Die Zukunft unserer Ernährung ist grün
Pflanzenbasierte Proteine helfen, den Hunger der Welt zu stillen: klimaschonender und umweltfreundlicher als tierische Proteine – Die Ernährung der Zukunft setzt dabei auf zuverlässige Proteinanalytik
Die Weltbevölkerung steigt – kontinuierlich. Anfang 2023 lebten mehr als 8 Milliarden Menschen auf der Erde. Vor rund 125 Jahren – also dem Beginn der instrumentellen Elementaranalytik - wurde unser Planet gerade einmal von rund 1,65 Milliarden Menschen bevölkert. Die wachsende Population zu ernähren, ohne die Umweltressourcen zu zerstören, ist eine Herausforderung. Dank technischer Innovationen, wie dem Haber-Bosch-Verfahren zur Herstellung von Ammoniak, konnten bereits vor über 100 Jahren große Mengen künstlicher Nitratdünger hergestellt werden, um das immense weltweite Bevölkerungswachstum zu ermöglichen. Die konventionelle Nahrungsmittelerzeugung hat aber einen hohen Preis für Klima, Wasser- und Landressourcen sowie Tierwohl. Alternative Proteine, z.B. auf pflanzlicher Basis, als Fleisch- oder Milchersatz können einen Ausweg aus diesem Dilemma bieten. Auch wenn nun das Motto vermeintlich lauten könnte: „Wasserlinsen statt Rindersteak“, wird ein Protein-Mix aus alternativen und konventionellen Proteinen zielführend sein. Dabei wird es ergänzend verschiedene Technologien im „New Food“ Bereich brauchen wie regenerative und zelluläre Landwirtschaft.
Alternative Proteine stammen aus pflanzlichen Quellen (Leguminosen, Getreide, Ölsaaten), tierischen Quellen (Insekten, tierische Zellkulturen) sowie Mikro- und Makroalgen oder Pilzen. Proteine als Nährstoffe sind wichtig für den Aufbau und die Erhaltung von Muskeln, Organen, Haut und Haaren. Alternative Proteine können tierische Proteine ersetzen oder ergänzen. Kein Wunder also, dass immer mehr Firmen sich weltweit mit der Produktion und der optimierten Herstellung pflanzlicher Proteinersatzstoffe befassen. So wird der globale Markt für pflanzliche Lebensmittel im Jahr 2025 voraussichtlich ein Volumen von 77,8 Milliarden US-Dollar erreichen. Die Prognose geht davon aus, dass sich der Markt bis 2030 mehr als verdoppeln wird (siehe Grafik).
Qualitätskontrolle entlang der gesamten Produktionskette
Entlang der gesamten Lebensmittelproduktionskette – vom Rohstoff bis zum hochwertigen Endprodukt – ist eine zuverlässige und effiziente Proteinanalytik elementar. Bei der Stickstoff- und Proteinbestimmung kommt es einerseits auf Genauigkeit und Präzision mit validierten Methoden bei der Messung von verschiedenen Probentypen mit unterschiedlichsten Proteingehalten an. Andererseits sind ein hoher Grad an Automatisierung, einfache Bedienbarkeit, hoher Probendurchsatz bei geringem Zeitaufwand sowie sichere und umweltschonende Analytik in der Lebens- und Futtermittelindustrie gefragt. Der Proteingehalt ist wesentlich für Preis und Qualität von Lebensmitteln, es besteht Kennzeichnungspflicht im Rahmen der Nährstoffzusammensetzung und nicht zuletzt hat er Einfluss auf die Eigenschaften (z.B. Textur, Mundgefühl, Biss) der Produkte. Aus diesem Grund müssen Lebensmitteltechnologen in Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle ganz genau wissen, wie viel Protein in einer Zutat enthalten ist. Die Stickstoff- und Proteinanalytik gehört daher zu den wichtigsten Analysen in der Lebensmittelherstellung.
Unternehmen, die selbst Proteine aus pflanzlichen Quellen extrahieren, können über die Bestimmung des Proteingehalts ermitteln, wie effizient der Extraktionsprozess abläuft. Gehen Proteine in diesem Prozess verloren, ist dies gleichbedeutend mit einer Umsatzeinbuße. Durch die kontinuierliche Überwachung des Proteingehalts können Unternehmen ihre Produktionsabläufe optimieren und ihren Proteinoutput maximieren.
