schnitt gut 40 Kilogramm Fleisch pro Jahr, in der Schweiz sind es noch einmal etwa 20 Prozent mehr, also gut 50 Kilogramm. Zwar nimmt der Verbrauch seit einiger Zeit etwas ab, dafür werden die Ansprüche immer grösser. Viele Fleischteile können fast nicht mehr abgesetzt werden, da die Konsumenten auf teurere Fleischstücke wechseln: T-Bone statt Cervelat, Filet statt Kutteln, Rind statt Schweinefleisch.

Algen statt Rind: Schon heute werden in Asien pro Jahr rund drei Millionen Tonnen Algen gezüchtet und gegessen.

Das Problem verschärft sich mit jedem Jahr. So schätzt der jährlich erscheinende Fleischatlas der Heinrich-Böll-Stiftung, dass die weltweite Fleischproduktion bis 2022 aufgrund des wachsenden Konsums der Schwellenländer wie China von 300 auf 400 Millionen Tonnen jährlich explodieren wird.

In diesem Spannungsfeld forscht Alexander Mathys (38). Der ETH-Assistenzprofessor für Nachhaltige Lebensmittelverarbeitung sucht nach Alternativen zu fleischlichem Protein. 2016 kam der Deutsche in die Schweiz: «Es gibt an der ETH einfach grossartige Perspektiven für meine Forschung», so Mathys.

Die Ökobilanz von Insekten

Insekten schneiden besser ab als Rinder: Sie verbrauchen weniger Ressourcen – und hinterlassen auch weniger Fäkalien.

Zwei Bereiche stehen im Fokus seiner Arbeit: die Insektenzucht und die Produktion von Mikroalgen. Unterstützt werden er und sein Team dabei auch von der Migros. Deren Industrieunternehmen finanzieren zu einem substanziellen Teil seine Forschungstätigkeit.

«Die Ressourceneffizienz ist sehr wichtig für uns», sagt Walter Huber, Leiter M-Industrie und Mitglied der MGB-Generaldirektion. «Von den Erkenntnissen der Forschung können die Industrieunternehmen der Migros und die ganze Branche profitieren.»

Insekten haben als Lieferanten tierischen Eiweisses gegenüber Rind, Schwein und Co. unbestreitbare Vorteile: Sie wachsen schnell, brauchen weniger Ressourcen und stossen weniger Treibhausgase wie CO2 aus. Mehr als 1900 Insektenarten werden schon heute in verschiedenen Regionen der Erde konsumiert. Das geht von getrockneten Wanzen, die laut «Fleischatlas» in Thailand die Erdnüsse zum Bier verdrängen, über Termiten in Ghana bis zu gebratenen Käferlarven an mexikanischen Foodständen.

Das Grausen vor Grillen

Nur der Westen ziert sich in Sachen Insekten. Dabei sind sie ernährungsphysiologisch top: So ist der Energiegehalt von Mehlwürmern etwa gleich dem von magerem Rindsfilet, der von Termiten und Ameisen noch deutlich höher.

Das noch weniger bekannte Gebiet, auf dem Alexander Mathys und sein Team forschen, ist die Zucht und Verarbeitung von Mikroalgen. Mathys ist überzeugt, dass sie einmal einen substanziellen Anteil bei der Produktion von pflanzlichem Eiweiss liefern können. Mikroalgen erreichen bis zu 70 Prozent Protein in der Trockenmasse und benötigen nur wenig Land zur Kultivierung. Durch die Möglichkeit, Algen auf Brachen oder Hausdächern zu züchten, geraten sie nicht in Konkurrenz zu Gemüse oder Früchten. Zudem können sie eine ausgewogene Ernährung gewährleisten.

Alexander Mathys und seine Mitarbeitenden tüfteln an der effizienten Alpenproduktion.

Schon heute werden in Asien pro Jahr rund drei Millionen Tonnen Algen gezüchtet und gegessen. Als Geschmacksträger oder Würzbeilage, als Salat, in Miso-Suppen oder Sushirollen. Algen schmecken aber nicht nur, sie können die Gesundheit fördern, sind reich an Proteinen, enthalten hochwertige Nährstoffe und können gar als Ausgangsprodukte für Plastikersatzstoffe genutzt werden. Es lohnt sich also durchaus, der industriellen Zucht von Algen etwas Forschungsarbeit zu widmen. Doch bis sie einmal einen wirklich substanziellen Beitrag zur Ernährung leisten, ist noch ein langer Weg zu gehen.

Ökobilanz steht im Zentrum

Egal ob Insekten, Algen oder sogar Hülsenfrüchte: Im Zentrum der Forschung, ob sich ein Ausgangsprodukt zur Zucht lohnt oder nicht, steht für Mathys immer die Ökobilanz. Die sogenannte Lebenszyklusanalyse entscheidet, ob eine Idee im geistigen Papierkorb landet oder weiterverfolgt wird: «Ich bin Ingenieur, ich mag Klarheit.» Natürlich berücksichtige die Ökobilanz in erster Linie Umweltaspekte, aber Nachhaltigkeit gehe weiter: «Sie nimmt auch soziale und ökonomische Aspekte auf.»

Nachhaltigkeit im Alltag mit Unterstützung der ETH

Ein Beispiel: Ein Apfel aus Neuseeland, der zur richtigen Zeit reift und per Schiff in die Schweiz kommt, kann die bessere Ökobilanz aufweisen als einer, der in der Schweiz gepflückt und dann lange aufwendig gekühlt wird. Das ist aber die rein ökologische Betrachtung – weitere Fragen, die berücksichtigt werden: Wo werden Arbeitsplätze geschaffen oder vernichtet, sind Subventionen im Spiel?

Algen auch aus dem Weltall

Trotzdem: Die Ökobilanz bleibt zentral. Wenn der Aufwand für die Zucht höher ist als der Wert des Endprodukts, wird es schwierig. Die effiziente Algenproduktion zum Beispiel benötigt hohe Temperaturen. Die wiederum sind in unseren Breitengraden nicht immer zu haben: «Wir haben noch einen langen Weg zu gehen», sagt Mathys, «es gibt noch ein riesiges Verbesserungspotenzial.»

Als Innovationstreiber in Sachen Ernährung nutzt die ETH auch Weltraumprojekte. Im kommenden November werden die ETH-Forschungspartner der Uni Stuttgart vom Institut für Raumfahrtsysteme eine Algenversuchsanlage auf die ISS-Raumstation schiessen. Dort soll erkundet werden, ob man Algen auch unter Weltallbedingungen züchten kann. Für Mathys ein logischer Schritt: «Es wäre bei zukünftigen Weltraumprojekten sinnvoller, die Lebensmittel vor Ort zu produzieren, als sie mitnehmen zu müssen.»

Und überhaupt: Etwas ausserirdische Publicity können auch geerdete Forscher durchaus gebrauchen.

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