Neue Proteinquellen für die Ernährung von morgen

Neon Burger Grafik vor einem hellblauen Hintergrund.

Text: Lea Holzamer

Angesichts des Bevölkerungswachstums und dem zunehmenden Verbrauch natürlicher Ressourcen durch den steigenden Konsum tierischer Produkte wird die Suche nach Alternativen immer dringlicher. Neue Proteinquellen gewinnen daher an Bedeutung. Dieses Dossier beleuchtet, wie die Proteinversorgung der Zukunft aussehen könnte und welche Aktivitäten das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) in diesem Bereich fördert.

Warum werden alternative Proteinquellen gebraucht?

Die Folgen der industriellen Tierhaltung sind vielfältig und gut dokumentiert: Sie reichen von hohem Flächen- und Ressourcenverbrauch über ethische Missstände bis hin zu erheblichen Emissionen von CO₂, Methan und Lachgas in die Atmosphäre sowie von Nitrat in die Umwelt. 14,5 % der weltweiten Treibhausgasemissionen werden laut Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) von Tierhaltung verursacht – das meiste davon durch Anbau, Verarbeitung und Transport von Futtermitteln. Innerhalb der Tierhaltung stellt die enterische Fermentation – die Methanbildung im Verdauungstrakt von Wiederkäuern – die zweitgrößte Quelle von Treibhausgas-Emissionen dar. Zwar hat Methan eine deutlich kürzere atmosphärische Lebensdauer als CO₂, ist dafür aber etwa 25-mal klimaschädlicher. Gleichzeitig steigt der weltweite Fleischkonsum auf absehbare Zeit weiter an – insbesondere in Entwicklungsländern, in denen die Mittelschicht wächst und verfügbares Einkommen zunimmt. 

Mit Blick auf den wachsenden Proteinbedarf der Weltbevölkerung stoßen traditionelle tierische Produktionssysteme an ihre wirtschaftlichen, ökologischen und ethischen Grenzen. In vielen Industrieländern ist der Fleischkonsum und die damit verbundene Massentierhaltung Teil einer kontroversen Debatte. Während ein Teil der Bevölkerung weiterhin regelmäßig Fleisch konsumiert, wächst zugleich die Nachfrage nach veganen und vegetarischen Lebensmitteln – oft motiviert durch Tier- und Klimaschutzgedanken.

Vorteile alternativer Proteinquellen

Alternative Proteine, etwa aus Proteinpflanzen, Algen, Insekten oder durch Fermentation hergestellt, benötigen im Vergleich zu Fleisch deutlich weniger Ressourcen (Erbsenprotein-basierte Erzeugnisse zum Beispiel verbrauchen bis zu 80 % weniger Wasser im Vergleich zu Rindfleischprodukten) oder Ackerfläche. Außerdem werden bei ihrer Produktion geringere Mengen an Treibhausgasen emittiert. Im Jahr 2023 gingen in Deutschland rund 35 Mio. Tonnen CO2-Äquivalente (CO2e) an direkten Treibhausgas-Emissionen auf die Tierhaltung zurück. Dies entspricht etwa 68 % der direkten Emissionen aus der gesamten Landwirtschaft sowie 5,3 % der deutschlandweiten Treibhausgas-Emissionen. Ein genauerer Blick auf die Emissionen pro produzierter Proteinmenge zeigt zudem Unterschiede zwischen tierischen und alternativen Lebensmitteln – insbesondere fällt dabei die Rinderhaltung ins Gewicht. So verursacht Rindfleisch mit 50 CO2e pro 100 g Protein weit mehr Treibhausgase als Tofu, Sojadrink und Insekten, die mit 2,1 beziehungsweise 0,4 CO2e pro 100 g Protein deutlich geringere Werte aufweisen.

Ein weiterer Vorteil vieler alternativer Proteinquellen ist, dass sie lokal produziert werden können – ein zentraler Faktor für Ernährungssicherheit, da globale Lieferketten durch Konflikte, Engpässe oder Pandemien unterbrochen und Ernten durch Folgen der Klimakrise, wie Wetterextreme, größeren Schwankungen unterliegen können. Zudem bieten viele dieser Proteinquellen positive gesundheitliche Effekte, denn mit ihnen nehmen die Menschen oft weniger gesättigte Fette und Cholesterin, dafür mehr Ballaststoffe zu sich (mehr dazu in Kapitel 3).

Damit können alternative Proteinquellen einen wichtigen Beitrag zu einer zukunftsfähigen, gesunden und klimaresilienten Ernährung leisten. Innovative Ansätze ihrer Herstellung versprechen außerdem neue Geschäftsfelder und eine Transformation der Lebensmittelindustrie (mehr dazu in Kapitel 2).

Definition alternative Proteine

Als alternative Proteine werden in der Regel Lebensmittel oder Zutaten bezeichnet, die als Ersatz für Produkte aus Tierhaltung wie Fleisch und Milch dienen und einen vergleichbaren Proteingehalt aufweisen. Sie umfassen proteinreiche Pflanzen (Hülsenfrüchte, Nüsse, Getreide), Algen und Insekten sowie Proteine aus Fermentation und tierische Produkte aus Zellkultur.

