Die Diskussion um eine gesunde Ernährung entzündet sich auch am Ursprung des Proteinanteils. So gibt es bereits viele pflanzenbasierte Fleischersatzprodukte und Produkte auf der Basis von Mykoprotein, während sogenanntes Laborfleisch noch in der Entwicklungsphase steckt. Pflanzenbasierte Fleischalternativen können zu einer geringeren Umweltbelastung beitragen, jedoch widerspiegeln sie häufig nicht unbedingt ein gesünderes Ernährungsmuster.

Eine gesunde Ernährung für alle ist eine der herausforderndsten Aufgaben des 21. Jahrhunderts. Die Weltbevölkerung steigt: Schätzungen erwarten eine Weltbevölkerung von bis zu 10 Milliarden Menschen bis 2050, die ernährt werden müssen. Andererseits wird die gegenwärtige Ernährung häufig als nicht angepasst beurteilt. Die Energiezufuhr ist für viele Bevölkerungsgruppen zu hoch, was den Anteil an übergewichtigen und adipösen Personen erhöht, und häufig entspricht die Versorgung mit Nährstoffen nicht den Empfehlungen der Ernährungsgesellschaften [1] [2] [3]. Als Konsequenz sind ernährungsbedingte Krankheiten die Hauptursache für Morbidität und Mortalität.

Eine ausgewogene Diät enthält 60–75+% Kohlenhydrate, 10–20+% Fette und Öle und 10–25+% Proteine. Der Anteil an Mikronährstoffen liegt bei 1–2+%. Diese allgemeine Empfehlung im Verhältnis der Makronährstoffe Kohlenhydrate, Fette und Öle und Protein ermöglicht der Vielzahl an unterschiedlichen Diäten nach Regionen, Kulturen und Bevölkerungsgruppen eine ausreichende Realisierung. Die Diskussion entzündet sich zur Rolle und dem Ursprung des Proteinanteils – pflanzliches oder tierisches Protein? Die „Food and Agriculture Organisation“ (FAO) der Vereinten Nationen empfiehlt tierisches Protein als Teil einer ausgewogenen Diät zur Versorgung mit den essenziellen Nährstoffen (Vitamine und Mineralstoffe). Fleisch, Fisch und tierische Erzeugnisse enthalten viel Eiweiß, Vitamine und Mineralstoffe, die für Wachstum und Entwicklung sowie die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen und Gesundheit wichtig sind.

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt eine tägliche Einnahme an Protein von 0,8+% des Körpergewichts. Neben den pflanzlichen Proteinen empfiehlt die FAO pro Person die tägliche Einnahme von 20 g tierischem Eiweiß als Teil der Diät. Diese Empfehlung wird gegenwärtig hinterfragt und zum Teil abgelehnt. Gründe sind unter anderem die Klassifikation der Internationalen Agentur für Krebsforschung (ARC) im Jahr 2015, dass prozessiertes Fleisch als karzinogen einzustufen sei, sowie Argumente, dass die Produktion von tierischem Protein einen hohen Verbrauch an Ressourcen bedingt. Die Forderung zum Wechsel von Protein-haltigen Diäten zu einer nachhaltigeren Ernährungsweise gründet darauf, dass das derzeitige Ernährungssystem die Grenzen unseres Planeten überbelastet und die Produktion von tierischen Proteinen zu hohen Treibhausgas-Emissionen führt und damit zum Klimawandel beiträgt. Laut einem Vorschlag der EAT-Lancet Kommission mit 37 führenden Wissenschaftlern können 10 Milliarden Menschen mit einer gesunden Diät mit nachhaltiger Produktion und reduziertem Fleischkonsum ernährt werden [4].

