In-vitro-Fleisch, «clean meat» oder Fleisch aus dem Labor wird schon länger heiss diskutiert. In der Werbung vollmundig angepriesen, stecken Forschung und Produktion noch mitten in der Entwicklung. Eine Standortbestimmung.
Der Hunger nach Fleisch wird weltweit wachsen. Das zeigen Studien, die im «World Resources Report» und im «Fleischatlas» zitiert werden. Da klingt die folgende Idee doch überzeugend, ja geradezu genial: Den Hunger nach Fleisch stillen, ohne die Umwelt zu belasten und ohne dass dabei Tiere sterben müssen. Auf der Basis der Stammzellenforschung in der Humanmedizin arbeiten zahlreiche Firmen seit Beginn der Nuller-Jahre an der Entwicklung von Fleisch im Labor.
Nach dem Furor um die Präsentation des ersten In-vitro-Beef-Burgers im Jahr 2013 wurde es still um Laborfleisch. Die Lancierung marktfähiger Produkte haben die Produzenten von Jahr zu Jahr vor sich hergeschoben. Dennoch investieren Unternehmen, vor allem solche aus der Fleisch- und Nahrungsmittelindustrie, Millionenbeträge in die Forschung und Produktion von In-vitro-Fleisch.
Auch die Werbetrommel für Laborfleisch wird kräftig gerührt: «Wir glauben stark an die Notwendigkeit von Transparenz für Konsumenten und Lebensmittelproduzenten. Mit diesem Ziel wollen wir die ganze Geschichte der Herstellung von Super-Meat-Hühnerfleisch von der Hühnerzelle zum Chicken-Burger herzeigen», sagen die Gründer und Gründerinnen von Super Meat in Tel Aviv (IL). Auf der Webseite wird die Produktion, für alle einfach zu verstehen, dargestellt: Man nehme ein paar Zellen, gebe diese mit Nährlösung in einen Fermenter, warte ein paar Stunden und ernte das Fleisch. Alles ganz ohne Gentechnik, ohne Antibiotika und in einer völlig kontaminationsfreien Umgebung hergestellt. Wie es hinter den Kulissen zu- und hergeht, bleibt jedoch ein Geheimnis. Denn für diesen Beitrag wollten weder Forscher noch Hersteller Auskunft geben, und Mitarbeitende unterliegen der Schweigepflicht. Auch Schweizer Investoren gaben sich äusserst wortkarg.
Die weitaus wichtigste Frage ist die nach der Nährlösung. Mehrere Quellen berichten, dass das Medium, in dem die Zellen sich teilen sollen, aus dem Blut ungeborener Kälber (Föten) gewonnen wird. Die Föten sterben und häufig müssen auch die Kühe geschlachtet werden. Mal wird für einen Beef-Burger durchschnittlicher Grösse bis zu 50 Liter Nährlösung benötigt. Mal soll aus dem Serum eines Fötus ein Kilo In-vitro-Fleisch gezüchtet werden können. Aktuell wird intensiv an pflanzenbasierten Nährlösungen geforscht.
Damit sich die Zellen im Fermenter teilen, ist eine konstante Temperatur von 37 Grad Celsius erforderlich. Zudem muss die Masse bewegt werden, damit sich die Zellen zu Muskelabschnitten verketten. Beide Vorgänge benötigen Energie, Wasser und Desinfektionsmittel für die keimfreie Umgebung. Antworten auf diese Fragen finden sich auf keiner der Firmen-Webseiten.
Davon ausgehend, dass dereinst Fleisch zu marktfähigen Preisen im Labor gezüchtet werden kann, ist die Frage nach dem Tierwohl noch nicht gelöst. «Sicher würde es nur noch einen Bruchteil an Nutztieren benötigen, um mittels regelmässiger Biopsien das Ausgangsgewebe für die Zellkulturen zu gewinnen», sagt die Technikphilosophin Silvia Woll vom Karlsruher Institut für Technologie. «Würden diese Tiere so kosteneffizient wie möglich in Massenanlagen gehalten, hätten wir zwar quantitativ etwas gewonnen, aber nicht in Bezug auf das Tierwohl.»
