Solarbetriebene Mikroben, um die Welt zu ernähren?

Mikroben spielen seit Jahrtausenden eine Schlüsselrolle in unseren Speisen und Getränken – vom Käse bis zum Bier – aber ihr Einfluss auf unsere Ernährung könnte bald noch wichtiger werden. Die Welt steht vor wachsenden Herausforderungen in Bezug auf die Ernährung, da die menschliche Bevölkerung zusammen mit der Nachfrage nach ressourcenintensiven tierischen Produkten weiter wächst. Wenn dieser Bedarf allein durch die konventionelle Landwirtschaft gedeckt werden soll, werden die Umweltkosten enorm sein. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung eines Alumnus der Universität Göttingen hat nun gezeigt, dass die Produktion von mikrobiellem Protein, das nicht nur an Proteinen, sondern auch an anderen Nährstoffen reich ist, mithilfe von Solarzellen nachhaltiger, effizienter und umweltfreundlicher ist als der Anbau konventioneller Pflanzen . Diese Methode nutzt Sonnenenergie, Land, Nährstoffe und Kohlendioxid aus der Luft.

Ihre Forschung wurde veröffentlicht inProceedings of the National Academy of Sciences.

Mithilfe von Computersimulationen, die direkt aus Laborergebnissen schöpften, modellierten die Forscher große mikrobielle Lebensmittelproduktionsanlagen, die Sonnenenergie, Luft, Wasser und Nährstoffe verwenden, um Mikroben zu züchten. Die proteinreiche Biomasse wird geerntet und verarbeitet, und das resultierende Pulver kann als Futtermittel für Tiere oder als Nahrung für den Menschen verwendet werden. Die Studie führte eine Analyse des Energiebedarfs für jeden Schritt vom Anfang bis zum Endprodukt durch unter Berücksichtigung von: Stromerzeugung (aus Sonnenkollektoren), elektrochemische Produktion von energiereichem Substrat für die Mikroben, Mikrobenkultivierung, Ernte und Verarbeitung der proteinreichen Biomasse. Mehrere Arten von Mikroben und Wachstumsstrategien wurden verglichen, um die effizientesten zu identifizieren.

Die Studie ergab, dass solarbetriebene Mikroben für jedes produzierte Kilo Protein nur 10 % der Landfläche benötigen, verglichen mit der effizientesten Pflanzenpflanze – Sojabohne. Die Studie berechnete, dass die Erträge von solarbetriebenen mikrobiellen Nahrungsmitteln selbst in nördlichen Klimazonen mit weniger Sonnenschein die Grundnahrungsmittel bei weitem übertreffen könnten, während der Wasser- und Düngemittelverbrauch minimiert wird. Wichtig ist, dass diese Produktion auch in für die Landwirtschaft nicht geeigneten Regionen wie Wüsten angesiedelt sein könnte.

In früheren Forschungen hat sich das Protein dieser Mikrobenarten bei der Verfütterung an Nutztiere als vorteilhaft erwiesen und wird in der EU bereits in großem Umfang hergestellt."Wir erwarten, dass mikrobielles Protein auch als Nahrungsergänzung von Vorteil sein wird, da es eine hochwertige Proteinquelle aus allen essentiellen Aminosäuren sowie Vitaminen und Mineralstoffen liefert," erklärt Erstautor Dorian Leger, der die Arbeiten am MPI für Molekulare Pflanzenphysiologie während seines Studiums an der Universität Göttingen zusammen mit Kollegen aus Italien und Israel durchgeführt hat."Diese Technologie hat das Potenzial, die Nahrungsmittelproduktion zu unterstützen und gleichzeitig Umweltschäden zu vermeiden. Aktuelle Anbaumethoden tragen weltweit zu verschmutzten Ökosystemen und erschöpften Wasserreserven bei.&Zitat;

Derzeit werden 30-40 % des Landes der Erde für die Landwirtschaft genutzt, dennoch ist jeder zehnte Mensch unterernährt. Leger sagt,"Die Integration der Kultivierung nährstoffreicher Mikroben mit erneuerbaren Energiesystemen wie Sonnenkollektoren hat das Potenzial, mit weniger Ressourcen mehr Nahrungsmittel zu produzieren. Dadurch könnten große Mengen an landwirtschaftlichen Flächen freigesetzt und darüber hinaus die weitere Zerstörung natürlicher Ökosysteme verhindert werden, wodurch ein wertvoller Beitrag zum Schutz und zur Nachhaltigkeit geleistet und die Nahrungsmittelverfügbarkeit weltweit gefördert wird.&Zitat;

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