Seite 2 von 6

Deutschland: Aufbruch in die Proteinwende?

Deutschland ist innerhalb Europas der größte Markt für pflanzenbasierte Alternativen zu tierischen Lebensmitteln – und er wächst kontinuierlich. Zwischen 2022 und 2023 stieg der Umsatz um 8 % auf 2,2 Mrd. Euro. Auch die Produktionsmenge legte zu: Im Jahr 2023 wurden knapp 122.000 Tonnen Fleischalternativen hergestellt, was einem Anstieg von 16,6 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. 

Gleichzeitig nimmt der Konsum pflanzlicher Alternativen weiter zu. Laut einer repräsentativen Untersuchung des Good Food Institutes (GFI) aus dem Jahr 2023 konsumierten 41 % der Deutschen mindestens einmal im Monat pflanzliche Fleischalternativen. Zudem gaben 22 % der Befragten an, häufiger zu solchen Produkten zu greifen als noch fünf Jahre zuvor. Der Anteil der Menschen, die täglich vegetarische oder vegane Alternativen nutzen, hat sich zwischen 2020 und 2024 verdoppelt - von 5 auf 10 %.

Diese Entwicklung zeigt: Steigende Nachfrage und Akzeptanz alternativer pflanzlicher Proteinquellen seitens der Konsumentinnen und Konsumenten sind gegeben, was sich auch im rückläufigen Fleischkonsum widerspiegelt. Der Pro-Kopf-Fleischverzehr in Deutschland sinkt kontinuierlich. Der durchschnittliche Verzehr lag 2014 noch bei etwa 60 Kilogramm pro Person und Jahr. Bis 2023 reduzierte sich dieser Wert auf knapp 52 Kilogramm, was einem Rückgang von rund 15 % entspricht. 2024 ist der Pro-Kopf-Verzehr von Fleisch in Deutschland 2024 mit über 53 Kilogramm leicht gestiegen. Eine Umfrage des GFI zeigt jedoch: 35 % der Menschen in Deutschland wollen in den kommenden Jahren weniger Schweinefleisch essen, 30 % weniger Rindfleisch und 22 % weniger Geflügel.

Bei Butter, Käse und Milch zeichnen sich ähnliche Trends ab: Der Pro-Kopf-Verbrauch von Butter, Milchfett- und Milchstreichfetterzeugnissen sank 2023 auf 5,6 Kilogramm, was einem Rückgang von 1,4 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Käse ging um 3,2 % auf knapp 24 Kilogramm pro Kopf zurück, Konsummilch um 1 % auf 46 Kilogramm. Lediglich bei Eiern ist der Verzehr in den letzten Jahren gestiegen. 2024 lag er bei 249 Eiern pro Person, was einen Anstieg von 10 Eiern im Vergleich zum Vorjahr bedeutet.

Rohstoffbasis

Deutschland verfügt mit dem Anbau heimischer Kulturpflanzen wie Hülsenfrüchten, Getreide, Ölsaaten und Samen sowie durch die Einfuhr nicht-heimischer Eiweißpflanzen wie Soja über eine grundsätzlich solide Basis für die Produktion alternativer Proteine. Ergänzt durch die Nutzung von Reststoffen aus Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung entsteht ein vielfältiges Potenzial für die Eiweißversorgung. Insbesondere Hülsenfrüchte wie Erbsen, Bohnen, Soja und Linsen leisten im Anbau einen positiven ökologischen Effekt: Mithilfe von Knöllchenbakterien können sie Stickstoff aus der Luft binden, sich somit zum Teil selbst düngen und die Qualität des Bodens verbessern – ein natürlicher Prozess, der Ressourcen schont, den Einsatz von Mineraldünger reduziert und die Umwelt entlastet.

Erbsen leisten im Anbau einen positiven ökologischen Effekt: Mithilfe von Knöllchenbakterien können sie Stickstoff aus der Luft binden, sich somit zum Teil selbst düngen und die Qualität des Bodens verbessern.
Erbsen können mithilfe von Knöllchenbakterien Stickstoff aus der Luft binden, sich somit zum Teil selbst düngen und die Qualität des Bodens verbessern.

Allerdings bleibt der tatsächliche Selbstversorgungsgrad mit Proteinpflanzen wie Hülsenfrüchten nach wie vor niedrig. Deutschland und die EU sind sehr stark von Importen abhängig. Um den heimischen Anbau zu stärken, ist daher unter anderem die Züchtung gefragt, etwa durch die Entwicklung standortangepasster Sorten wie kälteverträglicher Sojabohnen mit Schädlingsresistenzen sowie ertragreicher heimischer Hülsenfrüchte.

Zukünftig könnte die vermehrte Kultivierung weiterer, proteinhaltiger Nutzpflanzenarten möglich sein – beispielsweise Kichererbsen, Süßkartoffeln, Hirse oder Kastanien. Zugleich eröffnen neue, bisher kaum genutzte Proteinquellen wie Mykoproteine aus Pilzen, Algen oder Insekten ganz neue Wege für eine ressourcenschonende und unabhängigere Versorgung mit proteinreichen Lebensmitteln.