David Kaplan von der Tufts University in den USA, der sich ebenfalls mit der Entwicklung von Laborfleisch beschäftigt, verfolgt andere Ansätze. Er ist der Ansicht, dass beispielsweise Insektenzellen viel besser geeignet wären, um proteinhaltiges Gewebe – nichts anderes als gezüchtete Hackbällchen oder Chicken-Nuggets – zu kultivieren. «Diese Zellen sind anspruchslos und wachsen auch ohne teures Nährmedium.»
(Gabriel Tinguely)
Noch gibt es kein Produkt zu kaufen, das vollständig aus kultiviertem Fleisch besteht. Dennoch wird Labor-Fleisch schon länger heiss diskutiert, weil es echten Fleischgenuss ohne Tierleid verspricht und dabei täuschend echt schmecken soll. Dafür kursieren viele vollmundige Werbebotschaften darüber, wie gut das Labor-Fleisch der Zukunft für das Klima, die Gesundheit der Menschen und das Tierwohl sei. Es würden keine Tiere mehr geschlachtet, verkünden alle Hersteller in einem Chor. Medikamente und Massentierhaltung brauche es auch nicht mehr. Der Anbieter Mosa Meat wirbt mit dem «weltweit nettesten Burger», Aleph Farms will sein Laborsteak mit dem Claim «Schlachtfrei, Killergeschmack» verkaufen. Veganer werden damit nicht angesprochen. Das Zielpublikum sind Flexitarier und Fleischesser. «Wir glauben stark an die Notwendigkeit von Transparenz für Lebensmittelkonsumenten und -produzenten», schreiben die Gründer von Super Meat aus Tel Aviv (IL). Super Meat lobt sich und ihre Produkte in den Himmel. Doch es ist gut möglich, dass die Produktion ihres In-vitro-Fleischs doch Tierleben kostet. Es ist nämlich noch nicht klar, ob die Industrie eine gute Alternative für die Verwendung von fetalem Kälberserum gefunden hat, das für das Wachstum von kultiviertem Fleisch nötig ist und für dessen Herstellung paradoxerweise jährlich viele Tiere sterben müssen. Kritische Fragen werden kaum gestellt.
Gewebezucht (Tissue Engineering/TE) – hier ist die Zucht von Fleisch zum menschlichen Verzehr gemeint – ist der Überbegriff für die künstliche Herstellung biologischer Gewebe durch die gerichtete Kultivierung von Zellen. Bei den bisher erfolgreichen TE-Ansätzen handelt es sich ausschliesslich um Gewebe aus einer einzigen Zellart. Forschern um den Amerikaner James Thomson gelang es 1998 erstmals, menschliche Embryonalzellen im Labor zu kultivieren.Während sich die meisten Forscher auf die Humanmedizin konzentrierten, begann Professor Mark Post mit der Vermehrung von tierischen Muskelzellen. Von 2004 bis 2010 leitete er das Projekt Cultured Beef der Universität in Maastricht, das vom niederländischen Staat gefördert wurde. Als Mitgründer der Laborfleisch-Firma Mosa Meat gelangte er 2013 mit der Präsentation des ersten In-vitro-Burgers zu weltweiter Bekanntheit. Die gesamten Produktionskosten zusammengerechnet, dürfte der erste Burger aus im Labor gezüchtetem Fleisch 250 000 Dollar gekostet haben. Google-Gründer Sergey Brin zahlte die Rechnung. In Singapur erhielt das kalifornische Start-up Eat Just im Dezember 2020 die Zulassung für Chicken-Nuggets aus dem Labor. Die Markteinführung von Labor-Rindshackfleisch lässt weiterhin auf sich warten. Um ein preislich konkurrenzfähiges Steak herzustellen, braucht es noch viele weitere Entwicklungsschritte.
