Was wir morgen essen

Künstliches Fleisch

Fleisch aus dem Labor © tilialucida/Adobe Stock


Marktreif? Bisher nicht.

Bisher sind in keinem Land der Welt Produkte auf Basis von künstlichem Fleisch auf dem Markt. Die Prognosen, wann die ersten Burger, Fleisch- und Wurstwaren in den Handel gelangen, reichen von der optimistischen Prognose nur weniger Jahre bis zu einem Zeitpunkt in 10 bis 20 Jahren.

Vom Patent zum Prototyp
Im Jahr 1997 meldete der niederländische Forscher Willem van Eelen das erste Patent auf ein Herstellungsverfahren für In-Vitro-Fleisch ("künstliches Fleisch") an, doch erst etliche Jahre später gelang der erste Durchbruch, der die Produktion im industriellen Maßstab möglich machen kann. Mark Post und sein Team von der Universität Maastricht präsentierten am 5. August 2013 den ersten Burger aus Rinderstammzellen. Inzwischen ist das Team als Unternehmen organisiert und hat einige Nachahmer weltweit gefunden.

Fleisch aus dem Bioreaktor: Fünf Unternehmen weltweit aktiv
Aktuell investieren fünf Unternehmen in die (Weiter-)Entwicklung und Anpassung des Prozesses an die Produktion von Muskelfleisch aus Rind-, Schwein-, Geflügel- sowie Fischstammzellen. An der Finanzierung der Forschung und Entwicklung sind namhafte Geldgeber beteiligt, unter anderem der Microsoft-Gründer Bill Gates und der Google-Gründer Sergey Brin. Der deutsche PHW-Gruppe – eines der größten deutschen Fleischproduzenten und gemeinhin unter dem Markennamen "Wiesenhof" bekannt – investiert in das Israelische Start-up "Super Meat", welches die Forschung und Entwicklung von "künstliches" Geflügelfleisch forciert.

Das Verfahren: Gewebezüchtung ("Tissue Engineering")
Das Verfahren für die Herstellung von künstlichem Fleisch beruht auf der Technologie der regenerativen Medizin, die "künstliches" Gewebe für Knorpel, Herzklappen, Hautgewebe oder Gefäße "wachsen" lässt und wird "Tissue Engineering" (Gewebekonstruktion/ Gewebezüchtung) genannt.

Zunächst werden lebenden Tieren Stammzellen entnommen und in einem Nährmedium zur Vermehrung angeregt. Die anschließende Muskelentwicklung findet in einem Bioreaktor statt, wo sich die Stammzellen zunächst zu Muskelzellen entwickeln, welche dann zu Muskelfasern heranwachsen (Böhm et al. 2017). Während das Prinzip des Verfahrens bereits etabliert ist und inzwischen erste Erfolge verzeichnet wurden, sind für eine industrielle Massenproduktion noch Anpassungen nötig. Die folgende Aufzählung darf als Einblick in die Verfahrensoptimierung verstanden werden (Langelaan et al. 2010):

  • Grundsätzlich kommen mehre Arten von Stammzellen für die Produktion in Frage. So können Stammzellen beispielsweise aus dem Knochenmark, aber auch aus den Muskeln selbst und sogar aus Federn gewonnen werden. Deren Vorteile und Grenzen sind unterschiedlich und derzeit Gegenstand der Forschung.
  • Für das Wachstum der Muskelstränge werden Gerüste – bestehend aus beispielsweise Kollagen – verwendet, an denen die Muskelfasern sich so ausrichten können, dass eine fleischähnliche Struktur entsteht.
  • Die Ausbildung von Muskelzellen aus Stammzellen (Differenzierung) erfordert ein entsprechendes biochemisches Signal sowie eine optimale Versorgung mit Nährstoffen. Beides wird aktuell noch aus fetalem Kälberserum gewonnen, was zum einen teuer ist, zum anderen ethische Aspekte aufwirft. Hierfür muss noch ein adäquater Ersatz gefunden werden. Die Bestrebung der beteiligten Unternehmen besteht darin, pflanzen- oder algenbasierte Nährmedien zu entwickeln, welche die Funktion des Kälberserums übernehmen.
  • Darüber hinaus brauchen die Zellen zur Ausbildung von Muskeln auch physische und elektrische Anreize, welche die natürliche Bewegung sowie die Stimulation durch Nervenzellen ersetzen. Dies erfordert eine technische Lösung und Betrifft den Bau der Produktionsanlagen.
  • Schließlich sind Muskelzellen allein nicht ausreichend, um das Geschmackserlebnis von Fleisch ausreichend zu imitieren. Neben den Muskelstammzellen sowie matrix-bildenden Zellen werden beispielsweise Fettzellen mitkultiviert. Hier liegt eine Herausforderung in der Wachstumsregulation der zusätzlichen Zellen.