Alternativen sind populär

Drei Alternativen lassen sich nutzen, um den Anteil an tierischem Protein in der menschlichen Ernährung zu reduzieren oder zu ersetzen [5]. Der einfachste Weg ist, tierisches Protein durch pflanzliche Proteine zu ersetzen. Dies ist einfach, weil schon jetzt 70–80+% des Proteins aus pflanzlichen Quellen stammt. Neu, und in Medien breit diskutiert, ist die Herstellung von alternativem Protein als sogenanntes „Cultivated Meat“, das heißt eine durch Fermentation produzierte Fleischalternative. In den letzten Jahren hat eine Reihe von Firmen und Start-up-Unternehmen in diesem Segment Fuß gefasst und sie bieten erste Produkte an. Einen weiteren Zugang zu Fleischalternativen stellt sogenanntes Mykoprotein dar. Mykoprotein, auch bekannt als Mycelium-basiertes Protein oder Pilzprotein, ist eine Form von einzelligem Protein aus Pilzen, welches für den menschlichen Verzehr geeignet ist. Obwohl aus Mykoprotein gewonnene Produkte oft als pflanzlich bezeichnet werden, ist diese Bezeichnung falsch, da Pilze, einschließlich pilzbildender Arten sowie Hefen und Schimmelpilze, nicht zu den Pflanzen zählen.

Die Rolle von pflanzlichen Proteinen als Fleischalternativen

Ein Anstieg des Verbrauchs von pflanzlichen Fleischalternativen ist weltweit zu beobachten. In den Verbraucherregalen der Supermärkte gibt es zahlreiche Fleischersatzprodukte auf Pflanzenbasis, wie pflanzenbasierte Hühnerschnitzel, Wiener Schnitzel und so weiter. Allerdings sind die Nachweise für die ernährungsphysiologische Qualität der pflanzlichen Fleischalternativen noch begrenzt. Es besteht ein falscher Glaube an die Gesundheit dieser Produkte aufgrund ihres pflanzlichen Ursprungs. Diese Umstellung auf pflanzliche Alternativen wird teilweise durch den Wunsch motiviert, die Umweltauswirkungen der Lebensmittelversorgung zu verringern und die Nachhaltigkeit der landwirtschaftlichen Lebensmittelproduktion zu verbessern. Es gibt zwar deutliche Hinweise darauf, dass pflanzliche Alternativen einen positiven Einfluss auf die Umweltauswirkungen der Lebensmittelproduktion haben können, aber es bestehen Bedenken hinsichtlich des Nährwertprofils dieser Produkte und damit auf mögliche Auswirkungen auf die Qualität der Ernährung insgesamt. Aus der Sicht von Ernährungswissenschaftlern fehlen bei vielen pflanzlichen Alternativen essenzielle Nährstoffe wie Eisen und Zink, Vitamin D und Vitamin B12 sowie Omega-3-Fettsäuren [6].

Eisen ist einer der Mineralstoffe, die durch Fleischkonsum aufgenommen werden, und die Anpassung des Verzehrs dieses Mikronährstoffs bei fleischloser Ernährung stellt eine Herausforderung dar. Traditionell nehmen die Anhänger einer vegetarischen Ernährung tendenziell geringere Mengen an Eisen zu sich, nicht nur, weil dieser Nährstoff in pflanzlichen Lebensmitteln in geringeren Mengen vorhanden ist, sondern auch, weil Eisen aus pflanzlichen Quellen weniger bioverfügbar ist. Zudem können pflanzliche Fleischalternativen einen geringeren Anteil an essenziellen Aminosäuren haben.

In Interventionsstudien, bei denen traditionelle Diäten teilweise oder ganz durch neue pflanzenbasierte Fleischalternativen ersetzt wurden, wurden die Empfehlungen für Kalzium, Natrium, Magnesium, Zink und Vitamin B12 nicht erreicht, während die Referenzwerte für Fette, Natrium und Zucker überschritten wurden [6]. Die Studien zeigen, dass pflanzliche Fleischalternativen häufig einen höheren Natrium- und Fettgehalt im Vergleich zu tierischen Produkten haben. Damit ergeben sich Zweifel zur ernährungsphysiologischen Qualität dieser Produkte [7] [8]. Angesichts des Ziels, tierisches Protein zu ersetzen, sollten jedoch diese pflanzlichen Produkte in der Zusammensetzung und der Menge der Nährstoffe eine ähnliche oder bessere Qualität aufweisen.

