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Rettung für Sardine und Sardelle: Mit Hilfe von Mikroalgen DHA biotechnologisch herstellen

19.09.2019

Photo by Kate on Unsplash

Symbolbild

Die Bioverfahrenstechniker Anja Lemoine und Stefan Junne von der TU Berlin forschen an Ersatzstoffen für Fischmehl und -öl in den Aquakulturen mit Hilfe von Lebensmittelabfällen und Mikroalgen.

So wie andere Lebensmittel horten, horten Anja Lemoine und Stefan Junne in den Kühlschränken ihres Fachgebietes Bioverfahrenstechnik an der TU Berlin die Reste davon. „Unsere Kühlschränke sind voll mit dem, was ansonsten in der Specktonne landen würde“, lacht Dr.-Ing. Anja Lemoine. Die Lebensmittelabfälle aus Kantinen, Großküchen und Restaurants sind von den beiden Wissenschaftlern heiß begehrt. Sie vergären sie zu verschiedenen Säuren und verfüttern sie an Mikroalgen. Die wiederum synthetisieren daraus die für das Gehirn und die Netzhaut des Menschen extrem wichtige sechsfach ungesättigte Fettsäure Docosahexaensäure (DHA). Sie gehört zu den Omega-3-Fettsäuren.

Die Mikroalgen mit Lebensmittelabfällen oder anderen biogenen Reststoffen wie Gras, Laub oder Rinde zu füttern, um DHA zu synthetisieren, ist ein neuer Ansatz, der von den TU-Wissenschaftlern verfolgt wird. Sie könnten es auch mit ausgepressten Zuckerrüben tun, was viel einfacher wäre. Aber dies widerspricht ihrer Philosophie. Sie wollen soweit wie möglich auf Nahrungs- oder Futtermittel für ihre Bioprozesse verzichten und setzen deshalb auf Abfälle, um geschlossene Wertstoffkreisläufe zu schaffen. „Das ist für uns der nachhaltigere Weg“, so Dr.-Ing. Stefan Junne.

Aquakulturen als Teil des Problems: der Überfischung der Seen und Meere

Auf den Mikroalgen und ihrer Fähigkeit, aus den biogenen Resten jene mehrfach ungesättigte Fettsäure DHA zu synthetisieren, ruhen große Hoffnungen. Dr.-Ing. Anja Lemoine und Dr.-Ing. Stefan Junne wollen mit diesen Mikroalgen den Anteil an Fischmehl und Fischöl, der sich im Fischfutter für Aquakulturen befindet, signifikant verringern. Denn das Fischmehl und Fischöl wird aus einer wertvollen Ressource gewonnen: aus Millionen Tonnen von Sardinen, Sardellen, Makrelen und Krebstieren, sogenanntem Kleinfisch, der der Nahrungskette im Meer entzogen wird. 

Aquakulturen galten einst als Lösung eines menschengemachten Problems, längst aber sind sie Teil des Problems: der Überfischung der Seen und Meere. Durch die Zucht von Süß- und Salzwasserfischen in Aquakulturen in Teichen, Flüssen, an Küsten und in Meeren, so das Ziel, sollten sich die dezimierten Wildfischbestände erholen, ohne dass der Mensch auf die gesunde Nahrungsquelle Fisch verzichten müsse. Doch aufgrund der riesigen und stetig steigenden Nachfrage nach Fisch und Meeresfrüchten weltweit mutierten die Aquakulturen alsbald zu industriell betriebenen Fischfarmen, zu einer Art Massentierhaltung unter Wasser – mit desaströsen Folgen. Die mit Chemikalien und Antibiotika verunreinigten Abwasser aus den Aquakulturen wurden in die Meere und Flüsse geleitet. Noch absurder jedoch ist, dass die Überfischung mitnichten aufgehalten wurde. Innerhalb der Nahrungskette wurde sie lediglich einen Baustein nach vorn verlagert. Für die Aufzucht von einer Tonne Zuchtfisch werden etwa 2,5 Tonnen Wildfisch, also jener Kleinfisch, benötigt. „Gegenwärtig entstehen weltweit immer mehr Aquakulturen beziehungsweise sie wachsen. Der dort jährlich produzierte Fisch liegt bei 170 Millionen Tonnen und hat damit den Anteil des Fisches aus dem Wildfang (jährlich 90 Millionen Tonnen) bei Weitem überholt. Der Bedarf an Kleinfisch ist also gigantisch. Doch mittlerweile stagniert die Produktion von Fischmehl und -öl, weil die Fischgründe leer gefischt sind. Der Preis für eine Tonne Fischöl hat sich deshalb in den vergangenen zehn Jahren verdoppelt. Er liegt je nach Qualität teilweise bei 2000 US-Dollar und mehr pro Tonne“, weiß Dr.-Ing. Stefan Junne.

„Die mehrfach ungesättigten Fettsäuren DHA machen den Fisch erst zu diesem gesunden Nahrungsmittel für den Menschen“

Auf das Fischmehl und -öl im Fischfutter kann bei der Fischzucht nicht so ohne Weiteres verzichtet werden. Denn in Fischmehl und Fischöl ist die – wie bereits erwähnt –  so wichtige mehrfach ungesättigten Fettsäure Docosahexaensäure (DHA) enthalten. Der Anteil von DHA in den Omega-3-Fettsäuren des menschlichen Gehirns liegt bei bis zu 97 Prozent und der bei den Omega-3-Fettsäuren in der Netzhaut des Menschen bei bis zu 93 Prozent. „Das heißt, die mehrfach ungesättigten Fettsäuren machen den Fisch erst zu diesem gesunden Nahrungsmittel für den Menschen“, erklärt Dr.-Ing. Anja Lemoine.

Die Kleinfische nehmen DHA auf, indem sie die Mikroalgen fressen. Selbst können die Fische DHA nicht produzieren. Und genau hier bringen sich die TU-Bioverfahrenstechniker ins Spiel. „Um den Anteil von Fischmehl und -öl im Fischfutter zunehmend zu ersetzen, damit der Kleinfisch nicht mehr in diesen gigantischen Mengen gefangen werden muss, forschen wir daran, mit Hilfe der Mikroalgen das DHA biotechnologisch herzustellen“, so Junne.

Fischmehl und -öl sind im Fischfutter jedoch auch eine wichtige Proteinquelle. Diese substituieren Lemoine und Junne durch spezifische Hefestämme. Mittlerweile wird dieser von den TU-Wissenschaftlern hergestellte Algen-Hefe-Mix einem Fischfutter beigemischt, das im Institut für Binnenfischerei in Potsdam an Regenbogenforellen und Zander verfüttert wird. Die Herausforderung besteht darin, dass das Fleisch des Fisches, der damit aufgezogen wird, die gleichen Eigenschaften haben muss wie das Fleisch der Fische, die mit herkömmlichem Fischmehl und -öl gefüttert werden. Der Konsument darf keinen Unterschied merken. „Wir konnten zeigen, dass, wenn wir ein Viertel des Fischmehls und -öls im konventionellen Fischfutter durch unseren Algen-Hefe-Mix ersetzen, der Fisch annähernd die gleiche Qualität aufweist“, so Junne.

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