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Mykoprotein

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Mykoprotein zubereitet und serviert als Fleischersatz

Mykoprotein (lat. „Protein von Pilzen“), auch bekannt als mycel-basiertes Protein oder Pilzprotein, ist eine Art von Einzellerprotein (auch Single-Cell Protein), aus Pilzen für den menschlichen Verzehr.[1]

Übersicht

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Der Mikroorganismus Fusarium venenatum war der erste Pilz, der für Lebensmittel auf Mykoproteinbasis verwendet wurde. Er wurde 1985 von Marlow Foods unter dem Markennamen Quorn auf den Markt gebracht. F. venenatum wächst filamentartig (lange, fadenförmige Zellen) und wandelt Stärke effizient in eine faserige, fleischähnliche und proteinreiche Zutat um.[1]

Seitdem wurden weitere Mykoproteinprodukte und Darreichungsformen entwickelt. So gibt es mittlerweile nicht nur Fleischersatz aus Mykoprotein, sondern auch Pulveranwendungen, Getränke und Riegel. Gleichzeitig wird die Palette an dafür verwendeten Pilzarten breiter, obwohl Zulassungsprozesse gerade in der Europäischen Union die Markteinführung deutlich verlangsamen.[2][3][4]

Produktion & Synthese

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Die Herstellung von Mykoprotein erfolgt in Stahltanks (auch Bioreaktor oder Fermenter genannt), ähnlich wie bei der Bierherstellung. Die Pilze werden unter aeroben Bedingungen gezüchtet, wobei sie mit Stickstoff, Kohlenstoff sowie wichtigen Vitaminen und Mineralstoffen versorgt werden. Kohlendioxid wird aus dem Behälter entfernt. Im Fall von F. venenatum wird Glucose als Kohlenstoffquelle und Ammoniak als Stickstoffquelle zugeführt. In der Bioprozesskontrolle werden Parameter wie Rührergeschwindigkeit, pH-Wert und Temperatur für ein optimales Wachstum streng kontrolliert.[1]

Bei der Ernte wird die Biomasse gewaschen und einer Hitzebehandlung unterzogen, um den Ribonukleinsäuregehalt (RNS) zu reduzieren, bevor sie weiter verarbeitet wird.[1] Bei der Verarbeitung können dem Pilz verschiedene Aromen und Würzmischungen hinzugefügt werden, um verschiedene Fleischsorten nachzuahmen.[5]

Nach einer Kultivierungsdauer von etwa 1.000 bis 1.200 Stunden tritt bei F. venenatum eine reproduzierbare Mutation auf, welche die Länge der Hyphen erheblich verkürzt. Da diese Veränderung für den Produktionsprozess ungünstig ist, stellt sie eine Herausforderung dar, zumal dieser mutierte Stamm die ursprüngliche Kultur unter normalen Bedingungen schnell verdrängt. Um dies zu verhindern, kann der Stickstoffgehalt im Nährmedium, die Nährstoffkonzentration oder der pH-Wert angepasst werden.[6]

Sensorische Eigenschaften, Nährwerte & Gesundheitseinflüsse

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Durch die fasrige Struktur des Myzels und den Zellwandaufbau von Pilzen unterscheidet sich Mykoprotein in seiner Beschaffenheit und seinem Nährwert deutlich von Pflanzen. Dies eröffnet die Möglichkeit, vegetarische und vegane Produkte zu entwickeln, welche die faserige Textur von Fleisch originalgetreu nachahmen. Durch spezielle Press- oder 3D-Druck-Verfahren können täuschend echte Ersatzprodukte erzeugt werden.[7]

Die Biomasse ist von Natur reich an Protein, Ballaststoffen und Mineralien. Die Zellwand, die einen Großteil der Ballaststoffe ausmacht, besteht dabei aus etwa 66 % β-Glucan und 33 % Chitin. Gleichzeitig weist der Pilz nur geringe Mengen an Fett, Cholesterin, Natrium und Zucker auf und entspricht in seiner Zusammensetzung den aktuellen Ernährungsrichtlinien.[1][8][9]

Diese Zusammensetzung – hervorgehoben im Umweltprogramm der Vereinten Nationen (2023) – ist der Grund dafür, dass der Verzehr von Mykoprotein in mehreren Studien mit diversen gesundheitlichen Vorteilen in Verbindung gebracht wird. Dazu gehören etwa verbesserte Cholesterin-, Blutzucker- und Blutdruckwerte, präbiotische Eigenschaften, sowie ein positiver Einfluss auf das Immunsystem.[10][11]

Der exakte Mechanismus, durch den die Ballaststoffe den Glykämie- und Insulinspiegel beeinflussen, ist noch nicht vollständig geklärt. Doch es ist bekannt, dass Mykoprotein die Geschwindigkeit der Glukoseaufnahme sowie die Insulinausschüttung verringert. Es wird weitgehend angenommen, dass dieser Nutzen primär auf den hohen Protein- und Ballaststoffgehalt zurückzuführen ist, die das Sättigungsgefühl fördern und die Resorption im Darm verlangsamen.[10]

