Robert Klatt
Eine spezielle Form der künstlichen Photosynthese kann aus CO₂ die Aminosäure L-Alanin generieren. Das Protein kann als Futtermittel und in Fleischalternativprodukten verwendet werden.
München (Deutschland). Eine Studie der internationalen Initiative Earth4All kam kürzlich zu dem Ergebnis, dass nur eine schnelle wirtschaftliche Entwicklung in Ländern mit niedrigem Einkommen das rapide Wachstum der Weltbevölkerung stoppen kann. Bleibt die globale ökonomische Situation unverändert, gehen die Vereinten Nationen (UN) hingegen davon aus, dass im Jahr 2080 rund 10,4 Milliarden Menschen auf der Erde leben werden. Es wird dadurch zunehmend schwerer, den Kompromiss aus der Nahrungssicherheit und dem Umweltschutz aufrechtzuerhalten.
Die Wissenschaft sucht deshalb nach neuen Nahrungsquellen. Dabei steht vor allem die ökologisch bedenkliche Fleischproduktion im Fokus. Laut einer Studie der Wonkwang University können etwa Mehlwürmer zu einem schmackhaften Proteinpulver verarbeitet werden, mit dem sich der Eiweißgehalt in Fertiggerichten erhöhen lässt.
Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben nun ein ebenfalls eine innovative Methode entwickelt, die die Eiweißversorgung der wachsenden Weltbevölkerung sichern könnte. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Chem Catalysis hat das Team um Volker Sieber mit einer speziellen Form der künstlichen Photosynthese aus CO₂ die Aminosäure L-Alanin zu generieren.
Dieser essenzielle Proteinbaustein wird durch ein indirektes biotechnologisches Verfahren mit Methanol als Zwischenstufe gewonnen. Bisher wurde das Eiweiß, das primär für Tierfutter verwendet wird, überwiegend auf großflächigen Agrarflächen in der südlichen Hemisphäre erzeugt, was erhebliche negative Effekte auf die Artenvielfalt verursacht hat.
Zuerst wird CO₂, welches aus der Atmosphäre entnommen wird, durch grünen Strom und Wasserstoff in Methanol umgewandelt. Dieses Zwischenprodukt wird in einem mehrstufigen Prozess mit synthetischen Enzymen in L-Alanin umgewandelt, was sich als äußerst effektiv und ertragreich erweist. L-Alanin ist einer der wichtigsten Bestandteile von Protein, welches sowohl für die Ernährung von Menschen als auch Tieren unentbehrlich ist.
„Gegenüber dem Anbau von Pflanzen benötigt diese Methode weitaus weniger Fläche, um die gleiche Menge an L-Alanin zu erzeugen, vorausgesetzt, die verwendete Energie stammt aus Solarenergie oder Windkraft. Die erhöhte Raumeffizienz ermöglicht eine Art von künstlicher Photosynthese, die dazu dient, auf einem deutlich kleineren Raum die gleiche Menge an Lebensmitteln zu produzieren. Dies leistet einen wesentlichen Beitrag zu einer verminderten Umweltbelastung in der Landwirtschaft.“
Diese bahnbrechende Entwicklung könnte vor allem der Futtermittelbranche zugutekommen, die massiven Bedarf an solchen Proteinen hat. Zudem lässt sich das Protein auch für Fleischalternativprodukte verwenden.
Chem Catalysis, doi: 10.1016/j.checat.2022.100502
