food future Story

So entsteht In-vitro-Fleisch

Burger-Bulette aus dem Labor: Sieht so unsere zukünftige Fleischproduktion aus? (Grafik: Christina Helmer)

Im Reagenzglas gezüchtetes „Fleisch“ stellt für einige Wissenschaftler die Hoffnung dar, den wachsenden Fleischhunger der Weltbevölkerung zu stillen. Wir erklären Schritt für Schritt, wie In-vitro-Fleisch entsteht.

In-vitro-Fleisch (IVF) gilt als innovative Art der Fleischproduktion, die nachhaltiger, gesünder und tierleidfrei sein soll. Ob und wie dies erreicht werden kann, stellt Forscher und Unternehmen noch vor große Herausforderungen. Ein Verfahren für die Produktion großer Mengen gibt es bisher nicht. Angelehnt an die Studie "In-vitro-Fleisch" von Inge Böhm, Arianna Ferrari und  Silvia Woll zeigen wir, wie das Laborfleisch entsteht.

Schritt 1: Zellen

Muskelbiopsie ist ein Verfahren zur Entnahme von Muskelgewebe, das eigentlich der Diagnostik von Muskelerkrankungen dient. (Grafik: Christina Helmer)

Die Herstellung von IVF benötigt an mehreren Stellen tierische Bestandteile. Durch Muskelbiopsie werden lebenden Tieren Muskelstammzellen entnommen. Es reichen wenige Zellen, um die Produktion von verhältnismäßig viel Fleisch anzuschieben. Das Tier muss zur Zellentnahme nicht getötet werden.

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Im Reagenzglas gezüchtetes „Fleisch“ stellt für einige Wissenschaftler die Hoffnung dar, den wachsenden Fleischhunger der Weltbevölkerung zu stillen. Wir erklären Schritt für Schritt, wie In-vitro-Fleisch entsteht.

In-vitro-Fleisch (IVF) gilt als innovative Art der Fleischproduktion, die nachhaltiger, gesünder und tierleidfrei sein soll. Ob und wie dies erreicht werden kann, stellt Forscher und Unternehmen noch vor große Herausforderungen. Ein Verfahren für die Produktion großer Mengen gibt es bisher nicht. Angelehnt an die Studie „In-vitro-Fleisch“ von Inge Böhm, Arianna Ferrari und  Silvia Woll zeigen wir, wie das Laborfleisch entsteht.

Schritt 1: Zellen

Muskelbiopsie ist ein Verfahren zur Entnahme von Muskelgewebe, das eigentlich der Diagnostik von Muskelerkrankungen dient. (Grafik: Christina Helmer)

Die Herstellung von IVF benötigt an mehreren Stellen tierische Bestandteile. Durch Muskelbiopsie werden lebenden Tieren Muskelstammzellen entnommen. Es reichen wenige Zellen, um die Produktion von verhältnismäßig viel Fleisch anzuschieben. Das Tier muss zur Zellentnahme nicht getötet werden.

Schritt 2: Nährmedium

Fetales Kälberserum wird aus dem Blut von Kuhfeten gewonnen und zur Aufzucht und Kultivierung von Zellen in der Zellkultur benötigt. (Grafik: Christina Helmer)

Muskelzellen brauchen zum Wachsen Nahrung von einem Nährmedium. Wichtigster Bestandteil dessen ist fetales Kälberserum. Man gewinnt es nach der Schlachtung einer tragenden Kuh aus dem Herzen des ungeborenen Kalbes, das dann stirbt. Bislang hat nur ein einziges Start-up behauptet, ohne Kälberserum auszukommen.
Die kultivierten Zellen besitzen kein Immunsystem und sind anfällige Konstrukte. Der Einsatz von Antibiotika ist daher bei der IVF-Herstellung nötig.

Schritt 3: Bioreaktor

In einem Bioreaktor sind wichtige Faktoren für die Zellkultivierung genau steuerbar:  Zusammensetzung des Nährmediums, Sauerstoffzufuhr, Temperatur, pH-Wert und Sterilität. (Grafik: Christina Helmer)

Der Bioreaktor soll den Zellen ein ideales Umfeld schaffen, in dem sie sich vermehren und zu Muskelfasern entwickeln können. Im Labor funktioniert dies bereits. Zur Herstellung von IVF in größeren Mengen müssen aber noch Reaktoren mit ausreichender Kapazität entwickelt werden, die bestenfalls wenig Energie verbrauchen. Hier ist noch fraglich, ob viele kleine oder wenige und dafür große Bioreaktoren geeigneter sind.

Schritt 4: Aus Zelle wird Faser

Muskelwachstum: von der Stammzelle zur Muskelfaser. (Grafik: Christina Helmer)

Sind alle Bestandteile vorhanden, läuft das Muskelwachstum so ab: Zuerst bilden sich die Stammzellen im Bioreaktor zu ein-kernigen Muskelzellen (Myoblasten) und vermehren sich dann zu mehr-kernigen Muskelzellen, den Myotuben. Mehrere Myotyben bilden wiederum eine Muskelfaser. 20.000 dieser kleinen Fasern wurden mit einem Bindemittel auf Stärkebasis im Jahr 2013 erstmals zu einem Burger verklebt. Das künstliche Fleisch ist ziemlich farblos. Die ersten Burger wurden mit Rote-Rüben-Saft eingefärbt.

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Hersteller, Investitionen und Preise

Mehrere Start-ups aus den USA, Israel, Japan und den Niederlanden arbeiten an der IVF-Herstellung. Sie sammelten bereits mehrere Millionen Euro Kapital ein. Aus Deutschland beteiligte sich die PHW-Gruppe am israelischen Start-up SuperMeat, das IVF herstellen will, und ging eine Vertriebs­partnerschaft mit BeyondMeat ein, das pflanzliche Fleischersatzprodukte vermarktet.
Ein Schnäppchen ist IVF nicht. Der erste Burger aus IVF vom niederländischen „Mosa Meat“ kostete im Jahr 2013 hochgerechnet rund 325.000 US-$. Das­selbe Start-up verkündete 2016, dass es den Preis auf gut 11 US-$ senken konnte.