Seite 3 von 6

Alternative Proteine im Überblick

Alternative Proteine sind unterschiedlich in Herstellung, Beschaffenheit und Geschmack. Somit weisen sie auch verschiedene Besonderheiten, Vorteile und Herausforderungen auf. Die folgenden sechs Kategorien alternativer Proteinquellen gewinnen zunehmend an Bedeutung und haben großes Potenzial, herkömmliche Lebensmittel aus Tierhaltung anteilig zu ersetzen.

Von den ersten Experimenten mit Brauereiabfällen über Durchbrüche und Markteinführungen bis hin zu Novel Food Anträgen und neuen Technologien.
Von den ersten Experimenten mit Brauereiabfällen über Durchbrüche und Markteinführungen bis hin zu Novel Food-Anträgen und neuen Technologien.

1 | Pflanzliche Proteine

Hülsenfrüchte wie Soja, Lupine oder Erbse können als direkte pflanzliche Proteinquelle für die menschliche Ernährung statt als Futtermittel für Nutztiere dienen. Sie liefern hochwertiges Eiweiß für eine ausgewogene Ernährung.

  • Besonderheit: Pflanzliche Proteine können unverarbeitet in Form von Hülsenfrüchten verzehrt oder auch als Isolate beziehungsweise Extrudate zur Herstellung pflanzenbasierter Fleischersatzprodukte verwendet werden. Pflanzliches Ausgangsmaterial wird für moderne Fleischersatzprodukte auch zunehmend fermentiert, um Geschmack und Textur fleischähnlicher werden zu lassen.

  • Herstellung: Im Mittelpunkt der Optimierung steht insbesondere die Züchtung ertragreicherer heimischer Sorten sowie klimaangepasster, nicht-heimischer Arten wie Soja.

  • Vorteile: Hülsenfrüchte können die Bodenqualität durch Stickstoffbindung verbessern; im Vergleich zu anderen alternativen Proteinquellen ist die Skalierung der Produktion durch Ackerbau bereits seit langem erprobt.

  • Herausforderungen: Pflanzliche Proteine weisen häufig eine geringere biologische Wertigkeit als tierische auf, weshalb im Konsum oftmals größere Mengen oder gezielte Kombinationen erforderlich sind, um eine vergleichbare Versorgung zu erreichen. Außerdem treten, bedingt durch den Klimawandel, verstärkt Pflanzenkrankheiten auf, die eine potenzielle Bedrohung für den zukünftigen Anbau darstellen.

„Die derzeitigen Technologien und Lösungen für pflanzliches Fleisch ersetzen nicht mehr als 1-3 % des Fleischkonsums. Die Gründe sind mangelnder Geschmack, unattraktiver Preis und fragwürdige Inhaltsstoffe. Fermentationstechnologie ermöglicht es uns, neue Proteinquellen zu finden und gleichzeitig den Geschmack und die Natürlichkeit zu verbessern. Das überwindet bisherige Grenzen der alternativen Proteine.“
Pascal Bieri, Mitgründer Planted

2 | Algen

Typischerweise werden Algen in einzellige Mikroalgen und Makroalgen unterschieden. Sie können als Pulver, Tabletten, in Nahrungsergänzungsmitteln oder direkt in Lebensmitteln wie Smoothies, Snacks, Pasta oder Fleischersatzprodukten verarbeitet werden. Ihr Anbau kann je nach Art und Zielprodukt in offenen Becken oder auch in Bioreaktoren mit und ohne Licht erfolgen.

  • Besonderheit: Proteingehalt ist besonders hoch (bei Algenarten wie Spirulina oder Chlorella bis zu 70 %); enthalten natürlicherweise Omega-3-Fettsäuren und wichtige Vitamine.

  • Herstellung: Der Anbau erfordert keine Ackerflächen, da Mikroalgen in Photobioreaktoren mit Sonnenlicht wachsen können – teils sogar in nährstoffreichem Abwasser. Geschlossene, vertikale Systeme ermöglichen eine urbane Produktion bei gleichzeitig hoher Produktivität durch schnell wachsende Organismen. Makroalgen können in Küstengebieten oder auf offenem Meer angebaut werden.

  • Vorteile: Algen nehmen wie Pflanzen beim Wachstum das Treibhausgas CO2 auf; es gibt noch viele unerforschte Algenarten, die für die Ernährung geeignet sein könnten.

  • Herausforderungen: Bisher sind wenige Algenarten als Lebensmittel zugelassen (Novel Food-Verordnung). Ein relativ hoher Energieverbrauch bei der Produktion in Photobioreaktoren (Belüftung, Beleuchtung, Umwälzung, Temperatur) erschwert bei Mikroalgen die Wirtschaftlichkeit – im Gegensatz zur Produktion in offenen Systemen wie Teichen oder Becken, die in gemäßigten Breitengraden aber nur saisonal möglich ist und weniger gut kontrollierbare Bedingungen bietet.

