Alternative Proteine

Der Weg zu #Futurefood

Die Ernährung in den Industrieländern wird sich vom Fokus auf Fleisch- und Milchkonsum wegbewegen – hin zu alternativen Protein- und Nahrungsquellen. Diese Alternativen basieren auf Pflanzen, Mikroorganismen und Zellkulturen. Der Biotechnologie wird eine Schlüsselrolle bei ihrer Nutzung zukommen. Hier kommen wir ins Spiel.

Damit 9,8 Milliarden Menschen im Jahr 2050 ernährt werden können, wird eine zusätzlich erforderliche jährliche Proteinproduktion von 250 Millionen Tonnen prognostiziert. Heute stammen Nahrungsproteine für Wohlstandsgesellschaften zum Großteil aus Fleisch und Milchprodukten aus industrieller Viehzucht sowie aus dem Fischfang. Industrielle Viehzucht mit ihren Transportketten führt allerdings zu erheblichem Treibhausgasausstoß, ist ethisch umstritten und trägt zur weltweiten Antibiotikakrise bei. Fischgründe sind zunehmend erschöpft, gleichzeitig bedroht der Energie-, Wasser- und Flächenverbrauch für den Betrieb globaler Ernährungsketten die Artenvielfalt und das globale Klima.

Das Nahrungsprotein der Zukunft muss auf andere Weise erzeugt werden, und Mikroorganismen werden dabei eine zentrale Rolle spielen.

Die gezielte mikrobielle Fermentation von Lebensmitteln ist eine uralte Kulturleistung der Menschheit. Die moderne Biotechnologie eröffnet Möglichkeiten zur Ausweitung der mikrobiellen Nutzung in nie dagewesener Dimension und Raffinesse, um den Aufbau nachhaltiger Systeme zur Erzeugung gesunder Lebensmittel zu unterstützen.


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Dr. Patrick Lorenz

ist unser Experte auf dem Gebiet der Alternativen Proteine

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Sechs Kategorien von #Futurefood

Ganz gleich, wie Ihr Unternehmen die Zukunft der Lebensmittel zum Besseren verändern will – wir helfen Ihnen, Möglichkeiten im Bereich alternativer Proteine auszuloten. Als Experten für mikrobielle Fermentation und Molekular- bzw. Gen-Engineering können wir Sie in vielen dieser Bereiche unterstützen.

Präzisions- fermentation

Präzisionsfermentation

Wir nutzen die Leistungsfähigkeit von Mikroorganismen für die Produktion von Proteinen gewünschter Herkunft, Zusammensetzung und Funktionalität. Präzise entwickelte und in Fermentern kultivierte Mikroorganismen haben das Potenzial, jedes beliebige Protein von seltener Herkunft, besonderer Zusammensetzung oder gewünschter Funktionalität in überragender Reinheit zu produzieren.

Mikrobielles Protein

Mikrobielles Protein

Komplette mikrobielle Zellen werden wegen ihres vorteilhaften Protein- und Nährstoffgehalts und ihres Mehrwerts durch eingebrachte Textur und Ballaststoffe vermehrt und genutzt. Die gesamte Biomasse aus der Kultivierung von Pilzen, Hefen oder Algen wird zu einem Lebensmittel verarbeitet.

Fermentierte Lebensmittel

Fermentierte Lebensmittel

Die lange bekannte Praxis der Zubereitung ernährungsphysiologisch angereicherter gesunder Lebensmittel, das jetzt wiedererwachte Interesse von Verbrauchern sowie die Kreativität von Lebensmitteldesignern haben geradezu eine Welle neuer Ideen für fermentierte Lebensmittel ausgelöst. Innovative Ansätze verwenden unkonventionelle Pflanzensubstrate und leistungsfähige Mikroorganismen und schaffen so einen bunten Strauß natürlicher, gesunder und schmackhafter Zutaten.

Pflanzliche Proteine

Pflanzliche Proteine

Pflanzen spielen in den meisten Ländern in der menschlichen Ernährung eine zentrale Rolle. Isolierte Pflanzenproteine werden wegen ihrer großen Verfügbarkeit und Funktionalität geschätzt. Um sie in faserige Fleischtexturen zu verwandeln oder ihnen ein Mundgefühl von Milchprodukten zu verleihen, wird modernste thermomechanische Extrusion in Kombination mit einer geschickten Formulierung eingesetzt. Enzyme können die Effizienz der Proteinextraktion aus Pflanzen sowie die Löslichkeit und die Geschmacksbildung unterstützen.

Kultiviertes Fleisch

Kultiviertes Fleisch

Aus Stammzellen tierischen Ursprungs (per Biopsie) gewonnen, dann differenziert und vermehrt in sterilen Kulturmedien, können Muskel- und Fettgewebe außerhalb eines Tieres vermehrt werden. Ausgebracht auf essbare Trägermaterialien oder 3D-gedruckt in Fleischform können so realitätsnahe Fleischstücke aus tierischen Zellen als Lebensmittel hergestellt werden.

Insekten

Insekten

In einigen Regionen der Welt sind sie ein Grundnahrungsmittel, während sie in anderen Regionen nur wenig Anklang finden. Einige anspruchslose Insektenarten werden mittlerweile als leicht herstellbare Proteinquelle für die Ernährung industriell gezüchtet.

Das Versprechen der Präzisionsfermentation



Zugang

Der universelle genetische Code ermöglicht im Prinzip die Herstellung jedes gewünschten natürlichen oder optimierten Proteins mit bekannter Aminosäuresequenz durch einen geeigneten mikrobiellen Wirtsstamm.