Die Namensgebung für diese neue Art der Fleischherstellung ist noch nicht geklärt. Es wird kultiviertes Fleisch, zellbasiertes Fleisch, In-vitro-Fleisch oder Clean Meat genannt. Eine kleine Gruppe um Forscher Marc Post, die erste Proben verkosten konnte, sagte, die Konsistenz von Laborfleisch sei schon sehr gut. Beef-Burger aus dem Labor seien aber nicht so rot wie das Original und würden daher an Pouletfleisch erinnern. Man merke einen Unterschied, dieser sei jedoch klein.Auch zur Haltung der Konsumenten gibt es bereits Untersuchungen. Je nach Studie würden 30 bis 50 Prozent der befragten Fleischesser Laborfleisch essen. Etwa gleich viele lehnen es ab. Hinweise auf die Vorteile der Technologie in Bezug auf die Umwelt oder das Tierwohl halfen nicht, die Akzeptanz zu steigern. Das stellte eine Konsumentenbefragung der Eidgenössischen Technischen Hochschule im Jahr 2017 fest.Darüber,- wie tierfrei Laborfleisch wirklich ist, wird es in Bezug auf die Ethik noch viel zu diskutieren geben.
Zum Ressourcenverbrauch von In-vitro-Fleisch gibt es mehrere Studien. Eine erste Umweltbilanz aus dem Jahr 2011 ging davon aus, dass der Ausstoss von Treibhausgasen auf unter zehn Prozent der herkömmlichen Fleischproduktion gesenkt werden könnte. Der Wasserverbrauch wurde mit 5 Prozent und der Energieverbrauch mit 58 Prozent berechnet. Drei Jahre später relativierte eine Folgestudie diese Zahlen. Zwar blieb der Ausstoss von Treibhausgasen ungefähr gleich. Der Wasserverbrauch wurde neu mit 53 Prozent und der Energieverbrauch mit über 100 Prozent angegeben.Nach einer Studie könnte im Labor erzeugtes Fleisch 99 Prozent weniger Land in Anspruch nehmen als herkömmliches Fleisch. Wie das gehen soll, wird nicht erklärt. Das Fleisch eines Kalbes zu essen, ist deshalb noch bei weitem sinnvoller, als das Serum aus dessen Blut für die Produktion von lediglich einem Kilo Labor-Fleisch zu verwenden. Die Suche nach pflanzenbasierten Nährlösungen ist noch im Gang. Weil der Anteil an Wachstumsfaktoren und Proteinen in Pflanzen geringer ist als im Kälberserum, kann die Umweltbelastung der Produktion noch nicht abgeschätzt werden. Rein hypothetisch bräuchte es die gleiche oder sogar noch grössere Landfläche sowie Energie für die Extraktion der Wirkstoffe.Eine Fleischproduktion im Labor macht nur dann wirklich Sinn, wenn für die eigentliche Produktion und die Produktion der Nährlösung erneuerbare Energie zum Einsatz kommt. Bei der Verwendung von konventioneller Energie sähe die Bilanz der Weidetiere besser aus. Keinen Plan gibt es für die Millionen von Menschen, die weltweit in der Viehzucht arbeiten. Die Produktion von In-vitro-Fleisch würde nur einem Bruchteil von ihnen ein Einkommen sichern.