Im Jahr 2001 schätzte ein Expertengremium die Nachhaltigkeit von Mykoprotein ein. Im Zuge dieser Bewertung wurde die Qualität des Proteins sowohl durch eine Studie mit freiwilligen Testpersonen als auch über den sogenannten PDCAAS-Wert ermittelt, ein weitverbreitetes Verfahren zur Bestimmung der Proteinverdaulichkeit.[12]

Die Analyse ergab, dass Mykoprotein eine exzellente Zusammensetzung an Aminosäuren aufweist. Mit einem PDCAAS-Wert von 0,91 ist es qualitativ mit Rindfleisch oder Soja vergleichbar. Zudem kam das Gremium zu dem Schluss, dass die Fettsäurezusammensetzung eher pflanzlichen als tierischen Fetten ähnelt, da es nur wenige gesättigte Fettsäuren, dafür jedoch einen hohen Anteil an gesunden einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren enthält.[13]

Sowohl in diesem Review als auch in aktuelleren Fachartikeln wird hervorgehoben, dass Mykoprotein keine oder nur verschwindend geringe Mengen an Phytinsäure enthält. Dabei handelt es sich um bekannte Antinährstoffe, die typischerweise in vielen pflanzlichen Proteinquellen vorkommen. Im Gegensatz zu den meisten Hülsenfrüchten beeinträchtigt der Verzehr von Mykoprotein daher nicht die Aufnahme lebenswichtiger Mineralstoffe und Spurenelemente wie Eisen, Zink, Calzium und Mangan.[13]

Allergien & Hypersensitivität

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Überempfindlichkeitsreaktionen nach dem Verzehr von Mykoprotein treten nur äußerst selten auf, wurden jedoch bereits bei Personen beobachtet, die allergisch auf Schimmelpilze oder andere Pilzarten reagieren.[14][15] Für die breite Mehrheit der Menschen gilt der Verzehr von Mykoprotein als vollkommen unbedenklich.[1]

Gesetze & Zulassungen

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Obwohl Mykoprotein als Proteinalternative der nächsten Generation gilt, sind die meisten der zu seiner Herstellung genutzten Mikroorganismen bereits seit Jahrzehnten oder gar Jahrhunderten im Einsatz. Aus diesem Grund unterliegen sie in der Europäischen Union nicht der sogenannten Novel-Food-Verordnung für neuartige Lebensmittel.[16] Mykoprotein hat 2002 in den USA den höchsten Sicherheitsstatus (GRAS) der Lebensmittelschutzbehörde FDA erhalten.[17]

Nachhaltigkeit

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Mehrere Hersteller von Mykoprotein berichten, dass die Produktion dieses Pilzproteins die Umwelt über 90 % weniger belastet als die Erzeugung von Rindfleisch, wobei Faktoren wie Landnutzung, Wasserverbrauch und der CO2-Fußabdruck berücksichtigt wurden[2][18]. Eine im Jahr 2022 in Nature veröffentlichte Studie untermauert dieses Potenzial: Demnach könnten die weltweite Entwaldung sowie die CO2-Emissionen um die Hälfte reduziert werden, wenn lediglich 20 % des pro Kopf verzehrten Fleisches durch mikrobielle Proteine aus Fermentationsprozessen ersetzt würden. Neben diesen Einsparungen ließen sich zusätzlich die Methanemissionen senken. All diese Berechnungen setzen jedoch voraus, dass die neuen Alternativen von den Verbraucherinnen und Verbrauchern auch tatsächlich akzeptiert und angenommen werden.[19]

