Von Lebensmittelabfällen zu Pecorino-ähnlichem Käse: Antikes Wissen wird durch modernste Biotechnologie wiederbelebt

Das, was weggeworfen werden sollte, wird zum nächsten "Umami"

Wenn man an Lebensmittelabfälle denkt, kommen vielen Menschen Haushaltsabfälle, im Supermarkt übrig gebliebene Gemüse oder Reste aus Restaurants in den Sinn. Doch die große Bühne des Lebensmittelverlusts liegt tatsächlich auch in den Fabriken, bevor die Produkte auf unseren Tisch kommen. Okara, das nach dem Auspressen von Sojamilch übrig bleibt, Getreiderückstände nach der Herstellung von pflanzlicher Milch, Schalen von Kakaobohnen, Melasse aus der Zuckerindustrie, Stärke und Fasern, die nach der Gewinnung von Erbsenprotein übrig bleiben. Diese wurden bisher als Tierfutter verwendet, kompostiert oder kostengünstig entsorgt.

In der Welt der Food-Tech spricht man jedoch nicht von "Abfall", sondern von "Substrat". Es ist die Grundlage, auf der Mikroorganismen wachsen können, und durch Fermentation können Geschmack, Aroma, Nährwert und Textur hervorgehoben werden.

Im neuesten Bericht der BBC wird ein Käse-ähnliches Produkt hervorgehoben, das im Labor von Vayu Hill-Maini an der Stanford University in den USA entwickelt wurde und aus Lebensmittelabfällen stammt. Es handelt sich nicht um traditionellen Käse aus Milch. Durch Fermentation mit Pilzen wird versucht, Lebensmittelnebenprodukte, die weggeworfen werden sollten, in ein "Pecorino-ähnliches" oder "Parmigiano-ähnliches" Produkt mit Salzgeschmack und Härte zu verwandeln, das über Pasta gerieben werden kann.

Hill-Maini betrachtet Fermentation nicht nur als Konservierungstechnik, sondern als Technik zur Neugestaltung von Zutaten. Mikroorganismen bauen nicht nur Zucker und Stärke zu Alkohol und Säuren ab. Sie können auch Fasern wie Zellulose, die für den menschlichen Verdauung schwer verdaulich sind, abbauen und in leichter verdauliche Substanzen oder Proteine umwandeln. Das bedeutet, dass Mikroorganismen Teile, die für uns als "schwer essbar" oder "wenig wertvoll" galten, in andere Lebensmittel umwandeln können.

Dies ist keine völlig neue Denkweise. Miso, Sojasauce, Natto, Käse, Joghurt, Bier, Wein, Brot. Fermentation ist eine "alte Lebensmitteltechnologie", die die Menschheit lange genutzt hat. Neu ist, dass Genomanalyse, KI, präzise Fermentation, Bioreaktoren und sensorische Bewertungen von Köchen kombiniert werden, um Industrie-Nebenprodukte in hochwertige Lebensmittel zurückzuführen.

Ist Schimmel "Verfall" oder "Koch"?

Der Schlüssel zu dieser Technik ist ein Pilz namens Neurospora. In Indonesien gibt es ein traditionelles Lebensmittel namens "Oncom", das durch Fermentation von Okara, das bei der Tofuherstellung anfällt, hergestellt wird. Dabei wachsen Pilze auf den oft weggeworfenen Sojabohnennebenprodukten und verwandeln sie in ein essbares fermentiertes Lebensmittel. Die Forschung von Hill-Maini und seinem Team untersucht, ob dieses traditionelle Wissen wissenschaftlich analysiert und auf andere Lebensmittelnebenprodukte angewendet werden kann.

Wichtig ist hier, dass es nicht darum geht, "jeden Schimmel zu essen". Einige Schimmelpilze, die Lebensmittel verderben, können gefährlich sein. Es ist gefährlich, zufällig zu Hause gewachsenen Schimmel zu essen, und Fermentation in einem Labor oder einer Lebensmittelproduktionsstätte mit kontrollierten Stämmen, Temperatur, Feuchtigkeit, Zeit und hygienischen Bedingungen ist etwas völlig anderes. Fermentierte Lebensmittel sind eine Technik, bei der der Mensch kontrolliert, welche Mikroorganismen unter welchen Bedingungen arbeiten.