Nutzen

Proteine für Nahrungsmittel können aus vielerlei Gründen gefragt und wertvoll sein, sei es wegen ihres ernährungsphysiologischen Nutzens, ihrer meßbaren Funktionalität oder einfach wegen ihrer ungewöhnlichen oder exotischen Herkunft.



Effizienz

Ihre Fähigkeit rasch zu wachsen und Proteine in das Wachstumsmedium abzugeben, macht unsere mikrobiellen Produktionsplattformen zur Grundlage für eine wirtschaftliche Proteinproduktion.



Flexibilität

Eingeschlossen in Edelstahlfermentern mit Wachstumsmedien können Mikroorganismen überall zur Präzisionsfermentation eingesetzt werden – unabhängig von der Jahreszeit. Es bedarf lediglich einer Zufuhr von Wasser, Energie und organischen Nährstoffen.



Gesundheit

Präzisionsfermentationen können spezielle Komponenten zur Herstellung gesünderer Lebensmittel liefern. Der Verzicht auf Massentierhaltung verringert den Einsatz von Antibiotika und damit das Auftreten resistenter Krankheitserreger, und mehr Tierwohl ist möglich, wenn weniger Tiere qualitativ hochwertige tierische Produkte liefern.



Nachhaltigkeit

Der ökologische Fußabdruck von mikrobiell erzeugten bzw. pflanzenbasierten alternativen Nahrungsmitteln verspricht deutlich besser zu sein als derjenige herkömmlicher Systeme, bei denen auf Basis pflanzlicher Futtermittel tierische Lebensmittel hergestellt werden.



Drei Beispiele für die Präzisionsfermentation

Um die Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit der Präzisionsfermentation zu veranschaulichen, haben wir durch Fermentation drei Modellproteine hergestellt, die bei der menschlichen Ernährung eine wichtige Rolle spielen könnten.

Zu den Beispielen

Wählen Sie aus unserem Leistumsspektrum – für Ihre Reise entlang der Wertschöpfungskette

Unser Leistungsspektrum reicht von der Identifizierung attraktiver Zielproteine für Lebensmittel über die Bereitstellung einer passenden Produktionsplattform bis hin zur Prozessentwicklung und Herstellung im großtechnischen Maßstab. Wo auch immer Sie sich auf diesem Weg befinden: Wir unterstützen Sie mit einer breiten Palette von Technologien und Dienstleistungen, damit Sie Ihre Ziele schnell und sicher erreichen.



Kompetente Expressionsplattformen

Bakterien, Hefen und filamentöse Pilze stehen zur Verfügung, um die spezifischen Anforderungen zur Herstellung Ihres Zielproteins zu erfüllen. Jede Plattform hat ihre Vorzüge und Grenzen, so dass verschiedene Expressionsplattformen erforderlich sind, um die Chancen zu erhöhen, eine passende Lösung zu finden.



Umfassendes Plattform-Tuning

Um von einem vielversprechenden Expressionsniveau für ein Zielprotein zu einer wirtschaftlich tragfähigen Ausbeute zu gelangen, sind in der Regel Verbesserungen der Plattform spezifisch für das Zielprotein erforderlich. Unsere plattformspezifische Genetik-Toolbox und unsere proprietäre Genom-Editierungstechnologie erlauben es, die Performance der Stämme auf die nächste Stufe zu heben.

We CRISPR for you


Verfahrensentwicklung

Mikroorganismen für die Präzisionsfermentation oder für andere Alternative-Proteine-Herstellverfahren werden in flüssigen Medien und großen Stahltanks fermentiert. Prozessentwicklung ist erforderlich, um ausgeklügelte Fermentationsbedingungen vom Labormaßstab an größere Maßstäbe bis hin zum industriellen Großfermenter anzupassen. Diese Anpassungsleistung erfordert verfahrenstechnisches Know-How und ist entscheidend, um die erforderliche Produktionseffizienz zu erzielen.

Bioprozessentwicklung


Herstellung

Die Proteinproduktion durch Präzisionsfermentation führen wir in unserer ISO-zertifizierten Produktionsanlage im kommerziellen Maßstab durch, sie kann jedoch auch zu einem Lohnhersteller verlagert oder in den Anlagen unserer Kunden ausgeführt werden.

Customised Enzyme Development & Manufacture (englisch)

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BRAIN Biotech AG Publikation
BRAIN Alternative Proteins presentation titel

Enabling #futurefood (englisch)

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Diese Unternehmen der BRAIN-Gruppe arbeiten gemeinsam daran #Futurefood zu ermöglichen:


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Die Alternative-Proteine-Industrie nutzt bereits heute das Enzymportfolio der BRAIN-Gruppe

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  • Umfassende Sammlung molekulargenetischer Werkzeuge
  • Proprietäres Genom-Editing
  • Mehrere Ansatzpunkte und verschiedene Fachkenntnisse, um Sie vom Konzeptnachweis zur industriellen Produktion zu führen
  • Unterstützung bei der Entwicklung von:
    • mikrobiellen Lebensmittelkomponenten,
    • Plattformen für die Proteinproduktion,
    • Lösungen für natürlichen Geschmack.
  • Flexible Business-Modelle
  • Erfolgsbilanz

„Mit BRAIN Biotech teilen wir unsere Leidenschaft für mehr Nachhaltigkeit bei Lebensmitteln. Wir sind sehr froh, diese Experten für Präzisionsfermentation an Bord zu haben, die uns helfen, unsere Produktionsausbeuten für tierfreie Milchproteine zu optimieren.“

Raffael Wohlgensinger
Gründer und CEO von FORMO

Strategische Kooperation von BRAIN Biotech und Formo für tierfreie Produktion von Milchproteinen

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