„Algen bieten eine neue Alternative mit hohem Proteingehalt und geringem Flächen- und Wasserbedarf. Noch ist ihre Produktion vergleichsweise teuer, doch mit technologischer Entwicklung, gezielter Züchtung und kluger Regulierung kann Algenprotein schon bald wettbewerbsfähig werden.“
Jörg Ullmann, Geschäftsführer bei Algenfarm Klötze GmbH & Co. KG

3 | Pilzmyzel (Mykoprotein): 

Pilze enthalten für die menschliche Ernährung hochwertiges Protein. In Bioreaktoren kann ihr als Myzel bezeichnetes Wurzelgeflecht massenhaft vermehrt werden und als alternative Proteinquelle dienen. Auch einzellige Pilze, wie zum Beispiel Hefen, können auf diese Art produziert und genutzt werden. Als Sammelbegriff für alternative Proteine aus Pilzen hat sich auch der Begriff Mykoprotein etabliert.

  • Besonderheit: Konsistenz, Textur und Geschmack (Umami) sind meist sehr ähnlich wie Fleisch.

  • Herstellung: Sehr gut geeignet zur Verwertung von Reststoffen und industriellen Nebenprodukten wie beispielsweise Stärke- und Zuckerreste, Haferspelzen oder Reste aus der Saftproduktion.

  • Vorteile: Enthält viele wichtige Nährstoffe, die Pflanzen meist fehlen, wie hochwertige Proteine und Vitamin B12. Pilzmyzel weist andererseits mehr Ballaststoffe und ungesättigte Fette als Fleisch auf und ist in der Regel kein Novel Food, wenn bereits zugelassene Pilzarten verwendet werden.

  • Herausforderungen: Als Zutat für Lebensmittel ist Pilzmyzel weniger universell geeignet als Produkte aus Präzisionsfermentation, da ein Eigengeschmack besteht und als natürliches Produkt unterschiedliche Bestandteile enthält, die nicht für jede Rezeptur erwünscht sind. Das in Pilzen enthaltene Chitin ist nicht für alle Menschen gut verdaulich.

„Eine der größten Herausforderungen beim Hochskalieren von Fermentation ist der Übergang von Laborergebnissen zur industriellen Produktion. Oft handelt es sich um einen iterativen Prozess von Versuch und Irrtum, der Zeit, Energie und viel Liebe zum Detail erfordert.“
Tim Fronzek, Gründer von Nosh.bio

4 | Essbare Insekten

Essbare Insektenarten können in getrockneter, gemahlener oder ganzer Form verzehrt werden, etwa als Snack, Proteinpulver oder Zutat in Riegeln, Pasta und Backwaren. Sie werden in speziellen Insektenfarmen herangezogen.

  • Besonderheit: Weist ähnliches Aminosäureprofil wie Fleisch oder Fisch und hohen Proteingehalt (um die 70 %) auf.

  • Herstellung: Insekten sind sehr gute Reststoffverwerter und eignen sich deshalb besonders gut für bioökonomische Kreislaufkonzepte.

  • Vorteile: Große Auswahl durch etwa 1.900 essbare Insektenarten. Es fällt kein Schlachtabfall außer Chitin an, für das es hochwertige bioökonomische Anwendungen gibt (wie Futtermittelzusätze). Insektenmehl kann statt Fischmehl in der Aqua-Kultur verwendet werden.

  • Herausforderungen: Strenge Zulassungsverfahren (Novel Food-Verordnung), Akzeptanz der Verbraucherinnen und Verbraucher in westlichen Ländern kulturell bedingt eher gering; Insektenbestandteile können bei manchen Menschen allergische Reaktionen hervorrufen.

Novel Food

Novel Food bezeichnet Lebensmittel, die vor dem 15. Mai 1997 in der EU noch nicht in nennenswertem Umfang verzehrt wurden und die in mindestens eine der in Artikel 3 der Novel Food-Verordnung (EU) 2015/2283 genannten Kategorien fallen. Diese Lebensmittel unterliegen einer Gesundheitsbewertung und Genehmigung, bevor sie auf dem Markt erhältlich sind.

5 | Proteine aus Präzisionsfermentation 

Mithilfe gezielt modifizierter Mikroorganismen werden in einem kontrollierten Fermentationsprozess spezifische tierfreie Proteine produziert – etwa solche, die in Milch, Eiern oder Fleisch vorkommen.

  • Besonderheit: Es entstehen naturidentische, tierische Zutaten ohne den Einsatz von Tieren.

  • Herstellung: Produktionskosten sind noch hoch, da die Skalierung technisch herausfordernd ist und bisher nur geringe Kapazitäten an Bioreaktoren verfügbar sind. Es werden jedoch bereits erste Erfolge erzielt.

  • Vorteile: Eine Vielzahl von Nahrungsmitteln ist möglich. Zutaten in bekannten Lebensmitteln (wie Milchprotein in Käse oder Eiweiß in Backwaren) können 1:1 ersetzt werden, wodurch keine Umstellung im Konsum nötig ist. Etwa die Hälfte der Bevölkerung Lebensmitteln aus Präzisionsfermentation offen gegenübersteht, zeigen Umfragen.

  • Herausforderungen: Diese Proteine fallen in der Regel unter die Novel Food-Verordnung. Die Produktion muss noch skaliert werden, um ausreichende Mengen zu erhalten.