Auch auf sozialen Netzwerken sind die Reaktionen darauf deutlich gespalten. Von Menschen, die sich mit Fermentation auskennen, gibt es positive Reaktionen wie "Es ist nicht so ausgefallen, wie die Überschrift vermuten lässt, sondern eine interessante Geschichte, die in der traditionellen indonesischen Fermentation verwurzelt ist". Andererseits gibt es allgemeinere Reaktionen, die Widerstand gegen die Kombination der Begriffe "Lebensmittelabfall", "Schimmel" und "Käse-ähnlich" zeigen. In der Fermentationsgemeinschaft gibt es auch praktisches Interesse daran, wo man Starter, also Kulturen für einen sicheren Fermentationsbeginn, beziehen kann, während im breiteren SNS-Raum intuitive Bedenken wie "Ist das wirklich sicher zu essen?" bestehen bleiben.

Dieser Unterschied in den Reaktionen spiegelt die grundlegenden Herausforderungen wider, denen sich fermentierte Lebensmittel gegenübersehen. Auch wenn sie wissenschaftlich sicher und nahrhaft sind, werden Menschen nicht kontinuierlich etwas essen, das sie als "ekelhaft" empfinden. Umgekehrt kann in einer vertrauten Kultur, wie bei Natto, Blauschimmelkäse oder Kimchi, ein starker Geruch oder das Vorhandensein von Mikroben anziehend wirken. Ob fermentierte Lebensmittel aus Lebensmittelabfällen sich verbreiten, hängt nicht nur von der Sicherheit ab, sondern auch von der Namensgebung, dem Aussehen, dem Geruch, der Art des Verzehrs, dem Preis und der Schaffung einer Erzählung, die vermittelt, dass es sich nicht um Abfall, sondern um eine Zutat handelt.

Kakaoschalen, Erbsen, Melasse, Okara - Die Rückkehr der "Reste"

Interessant an dem BBC-Artikel ist, dass nicht nur die Forschung in Stanford, sondern auch Unternehmen weltweit in die gleiche Richtung gehen.

Das britische Unternehmen Fermtech versucht, normalerweise weggeworfene Kakaoschalen zu fermentieren und in einen Ersatz für Kakaopulver zu verwandeln. Kakaoschalen haben noch einen schokoladenartigen Duft, enthalten jedoch viele harte Fasern, die für den menschlichen Verzehr schwer nutzbar sind. Durch die Kraft von Mikroorganismen könnte das Pflanzengewebe abgebaut und in ein aromatisches und leicht essbares Material verwandelt werden. Der CEO des Unternehmens beschreibt sich selbst als "Aromaschürfer". Anstatt Mineralien aus der Erde zu graben, heben sie Aromen und Umami aus weggeworfenen Nebenprodukten.

Das spanische Unternehmen MOA Foodtech kombiniert KI und Fermentation. Wenn zum Beispiel aus Erbsen pflanzliches Protein gewonnen wird, bleiben hauptsächlich Stärke und Fasern übrig. Diese wurden bisher oft als billiges Futter oder Abfall behandelt, aber das Unternehmen erforscht mit KI, welche Mikroorganismen mit welchen Nebenprodukten am effizientesten hochwertige Nährstoffe erzeugen können. Im BBC-Artikel wird erklärt, dass die Entwicklung von Bioprozessen, die früher zwei Wochen dauerte, nun 300 Designs pro Stunde erreicht hat. Dies ist eine symbolische Zahl, die zeigt, dass die Lebensmittelentwicklung von einer Welt des Bauchgefühls und der Prototypen in eine Welt der Daten und Simulationen übergeht.

Das deutsche Unternehmen MicroHarvest nutzt Nebenprodukte der Zuckerindustrie wie Melasse, um durch mikrobielle Fermentation Proteine zu produzieren. Das Unternehmen hebt hervor, dass es in 24 Stunden hochwertige Proteine herstellen kann und expandiert auch in den Heimtierfuttermarkt. Heimtierfutter hat eine niedrigere psychologische Hürde als Lebensmittel für Menschen und bietet gleichzeitig das Potenzial zur Reduzierung der Umweltbelastung, was es zu einem realistischen Einsatzgebiet für neue Proteinmaterialien macht. Im BBC-Artikel werden Bemühungen beschrieben, Melasse in Premium-Heimtierfutter zu verwandeln, sowie Snacks mit Umami-Geschmack, die die Bitterkeit pflanzlicher Proteine reduzieren.

Das in Singapur ansässige Unternehmen Mottainai Food Tech hat sich von dem japanischen Begriff "Mottainai" inspirieren lassen. Ein repräsentatives Produkt ist das alternative Fleisch "Jiro Meat", das durch Fermentation von Okara, das bei der Herstellung von Tofu und Sojamilch anfällt, hergestellt wird. Okara enthält zwar Nährstoffe, hat aber einen hohen Wassergehalt und verdirbt leicht, was eine großflächige Nutzung als Nebenprodukt erschwert. Durch die Verwendung von Feststofffermentation wird es in ein pflanzliches Proteinmaterial mit Textur und Umami verwandelt. Darüber hinaus arbeitet das Unternehmen an der Entwicklung von pflanzlichem Thunfisch, wobei durch die Kombination von Mikroorganismen der Bohnen-Geruch reduziert und Umami und Süße verstärkt werden.

