Mikroalgen gehören zu den ältesten Arten der Erde. Diese winzigen Algen können sowohl in Süß- als auch in Salzwasser mit erstaunlicher Vermehrungsrate wachsen. Sie nutzen Licht und Kohlendioxid effizient für die Photosynthese oder einfache organische Kohlenstoffquellen für heterotrophes Wachstum und synthetisieren durch ihren Zellstoffwechsel verschiedene Nährstoffe wie Proteine, Zucker und Öle.

Daher gelten Mikroalgen als ideale Wirtszellen für eine umweltfreundliche und nachhaltige biologische Produktion und werden in verschiedenen Bereichen wie Lebensmitteln, Gesundheitsprodukten, Pharmazeutika, Kosmetika, Biokraftstoffen und Biokunststoffen weit verbreitet eingesetzt.

Das chinesische Unternehmen Protoga Biotech, spezialisiert auf synthetische Biologie mit Mikroalgen, gab kürzlich bekannt, dass sein innovatives Mikroalgenprotein die Pilotphase erfolgreich abgeschlossen hat und eine maximale Produktionskapazität von 600 Kilogramm Protein pro Tag erreicht. Auch das erste Produkt auf Basis dieses innovativen Mikroalgenproteins, eine Mikroalgen-Pflanzenmilch, hat den Pilotversuch bestanden und soll voraussichtlich noch in diesem Jahr auf den Markt kommen.

Shenghui nutzte die Gelegenheit und interviewte Dr. Li Yanqun, den leitenden Ingenieur für Anwendungsentwicklung bei protoga Biotechnology. Dieser erläuterte Shenghui die Details des erfolgreichen Pilotversuchs mit Mikroalgenprotein und die Entwicklungsperspektiven im Bereich pflanzlicher Proteine. Li Yanqun verfügt über mehr als 40 Jahre wissenschaftliche und technologische Berufserfahrung in der Lebensmittelindustrie und beschäftigt sich hauptsächlich mit der Forschung und Anwendungsentwicklung von Mikroalgen- und Lebensmittelbiotechnologie. Er promovierte an der Jiangnan-Universität im Bereich Fermentationstechnik. Vor seinem Eintritt bei protoga Biotechnology war er Professor an der Fakultät für Lebensmittelwissenschaft und -technologie der Guangdong Ocean University.

„Wie der Firmenname bereits andeutet, muss Protoga Biotechnology sowohl von Grund auf innovativ sein als auch selbstständig wachsen können. Protoga verkörpert den Kern des Unternehmens: unser Engagement für Innovation an der Quelle und die Entwicklung origineller, innovativer Technologien und Produkte. Bildung dient der Förderung und dem Wachstum, und die Technologien und Konzepte der Innovation an der Quelle müssen sich zu einer neuen Branche, einem neuen Konsummodell und sogar einem neuen Wirtschaftsmodell entwickeln. Wir haben einen neuen Weg zur Herstellung hochwertiger Produkte aus Mikroalgen eröffnet, die eine wichtige Ergänzung zur Nahrungsmittelproduktion und -versorgung darstellen und dem aktuellen Konzept der Lebensmittelindustrie entsprechen, während sie gleichzeitig Umweltprobleme lösen“, erklärte Li Yanqun gegenüber Shenghui.

Die Technologie stammt von der Tsinghua-Universität und konzentriert sich auf die Förderung von Mikroalgen-Pflanzenproteinen.
Protoga Biotechnology ist ein 2021 gegründetes Biotechnologieunternehmen, das sich auf die Entwicklung und Produktverarbeitung von Mikroalgen spezialisiert hat. Die Technologie basiert auf fast 30 Jahren Forschung im Mikroalgenlabor der Tsinghua-Universität. Laut öffentlichen Informationen hat das Unternehmen seit seiner Gründung über 100 Millionen Yuan an Finanzmitteln eingeworben und seine Geschäftstätigkeit ausgebaut.

Derzeit verfügt das Unternehmen über ein Technologie-Forschungs- und Entwicklungslabor für synthetische Biologie in Shenzhen, eine Pilotversuchsstation in Zhuhai, eine Produktionsstätte in Qingdao und ein internationales Marketingzentrum in Peking, die die Prozesse der Produktentwicklung, Pilotprüfung, Produktion und Vermarktung abdecken.

