Protein al Funghi

Dieser Beitrag gehört zu einer Serie, in der ich neue Lebensmittel als Teil einer Progressiven Ernährungswende vorstelle. Seitdem immer mehr Menschen klar wird, dass unsere Ernährung in Zukunft mit weniger Ressourcen auskommen muss, steigt auch das Interesse an alternativen Proteinquellen. Im ersten Teil der Serie habe ich versucht deutlich zu machen, dass wir nicht auf Verzicht und Verbote warten müssen, sondern unsere Ernährung eigenständig nachhaltiger und vielfältiger gestalten sollten. Im zweiten Teil habe ich mich dann mit den Insekten beschäftigt, die momentan einen wahren Hype erfahren. Doch es gibt noch andere Alternativen zu Tofu und Co: Zum Beispiel Pilze. Um diese soll es in diesem Beitrag gehen. Mit oder ohne Hut, ein- oder mehrzellig, selbst angebaut oder vielleicht zukünftig in großen Fermentern mitten in der Stadt produziert.

Bucklige (aber nahrhafte) Verwandtschaft

Pilze sind näher mit uns Menschen verwandt als mit den Pflanzen. Das bringt sowohl Vor- als auch Nachteile für ihre Eignung als alternative Proteinquelle mit sich: Wie wir sind sie heterotroph. Das bedeutet grob gesagt, dass sie, anders als Pflanzen (diese nennt man autotroph), ihren Zucker nicht selbst aus dem CO2 der Luft herstellen können. Wie wir müssen sie Zucker oder andere Kohlenhydrate „essen“. Und dieses Futter muss irgendwo herkommen. Ein Vorteil dieser Eigenschaft ist, dass viel Pilze gar kein und manche nur etwas Licht zum wachsen brauchen. Ein weiterer Vorteil der nahen Verwandtschaft zu Tieren ist die hohe Wertigkeit von Pilzprotein für uns Menschen. Denn Protein ist nicht gleich Protein, sondern besteht aus verschiedenen Aminosäuren in unterschiedlicher Kombination. Die Proteine von Pflanzen sind anders zusammengesetzt als die von uns Menschen und deshalb nicht so „wertig“ für uns wie Proteine von Tieren und Pilzen, die näher mit uns verwandt sind.

Von essbaren Pilzarten werden traditionell die Fruchtköper (also Hut und Stiel) gesammelt und gegessen. Es können jedoch auch einzellige Pilze, zum Beispiel aus dem Boden, in einem Medium vermehrt und zu Nahrungsmitteln verarbeitet werden. Relativ neu ist die Idee, das unterirdische Myzel von Hutpilzen zu nutzen, um daraus eine Proteinmasse herzustellen. (Bild: © Daria Chrobok)

Pilze, wie wir sie kennen

Bei Pilzen denkt man in Verbindung mit unserer Ernährung zuerst an die mit den Hüten: Champignons, Steinpilze, Seitlinge, Shitake und viele mehr. Und tatsächlich haben viele Pilze einen fleischähnlichen Geschmack und auch eine zumindest etwas fleischähnliche Textur. Deshalb gibt es z.B. Veggie-Burger mit großen braunen Champignons oder anderen großhütigen Pilzen. Weil die großhütigen Pilze auch Portobello-Pilze genannt werden.1 Diese kann man selbst zubereiten (siehe weiter unten), das Internet ist voll mit Rezepten. Es gibt sie aber auch in manchen Restaurants.

Pilze zu essen ist nun nicht gerade neu. Champignons im Keller oder in der Garage selbst anzubauen auch nicht. Aber wir haben die Vorteile, die diese Form der Pilzzucht mit sich bringt, nicht mehr wirklich im Blick. Weil wir es schon eine lange Zeit nicht mehr für nötig halten, Reststoffe sinnvoll zu verwerten und ungenutzte, dunkle und feuchte Räumlichkeiten für den Anbau von Lebensmitteln zu nutzen. Dabei gibt es in Städten viele solche ungenutzte Orte (Keller, stillgelegte Industrieflächen, alte Tunnel) und Kaffeesatz fällt täglich in Tonnen an und ist zusammen mit z.B. Sägespänen prima als Substrat für Pilze geeignet. Diese stellen daraus wiederum hochwertiges Protein für uns her. Im kleinen Rahmen erfährt diese Idee bereits eine Renaissance: Es gibt viele neue Anbieter, die sogenannte Pilzpakete verschicken. Einfach einritzen, Wasser drauf und an einen kühlen dunklen Ort gestellt kann damit jeder eigene Speisepilze zu Hause wachsen lassen. Schon klar, dass damit die Ernährung der Zukunft nicht gesichert wird, aber es bringt vielen von uns (besonders Stadtbewohnern) den Anbau von Pilzen vielleicht wieder näher.

