Mikroalgen könnten die Zukunft des nachhaltigen Superfoods in einer sich schnell verändernden Welt sein, findet eine Studie

Algen. Es ist was zum Abendessen. Diese Variation des ikonischen US-Werbeslogans aus der Rindfleischindustrie mag lustig klingen, aber es ist kein Witz, dass das derzeitige Landwirtschaftssystem eine Hauptquelle für Treibhausgasemissionen und Umweltverschmutzung ist. Die Klimakrise und die Zerstörung der Ökosysteme wiederum bedrohen die langfristige Ernährungssicherheit von Milliarden von Menschen auf der ganzen Welt.

Forscher der University of California, San Diego (UCSD) glauben, dass Algen dank ihres hohen Protein- und Nährstoffgehalts eine neue Art von Superfood sein könnten. Sie argumentieren in einem kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Grenzen in der Ernährung das die aktuelle wissenschaftliche Literatur über Mikroalgen untersucht, ein Sammelbegriff für Tausende mikroskopisch kleiner Algenarten und andere photosynthetische Organismen wie Cyanobakterien, die in verschiedenen aquatischen Umgebungen vorkommen.

Eine effizientere Nahrungsquelle

Der Bericht beleuchtet die aktuellen Technologien für die kommerzielle Entwicklung und den Anbau von Mikroalgen sowie die wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Herausforderungen für die Skalierung der Produktion. Während Algen aufgrund ihres hohen Lipid- oder Fettgehalts seit langem als Quelle für Biokraftstoff untersucht werden, ziehen sie auch das Interesse von Forschern auf sich, da sie eine effizientere Nahrungsquelle darstellen können.

„Viele von uns kennen das Potenzial von Algen für Lebensmittel seit Jahren und arbeiten daran als Nahrungsquelle, aber jetzt, mit dem Klimawandel, der Entwaldung und einer Bevölkerung von acht Milliarden Menschen, erkennt fast jeder, dass die Welt einfach muss die Proteinproduktion effizienter werden“, sagte Co-Autor Dr. Stephen Mayfield, Professor für Biologie an der UCSD und Direktor des California Center for Algae Biotechnology.

Eine in der aktuellen Veröffentlichung von Mayfield und seinem Team zitierte Studie aus dem Jahr 2014 ergab beispielsweise, dass Algen jährlich 167-mal mehr nützliche Biomasse produzieren können als Mais, während sie die gleiche Menge Land beanspruchen. Andere Modelle sagen voraus, dass bestehende Algenstämme möglicherweise 25 % des europäischen Proteinverbrauchs und 50 % des gesamten Pflanzenölverbrauchs ersetzen könnten, wenn sie auf verfügbarem Land angebaut werden, das derzeit nicht für traditionelle Feldfrüchte genutzt wird.

„Der größte Vorteil ist die Proteinproduktion pro Acre“, bemerkte Mayfield. „Algen stellen den derzeitigen Goldstandard der Sojabohnen einfach um mindestens das 10-fache, vielleicht das 20-fache der Produktion pro Hektar in den Schatten.“

Darüber hinaus können einige Algenarten in Brack- oder Salzwasser – und in mindestens einem Fall im Abwasser eines Molkereibetriebs – gezüchtet werden, was bedeutet, dass Süßwasser für andere Zwecke reserviert werden kann. Aus ernährungsphysiologischer Sicht sind viele Algenarten reich an Vitaminen, Mineralstoffen und insbesondere Makronährstoffen, die für die menschliche Ernährung unerlässlich sind, wie Aminosäuren und Omega-3-Fettsäuren.

Den besten Algenstamm für den Menschen erschaffen

Es bleiben Herausforderungen, beginnend mit der Suche oder Entwicklung von Algenstämmen, die alle Kriterien erfüllen: hohe Biomasseerträge, hoher Proteingehalt, vollständiges Ernährungsprofil und die effizientesten Wachstumsbedingungen in Bezug auf Landnutzung, Wasserbedarf und Nährstoffzufuhr.

In dem Artikel beschreiben die UCSD-Autoren die verschiedenen verfügbaren wissenschaftlichen Werkzeuge, um die wünschenswertesten Merkmale für ein kommerziell brauchbares Algenprodukt herzustellen. Beispielsweise beschrieb ein zuvor veröffentlichtes Experiment die Verbesserung von Astaxanthin, einem antioxidativen Pigment, das nachweislich verschiedene gesundheitliche Vorteile hat, durch gezielte genetische Mutationen. Ein weiteres mutagenes Experiment konnte sowohl den Biomasseertrag als auch den Proteingehalt für einen anderen Algenstamm erhöhen, insbesondere wenn er in einem einfachen, kostengünstigen süßen Sorghumsaft gezüchtet wurde.

Mayfield sagte, dass die wahrscheinlichsten Ansätze für die kommerzielle Entwicklung einer überlegenen Algenpflanze eine Kombination aus traditioneller Züchtung und Molekulartechnik beinhalten würden. „Auf diese Weise werden moderne Nutzpflanzen entwickelt, also werden Algen auf diese Weise entwickelt“, sagte er. „Sie sind beide Pflanzen – eine Land- und eine Wasserpflanze.“

Ernährung und Ertrag sind nicht die einzigen Überlegungen. Einige Anpassungen an Farbe, Geschmack und Verringerung des charakteristischen Fischgeruchs können erforderlich sein, um einige Verbraucher zu überzeugen. Andere Experimente haben bereits die Fähigkeit gezeigt, diese organoleptischen Eigenschaften zu modifizieren und gleichzeitig den Proteingehalt in neuen Algenstämmen zu erhöhen.

Die Notwendigkeit, eine wachsende Bevölkerung zu ernähren

Tatsächlich sei die größte Herausforderung für die kommerzielle Entwicklung, fügte Mayfield hinzu, nicht unbedingt wissenschaftlich, technisch oder ästhetisch. Es ist die Fähigkeit, die Produktion global zu skalieren.

„Sie können einfach nicht alle Herausforderungen kennen, die es mit sich bringt, auf Weltebene zu gehen, bis Sie es tun“, sagte er, „aber die Welt hat dies getan [with] Smartphones, Computer, Photovoltaikmodule und Elektroautos – all dies hatte Herausforderungen, und wir haben sie gemeistert, um diese „neuen“ Technologien auf den weltweiten Maßstab zu bringen, also wissen wir, dass wir es mit Algen schaffen können.“

Mayfield sagte, der Bedarf an alternativen Ernährungssystemen sei noch nie so dringend gewesen, da die menschliche Bevölkerung anschwillt und Ressourcen und Systeme an ihre Grenzen bringt. „Der einzige Weg, eine wirklich düstere Zukunft zu vermeiden, besteht darin, jetzt mit dem Übergang in eine viel nachhaltigere Zukunft zu beginnen, und Algen als Lebensmittel sind einer dieser Übergänge, die wir vollziehen müssen“, sagte er.