Das Forschungs- und Entwicklungslabor für Synthetische Biologie in Shenzhen konzentriert sich hauptsächlich auf die Grundlagenforschung und deckt die gesamte Wertschöpfungskette von der grundlegenden Zelltechnik über die Konstruktion von Stoffwechselwegen und die Stammselektion bis hin zur Produktentwicklung ab. In Zhuhai befindet sich eine 3000 Quadratmeter große Pilotanlage, die bereits die Pilotproduktion aufgenommen hat. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die Fermentation und Kultivierung von Algen oder Bakterienstämmen, die im Forschungs- und Entwicklungslabor entwickelt wurden, im Pilotmaßstab zu skalieren und die dabei entstehende Biomasse weiterzuverarbeiten. Das Werk in Qingdao ist eine industrielle Produktionsstätte, die für die großtechnische Herstellung der Produkte zuständig ist.

Auf Basis dieser technologischen Plattformen und Produktionsanlagen kultivieren wir Mikroalgen industriell und stellen verschiedene Rohstoffe und Massenprodukte auf Mikroalgenbasis her, darunter Mikroalgenprotein, Levastaxanthin, Mikroalgen-Exosomen, DHA-Algenöl und Polysaccharide nackter Algen. DHA-Algenöl und Polysaccharide nackter Algen sind bereits im Handel erhältlich, während Mikroalgenprotein unser innovatives Quellprodukt und ein Schlüsselprojekt zur Förderung und Skalierung der Produktion darstellt. Die zentrale Bedeutung von Mikroalgenproteinen spiegelt sich auch im englischen Namen „Metazoa“ wider, der als Abkürzung für „Protein of microalga“ (Protein der Mikroalge) verstanden werden kann.

Das Mikroalgenprotein hat den Pilotversuch erfolgreich bestanden, und es wird erwartet, dass pflanzliche Milch auf Mikroalgenbasis bis Ende des Jahres auf den Markt kommen wird.
„Protein ist ein wichtiger Nährstoff, der in tierisches und pflanzliches Protein unterteilt werden kann. Weltweit besteht jedoch weiterhin ein Problem mit einer unzureichenden und unausgewogenen Proteinversorgung. Der Grund dafür liegt darin, dass die Proteinproduktion hauptsächlich auf Tieren basiert, was mit einer geringen Verwertungseffizienz und hohen Kosten verbunden ist. Angesichts veränderter Ernährungsgewohnheiten und Konsumvorstellungen gewinnt pflanzliches Protein zunehmend an Bedeutung. Wir sind überzeugt, dass pflanzliches Protein, wie beispielsweise das von uns entwickelte innovative Mikroalgenprotein, großes Potenzial zur Verbesserung der Proteinversorgung besitzt“, so Li Yanqun.

Er führte weiter aus, dass das Mikroalgen-Pflanzenprotein des Unternehmens im Vergleich zu anderen Produkten zahlreiche Vorteile hinsichtlich Produktionseffizienz, Gleichmäßigkeit, Stabilität, Umweltschutz und Nährwert aufweist. Erstens handelt es sich bei unserem Mikroalgenprotein eher um ein „Fermentationsprotein“, also ein Pflanzenprotein, das mithilfe von Fermentationstechnologie hergestellt wird. Im Gegensatz dazu ist der Produktionsprozess dieses fermentierten Proteins schneller, und die Fermentation kann ganzjährig unabhängig von der Jahreszeit erfolgen. Hinsichtlich Kontrollierbarkeit und Konsistenz wird die Qualität und Konsistenz des Produkts durch die kontrollierte Umgebung sichergestellt. Gleichzeitig ist der Fermentationsprozess besser vorhersagbar und kontrollierbar, wodurch der Einfluss von Wetter und anderen externen Faktoren reduziert wird. In puncto Sicherheit ermöglicht der Produktionsprozess dieses fermentierten Proteins eine bessere Kontrolle von Schadstoffen und Krankheitserregern, verbessert die Lebensmittelsicherheit und verlängert durch die Fermentationstechnologie die Haltbarkeit des Produkts. Unser fermentiertes Pflanzenprotein bietet zudem ökologische Vorteile. Durch den Fermentationsprozess kann der Verbrauch natürlicher Ressourcen wie Land und Wasser verringert, der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden in der landwirtschaftlichen Produktion reduziert und auch der CO2-Fußabdruck und die Treibhausgasemissionen verringert werden.