Einzellige Pilze: Von antiker Biotechnologie zu Lebensmitteln der Zukunft

Auf der anderen Seite gibt es da die zahllosen Arten von einzelligen Pilzen, die in Fäden und Klumpen und sonstigen Formen im Boden, im Wasser und in anderen Organismen leben. Abhängig von ihrer Art und den Bedingungen unter denen sie wachsen, können sie für uns sehr nützliche oder auch sehr schlechte Dinge tun. Als Krankheitserreger, Pflanzenschädlinge, Lebensmittelzerstörer und Schimmel in Gebäuden hassen wir sie, als Edelschimmel in vielen Käsesorten lieben wir sie (na gut, nicht alle von uns). Und auch für die Herstellung von Bier und Gebäck wird der einzellige Hefepilz schon seit der Antike genutzt, ohne dass sich damals irgendjemand als Biotechnologe oder Mikrobiologe bezeichnet hätte. Heute werden weltweit täglich mehrere Millionen Tonnen Hefe hergestellt.

Knappheit bringt oft Innovation hervor oder sorgt dafür, dass die Zeit einer Idee gekommen ist. So war das im Fall von Hefe als alternative Proteinquelle. Max Delbrück zeigte bei seiner Forschung in Berlin, dass der einzellige Hefepilz sich nämlich nicht nur super zum Bierbrauen und Brotbacken eignet, sondern auch als direkte Nahrungsquelle für Tiere. Dazu musste die Hefe natürlich in viel größeren Mengen hergestellt werden, um einen nennenswerten Teil des Proteinbedarfs zu decken. Interessant wurde das im ersten Weltkrieg, in dem es Deutschland gelang, die Hälfte seines importierten proteinreichen Tierfutters durch selbst hergestelltes Hefeprotein zu ersetzen2. Im zweiten Weltkrieg wurde das Protein dann sogar den Rationen von Soldaten beigemischt.

Heutzutage gibt es, soweit ich weiß, bisher nur einen einzigen kommerziellen Hersteller von Mykoprotein (= Pilzprotein in schlau), nämlich Quorn®. Die Idee und die Entwicklung fand bereits in den 1960er Jahren statt und die britische Firma produziert den Bodenpilz Fusarium venenatum als Quorn® schon seit den 1980er Jahren in industriellem Maßstab3. Er wird zu ihn zu Bällchen, Würstchen, Geschnetzeltem oder Pizzabelag verarbeitet (Selbstversuche hierzu finden sich weiter unten). Gründe dafür, dass es bisher keine weiteren Produzenten gibt, dürften unter anderem die aufwendigen Optimierungen des Prozesses auf der einen und die strengen regulativen Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit auf der anderen Seite sein4. Hinzu kommt, wie bei allen neuen Proteinquellen, dass der Preis der konventionellen Quellen (Soja- und Fischmehl für Tierfutter, Fleisch für uns Menschen) konstant tief blieb und Alternativen deshalb unverhältnismäßig teuer waren und sind5. Aber: Im Moment ist in der Food-Start-up-Welt ja so einiges los und ich habe bei meinen Recherchen tatsächlich auch ein Berliner Start-up gefunden, dass einen Fleischersatz auf Basis von Mykoprotein auf den Markt bringen will!6. Und die Firma Van Hees hat zusammen mit Forschern der Uni Gießen die Produktion von Mykoprotein aus Rosenseitlingen entwickelt7. Normalerweise entwickeln sich aus dem sogenanten Myzel (ein Netz aus aneinandergereihten Zellen, die lange Fäden bilden) irgendwann die uns bekannten oberirdischen Hüte und Stiele, die wir im Wald sammeln oder im Supermarkt finden. Die Tüftler der Van Hees GmbH und der Uni Gießen nehmen hingegen das Myzel, vermehren es in einem Medium ohne dass sich jemals Hüte und Stiele bilden und mischen es schließlich einer veganen Wurst zu (siehe unten). Chemisch ist dieses Mycel identisch zu den ausgewachsenen Fruchtkörpern.

