PODCAST «NZZ QUANTENSPRUNG» - Proteine aus Luft: Diese Bakterien produzieren nachhaltige Lebensmittel – in der Stadt, der Wüste oder im Weltall

Lena Waltle mit Esther Widmann

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Ein halbes Jahr lang streifte der finnische Forscher Juha-Pekka Pitkänen durch die Wildnis, durchforstete Wälder und Sümpfe und stapfte durch den Schlamm. Bis er sie schliesslich fand: die speziellen Bakterien, die nur aus Luft ein Lebensmittel herstellen können. Dieses sogenannte Air Protein soll schon bald als Pulver für Sportler in europäischen Supermarktregalen stehen. Das langfristige Ziel ist aber viel grösser: Pitkänen will die Nahrungsmittelproduktion effizienter gestalten und von der Bewirtschaftung grosser Landflächen entkoppeln.

Wir fragen uns: Können diese Bakterienproteine aus Luft die Welt ernähren?

Darum bewegt uns das: Lebensmittel für die wachsende Weltbevölkerung herzustellen, ist ressourcenintensiv. 80 Prozent der landwirtschaftlichen Fläche werden heute für die Produktion von Tierfutter aufgewendet, die restlichen 20 Prozent für Pflanzen, die wir Menschen essen. Eine alternative Proteinquelle könnte Massentierhaltung reduzieren oder Ökosysteme an Land und im Meer entlasten. Länder mit wenig Anbaufläche, aber viel erneuerbarer Energie könnten besonders günstig Lebensmittel herstellen. Das wäre sogar dort möglich, wo Landwirtschaft unmöglich scheint: in der Stadt, in der Wüste, in der Antarktis oder im Weltall.

Wichtig zu wissen: Unser Körper braucht Proteine als Baustoff. Damit werden Muskeln aufgebaut oder Enzyme, Hormone und Antikörper für das Immunsystem gebildet. Bisher stammen unsere Proteinquellen entweder von Pflanzen oder von Tieren. Doch nun haben Forscher noch eine weitere gefunden: Air Protein.

• «Single-cell protein»: Bestimmte Arten von Einzeller-Bakterien stellen Protein her. Sie brauchen dazu nur Gase wie Wasserstoff, Sauerstoff oder Stickstoff – und sie ziehen diese teilweise aus der Luft. Zum Artikel
• Nährstoffbombe: Die Proteine enthalten alle für den Menschen essenziellen Aminosäuren, Ballaststoffe, Fette, Mineralstoffe sowie reichlich Vitamin B12. Zu viel sollte man trotzdem nicht davon essen.
• Natürlicher Ursprung: Gut erforscht sind die Knallgasbakterien der Gattung Xanthobacter. Sie nutzen den Prozess der Gasfermentation, um für sie überlebenswichtige Stoffe herzustellen.

Stand der Forschung: Diesen Prozess der Gasfermentation haben Wissenschafter im Labor untersucht:

• Bisher: Die ersten Konzepte stammen aus den 1960er Jahren. Die Forscher wollten herausfinden, wie Bakterien im Labor mit Elektrizität Lebensmittel aus Luft herstellen könnten. Zum Artikel
• Heute: 2022 liess Singapur als erstes Land auf der Welt das Bakterienprotein von Solar Foods zu. In den USA ist Anfang dieses Jahres ein erstes Produkt auf den Markt gekommen: ein Pulver für einen Proteinshake. Zum Artikel
• Zukunft: In einem kompakten Containerkonzept soll die Technologie künftig auch an extremen Orten wie Forschungsstationen in der Antarktis oder bei künftigen Mond- und Marsmissionen im Weltall autonom Nahrung produzieren. Zum Artikel

Zur Diskussion:

• Zulassung: In der Europäischen Union gelten seit 1997 extrem strenge Regeln für sogenannte «novel foods» (neuartige Lebensmittel), weshalb das langwierige Prüfverfahren für Europa noch läuft. Zum Artikel
• Energiebedarf: Die Gase für die Produktion kommen selten in Reinform vor. Sie müssen erst einmal gewonnen werden – durch energieintensive Elektrolyse oder «direct air capture».

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