Das ist ein Artikel vom Top-Thema:

Eiweiß-Alternativen

Wie Menschen zu Grasfressern werden könnten

Wiese
Ulrich Graf
Ulrich Graf
am Mittwoch, 07.12.2022 - 16:09

In einer Bioraffinerie auf dem Hof entsteht Eiweißfutter für Schweine sowie Geflügel und letztendlich auch für den Menschen. So sieht das Ziel eines Forschungsprjekts der Uni Hohenheim aus. Bei Küken ist ein erster Testlauf erfolgreich abgeschlossen worden.

Gras und andere Grünlandpflanzen enthalten viel Eiweiß. Doch nur Wiederkäuer wie Rinder und Schafe können die enthaltenen Proteine verwerten – so lautet eine bisher gültige Regel. Forschende der Universität Hohenheim wollen im Projekt ProGrün diese nun ändern. Denn: Wenn das in den Grünlandpflanzen enthaltene Eiweiß zuvor aus seiner pflanzlichen Struktur herausgelöst wird, ist es grundsätzlich auch als Tierfutter für Nicht-Wiederkäuer geeignet.

Doch damit nicht genug: Denn auch der Rest der Biomasse soll genutzt werden – für die Herstellung von Materialien, aber auch zur Wärme- und Energieerzeugung.

Demonstrationsanlage für die Bioökonomie im Kleinen steht bereits

Dafür entstand auf der Versuchsstation Agrarwissenschaften der Universität Hohenheim am Standort „Unterer Lindenhof“ eine Bioraffinerie-Demonstrationsanlage, die es erlaubt, den gesamten Prozess im Technikumsmaßstab zu testen.

„Damit haben wir dort alles, also Gras, Bioraffinerie sowie Hühner und Schweine, um eine Bioökonomie im Kleinen aufzubauen“, sagt Projektkoordinatorin Prof. Dr. Andrea Kruse vom Fachgebiet Konversionstechnologien nachwachsender Rohstoffe.

Graseiweiß könnte Soja ersetzen

Den Küken schmeckt es: Im Projekt ProGrün der Universität Hohenheim untersuchen Forschende, wie aus Grünlandschnitt nicht nur hochwertiges Protein für die Fütterung von Geflügel und Schweinen gewonnen werden kann, sondern auch noch eine Reihe weiterer hochwertiger Materialien.

Der Bedarf an Protein in der Ernährung von Mensch und Tier wird derzeit zu einem großen Teil durch Soja gedeckt. Daraus ergeben sich gleich mehrere Probleme: Zum einen erfolgt der Anbau von Soja überwiegend außerhalb von Europa und ist in vielen Fällen nicht nachhaltig und umweltfreundlich. Gleichzeitig gelangen mit dem Import vermehrt Stickstoffverbindungen nach Europa, die letztlich über die Gülle auf den Feldern landen und dort die Nitratsituation verschärfen können.

Zum anderen fehlen diese Stickstoffverbindungen im Anbauland. Dieses Defizit muss dort mit Mineraldünger gedeckt werden. Sowohl der Transport von Soja als auch die Mineraldünger-Herstellung führen zu einem erheblichem Energie-Verbrauch und damit zu erheblichen Kohlendioxid-Emissionen.

Allerdings sind die Möglichkeiten begrenzt, Sojaprotein durch andere Proteine zu ersetzen, die regional oder in Europa erzeugt werden. Insofern stellt Grünland nach Einschätzung der Forschenden eine bislang unterschätzte Proteinressource dar. Mit 4,7 Millionen Hektar mache das Dauergrünland in Deutschland mehr als ein Viertel der landwirtschaftlich genutzten Fläche aus, die zudem nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehe, da aktuell nur ein Teil direkt als Futter genutzt werde. Grünlandschnitt, der im Rahmen der Landschaftspflege anfällt, wird ebenso wie Material aus Obstplantagen, Streuobstwiesen, landwirtschaftlichen Nebenflächen etc. oft nicht verfüttert.

Eiweiß-Zusammensetzung mit der von Soja vergleichbar

Damit auch Nicht-Wiederkäuer das Grünfutter verstoffwechseln können, ist ein Zwischenschritt zur Extraktion und zum Aufschluss der verdaulichen Proteine notwendig. Dazu wird das in den meisten Fällen verwendete Gras zunächst zerkleinert und gepresst. Heraus kommt der Presssaft mit einem hohen Anteil an löslichen Proteinen, einer Restmenge an Kohlenhydraten sowie weiteren chemischen Verbindungen. Die festen Bestandteile und rund zwei Drittel des Proteins bleiben im sogenannten Presskuchen zurück.

„Zucker, Säuren und andere Substanzen im Presssaft können die Verdaulichkeit der Proteine beeinträchtigen“, erklärt Prof. Dr. Rodehutscord vom Fachgebiet Tierernährung. Deshalb werden diese weitgehend abgetrennt. Anschließend werden die Proteine getrocknet, mit weiteren Tierfutterbestandteilen gemischt und pelletiert. Aus rund 45 Tonnen frisch geschnittenen Grases kann so proteinreiches Futter mit 1.000 Kilogramm Proteinanteil hergestellt werden.

Die Zusammensetzung der Aminosäuren in dem Proteinextrakt entspricht in etwa der von Soja und ist damit im Prinzip für die Ernährung von Hühnern und Schweinen geeignet.

Schmecken muss es natürlich auch

Eine Schwierigkeit, die die Forschenden erst überwinden mussten, war, dass das Futter den Tieren auch schmecken muss, sonst fressen sie es nicht. Hierfür waren ein paar Vorversuche notwendig. Aber jetzt konnten wir die ersten 50 Kilogramm an Küken verfüttern.

Langfristig soll es laut den Experten auch möglich sein, den gewonnenen Proteinextrakt für die menschliche Ernährung einzusetzen.

Reststoffe als Fasermatten, Wiederkäuerfutter oder Energieträger verwertet

Ganz im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft soll auch die restliche Biomasse verwertet werden. So könne der anfallende Presskuchen zur Herstellung von Graspapier oder von Fasermatten zur Isolierung dienen.

Da er zudem noch genügend Protein enthält, ist der Presskuchen auch für die Fütterung von Rindern geeignet. Und zu guter Letzt kann er auch in einer Biogas-Anlage verwertet werden. Deren Gärrest kann als Dünger auf die Felder ausgebracht und schließt so den Nährstoffkreislauf“

Im Presssaft enthaltene Kohlenhydrate und Zucker stellen wiederum ein vielversprechendes Ausgangsmaterial für die Herstellung von sogenannten Plattformchemikalien, wie HMF (5-Hydroxymethylfurfural) dar, das die Grundlage für die Herstellung biobasierter Kunststoffe bildet.