Esst mehr Einzeller!

Was aber ist so interessant daran, mikrobielles Protein zur Nahrungsproduktion zu verwenden? Dazu lohnt sich ein Vergleich der unterschiedlichen zellularpolitischen Bedingungen, unter denen verschiedene Arten von Zellen leben müssen. In den Zelldiktaturen, aus denen komplexe vielzellige Organismen wie Pflanzen, Tiere, Du und ich bestehen, bekommt jede Zelle einen bestimmten Job. Diesen hat sie zu erfüllen und tut sie das nicht, wird sie (in einem gesunden Organismus) dafür mit dem Zelltod bestraft. Vor allem auch das Recht sich zu teilen wird nur ganz bestimmten Zellen und unter strengen Auflagen zugestanden. Nur so kann sich aus unzähligen Zellen ein so hochkomplexes und organisiertes Gebilde wie ein Goldhamster oder ein Bundestagsabgeordneter bilden und zumindest für einige Zeit zusammenhalten. Im Gegensatz dazu dürfen sich bei Einzellern alle Zellen in theoretisch alle Richtungen teilen. Diese Anarchie führt zwar dazu, dass sich kein komplexer Organismus ausdifferenziert, aber auch zu einer potenziell viel schnelleren Vervielfachung der Zellanzahl, vor allem in flüssigen Medien (da sich die Zellen hier in alle Richtungen ausbreiten können). Das rein theoretisch sogar exponentielle Wachstum wird in der Realität durch alle möglichen suboptimalen Bedingungen ausgebremst: Nicht genug Licht, zu kalt, nicht genug zu futtern oder kein Platz. Deshalb versucht man es bei der Produktion von Mykoprotein (oder auch einzelligen Algen) den Einzellern in jeder Hinsicht so gemütlich wie möglich zu machen, damit sie möglichst schnell wachsen. Das geschieht in so genannten Fermentern, in denen die Kleinen mit einer Kohlenstoffquelle (in der Regel Zucker) und einer Stickstoffquelle (z.B. Ammonium) gefüttert werden.

Nachhaltigkeit: Woher kommt der Zucker?

Genau wie wir und andere Tiere klauen sich Pilze also ihren Zucker aus irgendeiner Quelle.8 Deshalb setzt man diesen bei der Produktion von Mykoprotein zu. Aber wo kommt er her? Und wieviel Energie, Wasser und Fläche wurde bei seiner Herstellung verbraucht? Auch die Herstellung von Ammonium kostet Energie. Außerdem muss die ganze Pilzsuppe umgerührt und gewärmt oder gekühlt, steril gehalten und am Ende gefiltert oder sonst wie verarbeitet werden. Was den Energie- und Wasserverbrauch angeht schneidet die Produktion von Mykoprotein deshalb im Vergleich zu anderen alternativen Proteinquellen bisher relativ schlecht ab, hat trotzdem aber immer noch das Potenzial im Vergleich zu Fleisch deutlich ressourcenschonender zu sein9. Denn es gibt viel Potenzial für Optimierung: Kann man z.B. nicht Zucker aus Reststoffen verwenden, statt extra Pflanzen anzubauen? Oder als Energiequelle Wasserstoff aus mit regenerativen Energiequellen gespaltenem Wasser verwenden? Und Abwärme von Fabriken? Ein Team von Forschern aus Finnland hat 2017 Aufsehen erregt, weil es ihm gelang, nur mit CO2, Luftstickstoff und Elektrizität Einzellerprotein herzustellen10. Der Prozess soll nun im größeren Maßstab getestet werden, könnte aber auch in Form kleiner Reaktoren für den Hausgebrauch auf uns zukommen.

Viele Vorteile

Ein großer Pluspunkt von Mykoprotein und anderem mikrobiellen Protein ist schon jetzt neben der schnellen Produktion der hohe Nährwert. Es enthält viel Protein und Ballaststoffe und wenig Fett11. Und: Man kann die Fermenter, in denen die Pilze wachsen, in die Nähe der immer weiter wachsenden Städte bauen und hätte die Nahrungsversorgung damit direkt in urbaner Nähe und könnte Transportwege verkürzen. Eine Herausforderung ist es dabei, steril zu arbeiten. Aber das hat man technologisch inzwischen gut im Griff. Wie immer ist die kritischste Ressource für mehr Nachhaltigkeit also: Know-how!