Steak auf Fermentationsbasis aus Sojaprotein, Rapsöl, Bohnen- und Reismehl sowie einer speziellen Mischung aus mikrobiellen Kulturen.
Steak auf Fermentationsbasis aus Sojaprotein, Rapsöl, Bohnen- und Reismehl sowie einer speziellen Mischung aus mikrobiellen Kulturen.

6 | Fleisch aus Zellkultur 

Für kultiviertes Fleisch werden wenige tierische Stammzellen entnommen und danach in einem Nährmedium unter kontrollierten und sterilen Bedingungen vermehrt. Anschließend sollen sie zum Beispiel in oder auf pflanzlichem Material zu fleischähnlicher Textur heranwachsen oder zu Muskelgewebe herangezüchtet werden.

  • Besonderheit: Qualität, Fettgehalt und Textur sind kontrollierbar und der Geschmack deshalb voraussichtlich nah am „Original“.
  • Herstellung: Technisch bisland relativ aufwendig und bisher kostspielig; muss durch Optimierung und Skalierung noch in größeren Mengen verfügbar und preislich wettbewerbsfähig werden. Alternativen für fötales Kälberserum im Nährmedium sind in Entwicklung.
  • Vorteile: Tierisches Produkt, das ohne die Notwendigkeit von Schlachtung und den damit verbundenen ethischen Bedenken hergestellt werden kann. Da es sich um ein geschlossenes Produktionssystem handelt, wird deutlich weniger Wasser als bei Tierhaltung verbraucht.
  • Herausforderungen: Die technologischen Ansätze zur Herstellung von kultiviertem Fleisch befinden sich größtenteils noch in der Entwicklung. Es wird viel Forschung und die Skalierung der Produktionsmethoden notwendig sein, bis solche Produkte in größerer Anzahl zu wettbewerbsfähigen Preisen am Markt auftauchen werden. Auch die Nachhaltigkeitsvorteile können heute nicht verlässlich angegeben werden und sind stark von den Produktionsverfahren abhängig.

Neue Kreisläufe

Im Fraunhofer-Leitprojekt „FutureProteins“ zeigen sechs Fraunhofer-Institute, wie sich verschiedene alternative Proteinquellen sinnvoll kombinieren und in einem kreislaufbasierten Ansatz nutzen lassen. Durch die Verknüpfung von Pflanzen (wie Kartoffeln, Luzerne, Weizengras und Erbsen), Insekten (zum Beispiel Mehlwürmer), Pilzmyzel und Mikroalgen entstehen möglichst geschlossene Systeme, die nicht nur klimaunabhängig und ressourcenschonend produzieren, sondern auch Nebenströme effizient verwerten. So dienen beispielsweise pflanzliche Reststoffe als Substrat für die Kultivierung von Insekten, Pilzen und Algen, während Abwärme zur Klimatisierung genutzt wird.

Seite 4 von 6

Mit Forschung in die Zukunft: Projekte und Beispiele

Das BMFTR fördert seit längerer Zeit die Erforschung alternativer Proteine. Im Folgenden wird eine Auswahl an Projekten vorgestellt, die im Rahmen dieses Engagements unterstützt wurden und werden.

Kerne als Kraftpakete

Das Projekt GreenXutaProtein ist ein Projekt der Fördermaßnahme KMU-innovativ. Ziel ist, bis 2026 eine „grüne" Extraktionsplattformtechnologie von Proteinen aus Xuta-Kernen zu entwickeln. Begonnen hat das Projekt der Leibniz Universität Hannover in Kooperation mit der Elea Technology GmbH im Jahr 2024.

2022 wurden die Xuta-Kerne der ursprünglich aus Mittelamerika stammenden Pflanze Jatropha curcas L. von der EU als Novel Food zugelassen. Sie enthalten circa 25 % Protein, nach der Entfernung des Öls sogar 55 %. Zudem weisen die Kerne alle essenziellen Aminosäuren auf. Ein weiterer Grund, weshalb die Pflanze laut Projektleiterin Tuba Esatbeyoglu „vom ernährungsphysiologischen Profil sehr überzeugt und hohes Potenzial bietet“, ist ihre Fähigkeit, auch auf geschädigten Böden zu wachsen und mit wenig Wasser auszukommen. Im Projekt soll eine Plattformtechnologie entwickelt werden, die es ermöglicht, die Proteine aus den Kernen herauszulösen. Dafür werden schonende, nicht auf Hitze basierende Technologien wie Cold Plasma (CP) und Pulsed Electric Field (PEF) getestet. Da beide Verfahren energieeffizient arbeiten und keine chemischen Lösungsmittel auf Kohlenstoffbasis benötigen, gilt die Extraktionsplattformtechnologie als „grün“. Die gewonnenen Proteine der Xuta-Kerne sollen in Milch- und Fleischalternativen eingesetzt werden.

Die Kerne der essbaren Art von Jatropha curcas L. wurden erst 2022 als neuartiges Lebensmittel (Novel Food) zugelassen und in die Unionsliste aufgenommen.
Die Kerne der essbaren Art von Jatropha curcas L. wurden erst 2022 als neuartiges Lebensmittel (Novel Food) zugelassen und in die Unionsliste aufgenommen.