Hier zeigt sich eine neue Phase der Lebensmittelverlustbekämpfung. Die traditionelle Bekämpfung von Lebensmittelverlusten konzentrierte sich auf Ansätze wie das Spenden überschüssiger Lebensmittel, das Reduzieren von Preisen für nicht verkaufte Waren, das Aufessen zu Hause oder das Kompostieren, um "Abfall zu reduzieren". Die Fermentation Food-Tech geht einen Schritt weiter. Es geht nicht nur darum, "Abfall zu reduzieren", sondern darum, "Nebenprodukte von Anfang an als Lebensmittelrohstoffe neu zu gestalten".

KI beschleunigt die Fermentation

Fermentation ist eine alte Technik, aber das moderne Fermentationsgeschäft ist längst nicht mehr etwas, das man "einfach laufen lässt". Das Genom von Mikroorganismen, Fermentationstemperatur, Feuchtigkeit, pH-Wert, Sauerstoffmenge, Nährstoffquelle, Fermentationszeit, das endgültige Aroma und die Textur. Diese Kombinationen sind enorm, und es fehlt die Zeit, wenn der Mensch sie einzeln ausprobiert.

Hier kommt KI ins Spiel. Unternehmen wie MOA Foodtech kombinieren Daten zu Nebenprodukten und Mikroorganismen, um vorherzusagen, unter welchen Bedingungen hohe Erträge oder wünschenswerte Nährwerte erzielt werden können. Dies liegt zwischen der Arbeit eines Kochs, der ein Rezept entwickelt, und der eines Chemiewerks, das Produktionsbedingungen optimiert. Letztendlich geht es nicht nur darum, dass etwas "hergestellt werden kann". Es muss billig, in großen Mengen, sicher, jedes Mal in gleichbleibender Qualität und schmackhaft hergestellt werden können.

In diesem Punkt bleibt die Fermentation Food-Tech nicht nur eine Angelegenheit des Labors. Die Hürden für die Kommerzialisierung sind hoch. Die Sicherheit der Stämme, Vorschriften, Verbraucherakzeptanz, Allergenkennzeichnung, Haltbarkeit, Geschmacksstabilität, Herstellungskosten, Partnerschaften mit bestehenden Lebensmittelherstellern, Lebensmittelzulassungen in verschiedenen Ländern. Wenn eines dieser Dinge fehlt, erreicht das im Labor erfolgreiche "Lebensmittel der Zukunft" nicht den Markt.

Deshalb ist es wichtig, dass Hill-Mainis Labor Wert auf einen Chef-in-Residence und eine F&E-Küche legt. Es reicht nicht aus, dass Wissenschaftler sagen, "es ist nahrhaft". Kann es gerieben werden, schmilzt es, wie ist der Geruch, passt es zu Pasta, möchten Köche es verwenden? Die endgültige Bewertung als Lebensmittel wird nicht nur durch Analysegeräte, sondern auch durch Zunge, Nase und Kultur bestimmt.

Zwei Hürden für die Verbreitung, die SNS zeigt

Die Reaktionen auf SNS zeigen, dass es zwei Hürden für die Fermentation Food-Tech gibt.

Die erste ist die Unsicherheit über die Sicherheit. In Fermentationsgemeinschaften auf Plattformen wie Reddit gibt es Stimmen, die die Verbindung zur traditionellen Oncom-Fermentation schätzen und Interesse an der Beschaffung von Startern zeigen. Andererseits gibt es in allgemeineren Beiträgen zu Lebensmitteln und Schimmel häufig Verwirrung über den Unterschied zwischen "Fermentation" und "Verfall". Was für Fermentationsliebhaber faszinierende Mikroorganismen sind, kann für den allgemeinen Verbraucher wie "schimmelbefallene Lebensmittel" erscheinen.

Die zweite ist die Sprachbarriere. Wenn man sagt, "Käse aus Lebensmittelabfällen gemacht", entsteht unweigerlich der Eindruck, "Müll zu essen". Wenn man es jedoch umformuliert zu "pflanzliches Protein aus fermentiertem Okara", "nachhaltiger Kakao mit dem Duft von Kakaoschalen" oder "mikrobielles Protein aus Melasse", ändert sich der Eindruck erheblich. Tatsächlich sind viele der Lebensmittel, die wir täglich essen, ursprünglich aus Nebenprodukten der Verarbeitung oder Konservierung entstanden. Molke, Sake-Kasu, Reiskleie, Fischsauce, Blauschimmelkäse. Wenn es in der Kultur verankert ist, wird es nicht mehr als Abfall, sondern als "Material" angesehen.

