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.

Peer-Review-Verfahren / Manuskript (Übersicht) eingereicht: 25.04.2025; Überarbeitung angenommen: 05.08.2025

Herkunft, wirtschaftliche Bedeutung und Strategie für die nachhaltige Kultivierung

Sebastian T. Soukup*, Esther-Corinna Schwarze*, Marvin Vahl, Falco Beer, Jakob Peter Ley, Andreas Ulbrich

Hintergrund

Vanille ist neben Safran das teuerste und prominenteste Gewürz der Welt [1]. Es ist dagegen weniger bekannt, dass Vanille die fermentierte Frucht einer Orchidee aus der Gattung Vanilla ist. Einige Vanilla-Arten sind wirtschaftlich bedeutsame Nutzpflanzen innerhalb der Orchideenfamilie, die in der Lebensmittelproduktion Verwendung finden [2].

Die Vanillepflanze ist eine semi-epiphytische Orchidee, die ursprünglich aus Mexiko stammt und aus deren Kapselfrüchten (Schoten) die weltweit beliebte Gewürzvanille gewonnen wird [3]. Zum Wachsen benötigt die Kletterpflanze einen sogenannten Tutor (Ständer), bspw. einen Baum, an dem sie sich festhalten kann. Eine Vanillerebe wird etwa 20–50 m lang und hat runde, dunkelgrüne, fleischige Sprossachsen (Triebe), die sich nur selten verzweigen. Aus den Nodien (Knoten) bilden sich Luftwurzeln, um Wasser aufzunehmen und eine starke Haftung an einer Stützpflanze (Phorophyt) zu ermöglichen (• Abbildung 1). Die Blütenstände bilden sich in den Achsen der Blätter; in der Regel bildet die Pflanze 10–12 Blüten je Blütenstand. Die trompetenförmigen Blüten sind kurzlebig und öffnen sich in den frühen Morgenstunden nur für einen sehr begrenzten Zeitraum [4]. Vermehrt wird die Vanillepflanze durch Stecklinge¹. ...

Abstract

Vanille, eines der kostspieligsten und zugleich populärsten Gewürze weltweit, wird aus der Gattung Vanilla gewonnen und ist das einzige Lebensmittelprodukt, welches aus der Pflanzenfamilie der Orchideen bezogen wird. Die semi-epiphytische Vanilleorchidee, deren Ursprung in Mexiko liegt, bedarf eines intensiven manuellen Arbeitsaufwands im Anbau und bei der Ernte. Zusammen mit dem sich anschließenden fermentativen Reifungsprozess der Schoten führt die komplexe Vanilleerzeugung zu hohen und stark schwankenden Marktpreisen. Aber auch die vorausgehende Kultivierung stellt einen erheblichen Zeitaufwand dar, da Vanillepflanzen in der Regel erst ab einem Alter von 2–5 Jahren Blüten bilden. Der Anbau wird zudem durch phytopathogene Pilze, insbesondere Fusarium oxysporum, stark beeinträchtigt.
Die Projekte „SustainVanil“ und „FoxyVanil“ verfolgen das Ziel, den Vanilleanbau durch vertiefte Forschung im Bereich der Kultivierung und der Toleranz gegenüber Schaderregern nachhaltig zu optimieren. Während „SustainVanil“ in geschützten Kultursystemen die Wachstums- und Entwicklungsprozesse der Vanillepflanze detailliert untersucht, richtet „FoxyVanil“ seinen Fokus auf die Interaktion zwischen Vanillepflanze und dem Schaderreger Fusarium oxysporum. Beide Forschungsprojekte sollen dazu beitragen, die Erträge zu stabilisieren und somit die wirtschaftliche Basis der Anbauenden zu sichern, was zusätzlich zu einer verlässlicheren Marktversorgung mit Vanille führen könnte. Durch den Transfer der Forschungsergebnisse nach Madagaskar wird sichergestellt, dass die gewonnenen Erkenntnisse zur Verbesserung lokaler Anbaumethoden beitragen und nachhaltig in die Praxis integriert werden können.

Der vollständige Artikel erscheint in der ERNÄHRUNGS UMSCHAU 1/2026 und ist bereits jetzt online als pdf verfügbar.

Peer-Review-Verfahren / Manuskript (Übersicht) eingereicht: 02.04.2025; Überarbeitung angenommen: 03.06.2025

Gesundheitliche Risiken durch den Verzehr von Fliegenpilzen sowie muscimolhaltigen „Süßigkeiten“

Benjamin Sachse, Ina Geburek, Nina Glaser, Florian Eyer, Petra Förster, Oliver Sauer, Uwe Stedtler, David Steindl, Jakob Strube, Anne Stürzebecher, Bernd Schäfer

Abstract

Der Fliegenpilz ist aufgrund seines ikonischen Aussehens fast jedem Kind bekannt, ebenso die von ihm ausgehende Toxizität. Nach dem Verzehr des Fliegenpilzes treten v. a. psychotrope Wirkungen auf, die teilweise einer Alkoholvergiftung ähneln. Bei Aufnahme größerer Mengen sind komatöse Zustände möglich. Die individuellen Wirkungen sind allerdings schwer vorherzusagen. Für die Wirkungen werden insbesondere die Inhaltsstoffe Ibotensäure und Muscimol verantwortlich gemacht. Wegen seiner psychomimetischen Wirkungen wird der Fliegenpilz seit dem Altertum u. a. zu spirituellen und religiösen Zwecken eingesetzt. Seit einiger Zeit scheint der Konsum des Fliegenpilzes zu Rauschzwecken wieder an Bedeutung zu gewinnen. Neuerdings werden auch muscimolhaltige Produkte angeboten, die in ihrer Aufmachung an Lebensmittel erinnern, z. B. in Form von „Fruchtgummis“. Gerade aufgrund der Verwechslungsgefahr mit Süßigkeiten besteht hier ein erhebliches Gesundheitsrisiko, insbesondere für Kinder.

Der vollständige Artikel erscheint in ERNÄHRUNGS UMSCHAU 12/2025 und ist für Abonnenten jetzt schon als pdf verfügbar.