Käse ohne Kuh 

Im Projekt KassettE (Kasein-Fett-Tandem-Expression für die Lebensmittelherstellung) entwickelt das Start-up Formo Bio GmbH einen Präzisionsfermentationsprozess für Käsealternativen. Die KMU-innovativ-Fördermaßnahme läuft von 2024 bis 2026.

Kasein und Fett, die Hauptbestandteile von Käse, sollen in einem Organismus (wie dem Hefepilz Yarrowia) gleichzeitig produziert werden. Normalerweise wird Kasein von bestimmten Enzymen abgebaut, weil es als zellfremdes Protein erkannt wird. Ziel ist deshalb, das Kasein vor zelleigenem Abbau zu schützen und so wirtschaftliche Mengen produzieren zu können. Das spart Ressourcen und vereinfacht die weitere Herstellung von Käsealternativen. Dafür werden passende mikrobielle Stämme selektiert, der Fermentationsprozess optimiert und Analysemethoden für das Kasein-Fett-Gemisch etabliert. Erste Labormuster von Käsealternativen werden hergestellt und bewertet.

Käsealternative mit Koji-Protein.
Käsealternative mit Koji-Protein.

In-vitro-Fleisch aus Nabelschnurblut 

Das BMFTR förderte das Projekt CELLZERO Meat im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Neue Produkte für die Bioökonomie“. Es ist seit 2024 abgeschlossen – mit Erfolg für die In-vitro-Produktion von Fleisch in Zellkultur: Das Projektteam von der Hochschule Anhalt und dem Forschungsinstitut für Nutztierbiologie hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Stammzellen schmerzfrei aus dem Nabelschnurblut von Ferkeln gewonnen werden und anschließend in einem Medium aus Algen heranwachsen. Zudem nutzte das Projekt kaltes Plasma anstelle von Antibiotika, um den Herstellungsprozess steril zu halten.

Das Verfahren verzichtet vollständig auf Schlachtung, tierisches Serum und Antibiotika. Die Zellkultivierung erfolgt in einem nährstoffreichen Medium auf Algenbasis, in dem sich Vorläuferzellen zu Muskel-, Fett- und Bindegewebszellen differenzieren. Mittels 3D-Druck werden die kultivierten Zellen zu fleischähnlichen Gewebestrukturen verarbeitet – vom Burger-Patty bis hin zu schnitzelähnlichen Produkten – inklusive typischer sensorischer Eigenschaften: Untersuchungen der Hochschule Anhalt bestätigen, dass Struktur und Farbe den konventionellen Fleischprodukten weitgehend entsprechen. Sämtliche Komponenten entlang der Prozesskette wurden vom Team analysiert, optimiert und dokumentiert, sodass sie künftig auch anderen Akteuren in der alternativen Fleischproduktion zur Verfügung stehen. Folgeprojekte zur industriellen Skalierung sind in Vorbereitung und könnten neue Entwicklungsperspektiven für die Landwirtschaft eröffnen.

Die von Ferkeln gewonnenen Stammzellen wachsen anschließend in einem Medium heran, das ohne fötales Kälberserum auskommt.
Die von Ferkeln gewonnenen Stammzellen wachsen anschließend in einem Medium heran, das ohne fötales Kälberserum auskommt.

Passende Proteine mittels Datenbank auswählen

Im Projekt Nachhaltige Proteinzutaten (Teil des BMFTR-Innovationsraums NewFoodSystems) wurde von 2020 bis 2024 eine umfassende Proteindatenbank als Grundlage für die Auswahl von Proteinen oder Proteinkombinationen für bestimmte Verwendungszwecke entwickelt. In einem zweiten Schritt sollten alternative Proteine in Lebens- und Futtermitteln eingesetzt werden. Unter Leitung von Prof. Ute Weisz an der Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn arbeiteten in dem Projekt Forschende eng mit verschiedenen Partnern aus der Industrie zusammen.

Fragen an Ute Weisz

Wurden die übergeordneten Projektziele erreicht?

Ja, zum einen haben wir eine umfassende Proteindatenbank auf Basis kommerziell verfügbarer Proteine entwickelt, die nun als Werkzeug für eine zielgerichtete Produktentwicklung genutzt werden kann. Zum anderen haben unsere Projektpartner den Einsatz pflanzlicher Proteine in verschiedenen Lebensmittelapplikationen untersucht und neues Wissen generiert, das sie künftig in Produktinnovationen/Applikationen einfließen lassen können.

Wem soll die Proteindatenbank dienen? 

Die Proteindatenbank richtet sich an die gesamte Lebensmittel- und Zutatenindustrie. Sie ermöglicht es, gezielt geeignete Proteine für bestimmte Produktapplikationen auszuwählen. Gleichzeitig kann die Zutatenindustrie ihre eigenen Produkte mit Marktprodukten vergleichen und daraus ableiten, wie sich funktionelle Eigenschaften durch gezielte Modifikationen verbessern lassen. Die Datenbank steht auch nach Projektende weiterhin zur Verfügung.

Wurden nach Projektende Produktinnovationen auf den Markt gebracht? 

