CO2 to Food: Innovativer Ansatz zur Proteinproduktion
Wissenschaftler:innen in China haben ein zweistufiges Verfahren entwickelt, das CO2 in hochwertige Proteine für Tier- und möglicherweise menschliche Ernährung umwandelt. Dieser bahnbrechende Ansatz könnte nicht nur die steigende Nachfrage nach Nahrungsmitteln decken, sondern auch zur Reduzierung von Treibhausgasen beitragen und Umweltprobleme effektiv lösen.
15.04.2025
Wissenschaftler:innen der Xi'an Jiaotong-Universität sowie des Tianjin-Instituts für industrielle Biotechnologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften setzen CO2 zur Produktion von Lebensmitteln ein. Dabei wird CO2, das aus der Atmosphäre oder von Biogasanlagen stammt, durch den Einsatz von grünem Strom und Bakterien in einzellige Proteine (SCP) umgewandelt. Das resultierende Nahrungsmittel ist reich an lebenswichtigen Aminosäuren. Diese stellen eine ausgezeichnete Ergänzung für Tierfutter dar und sind zudem potenziell geeignet für die menschliche Ernährung. Das Verfahren kombiniert anaerobe und aerobe mikrobielle Prozesse und nutzt Acetat als zentrales Zwischenprodukt.
Zweistufiges Verfahren
In der ersten Phase wird die mikrobielle Elektrosynthese angewendet, ein Verfahren zur Umwandlung von CO2 in wertvolle Basischemikalien unter Verwendung elektrischer Energie, die idealerweise umweltfreundlich erzeugt wird. Dies geschieht in einer Brennstoffzelle, wo eine Reaktion mit elektrosensitiven Mikroben stattfindet, die als Biofilm auf der Kathode der Zelle wachsen. In diesem Prozess entsteht Acetat, ein Stoff, der normalerweise aus Holz gewonnen wird.
Im zweiten Schritt erfolgt die Umwandlung des Acetats in SCP durch aerobe Bakterien, insbesondere Alcaligenes. Dank des kontinuierlichen Kreislaufs des Mediums zwischen den beiden Reaktoren konnten die Forscher ein bemerkenswertes Zelltrockengewicht von 17,4 Gramm pro Liter und einen Proteingehalt von 74 Prozent erzielen. Damit übertreffen sie herkömmliche Proteinquellen wie Fisch- und Sojamehl.
Umweltprobleme lösen
„Angesichts der weltweit steigenden Nachfrage nach Lebensmitteln und des sich verschärfenden Klimawandels stellt diese Technologie einen bedeutenden Schritt in Richtung einer kohlenstoffkreislaufbasierten Wirtschaft dar, bei der Treibhausgase in nahrhafte Lebensmittel umgewandelt werden und die Umweltbelastung reduziert wird“, heißt es. Das Verfahren zeige das hohe Potenzial von Biohybridsystemen, die Lebensmittelproduktion zu revolutionieren und Umweltprobleme anzugehen.