„Darüber hinaus ist der Nährwert von Mikroalgen-Pflanzenprotein sehr hoch. Seine Aminosäurezusammensetzung ist ausgewogener und entspricht eher den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation als die von Hauptnahrungsmitteln wie Reis, Weizen, Mais und Sojabohnen. Zudem enthält Mikroalgen-Pflanzenprotein nur wenig Öl, hauptsächlich ungesättigte Fettsäuren, und kein Cholesterin, was sich positiv auf die Nährstoffbilanz des Körpers auswirkt. Darüber hinaus enthält Mikroalgen-Pflanzenprotein weitere Nährstoffe wie Carotinoide, Vitamine, biobasierte Mineralstoffe und vieles mehr“, erklärte Li Yanqun überzeugt.

Shenghui erfuhr, dass die Entwicklungsstrategie des Unternehmens für Mikroalgenprotein zwei Aspekte umfasst. Zum einen die Entwicklung innovativer Mikroalgenprotein-Rohstoffe für Unternehmen aus den Bereichen Lebensmittel, Kosmetik und Biopharmazeutika; zum anderen die Einführung einer Reihe verwandter Produkte auf Basis dieser innovativen Mikroalgenproteine, wodurch ein breites Spektrum an Mikroalgenproteinprodukten entsteht. Das erste Produkt ist Mikroalgen-Pflanzenmilch.

Erwähnenswert ist, dass das Mikroalgenprotein des Unternehmens kürzlich die Pilotproduktionsphase erfolgreich abgeschlossen hat und eine Produktionskapazität von ca. 600 kg Mikroalgenproteinpulver pro Tag aufweist. Die Markteinführung wird noch in diesem Jahr erwartet. Darüber hinaus wurden für das Mikroalgenprotein die entsprechenden Schutzrechte gesichert und mehrere Patente angemeldet. Li Yanqun erklärte, die Proteinentwicklung sei eine langfristige Strategie des Unternehmens, und Mikroalgenprotein spiele dabei eine wichtige Rolle. Der erfolgreiche Pilotversuch sei ein wichtiger Meilenstein. Die Entwicklung innovativer Produkte trage zur gesunden Entwicklung des Unternehmens bei und verleihe dem kontinuierlichen Geschäftsbetrieb neue Dynamik. Für die Gesellschaft bedeute dies die Umsetzung des Konzepts der nachhaltigen Lebensmittelproduktion und bereichere die Ressourcen des Lebensmittelmarktes.

Pflanzliche Milch bildet eine große Kategorie pflanzlicher Lebensmittel auf dem Markt, darunter Sojamilch, Walnussmilch, Erdnussmilch, Hafermilch, Kokosmilch und Mandelmilch. Die pflanzliche Milch auf Mikroalgenbasis von protoga Biology wird eine neue Kategorie pflanzlicher Milchprodukte darstellen. Sie soll voraussichtlich Ende dieses Jahres auf den Markt kommen und wird die weltweit erste kommerziell erhältliche pflanzliche Milch auf Mikroalgenbasis sein.