Die Schweizer Bell Food Group ist 2018 mit zwei Millionen Euro bei der niederländischen Mosa Meat eingestiegen. Im Jahr 2020 wurden weitere fünf Millionen investiert. Auch der Schauspieler Leonardo Di Caprio zählt zu den gewichtigen Investoren bei Mosa Meat und bei der israelischen Firma Aleph Farms. Wie weit er seine Schatulle geöffnet hat, ist nicht bekannt. Mosa Meat hat bis jetzt insgesamt 96 Millionen Dollar aufgenommen. Keines der genannten Unternehmen ist an der Börse kotiert und muss dementsprechend keine Zahlen offenlegen.Mirai Foods aus Wädenswil/ZH hat Anfang 2021 4,5 Millionen Franken Startkapital gesammelt. Dazu kamen drei Millionen an Fördergeldern aus der Schweiz und der EU. Memphis Meats aus Kalifornien (USA) erhielt im Januar 161 Millionen Dollar an Investorengeldern.Weil der Hunger auf Fleisch steigt, wittern die Investoren fette Erträge. Sollten dereinst nur fünf Prozent aller Fleischesser regelmässig In-vitro-Fleisch konsumieren, winken ihnen enorme Gewinne. Bereits 2030 werden für In-vitro-Fleisch 140 Milliarden US-Dollar Umsatz prognostiziert.Kommt In-vitro-Fleisch in den nächsten zwei bis drei Jahren auf den Markt, wird es mit Preisen zwischen 100 und 200 Franken pro Kilo sehr teuer sein. Längerfristig wird ein Preis von zehn Franken für ein Kilo Labor-Hackfleisch angestrebt. Hackfleisch hat zwar einen Anteil von rund 50 Prozent am gesamten Fleischmarkt. Da es aber als Nebenprodukt beim Schlachten ohnehin anfällt, wird die Fleischbranche nicht auf künstliches Labor-Fleisch angewiesen sein, solange die Konsumenten auch Steaks und Filets essen wollen.
Co-Kulturen unterschiedlicher Zelltypen und ein rein pflanzenbasiertes Nährmedium sind zwei grosse Herausforderungen, die noch gelöst werden müssen. Bei den Co-Kulturen handelt es sich um Muskelfasern, Fettmasse für den Geschmack und Bindegewebe für den Biss. Bevor diese Probleme nicht gelöst sind, werden Gewebezucht – die In-vitro-Produktion von Steaks – sowie die grossen Ziele der Organzüchtung lebenswichtiger Organe nicht erreicht werden können.Die in Singapur bewilligten Chicken-Nuggets wurden in Kälberserum gezüchtet. Dies ist ein absolutes No-Go. Denn damit sich die Zellen teilen und zu Muskelfleisch oder Fett werden, braucht es eine Nährlösung. Diese wird vorwiegend aus dem Blut ungeborener Kälber (Föten) gewonnen. Die Föten sterben und häufig müssen auch die Kühe geschlachtet werden. Ein Fötus liefert das Serum, um gerade einmal ein Kilogramm Labor-Fleisch herzustellen.Inzwischen haben Wissenschaftler in Pflanzen und Algen Wachstumsfaktoren und Proteine entdeckt, welche die Teilung der kultivierten Muskelzellen anregen. Meist sind die natürlichen Konzentrationen dieser Substanzen jedoch extrem gering. Der Weg, um solche Stoffe in grossen Mengen und zu bezahlbaren Kosten herzustellen, ist die Biotechnologie. Mit Konzepten der Synthetischen Biologie können Stoffwechselwege in Mikroorganismen «eingebaut» werden, damit sie die benötigten Stoffe ohne Mengenbegrenzung produzieren.Nur: Allein um den Fleischhunger von zehn Menschen zu stillen, wäre ein Bioreaktor mit einem Volumen von 25 000 Litern nötig.
Die Schweizer Lebensmittel- und Gebrauchsgegenstände-verordnung definiert neuartige Lebensmittel im Artikel 15 Absatz 2. Dazu gehören Lebensmittel mit neuer oder gezielt veränderter Molekularstruktur sowie solche aus Mikroorganismen oder Materialien mineralischen Ursprungs. Auch Lebensmittel, die aus von Tieren, Pflanzen, Mikroorganismen, Pilzen oder Algen gewonnenen Zell- oder Gewebekulturen bestehen, daraus isoliert oder hergestellt wurden, gehören dazu. Neuartige Lebensmittel dürfen in Verkehr gebracht werden, wenn das Eidgenössische Departement des Innern (EDI) sie in einer Verordnung als Lebensmittel bezeichnet hat, die in Verkehr gebracht werden dürfen oder vom Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV) bewilligt worden sind. Bis heute sind beim BLV keine Gesuche zur Bewilligung von In-vitro-Fleisch eingegangen. Der Zulassungsprozess in der EU soll noch dieses Jahr beginnen. Er dürfte 18 bis 24 Monate dauern.
