Fleisch aus dem Labor: wie es hergestellt wird und was die Vor- und Nachteile sind

In letzter Zeit wurde viel über im Labor gezüchtetes Fleisch (auch Kulturfleisch oder In-vitro-Fleisch genannt) berichtet. Dieser Artikel erklärt, was Laborfleisch ist, wie es hergestellt wird und welche Barrieren überwunden werden müssen, wenn wir es jemals in europäischen Supermärkten kaufen wollen.

Was ist Laborfleisch und wie wird es hergestellt?

In-vitro-Fleisch ist Fleisch, das aus tierischen Zellkulturen und nicht durch traditionelle Aufzucht und Schlachtung lebender Tiere gewonnen wurde.¹ Es ist keine Nachahmung von Fleisch, das aus anderen Zutaten hergestellt wurde, wie zum Beispiel Burger aus pflanzlichen Proteinen.

Der Produktionsprozess findet in vier Schritten statt:¹

1. Einem lebenden Tier wird eine Stammzellenprobe entnommen. Stammzellen sind Zellen, die sich zu anderen spezialisierten Zelltypen im Körper entwickeln können, zum Beispiel zu Blut-, Leber- oder Muskelzellen.
2. Die Stammzellen werden in große Behälter, sogenannte Bioreaktoren, gegeben. Diese enthalten Nährmedien, die eine Umgebung schaffen, die der im Körper eines Tieres ähneln. Sie versorgen die Zellen mit Nährstoffen, die sie brauchen, um sich zu vermehren.
3. Das Nährmedium wird so verändert, dass sich Stammzellen in die drei Hauptbestandteile von Fleisch entwickeln können: Muskeln, Fett und Bindegewebe.
4. Diese Zellen werden dann getrennt und geordnet, um die gewünschte Art des produzierten Fleisches zu „bauen“. Dafür werden Gerüste benötigt. Ein Gerüst besteht aus essbarem Material, das die Anordnung von Fleischzellen in die gewünschte Form unterstützt, z. B. zu einem Steak oder Hackfleisch. Dabei kann das Gerüst mehr als nur Zellen zusammenhalten. Es transportiert auch Nährstoffe und hilft den Zellen dabei, sich noch weiter zu differenzieren. Im Allgemeinen sind komplexe Strukturen wie Steaks schwieriger zu reproduzieren als Burger.

Wer hat Laborfleisch erfunden?

Das erste Rindfleisch-Patty wurde der Welt im August 2013 vorgestellt. Das Fleisch war von einem Team unter der Leitung von Mark Post von der Universität Maastricht entwickelt worden.

Derzeit gibt es etwa 60 Start-ups, die Kulturfleisch produzieren und verkaufen wollen, und zwar nicht nur Rindfleisch, sondern auch Hühnchen, Ente, Meeresfrüchte, Foie gras, Känguru und mehr.

Was sind die Vor- und Nachteile von im Labor gezüchtetem Fleisch?

Das Tierwohl ist ein Grund dafür, Fleisch im⁠ Labor herzustellen. Mit dieser Methode kann Fleisch produziert werden, ohne dass eine große Anzahl von Tieren aufgezogen und geschlachtet werden muss. Damit hat die Methode das Potenzial, den Tierschutz innerhalb des Lebensmittelsystems zu verbessern.² Das Verfahren beruht jedoch derzeit noch auf Stammzellen, die lebenden Tieren entnommen werden, und das am häufigsten genutzte Nährmedium enthält fötales Rinderserum (FBS), das aus fötalem Blut in Tierschlachthöfen gewonnen wird. Das bedeutet, dass auch für Laborfleisch immer noch Tiere geschlachtet werden müssen.³

Einige Befürworter von Fleisch aus dem Labor bringen die verbesserte Lebensmittelsicherheit als weiteren Vorteil von In-vitro-Fleisch an. Im kontrollierten Laborumfeld sind Fleischprodukte nicht dem traditionellen Risiko einer Kontamination mit krankmachenden Bakterien wie E. coli oder Campylobacter, die normalerweise aus dem Darm von Nutztieren stammen, ausgesetzt. Wie bei jeder industriellen Lebensmittelproduktion kann es in unterschiedlichen Phasen jedoch immer noch zu einer mikrobiologischen oder chemischen Kontamination kommen. Bevor solche Produkte in Europa verkauft werden können, müssen gründliche Sicherheitsbewertungen durchgeführt werden.⁴