Einzelnachweise

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  1. 1 2 3 4 5 6 Tim JA Finnigan, Benjamin T Wall, Peter J Wilde, Francis B Stephens, Steve L Taylor, Marjorie R Freedman: Mycoprotein: The Future of Nutritious Nonmeat Protein, a Symposium Review. In: Current Developments in Nutrition. 3. Jahrgang, Nr. 6, 2019, doi:10.1093/cdn/nzz021, PMID 31187084, PMC 6554455 (freier Volltext) – (englisch, elsevier.com).
  2. 1 2 Future of Fungi: Mycoprotein's Role as an Alternative Protein. In: Protein Directory. 20. Dezember 2023, abgerufen am 20. Dezember 2023 (englisch).
  3. ↑ bishop: Smarta sporer ska få fler att välja vego. In: Sweden Food Arena. Abgerufen am 10. Juni 2024 (sv-se).
  4. ↑ Die Relevanz von Mykoprotein – DIE Zutat für Gesundheit & Ernährung. Abgerufen am 5. Mai 2026.
  5. ↑ Yoder WT, Christianson LM: Species-specific primers resolve members of Fusarium section Fusarium. Taxonomic status of the edible "Quorn" fungus reevaluated. In: Fungal Genetics and Biology. 23. Jahrgang, Nr. 1, Februar 1998, S. 68–80, doi:10.1006/fgbi.1997.1027, PMID 9501478 (englisch).
  6. ↑ Wiebe MG: Myco-protein from Fusarium venenatum: a well-established product for human consumption. In: Applied Microbiology and Biotechnology. 58. Jahrgang, Nr. 4, März 2002, S. 421–427, doi:10.1007/s00253-002-0931-x, PMID 11954786 (englisch).
  7. ↑ Die Relevanz von Mykoprotein – DIE Zutat für Gesundheit & Ernährung. Abgerufen am 5. Mai 2026.
  8. ↑ Nährwertangaben. Abgerufen am 5. Mai 2026.
  9. ↑ Emma Derbyshire: Food-Based Dietary Guidelines and Protein Quality Definitions—Time to Move Forward and Encompass Mycoprotein? In: Foods. 11. Jahrgang, Nr. 5, 23. Februar 2022, ISSN 2304-8158, S. 647, doi:10.3390/foods11050647, PMID 35267280, PMC 8909067 (freier Volltext) – (englisch).
  10. 1 2 Daseul Lee, Jeong Hoon Pan, Dahye Kim, Wan Heo, Eui Cheol Shin, Young Jun Kim, Youn Young Shim, Martin J. T. Reaney, Seong‐Gyu Ko, Seung‐Beom Hong, Hyung Taek Cho, Tae Gyun Kim, Kangwook Lee, Jae Kyeom Kim: Mycoproteins and their health‐promoting properties: Fusarium species and beyond. In: Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. Band 23, Nr. 3, Mai 2024, ISSN 1541-4337, doi:10.1111/1541-4337.13365 (englisch, Online [abgerufen am 5. Mai 2026]).
  11. ↑ Reshab Majumder, Saptadip Miatur, Akash Saha, Shamim Hossain: Mycoprotein: production and nutritional aspects: a review. In: Sustainable Food Technology. 2. Jahrgang, Nr. 1, 2024, S. 81–91, doi:10.1039/D3FB00169E (englisch, rsc.org).
  12. ↑ Evaluating the Safety and Nutritional Value of Mycoprotein. In: www.ift.org. 1. Juli 2001, abgerufen am 24. Februar 2026 (englisch).
  13. 1 2 S Miller, J Dwyer: Evaluating the Safety and Nutritional Value of Mycoprotein. In: Food Technology. 55. Jahrgang, Nr. 7, 2001, S. 42–45 (englisch).
  14. ↑ Michael Hoff, Ralph M. Trüeb, Barbara K. Ballmer-Weber, Stefan Vieths, Brunello Wuethrich: Immediate-type hypersensitivity reaction to ingestion of mycoprotein (Quorn) in a patient allergic to molds caused by acidic ribosomal protein P2. In: Journal of Allergy and Clinical Immunology. 111. Jahrgang, Nr. 5, 2023, S. 1106–1110, doi:10.1067/mai.2003.1339, PMID 12743577 (englisch, elsevier.com).
  15. ↑ Haiyan Xing, Jianyong Wang, Yuemei Sun, Hongtian Wang: Recent Advances in the Allergic Cross-Reactivity between Fungi and Foods. In: Journal of Immunology Research. 2022. Jahrgang, 7. Oktober 2022, ISSN 2314-7156, S. 1–10, doi:10.1155/2022/7583400, PMID 36249419, PMC 9568318 (freier Volltext) – (englisch).
  16. ↑ Anu Lähteenmäki-Uutela, Moona Rahikainen, Annika Lonkila, Baoru Yang: Alternative proteins and EU food law. In: Food Control. 130. Jahrgang, 1. Dezember 2021, ISSN 0956-7135, doi:10.1016/j.foodcont.2021.108336 (englisch).
  17. ↑ GRN No. 91. In: U.S. Food and Drug Administration. Abgerufen am 8. Januar 2024 (amerikanisches Englisch).
  18. ↑ ENOUGH - delicious, nutritious, sustainable. In: ENOUGH - delicious, nutritious, sustainable. Abgerufen am 20. Dezember 2023 (amerikanisches Englisch).
  19. ↑ Florian Humpenöder, Benjamin Leon Bodirsky, Isabelle Weindl, Hermann Lotze-Campen, Tomas Linder, Alexander Popp: Projected environmental benefits of replacing beef with microbial protein. In: Nature. 605. Jahrgang, Nr. 7908, 5. Mai 2022, ISSN 0028-0836, S. 90–96, doi:10.1038/s41586-022-04629-w, PMID 35508780, bibcode:2022Natur.605...90H (englisch, nature.com).
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  • Wiebe MG: Myco-protein from Fusarium venenatum: a well-established product for human consumption. In: Applied Microbiology and Biotechnology. 58. Jahrgang, Nr. 4, März 2002, S. 421–427, doi:10.1007/s00253-002-0931-x, PMID 11954786 (englisch).
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