Der Zweifel auf SNS ist nicht unbedingt schlecht für die Technologie. Vielmehr zeigt er, was erklärt werden muss. Dass zufällig zu Hause gewachsener Schimmel anders ist als in der Lebensmittelproduktion kontrollierte Stämme. Dass es sich bei den sogenannten Abfällen nicht um verdorbene Essensreste handelt, sondern um kontrollierte Nebenprodukte aus Lebensmittelbetrieben. Dass das Endprodukt Sicherheitsprüfungen und Vorschriften durchlaufen muss. Ohne solche Erklärungen bleibt die Fermentation Food-Tech "interessant, aber beängstigend".

"Mottainai" wird das nächste industrielle Schlüsselwort

Diese Entwicklung ist auch für Japan nicht irrelevant. Japan hat eine Fermentationskultur mit Miso, Sojasauce, Sake, Essig, Natto, eingelegtem Gemüse und Koji. Gleichzeitig gibt es viele Nebenprodukte wie Okara, Reiskleie, Sake-Kasu, nicht standardisierte Gemüse und Fischverarbeitungsreste. Wenn diese nicht nur als "traditionelles Wissen" bewahrt, sondern mit moderner Lebensmitteltechnologie, KI und Biotechnologie kombiniert werden, könnten sie zu einer neuen Lebensmittelrohstoffindustrie für den Weltmarkt werden.

Besonders bemerkenswert ist, dass Mottainai Food Tech den japanischen Begriff "Mottainai" in seinen Firmennamen aufgenommen hat. Dieses Wort bedeutet nicht nur Sparsamkeit. Es beinhaltet das Gefühl, die Mühe, die Natur, die Zeit und das Leben, die hinter den Dingen stehen, nicht zu verschwenden. Die Fermentations-Upcycling von Lebensmittelabfällen kann als Versuch gesehen werden, dieses Gefühl in industrielle Technologie zu übersetzen.

Allerdings sollte man auch keine übermäßigen Erwartungen haben. Nicht alle Lebensmittelabfälle können durch Fermentation gelöst werden. Es gibt Nebenprodukte, die sich für die Fermentation eignen, und solche, die es nicht tun. Sammlung, Lagerung und Hygienemanagement sind kostenintensiv. Wenn die Verbraucher es nicht akzeptieren, wird der Markt nicht wachsen. Ob die Umweltbelastung wirklich gering ist, muss unter Berücksichtigung der für die Fermentation benötigten Energie, des Transports, der Kühlung und der Verpackung bewertet werden.

Dennoch ist die Richtung, die diese Technologie aufzeigt, bedeutend. Die zukünftige Bekämpfung von Lebensmittelverlusten geht über das "Vermeiden von Verschwendung durch Verzicht" hinaus und bewegt sich in Richtung "das, was weggeworfen wurde, in etwas Verlockendes zu verwandeln". Man isst nicht, weil es gut für die Umwelt ist, sondern weil es lecker ist. Wenn dadurch der Abfall reduziert wird, kann nachhaltige Ernährung zu einer Kultur werden, nicht nur zu einer Pflicht.

Eine Zukunft, die man über Pasta reiben kann

Das in Stanford entwickelte käseähnliche Lebensmittel ist noch nicht in wissenschaftlichen Veröffentlichungen vollständig beschrieben, und die Details der verwendeten Abfälle sind nicht bekannt. Bis zur Kommerzialisierung gibt es viele Herausforderungen wie Sicherheit, Vorschriften, Herstellungskosten und Geschmacksreproduzierbarkeit.

Dennoch ist die Beschreibung "reibbar", "salzig" und "passt zu Pasta" stark. Ob Food-Tech erfolgreich ist, hängt letztlich nicht von Fachbegriffen ab, sondern vom Bild auf dem Esstisch. Menschen wollen nicht "biologische Umwandlung durch Zelluloseabbau" essen. Sie wollen etwas essen, das "heute lecker über die Pasta gerieben werden kann".

Fermentation ist eine Technik, die nahe am Verfall liegt und dennoch die menschliche Esskultur bereichert hat. Jetzt stellt sich diese alte Technik, ausgestattet mit KI und Biotechnologie, der modernen Herausforderung der Lebensmittelabfälle. Kakaoschalen werden zu einem kakaogeschmacklichen Material, Erbsenreste zu Proteinen, Melasse zu Heimtierfutter, Okara zu alternativem Fleisch, und ein noch nicht enthüllter Abfall zu einem käseähnlichen Lebensmittel.

Die Zukunft der Ernährung muss nicht unbedingt aus völlig neuen Roh