Eine nachhaltigere Herstellung von Eiweißprodukten wird in den nächsten 30 Jahren von entscheidender Bedeutung sein, wenn man bedenkt, dass die Weltbevölkerung bis 2050 voraussichtlich auf 9 Milliarden anwachsen wird und der Aspekt der Nachhaltigkeit eine wichtige Motivation für die Produktion von Laborfleisch ist. Es ist jedoch noch nicht klar, ob die Massenproduktion von Kulturfleisch ökologisch nachhaltiger sein wird als die traditionelle Tierhaltung. Während einige Ressourcen wie Wasser, Land und Düngemittel weniger benötigt werden als für den Anbau von Futterpflanzen und die Aufzucht von Vieh,^5,6 sind andere Aspekte komplizierter. Zum Beispiel:

• Während eine Reduktion der Rinderhaltung die Methanemissionen verringern würde, die zum Klimawandel beitragen, weisen aktuelle Modellierungsstudien darauf hin, dass die laborgestützte Fleischproduktion auf lange Sicht problematische CO2-Emissionen verursachen könnte.⁷
• Die Produktion von Kulturfleisch erfordert einen erheblichen Energieeinsatz, was ein Problem darstellen könnte, wenn für den Produktionsprozess fossile Brennstoffe verwendet werden. Die Nutzung erneuerbarer Energien wird der Schlüssel zur Lösung von Nachhaltigkeitsproblemen sein.⁷

Ist im Labor gezüchtetes Fleisch für Vegetarier oder Veganer geeignet?

Laborfleisch ist ein herkömmliches Lebensmittel, das auf neue Weise hergestellt wird. Dies wirft natürlich einige Fragen auf.

Früher hätten Veganer und Vegetarier im Labor gezüchtetes Fleisch komplett abgelehnt, weil fötales Rinderserum (FBS) als Nährmedium verwendet wird. Seitdem arbeiten Unternehmen jedoch daran, FBS durch ein Nährmedium zu ersetzen, das nicht von Tieren stammt, und dies ist 2022 zum ersten Mal geglückt.⁸ Fleisch aus dem Labor gilt immer noch als Fleisch, aber diejenigen, die aus Gründen des Tierwohls kein Fleisch essen möchten, können sich dazu entscheiden, Kulturfleisch zu konsumieren, wenn es ohne FBS hergestellt wurde.

Ist im Labor gezüchtetes Fleisch halal/koscher?

Es gibt zwar noch keine offizielle Meinung von jüdischen und muslimischen religiösen Stellen, aber einige glauben, dass Kulturfleisch sehr wohl auch koscher oder halal ist.^9,10 Andere sind anderer Meinung. Koscheres oder Halal-Fleisch muss von einem Tier stammen, das nach spezifischen Vorschriften geschlachtet wurde. Es kann kompliziert sein, solche Vorschriften bei einer derart nichttraditionellen Produktionsmethode anzuwenden. Es bleibt abzuwarten, ob diese Produkte allgemein als koscher oder halal akzeptiert werden.

Ist im Labor gezüchtetes Fleisch in der EU zugelassen?

Als neuartiges Lebensmittel muss Kulturfleisch von den nationalen Behörden für Lebensmittelsicherheit zugelassen werden, bevor es an die Verbraucher verkauft werden kann. Das einzige Land der Welt, in dem dies bisher geschehen ist, ist Singapur. In den USA werden Fortschritte in Richtung dieses Ziels gemacht. Singapur hat strenge Maßnahmen für die Sicherheitsbewertung von Laborfleisch eingeführt, das derzeit als neuartiges Lebensmittel gilt.¹¹

In Europa müssen neuartige Lebensmittel von der Europäischen Kommission genehmigt werden, bevor sie auf den Markt kommen. Bisher hat kein Unternehmen oder keine Organisation eine Genehmigung beantragt, obwohl dies wahrscheinlich im Jahr 2023 geschehen wird. Anschließend prüft die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) das neuartige Lebensmittel, um festzustellen, ob es für den Menschen sicher ist. Dieses Überprüfungsverfahren kann mehrere Jahre dauern.

Es ist noch zu früh, um vorauszusagen, ob im Labor erzeugtes Fleisch als „Fleisch“ gekennzeichnet wird. In der EU lautet die rechtliche Definition von Fleisch (die aus einer Zeit stammt, in der Tiere noch die einzige mögliche Quelle von Fleisch waren) „Skelettmuskel, der von bestimmten Tierarten stammt“. Im Falle von Kulturfleisch gibt es jedoch kein Tier und kein Skelett, sodass nicht klar ist, ob die bestehende Definition ausreicht, um im Labor gezüchtetes Fleisch abzudecken oder nicht. Derzeit wird die Kennzeichnung von im Labor gezüchtetem Fleisch in den USA überprüft, wozu eine öffentliche Konsultation stattfindet.

