Können Lebensmittel direkt aus der Luft hergestellt werden? Die revolutionäre Idee finnischer Wissenschaftler klingt so ehrgeizig, dass sie eher der Fiktion eines Science-Fiction-Schriftstellers oder einem Märchen über eine selbst zusammengestellte Tischdecke ähnelt. Aus wissenschaftlicher Sicht enthält dieser Vorschlag jedoch nichts Fantastisches.
Darüber hinaus wurden die entsprechenden Versuche bereits erfolgreich durchgeführt und abgeschlossen, Lebensmittelproben wurden entnommen, und im Jahr 2021 ist sogar der Bau der ersten Anlage zur Herstellung von "Luftnahrungsmitteln" geplant.
Das ehrgeizige Projekt wird von einem Forscherteam der LUT-Universität in Finnland (ehemals Lappeenranta University of Technology) und deren Startup Solar Foods unterstützt. Wissenschaftler stellen jedoch bescheiden fest, dass nur die Technologie erfunden wurde. Die Idee wurde bereits in den 1960er Jahren zu Beginn des Weltraumzeitalters geboren.
Sowjetische und amerikanische Wissenschaftler überlegten, wie sie Menschen im Orbit mit Nahrungsmitteln versorgen oder lange Raumflüge durchführen können - das heißt, völlig abgeschnitten von unseren üblichen Wegen, Nahrung zu erhalten.
Die Herstellung von Lebensmitteln aus dünner Luft wurde als eine Option angesehen. Zu diesem Zeitpunkt war diese Option jedoch nicht sehr effektiv und extrem teuer, so dass sie schnell aufgegeben wurde und der Plan nicht realisiert wurde.
Erst jetzt, nach mehr als einem halben Jahrhundert, hat die Idee ihre praktische Anwendung gefunden, nicht nur im Weltraum, sondern auf der Erde. Und "luftiges Essen" wurde Realität.
Aber wie ist das überhaupt möglich?
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Atomkonstruktor
Die Luft, die wir atmen, ist eine Mischung aus Gasen: hauptsächlich Stickstoff (N), Sauerstoff (O) und Kohlendioxid (CO2) sowie darin gelöster Wasserdampf (H2O).
Aber genau aus den gleichen Elementen - Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff (in verschiedenen Konfigurationen) - besteht jedes Protein. Die notwendigen Rohstoffe für die Produktion liegen also in der Luft - die Aufgabe besteht darin, die Atome richtig zu gruppieren.
Dazu ist lediglich Elektrizität erforderlich, um die Wassermoleküle in ihre Bestandteile zu zerlegen, und einige Bakterien, die sich zu vermehren beginnen und sich von den Produkten dieser Reaktion ernähren.
„Dieser Prozess ähnelt dem Anbau von Hefen“, erklärt einer der Autoren der Technologie, Professor Juha-Pekka Pitkanen, „aber anstelle von Zucker gibt es Strom und Kohlendioxid. Mit Hilfe von Elektrizität werden Wasserdampfmoleküle abgebaut - und Wasserstoff entsteht, der eine Energiequelle für Mikroorganismen darstellt. Und CO2 ist eine Kohlenstoffquelle. Aus diesen Teilen produzieren die Bakterien Proteine, Fette, Kohlenhydrate und sogar Vitamine."
Es ist klar, dass die Kosten einer solchen Produktion in erster Linie vom Strompreis abhängen. In Finnland, wo die erste Anlage gebaut wird, ist Strom kostengünstig. Und Kohlendioxid kann nicht einmal aus der Luft entfernt werden, wo es nicht so viel davon gibt, aber die Verschwendung der Biokraftstoffproduktion kann genutzt werden - und gleichzeitig die schädlichen Emissionen reduzieren.
Geschätzte Kapazität der Anlage - 1 Million Tonnen pro Jahr; Dies reicht aus, um etwa 5 Millionen Menschen, dh fast die gesamte Bevölkerung des Landes, mit Protein zu versorgen.
In Zukunft kann die vorgeschlagene Technologie zur Lösung des Hungerproblems in Entwicklungsländern beitragen (fast 800 Millionen Menschen auf der Welt sind unterernährt), da sie nicht vom Klima oder Bodentyp abhängt und die Herstellung von Lebensmitteln unter allen Bedingungen ermöglicht - auch in der Wüste oder im hohen Norden.
Das Solar Foods-Projekt wurde bereits für den Gründerzentrum der Europäischen Weltraumorganisation ausgewählt, das die Möglichkeit testet, Weltraummissionen zum Mars mit "Luftnahrung" zu versorgen.