Das Projekt bewegte sich im vorwettbewerblichen Bereich – wir haben also die Grundlage für Produktinnovationen geschaffen. Nun liegt es an den Unternehmen, diese weiterzuentwickeln und in die Praxis umzusetzen. Bei zwei unserer Projektpartner ist dies bereits gelungen: So konnte eine neue, weniger verarbeitete Pflanzenmilch auf Lupinenbasis entwickelt werden. Zudem wurden Sonnenblumen-Proteinzutaten weiter optimiert und daraus Sonnenblumen-Extrudate hergestellt.

Ei ohne Huhn

Das Projekt BioEggFlavor ist ein weiteres Forschungsprojekt aus der Fördermaßnahme KMU-innovativ. Seit 2023 und noch bis 2026 arbeitet ein Team der Universität Hohenheim gemeinsam mit der New Path Bio GmbH an der Entwicklung veganer Ei-Produkte.

Vegane Eiprodukte weisen bislang deutliche Defizite hinsichtlich sensorischer Eigenschaften wie Farbe, Textur und Geschmack im Vergleich zu herkömmlichen Ei-basierten Produkten auf. Ziel dieses Innovationsprojekts ist die Entwicklung eines pflanzlichen Eiprodukts, das ohne Zusatz von Aromastoffen ein charakteristisches Ei-Flavor (Kombination von Geschmack, Geruch, Textur und Mundgefühl) durch thermische Reaktionen während der Zubereitung erzeugt. Ausgangspunkt ist die partielle, enzymatische Hydrolyse – die Zerlegung von pflanzlichen Proteinen in kleinere Bausteine mithilfe von Enzymen. Dabei entsteht ein Gemisch von verschiedenen Aminosäuren, Peptiden und Proteinfragmenten, die als Geschmacksträger und Aromavorstufen wirken. Durch Kombination mit weiteren pflanzlichen Zutaten und eine haushaltsübliche thermische Behandlung wird das Ei-typische Flavorprofil entwickelt. Als Referenz dient dabei das Flavorprofil von Produkten, die mit flüssigem Vollei hergestellt wurden. Die entstehenden Aromastoffe sowie mögliche Fehlgeschmäcker werden analytisch erfasst, um Rezepturen und Prozesse zu optimieren. Auch andere Qualitätsmerkmale wie Farbe und Nährwert werden kontinuierlich berücksichtigt, um eine hohe Produktakzeptanz sicherzustellen.

Beim thermischen Behandlungsschritt (z. B. Braten) entsteht auf natürliche Art und Weise das angestrebte Ei-Flavorprofil.
Beim thermischen Behandlungsschritt (z. B. Braten) entsteht auf natürliche Art und Weise das angestrebte Ei-Flavorprofil.

Urbane Agrarsysteme 

Das Projekt food4future (f4f) ist ein Verbundprojekt im Rahmen der BMFTR-Fördermaßnahme „Agrarsysteme der Zukunft“. Seit 2019 erschließt es Innovationen und neue Produktionsformen für eine ressourcenschonende und gesunde Lebensmittelversorgung. Aktuell befindet sich das Projekt in der zweiten Förderphase. Koordinatorin Monika Schreiner erläutert den derzeitigen Stand und gibt einen Überblick über die kurz- und langfristigen Zielsetzungen:

Fragen an Monika Schreiner

Warum ist food4future relevant?

„Bereits heute leben mehr als 50 % der Weltbevölkerung in Städten, bis 2050 werden es über 70 % sein. food4future entwickelt neue Wege, um Lebensmittel dort zu produzieren, wo sie gebraucht werden: direkt in der Stadt – lokal, ressourcenschonend und nachhaltig. Dafür setzt das Projekt auf alternative Nahrungsquellen wie Makroalgen, Halophyten, Medusen und Insekten und nutzt innovative Technologien in modularen Indoor-Farming-Systemen​.“

Was ist das Besondere an dem Projekt?

„Es geht nicht nur um neue Lebensmittel, sondern auch um deren umweltfreundliche Kultivierung, Verarbeitung und Integration in urbane Räume. Besonders ist, dass biologische, technische, sozialwissenschaftliche und gestalterische Disziplinen zusammenarbeiten – mit Akteur:innen aus Wissenschaft, Wirtschaft, Stadtplanung und Gesellschaft. Auch neu ist die Verbindung von Forschung und Praxis: In urbanen Reallaboren werden künftig Indoor-Kultivierungssysteme direkt in reale Stadträume integriert und dort getestet.“ 

Wie definieren Sie eine gesunde Ernährung?

„Es geht nicht nur um Vitamine, Mineralstoffe oder ungesättigte Fettsäuren – sondern auch darum, dass die Lebensmittel ressourcenschonend und umweltverträglich produziert werden. Die Forschungsarbeiten orientieren sich am sogenannten One-Health-Prinzip, das die Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt zusammen denkt.“

Ist eines der food4future-Produkte bereits auf dem Markt?

