Peer-Review-Verfahren / Manuskript (Original) eingereicht: 21.05.2025; Überarbeitung angenommen: 30.09.2025

Ein Bioraffinerie-Ansatz für Spirulina

Felix Krujatz, Richard Bleisch, Gunnar Mühlstädt, Gerd Hilpmann, Leander Seibel, Antonia Bätzold, Oliver Dörr, Nicole Thorpe, James Thorpe, Claudia Siemer, Marc Schmidt, Jens Wedel, Sara Neumann, Alexander Rudolph, Cornelia Rauh, Rayk Hassert, Juliane Steingröwer

Algen – Einordnung und ihre Rolle im Ökosystem

Algen sind eine vielfältige Gruppe photosynthetisch aktiver Organismen, die in aquatischen und terrestrischen Ökosystemen vorkommen. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Größe, Struktur, Lebensweise und Nutzung werden sie in Mikro- und Makroalgen unterteilt.

Mikroalgen sind mikroskopisch kleine, meist einzellige Organismen, die entweder als Einzelzellen oder in Kolonien auftreten. Sie umfassen sowohl Cyanobakterien (Blaualgen) als auch eukaryotische Mikroalgen (• Abbildung 1). Makroalgen sind vielzellige, makroskopische Algen, die eine Größe von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern erreichen können und in Braunalgen (Phaeophyceae), Rotalgen (Rhodophyceae) bzw. Grünalgen (Chlorophyceae) unterschieden werden. Makroalgen sind v. a. in marinen Habitaten, vornehmlich an Küsten und Meeresböden beheimatet, wo sie mit wurzelähnlichen Strukturen (Rhizoiden) u. a. Felsen und andere Oberflächen besiedeln. Sowohl Mikro- als auch Makroalgen spielen eine entscheidende Rolle für das ökologische Gleichgewicht sowie den globalen Kohlenstoffkreislauf, insbesondere durch die Fixierung von atmosphärischem Kohlendioxid und die photosyntheseinduzierte Sauerstoffproduktion [1]. ...

Abstract

Mikroalgen gewinnen in Europa als nachhaltige Rohstoffquelle für die Lebensmittelindustrie zunehmend an Bedeutung. Für eine ökonomisch und ökologisch wertschöpfende Nutzung sind integrierte Konzepte zur Produktion und Verwertung der Biomasse erforderlich. Dieser Artikel stellt Verfahrensinnovationen zur Produktion und Verarbeitung von frischer Spirulina-Biomasse vor. Im Fokus der Forschungsarbeiten stehen eine ressourcenschonende Kultivierung mittels wassergekühlter LED-Beleuchtung, eine kontinuierliche Prozessführung sowie ein neuartiger Downstream-Ansatz für die Fraktionierung und Verwertung der Frischbiomasse, um energieintensive Trocknungsverfahren zu vermeiden und die ernährungsphysiologisch wichtigen Zellbestandteile zu erhalten. Insbesondere wurde der Einsatz gepulster elektrischer Felder (PEF) zur selektiven Extraktion von Proteinen und des Farbstoffs Phycocyanin als erster verfahrenstechnischer Fraktionierungsschritt untersucht. Die PEF-behandelte Restbiomasse fand Anwendung als funktioneller Bestandteil in Nassextrusionsversuchen einer erbsenproteinbasierten Rezeptur. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial des Bioraffinerieansatzes für eine ganzheitliche Nutzung frischer Mikroalgenbiomasse in Lebensmittelanwendungen.

Der vollständige Artikel erscheint in der ERNÄHRUNGS UMSCHAU 5/2026 und ist bereits jetzt online als pdf verfügbar.

Peer-Review-Verfahren / Manuskript (Übersicht) eingereicht: 23.05.2025; Überarbeitung angenommen: 05.09.2025

Verena Schmidt, Paula Goderbauer, Christoph Verheyen, Birgit Menne, Christina Opaluwa

Einleitung

In den letzten Jahren hat sich in Deutschland ein Trend hin zu einer fleischreduzierten Ernährung abgezeichnet. Neben dem Zuwachs an vegan und vegetarisch lebenden Menschen stieg v. a. der Anteil sogenannter Flexitarier*innen. Rund jede*r Fünfte gehört heutzutage dieser Gruppe an und konsumiert hauptsächlich pflanzenbasierte Lebensmittel und nur gelegentlich oder in geringen Mengen Fleisch oder Fisch [1].

Die wandelnden individuellen und gesellschaftlichen Beweggründe für die Reduktion von Fleisch sind vielseitig und umfassen sowohl ethische, gesundheitliche als auch ökologische Aspekte [2]. Der Trend zur Fleischreduktion geht mit einer steigenden Nachfrage nach pflanzenbasierten Fleischersatzprodukten einher. Aus diesem Grund ist auf dem Markt inzwischen eine Bandbreite an neuartigen Produkten, z. B. pflanzlichen Würsten, zu finden. Pflanzliche Würste müssen jedoch hohen Anforderungen gerecht werden, um bei Verbraucher*innen Akzeptanz zu finden. Vor allem ein authentisches Erscheinungsbild und eine überzeugende Textur, die vergleichbar zum tierischen „Produktvorbild“ ist, sind essenziell [3]. Dabei spielt v. a. bei Bratwürsten oder Wiener Würsten die essbare Wursthülle eine wichtige Rolle. ...