Sojamilch hat einen relativ hohen Proteingehalt, riecht jedoch nach Bohnen und enthält antinutritive Faktoren, die ihre Verwertung im Körper beeinträchtigen können. Hafer ist ein Getreideprodukt mit einem niedrigeren Proteingehalt; der Verzehr der gleichen Proteinmenge führt zu einem höheren Kohlenhydratanteil. Pflanzliche Milchalternativen wie Mandel-, Kokos- und Erdnussmilch haben einen höheren Ölgehalt und können daher zu einer höheren Fettzufuhr führen. Im Vergleich dazu weist Mikroalgenmilch einen geringeren Öl- und Stärkegehalt, aber einen höheren Proteingehalt auf. Diese aus Urorganismen gewonnene Mikroalgenmilch enthält Lutein, Carotinoide und Vitamine und ist daher besonders nährstoffreich. Ein weiteres Merkmal ist, dass diese pflanzliche Milch aus Algenzellen hergestellt wird und somit alle Nährstoffe, einschließlich der Ballaststoffe, vollständig erhält. Geschmacklich weisen pflanzliche Proteinmilchalternativen oft einen Eigengeschmack der jeweiligen Pflanze auf. Unsere ausgewählten Mikroalgen besitzen ein dezentes Mikroalgenaroma und werden mithilfe einer firmeneigenen Technologie so reguliert, dass sie verschiedene Geschmacksrichtungen entfalten. „Ich glaube, dass pflanzliche Milch auf Mikroalgenbasis als neuartiges Produkt die Entwicklung der Branche unweigerlich vorantreiben und anführen und damit die Entwicklung des gesamten Marktes für pflanzliche Milchprodukte fördern wird“, erklärte Li Yanqun.

„Der Markt für pflanzliche Proteine ​​steht vor guten Entwicklungschancen.“
Pflanzliches Eiweiß ist ein aus Pflanzen gewonnenes Protein, das vom menschlichen Körper leicht verdaut und aufgenommen wird. Es zählt zu den wichtigsten Proteinquellen in der menschlichen Ernährung und unterstützt, ähnlich wie tierisches Eiweiß, verschiedene Lebensvorgänge wie Wachstum und Energieversorgung. Für Vegetarier, Menschen mit Tierproteinallergien sowie Anhänger bestimmter religiöser Überzeugungen und Umweltschützer ist es eine verträglichere und mitunter sogar notwendige Alternative.

„Aus Sicht der Verbrauchernachfrage, der Trends zu gesunder Ernährung und der Lebensmittelsicherheit steigt die Nachfrage nach nachhaltigen Lebensmitteln und Fleischproteinersatzstoffen. Ich bin überzeugt, dass der Anteil pflanzlicher Proteine ​​in der Ernährung weiter zunehmen wird und sich die Struktur und das Angebot an Lebensmittelrohstoffen entsprechend verändern werden. Kurz gesagt: Die Nachfrage nach pflanzlichen Proteinen wird auch in Zukunft steigen, und der Markt für pflanzliche Proteine ​​bietet vielversprechende Entwicklungschancen“, so Li Yanqun.

Laut dem globalen Marktbericht 2024 von The Business Research Company zu pflanzlichen Proteinen ist der Markt für pflanzliche Proteine ​​in den letzten Jahren exponentiell gewachsen. Das Marktvolumen wird 2024 auf 52,08 Milliarden US-Dollar ansteigen und soll bis 2028 auf 107,28 Milliarden US-Dollar wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von rund 19,8 % entspricht.

Li Yanqun führte weiter aus: „Die Pflanzenproteinindustrie blickt auf eine lange Geschichte zurück und ist keine aufstrebende Branche. Im letzten Jahrzehnt, mit der zunehmenden Systematisierung des gesamten Pflanzenproteinmarktes und dem Wandel der gesellschaftlichen Einstellungen, hat sie erneut an Bedeutung gewonnen. Es wird erwartet, dass die globale Marktwachstumsrate in den nächsten zehn Jahren 20 % erreichen wird.“

Er erwähnte jedoch auch, dass sich die Pflanzenproteinindustrie zwar derzeit in einer Phase rasanter Entwicklung befinde, aber noch viele Probleme zu lösen und zu verbessern seien. Erstens gebe es das Problem der Konsumgewohnheiten. Verbraucher müssten sich erst allmählich an einige unkonventionelle Pflanzenproteine ​​gewöhnen. Zweitens sei der Geschmack von Pflanzenproteinen ein Thema. Pflanzenproteine ​​hätten einen einzigartigen Eigengeschmack, der ebenfalls einen Akzeptanz- und Anerkennungsprozess erfordere. Gleichzeitig sei in der Anfangsphase eine geeignete technische Aufbereitung notwendig. Drittens bestünden Probleme mit regulatorischen Standards, und derzeit könnten einige Pflanzenproteine ​​Probleme aufweisen, da es an geeigneten Vorschriften mangele.