„Derzeit sind die Produkte von food4future noch nicht im Supermarktregal zu finden. Einige Konzepte und Prototypen sind in Planung, wie zum Beispiel die Pilotanlage für Halophyten in urbanen Kelleranlagen, oder werden bereits praktisch erprobt, etwa durch die Zusammenarbeit mit Solebädern wie der Therme Bad Saarow. Diese Pilotanlagen sind erste Prototypen, die jetzt zusammen mit unseren Industriepartnern bis zur Marktreife weiterentwickelt werden.“

Was sind die nächsten Schritte und Ziele?

„Zurzeit steht die Umsetzung innovativer Konzepte zur urbanen Indoor-Kultivierung im Mittelpunkt – etwa von Algen, Insekten oder salztoleranten Pflanzen. Ziel ist es, diese Systeme technisch und automatisiert alltagstauglich und skalierbar zu machen und daraus neue Lebensmittel zu entwickeln. Dabei spielt gesellschaftliche Akzeptanz eine zentrale Rolle, etwa durch das Future Food Living Lab, in dem Menschen neue Nahrungsmittel kennenlernen und mitgestalten können. Im Berliner Raum wird zudem erprobt, wie sich diese Ansätze in die urbane Umgebung integrieren lassen.“

Seite 5 von 6

Ein Blick in die Glaskugel: Wie könnte die Ernährung der Zukunft aussehen?

Zukunftsbild der BMFTR-Förderlinie „Agrarsysteme der Zukunft“.
Zukunftsbild der BMFTR-Förderlinie „Agrarsysteme der Zukunft“.

Wir befinden uns im Jahr 2050 – Deutschland hat Klimaneutralität erreicht. Ein entscheidender Aspekt dabei war die Umstellung auf eine klimafreundlichere Ernährung. Wohlstand zeigt sich heute in Gesundheit, Lebensqualität und einem bewussteren Umgang mit Ressourcen – und genau davon profitieren alle. Industrielle Massentierhaltung braucht es nicht mehr und für viele Menschen sind alternative Proteinquellen selbstverständlicher Teil der Ernährung. Denn davon stehen eine Vielfalt und Vielzahl jederzeit und preiswert zur Verfügung: von Insekten und Algen über gezüchtetes Fleisch bis hin zu fermentierten Pilzproteinen. Biologische Weidehaltung kann den verbleibenden Bedarf für tierische Produkte decken. Die Lebensmittelproduktion ist resilienter, größtenteils lokal organisiert und transparent. 

So könnte ein positives Zukunftsszenario für unsere Ernährung aussehen, in dem alternative Proteine einen wichtigen Beitrag leisten. In eine ähnliche Richtung visioniert auch Monika Schreiner vom Projekt food4future: „In einer idealen Zukunft sind unsere Städte nicht nur Orte des Konsums, sondern auch der Lebensmittelkultivierung. Auf Dächern, an Fassaden oder in leerstehenden Industrie- und Bürogebäuden entstehen frische, nährstoffreiche Lebensmittel. Der Speiseplan wird vielfältiger. Algen, Insekten oder sogar Quallen sind längst ganz selbstverständlich Teil unserer Ernährung – nicht als exotische Ausnahme, sondern als leckere und gesunde Alternative. Nicht alle alternativen Nahrungsquellen werden in ihrer ursprünglichen Form gegessen: Inhaltsstoffe werden extrahiert und als Substitute in herkömmlichen Lebensmitteln verwendet, etwa Algen- oder Insektenproteine in Brot und Pasta.“ 

Für Pascal Bieri (Mitgründer von Planted) „ist die perfekte Ernährung der Zukunft nachhaltig, ohne Tierleid, gesund und genussvoll – all das ohne Verzicht“. Auch das Start-up Nosh.bio (Die Biopioniere) blickt in eine Zukunft voller Potenziale: „Wir bei Nosh glauben, dass tierfreie und hybride Produkte eine transformative Rolle spielen können”, sagt Tim Fronzek. „Unsere Vision ist klar: Eine Welt, in der Ernährung weder dem Planeten noch Tieren oder Menschen schadet.“

Die Zukunft wird es zeigen, die Weichen werden heute gestellt. Durch engagierte Menschen in Forschung, Wirtschaft und Politik.

Realitätscheck „Protein-Transition”

Um diese Szenarien real werden zu lassen, sind transformative Veränderungen nötig – die sogenannte Protein-Transition. Deshalb wird derzeit an zahlreichen technologischen, sozialen und institutionellen Innovationen gearbeitet. Das Projekt „Verantwortungsvolle Innovationen (responsible innovation) für die Protein-Transition (RI-ProT)“ der Technischen Universität (TU) Berlin analysiert, welche Aspekte in der Proteinproduktion wichtig sind und wie der Beitrag alternativer Proteine in zukünftigen Lebensmittelsystemen aussehen kann. Es beurteilt und bewertet anhand transparenter Kriterien, welche Alternativen wirklich verantwortungsvoll, gesundheitsfördernd, gerecht und ökologisch nachhaltig sind.

Seite 6 von 6

Weitere Informationen

Weiterführende Informationen

Alternative Proteine in Deutschland, GFI Europe, Mai 2023. PDF-Download Full Report

Beitrag der Landwirtschaft zu den Treibhausgas-Emissionen, Umwelt Bundesamt. Stand Juni 2025. umweltbundesamt.de