Wird im Labor gezüchtetes Fleisch traditionelles Fleisch ersetzen?

Wenn Fleisch aus dem Labor einen bedeutenden Prozentsatz des Fleisches ersetzen soll, das wir essen, wird die Akzeptanz durch die Verbraucher von entscheidender Bedeutung sein. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass Menschen Kulturfleisch immer noch nur sehr ungern akzeptieren, obwohl die Akzeptanz durch die Art und Weise, wie Informationen über das Produkt präsentiert werden, verbessert werden kann.¹² Im Moment scheinen die Menschen eher pflanzliche Optionen zu bevorzugen, wenn sie alternative Proteine in Betracht ziehen.¹² Die meisten verfügbaren Verbraucherforschungen zu Fleisch auf Laborbasis basieren jedoch auf hypothetischen Situationen, und nur sehr wenige Verbraucher hatten bisher die Möglichkeit, Laborfleisch zu probieren. Es gibt nicht viele Studien über die sensorischen Eigenschaften, sodass wir nicht viele Informationen darüber haben, wie Geschmack und Textur im Vergleich zu traditionellem Fleisch sind.

Darüber hinaus ist es schwierig zu sagen, ob die neuartigen Produkte denselben Nährwert wie traditionelles Fleisch aufweisen werden. Das ist ungewiss, weil die Produktion von im Labor gezüchtetem Fleisch komplex und teuer ist und das meiste Wissen den Unternehmen gehört, die in die Entwicklung der Technologie investieren. Es gibt nicht viele Stichproben für unabhängige Forscher, sodass ein Großteil der verfügbaren Daten bisher entweder theoretisch oder auf Informationen von Start-ups selbst beruht.¹³

Obwohl noch viele Fragen zum Thema Laborfleisch beantwortet werden müssen, hat die EFSA angekündigt, den Schwerpunkt verstärkt auf aus Zellkulturen gewonnene Lebensmittel zu legen, was ein Schritt sein könnte, um für derartige Produkte den Weg in die europäischen Supermarktregale zu ebnen.

Verweise

1. Post MJ, Levenberg S, Kaplan DL et al., (2020) Scientific, sustainability and regulatory challenges of cultured meat. Nature Food 1:403-415
2. Bhat ZF, Kumar S & Fayaz H. (2015) In vitro meat production: Challenges and benefits over conventional meat production. Journal of Integrative Agriculture 14(2): 241-248.
3. S Chriki & JF Hocquette (2020) The myth of cultured meat: A review. Front. Nutr. 7:7. doi: 10.3389/fnut.2020.00007
4. Ong KJ, Johnston J, Datar I, et al. (2021) Food safety considerations and research priorities for the cultured meat and seafood industry. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 20(6):5421-5448.
5. Mattick CS, Landis AE, Allenby BR et al. (2015) Anticipatory Life Cycle Analysis of In Vitro Biomass Cultivation for Cultured Meat Production in the United States. Environ Sci Technol. 49(19):11941-9.
6. Tuomisto HL & Teixeira de Mattos MJ (2011) Environmental impacts of cultured meat production. Environmental Science and Technology 45(14):6117-23.
7. Lynch J & Pierrehumbert R (2019) Climate Impacts of Cultured Meat and Beef Cattle. Front. Sustain. Food Syst. 3:5. doi: 10.3389/fsufs.2019.00005
8. Messmer T, Klevernic I, Furquim C et al. (2022) A serum-free media formulation for cultured meat production supports bovine satellite cell differentiation in the absence of serum starvation. Nature Food 3:74-85.
9. Krautwirth R. Will Lab-Grown Meat Find Its Way to Your Table? YU Observer (2018). Available online at: https://yuobserver.org/2018/05/will-lab-grown-meat-find-way-table/ (accessed 19 February 2023).
10. Hamdan MN, Post MJ, Ramli MA et al. (2018) Cultured Meat in Islamic Perspective. Journal of Religion and Health 57(6)2193-2206.
11. Singapore Food Agency (2022) Requirements for the safety assessment of novel foods and novel food ingredients. Retrieved from https://www.sfa.gov.sg/docs/default-source/food-import-and-export/Requirements-on-safety-assessment-of-novel-foods_26Sep.pdf.
12. Pakseresht A, Kaliji SA & Canavari M (2022) Review of factors affecting consumer acceptance of cultured meat. Appetite 170:105829.
13. Fraeye I, Kratka M, Vandenburgh H et al. (2020) Sensorial and nutritional Aspects of Cultured Meat in Comparison to Traditional Meat: Much to Be Inferred Front. Nutr. 7:35