Es gibt bislang keine ausreichenden Beweise dafür, dass der Verzehr von pflanzlichen Fleischalternativen gesünder ist als der von Fleisch. Zum Beispiel enthalten pflanzliche Fleischalternativen in Form von Würstchen, Burgern oder Nuggets im Vergleich zu unverarbeitetem Fleisch neben den höheren Mengen an Natrium und Fetten auch zahlreiche Zusatzstoffe, einschließlich Farb-, Geschmacks- und Bindemittel [5]. So zeigten Studien, dass der Ersatz von Fleisch durch pflanzliche Fleischalternativen nicht unbedingt ein gesundes Ernährungsmuster widerspiegelt [9] [10]. Aus diesen Gründen ist es wichtig, Verbraucher angemessen zu informieren, nicht nur über die ernährungsphysiologische Qualität der Produkte, sondern auch über den Verarbeitungsgrad. Die veränderte Nährstoffzusammensetzung von pflanzlichen Fleischalternativen macht es für Verbraucher, die aus Umweltgründen auf pflanzliche Alternativen umsteigen wollen, schwer, ihren Nährstoffbedarf zu decken.

In letzter Zeit haben die Hersteller von pflanzlichen Fleischalternativen begonnen, ihre pflanzlichen Produkte mit Vitaminen und Mineralstoffen anzureichern, um die Mikronährstoffprofile herkömmlicher tierischer Produkte nachzuahmen. Während die traditionelle vegane und vegetarische Ernährung aus einem hohen Anteil an Gemüse, Nüssen und Hülsenfrüchten besteht, besteht ein Großteil der Popularität, die neuartige pflanzliche Lebensmittel genießen, aus ihrer Positionierung in „Fast-Food“-Formaten (z. B. Burger, Würstchen, Nuggets), die normalerweise die Zugabe von Salz, Zucker und Fett erfordern, um den sensorischen Reiz zu erhöhen. Damit unterscheiden sich diese Produkte ernährungsphysiologisch von einer traditionellen vegetarischen oder veganen Ernährung auf pflanzlicher Basis.

Laborfleisch als zukünftige Alternative zu tierischem Fleisch?

Kultiviertes Fleisch, auch bekannt als Laborfleisch oder In-vitro-Fleisch, wird aus tierischen Zellen durch Fermentation gewonnen. Mittels Biopsie entnimmt man aus dem Muskelgewebe von Tieren bestimmte Zellen, die sich in der Kultur immer wieder teilen und vermehren [8]. Dabei differenzieren sich die Zellen und es entsteht ein Muskelgewebe mit einer faserigen Textur, das ähnlich aussieht wie im natürlichen Fleisch. Inzwischen lässt sich auch das im Fleisch wichtige Fettgewebe im Labor erzeugen, doch die richtige produkttypische Mischung aus Muskelfleisch und Fett ist noch immer schwierig [11] [12]. Deswegen präsentieren die Zellkultur-Pioniere in ihren Versuchsküchen bislang vor allem Burger-Patties, Nuggets oder Hackfleisch. Viel anspruchsvoller ist es, ganze Fleischstücke so „wachsen“ zu lassen, dass sie nach Form, Textur und Aussehen dem echten Vorbild entsprechen.

Für die Herstellung entfällt die Tierhaltung, was zu einer geringeren Umweltbelastung beiträgt. Aufgrund der fermentativen Produktion kann Laborfleisch den ökologischen Fußabdruck der klassischen Fleischproduktion verringern, indem es weniger Land, Wasser und Energie benötigt und die Treibhausgasemissionen reduziert. Da keine Tiere geschlachtet werden müssen, gibt es potenziell auch weniger ethische Bedenken im Vergleich zur klassischen Fleischproduktion. Die Herausforderung beim Verzehr von Laborfleisch ist, die Versorgung mit Nährstoffen sicherzustellen.

Nach Angaben der Hersteller enthält Laborfleisch mehr Protein und mehrfach ungesättigte Fettsäuren im Vergleich zu traditionellem Fleisch. Wenig Informationen gibt es zum Nährstoffgehalt; man muss davon ausgehen, dass eine Fortifikation mit Vitamin B12 und Eisen notwendig ist.

