Die Protein-Challenge
24 Aug 2018
Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Vitamine und Mineralstoffe sind grundlegende Bestandteile einer gesunden Ernährung. Proteine liefern Aminosäure-Bausteine, die zum Wachstum, zur Erhaltung und zur Reparatur aller Zellen und Gewebe unseres Körpers erforderlich sind.
Fleisch, Fisch, Milchprodukte und pflanzliche Produkte wie Hülsenfrüchte, Bohnen und Getreide sind die Hauptquelle für Nahrungsprotein. Erwachsene benötigen etwa 0,8 Gramm (g) pro Kilogramm (kg) Körpergewicht pro Tag, das macht bei einem durchschnittlichen Mann circa 56 g Protein, bei einer durchschnittlichen Frau circa 46 g Protein aus. Studien zufolge liegt der jährliche Proteinbedarf der circa 7,3 Milliarden Menschen auf der Welt bei 202 Millionen Tonnen1.
Druck auf den Planeten
Die Produktion dieser Menge Protein in Form von Kulturen, Viehwirtschaft und Fischen/Meeresfrüchten stellt enorme Ansprüche an die vorhandenen Land-, Wasser und Energieressourcen und die wild lebenden sowie gezüchteten Fischbestände. Diese Probleme werden durch den Klimawandel noch verschärft und wirken sich in Summe auf die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft in vielen Regionen der Welt aus.
Und da laut den Vereinten Nationen die weltweite Bevölkerung bis 2050 auf 9,7 Milliarden gewachsen sein wird2, stellt die Entwicklung von nachhaltigen landwirtschaftlichen Praktiken und industriellen Herstellungsprozessen eine zunehmend belastende Herausforderung dar. Wir müssen grünere, intelligentere Lösungen entwickeln, um weiterhin genügend erschwingliches Protein für die Ernährung aller Menschen auf der Erde herstellen zu können, ohne ein umweltbedingtes, ökologisches und wirtschaftliches Chaos anzurichten.
Pflanzen stellen derzeit weltweit die Hauptquelle für Nahrungsprotein dar, obwohl sich die weltweite Anforderung an tierischem Protein bis 2050 verdoppeln könnte1, zumindest teilweise aufgrund des steigenden Einkommens in Entwicklungsländern und der zunehmenden Verwestlichung der Ernährung. Fleisch ist eine reichhaltige Quelle an Nahrungsprotein und Spurenelementen, einschließlich Mineralien und Vitaminen. Aber die Viehwirtschaft verbraucht mehr Wasser und benötigt mehr Land – für die Beweidung sowie Herstellung von Futtermitteln – und erzeugt zudem mehr Treibgase, als der Ackerbau. Deswegen sollte die Viehwirtschaft nicht die einzige Antwort sein, um dem steigenden Bedarf an Protein auf weltweiter Ebene nachzukommen.
Alternative Proteinquellen
Das offensichtliche Bedürfnis, neue Lösungen für die globale Protein-Challenge zu finden, schürt das Interesse an alternativen, umweltverträglichen Quellen für Nahrungsprotein, einschließlich Algen, Mikroorganismen und Insekten. Wissenschaftler weisen darauf hin, dass z. B. essbare Insekten eine weitgehend unausgeschöpfte Quelle an Proteinen, Fetten, Vitaminen und Mineralstoffen darstellen. Insekten können unter Verwendung von weniger Wasser und Land gezüchtet werden, als Viehbestände, und erzeugen weniger Treibgase. Einige Kulturen haben den Wert des Insekten-Proteins bereits erkannt, aber das Konzept, Insekten zu verzehren, oder Protein aus Insekten zu gewinnen, ist für viele andere ekelerregend. Erziehung wird eine wichtige Rolle spielen, damit Verbraucher alternative Quellen an proteinreichen Nahrungsmitteln akzeptieren und verstehen, warum wir sie produzieren müssen, und welche Vorteile diese neuen Arten der Landwirtschaft auf die Umwelt ausüben können. Parallel zur notwendigen Erziehung müssen die Lebensmittelproduzenten auch hochwertige, ansprechende Produkte aus diesen neuen Proteinquellen erzeugen, die den Konsumenten zusagen.
Proteinverarbeitung
Wir konsumieren Proteine durch den Verzehr von unverarbeitetem Fleisch, Fisch, Gemüse und Milchprodukten wie Milch, Käse und Joghurt. In den letzten Jahrzehnten haben es Entwicklungen in den Verarbeitungstechnologien möglich gemacht, Proteine, die bestimmte Funktionen und ernährungsphysiologische Merkmale aufweisen, zu extrahieren und reinigen.
Aus Quellen wie Pflanzen, Milchprodukten und Milchnebenprodukten extrahierte Proteine werden zur Verbesserung des Nährwerts zahlreicher Nahrungsmitteln und gesundheitsfördernder Produkte sowie vegetarischer, veganer und Fleischersatzprodukte verwendet. Proteine sind wichtige funktionelle Inhaltsstoffe, die Lebensmitteln Textur verleihen und zudem die Viskosität, Emulgierung, Stabilität und Schaumbildung oder Fettbindungskapazitäten bei zahlreichen Nahrungsmittelprodukten optimieren können. Nahrungsmittelproduzenten können jene mit den gewünschten Reinheitsgraden, Funktionen und organoleptischen Eigenschaften auswählen, um zu bestimmen, wie ihre Endprodukte schmecken, aussehen oder riechen sollen. Marktquellen besagen, dass der weltweite Markt für Inhaltsstoffe aus Nahrungsproteinen bis 2024 über 29 Milliarden USD erreichen wird3, während der weltweite Markt für pflanzliches Protein, der 2016 auf 8,35 Milliarden USD geschätzt wurde, bis 2022 bei 14,22 Milliarden liegen wird4.