Abstract

Pflanzliche Proteine zur Herstellung von Fleischersatzprodukten haben in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Fleischersatzprodukte wie vegetarische oder vegane Wurstalternativen können Verbraucher*innen jedoch häufig nicht überzeugen, da die bislang verfügbaren pflanzenbasierten Wursthüllen auf Basis von Polysacchariden kein ansprechendes Erscheinungsbild und keine überzeugende Textur bieten. Insbesondere die fehlende Knackigkeit führt zu einer geringen Akzeptanz bei den Verbraucher*innen. Dieser Herausforderung widmet sich das Projekt „Proteinschichten“ des Innovationsraums NewFoodSystems, in dem Wursthüllen und essbare Filme auf Basis verschiedener pflanzlicher Proteine entwickelt werden. Im Fokus stehen dabei der Einfluss der pflanzlichen Proteine sowie des Verarbeitungsverfahrens auf die Qualität pflanzenbasierter Wursthüllen.

Der vollständige Artikel erscheint in der ERNÄHRUNGS UMSCHAU 4/2026 und ist bereits jetzt online als pdf verfügbar.

Peer-Review-Verfahren / Manuskript (Übersicht) eingereicht: 28.02.2025; Überarbeitung angenommen: 25.08.2025

Potenziale und Herausforderungen

Benedikt Jahnke, Berlianti Puteri, Christian Rung, Mirjam Busch, Simon Früh, Andreas Detzel, Rebecca Rüsch, Kathleen Oehlke

Einleitung

Die Lebensmittelproduktion wird, mit dem voraussichtlichen Wachstum der Weltbevölkerung auf ca. 9,7 Mrd. im Jahre 2050, um etwa 70 % ansteigen müssen [1]. Die Auswirkungen des Klimawandels gefährden zusätzlich die globale Ernährungssicherheit. Der Lebensmittelsektor steht damit vor der Herausforderung, seine Umweltauswirkungen zu reduzieren und gleichzeitig die Menge der auf dem globalen Markt produzierten Lebensmittel zu erhöhen. Die Suche nach alternativen Nahrungs- und Proteinquellen mit geringeren Umweltauswirkungen ist dafür ein wesentlicher Baustein.

Insekten als Lebens- und Futtermittel werden als Teil eines Lösungsansatzes für die Herausforderungen der Ernährungssicherheit diskutiert. Die Insektenzucht ermöglicht nicht nur die Bereitstellung von Proteinen, sondern, unter Berücksichtigung der geltenden Futtermittelregularien, auch eine kreislauforientierte Verwertung von Nebenströmen aus der Lebens- und Futtermittelproduktion [2]. Während weltweit ca. 2100 essbare Insektenarten bekannt sind, wurden bislang der Mehlkäfer (Tenebrio molitor, Coleoptera: Tenebrionidae) im Larvenstadium (gelber Mehlwurm), die Wanderheuschrecke (Locusta migratoria, Orthoptera: Acrididae), die Hausgrille (Acheta domesticus, Orthoptera: Gryllidae, Heimchen) sowie Larven des glänzendschwarzen Getreideschimmelkäfers (Alphitobius diaperinus, Coleoptera: Tenebrionidae, Buffalowurm) als neuartige Lebensmittel in der EU zugelassen [3]. ...

Abstract

Im Rahmen des NewFoodSystems-Projekts „Pr:Ins“ wurde die Produktion und Vermarktung von Larven des Mehlkäfers (Tenebrio molitor; Coleoptera: Tenebrionidae; Mehlwürmer) als alternative Proteinquelle in Bezug auf Qualität, Nachhaltigkeit und Verbraucherakzeptanz betrachtet. Die Forschungsergebnisse zeigen vielversprechende Entwicklungsmöglichkeiten. So weisen Mehlkäferlarven ein günstiges Nährwertprofil mit hohem Proteingehalt auf, können durch nachhaltige Produktionsmethoden, u. a. durch Nutzung von Nebenprodukten, umweltschonend produziert werden und stoßen bei etwa 45 % der Verbraucher*innen auf grundsätzliche Akzeptanz. Als Futtermittel kommen u. a. zahlreiche Nebenströme aus der Lebens- und Futtermittelproduktion in Frage, was aus ökologischer Sicht günstig ist, gleichzeitig den größten Kostentreiber darstellt. Zentrale Herausforderungen umfassen darüber hinaus die Optimierung von Produktionsprozessen und Verarbeitungstechnologien, den Umgang mit potenziellen Sicherheitsrisiken sowie die Entwicklung zielgruppengerechter Marketingstrategien. Hier sollten zukünftige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ansetzen, um das Potenzial von Mehlkäferlarven als innovative Proteinquelle vollständig zu erschließen.

Der vollständige Artikel erscheint in der ERNÄHRUNGS UMSCHAU 2/2026 und ist bereits jetzt online als pdf verfügbar.