Die Herstellung von kultiviertem Fleisch ist technisch komplex und erfordert fortgeschrittene biotechnologische Verfahren, was die Herstellungskosten noch hoch macht. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von regulatorischen Fragen, die noch geklärt werden müssen, insbesondere in Bezug auf die Sicherheit, Kennzeichnung und Zulassung von kultiviertem Fleisch. Da kultiviertes Fleisch ein neues Lebensmittel darstellt, sind die langfristigen Auswirkungen auf die Gesundheit, Umwelt und Gesellschaft noch nicht vollständig bekannt.

Trotz Hürden arbeiten Unternehmen und Start-up-Firmen daran, die Herstellung und Qualität der Produkte zu verbessern und diese Fleischalternative für den Markt zugänglich zu machen. Doch bis Fleisch aus Zellkultur tatsächlich einen nennenswerten Teil des aktuellen Fleischkonsums ersetzt, ist es noch ein langer Weg. Das erste, zunächst nur begrenzt erhältliche Produkt, waren Chicken-Nuggets und andere geformte Hühnchenstücke. Nach 2-jähriger Prüfung sind sie 2019 in Singapur zugelassen worden; im März 2023 folgte die US-Lebensmittelbehörde FDA. Sie bestätigte dem Hersteller GOOD Meat, dass alle Fragen zur Sicherheit geklärt seien und der Verzehr unbedenklich sei. Ein paar Monate später kam auch die Zulassung der amerikanischen Landwirtschaftsbehörde USDA. Damit darf In-vitro-Hühnchenfleisch von GOOD Meat – ebenso wie das des Konkurrenten Upside Foods – in den USA nun hergestellt und vermarktet werden. Auch wenn kultiviertes Fleisch das Potenzial hat, viele der Probleme der traditionellen Fleischproduktion zu vermeiden, gibt es viele Herausforderungen zu bewältigen, bevor es verbreitet akzeptiert und kommerziell verfügbar ist.

Mykoproteine als fleischfreie Proteinquelle

Mykoproteine sind eine Form von Einzellprotein, die aus Pilzen für den menschlichen Verzehr gewonnen werden. Die Hersteller von Mykoproteinen fermentieren dazu Pilzsporen mit Glucose und anderen Nährstoffen. Mykoproteine stellen eine fleischfreie Proteinquelle dar, die sich auch für Vegetarier und Veganer eignet [12]. Mykoprotein-basierte Fleischalternativen zeichnen sich durch eine fleischähnliche Textur aus, die durch die spezielle Struktur des Pilzgewebes erreicht wird. Sie können eine umami-reiche Geschmacksnote haben, die ihnen hilft, den Geschmack von Fleisch zu imitieren oder zu ergänzen.

Nach Angaben der Hersteller ist die Proteinqualität und der Aminosäurengehalt vergleichbar dem Sojabohnenprotein. Ein weiteres Kennzeichen ist der hohe Gehalt an Faserstoffen. Die Hersteller berichten wenig über den Nährstoffgehalt; es muss angenommen werden, dass dieser im Vergleich zu tierischen Proteinen niedrig ist und eine Fortifikation mindestens mit Vitamin B12 und Eisen notwendig macht. Da Pilze ein potenzielles Allergen für manche Menschen enthalten, müssen Hersteller von pilzbasierten Fleischalternativen entsprechende Kennzeichnungen für Allergene auf ihren Produkten anbringen. Pilzbasierte Fleischalternativen können ökologisch vorteilhaft sein, da der Anbau von Pilzen im Vergleich zur traditionellen Tierhaltung weniger Ressourcen wie Land, Wasser und Energie verbraucht und weniger Treibhausgasemissionen verursacht. Mykoproteinbasierte Fleischalternativen sind in verschiedenen Formen und Zubereitungen auf dem Markt, einschließlich Burger-Patties, Würstchen, Fleischbällchen und mehr. Diese Merkmale machen pilzbasierte Fleischalternativen zu einer möglichen Option für Verbraucher, die nach nachhaltigeren und pflanzlicheren Alternativen zu traditionellem Fleisch suchen. 1985 brachte das Unternehmen Marlow Foods unter der Marke „Quorn“ die ersten Produkte auf den Markt, mittlerweile entwickeln zahlreiche Start-up-Unternehmen mykoproteinbasierte Produkte.