Der Produktionsablauf scheint genial: Unter lokaler Anästhesie entnimmt man einem Tier, zum Beispiel einem Rind oder einem Huhn, eine Pfefferkorn-grosse Menge Muskelfleisch. Daraus gewonnene Zellen werden in ein 37 Grad Celsius warmes Medium gegeben, das Nährstoffe und Wachstumsförderer enthält. In diesem Medium vermehren sich die Zellen und bilden Muskelfasern – ähnlich wie im Körper.Noch können sich die Zellen nicht wie in einem lebenden Organismus unendlich oft teilen. Aktuell erreichen Forscher bis zu 30 Teilungsschritte. Danach sind die Zellen so weit degeneriert, dass sie im Nährmedium absterben würden. Dem kommen die Wissenschaftler zuvor, indem sie die Zusammensetzung des Mediums verändern. Die Zellteilung kommt zum Stillstand und die Zellen verwandeln sich in komplexere Muskelzellen. Aus einer einzigen Zelle können so mehrere Tonnen Fleisch gewonnen werden – theoretisch zumindest. Die gezüchteten Muskelabschnitte sind rund 2,5 Zentimeter lang und haben einen Durchmesser von einem Millimeter, was sehr fein gehacktem Hackfleisch entspricht.Fettzellen stellen die Forscher in einem separaten Prozess her und mischen diese mit den Muskelabschnitten. Wann das Produkt für Endkonsumenten erhältlich sein wird, ist noch nicht bekannt.
Auf der ganzen Welt forschen rund 120 Firmen an Poulet, Steak oder Fisch aus dem Reagenzglas, an Technologien die Strukturen bilden oder Wachstumshormone ersetzen. Dies sind die wichtigsten Unternehmen:
Den Gründern des niederländischen Start-ups Mosa Meat ist es 2013 gelungen, einen Hamburger aus im Labor gezüchteten tierischen Zellen herzustellen. Die zu Coop gehörende Bell Food Group investierte in den Jahren 2018 und 2020 insgesamt sieben Millionen Franken in Mosa Meat. Das Unternehmen beschäftigt mehr als 100 Mitarbeitende.
Das in Israel angesiedelte Unternehmen wurde 2017 gegründet. Zu den zahlreichen Investoren zählt auch die Schweizer Migros-Industrie. Aleph Farms will dieses Jahr ihr erstes Produkt – ein dünn geschnittenes Rindssteak – auf den Markt bringen. Zuerst in Restaurants, später dann im Handel.
Das Unternehmen aus Kalifornien (USA) erhielt im Dezember 2020 in Singapur als erstes die Zulassung für Chicken-Nuggets aus dem Labor.
Mirai Foods in Wädenswil/ZH begann als erstes Schweizer Start-up an Fleisch aus dem Labor zu forschen. Inhaber Christoph Mayr hat 4,5 Millionen Franken Startkapital gesammelt und nochmal knapp drei Millionen Franken an Fördergeldern aus der Schweiz und der EU erhalten. Er will demnächst eine Pilotanlage für die Produktion im grossen Stil in Betrieb nehmen.
In Kemptthal/ZH auf dem Areal der ehemaligen Maggi-Fabrik baut die Migros in Zusammenarbeit mit dem Riechstoffkonzern Givaudan und dem Maschinenbauer Bühler den Cultured Food Innovation Hub für die Entwicklung von zellbasiertem Fleisch.
Quellen: Ethik des Essens 2014: In-vitro-Fleisch und «verbesserte Tiere»; NZZ am Sonntag 2014: Hamburger aus dem Labor; World Resources Report 2019: Creating a Sustainable Food Future; LCA of cultivated meat 2021: Future projections for different scenarios; Fleischatlas 2021: Daten und Fakten über Tiere als Nahrungsmittel; NZZ am Sonntag 2021: Ist künstliches Fleisch wirklich nachhaltig?; Factsheet: kultiviertes Fleisch von Mosa Meat und Bell Food Group; Beobachter 2022: Der Burger aus dem Labor.