Eigene Erfahrungen (und Versuche an Freiwilligen)

Wie schon bei den Insekten, habe ich mich auch bei den Pilzen auf die Suche nach neuen Produkten gemacht. Im Vergleich zu den Krabblern tut sich da aber leider noch nicht so viel. Aber einige Selbstversuche konnte ich vornehmen. Also mal sehen, ich habe…

…mehrfach Pilzpakete gestartet

Hat nicht immer gut funktioniert, zum Beispiel bei Ausstellungen (links). Es muss möglichst feucht, kühl und schummrig dunkel sein. Zu Hause im Keller und in der Garage ging es schon besser (rechts ein Rosenseitling), aber auch da habe ich oft den perfekten Zeitpunkt der Ernte verpasst und die Pilze sind vertrocknet. Das gute: Wenn man einigermaßen sauber arbeitet, überlebt das Myzel im Substrat und man kann das Pilzpaket mehrmals neu starten.12

…Portobello-Burger selbstgemacht

Das geht wirklich ganz leicht und hat sehr gut geschmeckt. Ich habe Kräuterseitlinge benutzt, die waren etwas zäh, große Champignons sind glaube ich besser geeignet. Schön in der Pfanne angegrillt. Habe noch Grillkäse und Erbsenmus draufgepackt, war also eine richtige Proteinbombe.

…verschiedene Quorn®-Produkte gegessen

Quorn® gibt es inzwischen in verschiedenen Formen, z.B. als Bällchen (rechts im Bild). Ich habe außerdem das Hack für ein Chili benutzt. Eine gute Alternative zu Tofu, an richtiges Hackfleisch kommt es dennoch nicht heran, finde ich. Unter anderem weil letzteres aus einem guten Teil Fett besteht, das verhält sich beim Braten einfach anders. Trotzdem, ich greife immer mal wieder zu Quorn®, als nächstes will ich mal die Nuggets probieren.

…eine Pilzmortadella, die noch gar nicht auf dem Markt ist, probiert und die Kollegen probieren lassen

Die Van Hees GmbH hat zusammen mit der Uni Gießen diese vegane Mortadella mit Pilzmyzel entwickelt. Ich hatte ein sehr informatives Telefonat mit Alexander Stephan, der über das Thema promoviert hat und jetzt bei Van Hees arbeitet. Er meinte, er könne mir wahrscheinlich eine „Probe“ zusenden. Ich habe eine wenige Zentimenter lange Wurst erwartet, stattdessen bekam ich wenige Tage später eine riesige Mortadella! Genug also, um nicht nur selbst zu probieren. Mehrere Kollegen haben sich getraut, darunter auch möglichteingefleischte (haha) Vegetarier. Und tatsächlich waren alle erstaunt, wie sehr die vegane Wurst nach echter Wurst schmeckt. Wüsste man es nicht, man würde sie einfach für irgendeine Art Wurst halten. Lediglich die Konsistenz ist etwas anders, weniger knackig. Aber definitiv der bisher beste Wurstersatz, den ich probiert habe. Mitte nächsten Jahres soll die Pilzwurst auf den Markt kommen, die aus ca. 10 % Mykoprotein und ansonsten hauptsächlich aus Carragen (aus Algen) und Konjak13 (aus einer Pflanzenwurzel) besteht. Mittelfristig soll noch mehr Mykoprotein in die Wurst, bisher beeinflusst das jedoch die Textur negativ. Das spannende an der Herstellung: Es werden Zellen von einem Pilz vermehrt und verarbeitet, den man als Speisepilz schon kennt: vom Rosenseitling (Pleurotus djamor). Nach Information von Van Hees wird bald die Lebensmittelbuchkommission14 entscheiden, dass solche Pilzmyzelien von essbaren Pilzen (Anhang I der Leitsätze für Pilze und Pilzerzeugnisse) als Lebensmittel zugelassen werden. Das würde eine aufwändige Regulierung über das Novel Food Law der EU verhindern. Vielleicht ebnen solche Pionierprodukte den Weg für eine neue Generation von Produkten aus Pilzen.