Gereinigte Molkeproteine sind z. B. Schlüsselkomponenten bei vielen Arten von Proteinpulvern, -zusätzen und -snacks, die von Sportlern verwendet werden, um den Muskelaufbau zu fördern, und werden als Ernährungsprodukte für Patienten eingesetzt, die sich von einer Krankheit erholen oder spezielle Ernährungsbedürfnisse haben. Proteinpulver sind auch grundlegende Komponenten bei Säuglings(anfangs)nahrung, die für Babys in den ersten Lebensmonaten die einzige Nahrungsquelle darstellen kann.
Die Industrie muss flexibel bleiben, um Proteine aus unterschiedlichen Quellen zu extrahieren. Die Installierung vielseitiger, effizienter Verarbeitungstechnologien ermöglicht es der Nahrungsmittelindustrie, unter Berücksichtigung der lokalen landwirtschaftlichen Praktiken und saisonalen Verfügbarkeit zahlreiche Rohstoffe zu verarbeiten. Landwirte und Hersteller sind sich der Vorteile einer Erhöhung und eines sparsameren Umgangs mit den Früchten, Viehbeständen und neuen Proteinquellen bewusst, die nicht nur in der lokalen Umgebung eingesetzt und saisonalen Klimabedingungen angepasst sein werden, sondern die Land- und Wasserressourcen weniger unter Druck setzen werden. Die Fähigkeit, lokal produzierte Proteine zu verarbeiten, verringert den Abfall, reduziert die Kohlenstoffbilanz durch geringere Anforderungen an den Transport und die Kühlkette, und hilft zudem, sicherzustellen, dass den ortsansässigen Personen erschwingliche und qualitativ hochwertige Nahrungsmitteln zur Verfügung stehen.
Der landwirtschaftliche Sektor und die Industriebranche arbeiten stetig gemeinsam an der Entwicklung von Verarbeitungstechnologien, die eine effiziente, nachhaltige Proteinproduktion gewährleisten. Die Landwirte bemühen sich, nachhaltige Praktiken – für bestehende wie auch neue Proteinquellen – einzusetzen, die dabei helfen, die Umwelt zu schützen und unseren Bedarf an nicht erneuerbaren Ressourcen zu reduzieren. Aber ein Augenmerk auf die Nachhaltigkeit ist in der lebensmittelverarbeitenden Industrie genauso wichtig, wie im landwirtschaftlichen Sektor. Die Hersteller von Nahrungsmitteln setzen auf eine ähnliche Weise darauf, negative Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren und die Effizienz zu erhöhen, um die Produktion von wertvollen Rohstoffen zu optimieren. Spezialisten in Verarbeitungstechnologie und Engineering, wie GEA, arbeiten Hand in Hand mit Nahrungsmittelherstellern daran, die Prozesse und Ausrüstungen dazu auszulegen und zu optimieren, die Produktion zu maximieren, den Wasser- und Energieverbrauch zu minimieren, Verschwendung und Verlust zu reduzieren und die Wiederverwertung von Hitze und Wasser zu fördern.
GEA verfügt über eine jahrzehntelange Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Herstellern von Milchprodukten und pflanzlichen Proteinen. Wir entwickeln Komponenten, vielseitige Technologien und vollständig integrierte Lösungen, die von den Herstellern rund um die Welt verwendet werden, um Proteine aus zahlreichen Rohstoffen zu verarbeiten, einschließlich aus tierischen Quellen und Milchprodukten, ölreichen Früchten wie Soja und stärkereichen Früchten wie Erbsen und Kartoffeln. Neben der Entwicklung und Optimierung von Prozessen für etablierte Proteinquellen machen wir uns unsere Industrie-, Technologie- und Engineering-Kenntnisse sowie unser Know-how zu nutzen, um Zukunftslösungen für die nachhaltige Verarbeitung von Proteinen und Proteinderivaten aus Quellen, die auch Insekten, Algen und Pilzen beinhalten, zu entwickeln.
Unser Fachwissen umspannt den gesamten Proteinverarbeitungsprozess, von der Vorbereitung der Rohstoffe über die Extraktion, Reinigung und Trocknung der Proteine bis zum Recycling von überschüssiger Wärme und Wasser und Reinigung des Abwassers. Wir setzen auf die Entwicklung von grüneren, nachhaltigeren Lösungen, die es Herstellern ermöglichen, flexibel und effizient zu sein und dabei weniger Wasser, Energie und andere Ressourcen zu verbrauchen, geringere Emissionen zu erzeugen und mehr als jemals zuvor zu recyceln.
Das Know-how von Technologieexperten und Innovatoren wie GEA wird der Schlüssel dazu sein, dafür zu sorgen, dass wir diese und die zukünftigen Generationen mit Ernährungskomponenten versorgen können, die grundlegend für die Gesundheit und das Wohlbefinden sind und gleichzeitig dazu beitragen, die wertvollen Ressourcen unseres Planeten zu bewahren.
Literatur:
1. Henchion, M., Hayes, M., Mullen, A., Fenelon, M. and Tiwari, B. (2017). Future Protein Supply and Demand: Strategies and Factors Influencing a Sustainable Equilibrium. Foods, 6(7), 53.
2. Abteilung für wirtschaftliche und soziale Angelegenheiten der Vereinten Nationen. http://www.un.org/en/development/desa/news/population/2015-report.html
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pflanzliche Proteine