Darüber hinaus sowohl im Hin- und Rückflug als auch auf dem Roten Planeten selbst: Es gibt viel Sonnenlicht und die Atmosphäre besteht fast ausschließlich aus Kohlendioxid. Das Hauptproblem ist jedoch der Mangel an nachgewiesenen Wasserreserven.
Das ist lecker?
In Geschmack und Aussehen ähnelt das resultierende Lebensmittel gewöhnlichem Weizenmehl. Dies ist eine sehr nahrhafte Substanz: Etwa die Hälfte davon besteht aus Proteinen, ein weiteres Viertel besteht aus Kohlenhydraten und der Rest besteht aus Fetten und Nukleinsäuren.
Die Hauptfrage bleibt jedoch: Wie lecker ist es? Laut den Entwicklern ist die Antwort nicht so wichtig, da niemand "luftiges Essen" in seiner Rohform anbietet.
„Diese Zutat ist dieselbe wie Mehl, Sojaprotein oder Molkenprotein“, erklärt Professor Pitkanen. - Es ist nicht dazu gedacht, roh gegessen zu werden. Sie können und sollten daraus fertige Produkte herstellen. Zumindest Brot, wenigstens Würstchen. Dieses Essen hat keinen ausgeprägten Geschmack, es ist eher neutral."
Salz, Zucker und andere Zutaten werden es theoretisch ermöglichen, mindestens Snacks, mindestens Desserts, zumindest Hauptgerichte aus künstlichem Protein herzustellen, wie dies jetzt bei Mehl der Fall ist.
Der Wissenschaftler betont: Künstliches Protein hat keine Aufgabe, die gewohnten Lebensmittel vollständig zu ersetzen. Langfristig - im Kampf gegen den Klimawandel - sollten Solar Foods die Hauptproteinquelle für warme Mahlzeiten sein.
Mit der Zeit wird dies dazu beitragen, fast ausschließlich Nutztiere, eine der Hauptquellen für Kohlendioxidemissionen, und teilweise die Landwirtschaft, die Hauptursache für die Entwaldung, zu beseitigen.
Und für den Anfang können sie zumindest Tierfutter ersetzen. Obwohl 6 Euro pro Kilo für Tierfutter etwas teuer sind. Das gleiche Sojaprotein kostet ein Vielfaches billiger. Mit wachsender Produktion und an Orten, an denen Solarenergie billig ist, sinken jedoch die Kosten.
Bakterien zum Abendessen?
Es ist unmöglich, die Technologie der Herstellung von Lebensmitteln aus der Luft zu patentieren, so dass theoretisch jeder dies ohne Lizenz tun kann.
Das einzige, wofür ein Patent erhalten werden kann, ist die Herstellung spezifischer Mikroorganismen. Letztendlich ist das resultierende Produkt nicht nur ein künstliches abstraktes Protein mit zugesetzten Kohlenhydraten. Dies ist ein ziemlich lebendes Bakterium.
Und hier stellt sich eine andere wichtige Frage - eine psychologische. Es ist kein Geheimnis, dass die jüngsten Aufrufe von Ökologen, Insekten zu essen, um es milde auszudrücken, in zivilisierten Ländern nicht viel Begeisterung hervorrufen. Sind wir bereit, jeden Tag Bakterien zum Frühstück, Mittag- und Abendessen zu essen?
Es muss jedoch beachtet werden, dass wir streng genommen bereits jeden Tag Bakterien essen - und das in großen Mengen. Hefe, fermentierte Milch und weit verbreitete Bifidobakterien - und viele andere. Und wir denken nicht einmal darüber nach.
„Natürlich hat das Wort‚ Bakterien 'unangenehme Assoziationen “, sagt Professor Pitkanen,„ aber es gibt nicht nur schlechte Bakterien, sondern auch gute, sehr nützliche, sogar notwendige. Aber was soll ich sagen, fast die Hälfte eines Menschen besteht aus Bakterienzellen."
Da Bakterien nicht zu Pflanzen oder Tieren gehören, können Lebensmittel aus der Luft nicht einmal als vegetarisch, sondern als vollständig vegan betrachtet werden.
"Viele Leute sagten mir persönlich, dass sie lieber Bakterien als Insekten essen würden", lächelt Pitkanen. - Die wichtigste zu beantwortende Frage ist also, was das Endprodukt sein wird, damit die Leute es essen wollen. Es sollte lecker sein, was auch immer es ist. Lecker, günstig und bequem."
„Schließlich ist die Sorge um die Natur normalerweise nicht das Wichtigste, woran die Menschen denken, wenn sie ihr eigenes Abendessen wählen“, sagt er.
Nikolay Voronin