Zukunftsvision 2025

© Daria Chrobok

Fleisch wird in letzter Zeit immer teurer und Du wolltest sowieso längst weniger davon essen. Tofu war aber nie wirklich eine Alternative, schmeckt Dir einfach überhaupt nicht. Eine Freundin hat letztens Pizza gebacken, als ihr euch zum Seriengucken mit diesen neuen verrückten Stirnbändern getroffen habt, die das Bild direkt ins Gehirn projizieren. Erst dachtest Du, da sei irgendeine neue Art Wurst auf der Pizza. Aber Deine Freundin hat gelacht und gesagt das sei „Pilzwurst oder so ähnlich“. Seitdem entdeckst Du, dass es inzwischen ziemlich viele Produkte mit Pilzprotein gibt, die Dir echt schmecken. Manche werben sogar damit, komplett in Deiner Stadt produziert zu werden und deshalb kaum Transportwege bei der Produktion zu haben. Du liest beim Essen auf der Packung, dass auf alten Brachflächen sogenannte „Fermenter“ stehen, in denen die mikrobiellen Pilze vor sich hinwachsen. Gefüttert werden die Pilze mit aufbereiteten Resten aus der umliegenden Landwirtschaft. Und dein Bruder, der inzwischen in der neuen Insektenfarm arbeitet, will mit dir mal einen Ausflug in die „Katakomben“ machen. Das sind stillgelegte Tunnel unter der Stadt, in denen Pilze angebaut werden. Also so richtige Pilze, wie man sie kennt. Sie sprießen angeblich aus langen, an den Decken aufgehängten Säcken, die mit Holzspänen und altem Kaffeesatz gefüllt sind. Mit neuen Züchtungsmethoden sollen sie demnächst noch schneller und mit noch weniger Rohstoffen wachsen.

 

Martin Reich

Martin ist Mitgründer von progressiveAgrarwende und promovierter Biologe. Während seiner Promotion hat er vor allem an der Nährstoffeffizienz von Nutzpflanzen geforscht. Heute ist er in der Life Science Kommunikation tätig und arbeitet als wissenschaftlicher Referent des Bioökonomierats.
Martin Reich

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Einzelnachweise

  1. Es handelt sich also nicht etwa um eine eigene Pilzart, wie manche glauben.
  2. Ugalde, U. O., Castrillo, J. I. (2002). Single cell proteins from fungi and yeasts. In Applied mycology and biotechnology (Vol. 2, pp. 123-149). Elsevier.
  3. https://www.quorn.co.uk/company
  4. Wiebe M.G. Myco-protein from Fusarium venenatum: A well-established product for human consumption. Applied Microbial Biotechnology. 2002;58:421–427.
  5. Matassa, S., Boon, N., Pikaar, I., Verstraete, W. (2016). Microbial protein: future sustainable food supply route with low environmental footprint. Microbial biotechnology, 9(5), 568-575.
  6. https://www.mushlabs.com/. Leider konnte ich nicht in Erfahrung bringen, wie dort der Stand der Dinge ist. Auf meine Anfrage habe ich leider keine Antwort erhalten.
  7. https://www.van-hees.com/de/de/sortiment/meatlike, https://www.wiesbadener-kurier.de/lokales/rheingau/walluf/van-hees-zahlt-zu-den-innovativsten-mittelstandlern-in-deutschland_19928176
  8. Oder tauschen ihn gegen eine Dienstleistung wie im Fall der Flechten, die eine faszinierende Symbiose zwischen Pilzen und Algen sind.
  9. Smetana, S., Mathys, A., Knoch, A., Heinz, V. (2015). Meat alternatives: life cycle assessment of most known meat substitutes. The International Journal of Life Cycle Assessment, 20(9), 1254-1267.
  10. https://www.vttresearch.com/media/news/protein-produced-with-electricity-to-alleviate-world-hunger
  11. Denny, A., Aisbitt, B., Lunn, J. (2008). Mycoprotein and health. Nutrition bulletin, 33(4), 298-310.
  12. Pilzpakete gibt es u.a. bei https://www.pilzpaket.de/ und http://www.pilzmaennchen.de/pilzzuchtanleitungen.html
  13. Genau wie das Carrageen ist das Konjak in der Wurst für die Masse und deren Struktur verantwortlich. Konjak ist pflanzlich, mehr darüber erfahrt ihr hier https://de.wikipedia.org/wiki/Glucomannane
  14. https://www.deutsche-lebensmittelbuch-kommission.de/

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