In einem letzten Schritt wird der Proteingehalt des Endproduktes bestimmt, um der Kennzeichnungspflicht von Lebensmitteln Rechnung zu tragen. So muss der Proteingehalt auf der Verpackung ausgewiesen werden, um Verbraucher über den Nährwert zu informieren.
Einige aktuelle Beispiele aus der Lebensmittelindustrie zeigen, wie schnell sich der Markt für pflanzliche Proteinalternativen entwickelt und wie Stickstoff- und Proteinanalysatoren dabei helfen, die Ernährung unserer Zukunft zu gestalten.
Plantible Foods
Plantible Foods wurde 2018 gegründet und gewinnt pflanzliches Protein aus Lemna (Wasserlinsen), einer sehr nachhaltigen und nährstoffreichen Wasserpflanze. Gemessen am Anbauflächen- und Wasserbedarf gilt diese Kulturpflanze als eine der effizientesten Proteinquellen der Welt. Das Start-up entwickelt eine Produktionsplattform zur Herstellung von Rubi ProteinTM aus Wasserlinsen. Seit 2022 nutzt das Unternehmen einen unserer Analysatoren, um den drastisch gestiegenen Bedarf zur Analyse von Stickstoff- und Proteingehalten langfristig decken zu können. Dadurch gestaltet Plantible Foods seinen Produktionsprozess erheblich effizienter und deckt den aktuellen jährlichen Bedarf von rund 12.000 Analysen problemlos ab. (Mehr Infos: Customer Spotlight: Plantible Foods)
Royal Avebe
Royal Avebe ist eine internationale Genossenschaft von Kartoffelanbauern, die 1919 gegründet wurde und heute nachhaltige Konzepte, Lebensmittel und Produkte auf Basis von Kartoffelstärke erforscht und entwickelt. 2019 wurde Avebe als königlicher Hoflieferant der Niederlande ausgewählt und ist mittlerweile Marktführer für Kartoffelproteine für den Einsatz in Lebensmitteln. Die Kartoffelproteine können beispielsweise tierische Inhaltsstoffe wie Eiweiß, Gelatine oder Milchproteine in pflanzlichem Fleisch und Milchalternativen oder Süßwaren ersetzen. Seit der Umstellung auf einen unserer Stickstoff- und Proteinanalysatoren ist es Avebe gelungen, sehr präzise Messergebnisse bei der Proteinbestimmung zu erzielen, die Effizienz zu steigern und gleichzeitig den Einsatz von gefährlichen und umweltbelastenden Chemikalien zu reduzieren. (Mehr Infos: Customer Spotlight: AVEBE)
Beyond Meat
Beyond Meat ist ein US-Unternehmen auf dem Gebiet pflanzenbasierter Fleischerzeugnisse. Das Analyselabor des Unternehmens konzentriert sich auf die Untersuchung aller Aspekte der Entwicklung und Herstellung von pflanzenbasiertem Fleisch. Dabei geht es insbesondere um die Prüfung von Proteinen und anderen Biomakromolekülen sowie um das Verständnis der Struktur-Funktions-Beziehung beim Aufbau von Fleischanaloga aus verschiedenen pflanzlichen Quellen. Aus diesem Grund investierte das Labor 2019 in einen unserer Analysatoren, um Stickstoff- und Proteinanalysen durchzuführen, die eine schnelle Bewertung des Proteingehalts in verschiedenen Materialien ermöglichen und dem Team eine schnelle Bewertung der Inhaltsstoffe und die Erstellung von Prototypen für neue Produkte und Rezepturen erlauben. Beyond Meat ist dadurch in der Lage, den Proteingehalt des Rohmaterials in Abhängigkeit von der Herkunft und der Verarbeitungsmethode einfacher zu bewerten. (Mehr Infos: Customer Spotlight: Beyond Meat)
Gut gerüstet für die Zukunft
Die oben genannten Beispiele zeigen: Auch beim Fortschritt in der Nahrungsmittelproduktion und der Transformation von tierischen zu pflanzlichen Proteinen in der Nahrungskette unterstützen wir landwirtschaftliche und lebensmittelproduzierende Unternehmen weltweit bei der Herstellung hochwertiger Lebensmittel. Stickstoff- und Proteinanalysatoren, die schnell, robust und präzise arbeiten, helfen bei der Entwicklung neuer Produkte, bei der zuverlässigen Überwachung der Lebensmittelqualität und -produktion sowie bei der Optimierung von Produktionsprozessen. So können Lebensmittelhersteller, die sich auf alternative Proteine spezialisiert haben, maximale Effizienz im Labor erzielen und mit dem Markt schnell wachsen.
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