Kohle-zu-Protein-Viehfutter benötigt nur ein tausendstel der Landfläche für Landwirtschaft

Das Problem mit der Fleischlastigen Ernährung des Westens ist die Umweltunverträglichkeit; das Anbauen von Pflanzen, um Tiere zu füttern, ist eine elend ineffiziente Nutzung des Landes, das anderweitig als Wald stehen gelassen oder für andere Zwecke genutzt werden könnte. Laut Our World in Data nehmen Weideflächen für Vieh und Anbauflächen für Tierfuttermittel zusammen unglaubliche 40 Millionen Quadratkilometer (15,4 Millionen Quadratmeilen) Land ein. Das entspricht weit über einem Viertel der gesamten trockenen Landfläche der Erde und fast 40% des als "bewohnbar" definierten Landes.

Eine Lösung besteht darin, sich in Richtung Fleisch aus dem Labor zu bewegen - aber eine andere könnte sein, Proteine für Viehfutter mit anderen Methoden herzustellen. Dies wäre besonders vorteilhaft für China. Laut Biotechnologieforschern der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) ist das Land derzeit gezwungen, rund 80% seiner Proteinrohstoffe in Form von Sojabohnen und dergleichen zu importieren - und das ist ein ernsthaftes Problem für die Lebensmittelsicherheit des Landes.

Das Team begann daher mit der Erforschung von Prozessen, die fossile Brennstoffe zur Produktion von Proteinen nutzen können, basierend auf der von BP bereits in den 1960er Jahren entwickelten Öl-zu-Protein-Biotechnologie.

Der Prozess des Teams der CAS funktioniert folgendermaßen: Zunächst wird Kohle durch Vergasung in Methanol umgewandelt - eine Technik, die jetzt nahezu ohne Kohlenstoffemissionen ausgeführt werden kann. Dieses Methanol wird dann einer speziellen Hefeart namens Pichia pastoris zugeführt, die das Methanol fermentiert, um ein Einzelzellprotein mit einer Reihe von Aminosäuren, Vitaminen, anorganischen Salzen, Fetten und Kohlenhydraten zu produzieren. Das resultierende Organismus ist viel proteinreicher als Pflanzen und kann Fisch, Sojabohnen, Fleisch und Magermilch in einer Reihe von Tierfuttermitteln teilweise ersetzen.

Die Schlüsselinnovation des Teams bestand darin, die Hefestämme auszuwählen und genetisch zu verändern, so dass sie die toxischen Auswirkungen des Methanols besser tolerieren konnten als frühere Stämme, um die Umwandlungseffizienz zu maximieren und den Kohlenstoffverlust während des Prozesses zu minimieren.

Das Ergebnis: eine Hefe, die Methanol in Protein mit bemerkenswerten 92% der maximalen theoretischen Ausbeute des Prozesses umwandelt. Das macht sie laut dem Team "eine kostengünstige Option für die industrielle Produktion von Protein".

Laut dem South China Morning Post haben sich die Forscher bereits mit einem nicht genannten Herstellungspartner zusammengetan, um industrielle Demonstrationen im großen Maßstab durchzuführen, die bereits "Tausende von Tonnen dieses Proteins in einer Anlage" produziert haben.

Quelle: Gao, L., Meng, J., Dai, W. et al. Deciphering cell wall sensors enabling the construction of robust P. pastoris for single-cell protein production. Biotechnol Biofuels 16, 178 (2023). https://doi.org/10.1186/s13068-023-02428-7