Milch ohne Kuh- Kommt Milch zukünftig aus Petrischalen ?

Milch produziert in Petrischalen statt in Kuheutern, gemolken von Menschen in weißen Kitteln statt in dreckigen Gummistiefeln: So könnte die Zukunft der Milchindustrie aussehen. Das Verfahren dahinter nennt sich Präzisionsfermentation. Es ermöglicht die Herstellung von Milch, die nie in Kontakt mit einer Kuh gekommen ist, sich jedoch in Geschmack, Farbe und Textur in keinem Punkt vom Original unterscheidet.

Hafer, Mandel, Soja, Erbse: Die Liste pflanzlicher Milchalternativen ist lang und die Ersatzdrinks werden immer beliebter. Ihre Verkaufszahlen steigen,¹ während Kuhmilch immer seltener in den Einkaufswägen der Deutschen landet.² Doch auch wenn Pflanzendrinks einen wachsenden Teil des Marktes einnehmen, trinkt der Großteil der Deutschen weiterhin das tierische Original.

Um dieser hohen Nachfrage gerecht zu werden, wurden Milchkühe zu Hochleistungsmaschinen herangezüchtet. Lag ihre Milchleistung in den 1950ern noch bei 2,500 Liter Milch pro Jahr, sind es heute 8,000 Liter.⁴ Das schadet der Gesundheit der Tiere – sie werden öfter krank und sterben früher – und belastet die Umwelt. Bis ein Liter Kuhmilch im Supermarktregal landet, werden knapp 630 Liter Wasser verbraucht. Im Vergleich braucht es für einen Liter Hafermilch lediglich 48 Liter Wasser. Gleichzeitig entstehen bei der Produktion von Kuhmilch dreimal so viel Treibhausgase wie bei den Alternativen aus Soja, Reis, Hafer oder Mandel.⁵

Durch die Verringerung der Anzahl von Milchbetrieben und Weideland würde die Präzisionsfermentation viele Flächen für den Anbau von Getreide und Hülsenfrüchten verfügbar machen.

Ressourcenverbrauch von Käse

Mehr Ressourcen als Kuhmilch selbst verbraucht jedoch ein Produkt, für dessen Herstellung sehr viel Milch benötigt wird: Käse. In ein Kilogramm Hartkäse fließen bis zu zehn Liter Milch.⁶ Entsprechend steigen CO₂-Fußabdruck und Wasserverbrauch für Käse erheblich. Die Treibhausgas-Emissionen vervierfachen sich von 1,4 CO₂-Äquivalenten für 1 kg Vollmilch, auf 6 CO₂-Äquivalente für 1 kg Hartkäse.⁷ Der Wasserverbrauch steigt für ein Kilogramm Produkt auf 5,000 Liter.⁸

Doch auch wenn Käse für das Klima schädlicher ist als sein Ursprungsprodukt Milch, verzeichnet die Industrie hier keinen Rückgang bei der Nachfrage. Im Gegenteil: 2021 wurden in Deutschland 25.900 Tonnen mehr Käse hergestellt als im Vorjahr, auch 2022 lag die Herstellung nur knapp darunter.¹⁰ Weicher Brie, löchriger Emmentaler oder würziger Gouda: Der Industrie ist es bisher kaum gelungen, Ersatzprodukte herzustellen, die auch käseverliebte Gaumen überzeugen. Zu wenig schmecken “Genießerscheiben” und “Hirten-Genuss”, wie sich die Alternativen nennen, nach dem Original. 

Das könnte sich bald ändern.

Die arbeitslose Kuh: Wie Mikroorganismen zu Mini-Kühen werden

Kühe könnten in der Milchproduktion zukünftig ersetzt werden – durch Mikroorganismen. Und Landwirte durch Wissenschaftler. Entstehen würde ein Produkt, das sich in Geschmack und Verhalten nicht im Geringsten vom tierischen Original unterscheidet. Milch würde wie Milch und Käse wie Käse schmecken – und das ganz ohne Kuh. Das Verfahren dahinter nennt sich Präzisionsfermentation.

Schon vor Jahrhunderten erkannte man , dass vergorene Äpfel und Trauben zu Most und Wein werden können, dass aus Milch Joghurt werden kann, wen man sie stehen lässt, und dass mit Hilfe von Hefepilzen Brot gebacken werden kann.

Heute sind fermentierte Lebensmittel aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Zu Beginn der Fermentationsgeschichte wurden für den Prozess jene Mikroorganismen genutzt, die sich schon natürlicherweise auf den Lebensmitteln befinden. So benötigt man für die Herstellung von Sauerkraut lediglich Weißkohl, Salz und etwas Zeit. Die Bakterien auf dem Kohl übernehmen die Arbeit: Sie verdauen die Kohlenhydrate, der Kohl wird sauer, und für uns besser verträglich und sehr gesund. Schließlich begann der Mensch den Fermentationsprozess mit den Variablen Temperatur und Zeit zu kontrollieren. Anhand der Präzisionsfermentation können Mikroorganismen nun sehr gezielt ausgewählt, isoliert, gezüchtet und in ihrer Funktion programmiert werden.¹¹

Für zellbasierte Milch kopieren Wissenschaftler das Gen von Kühen, welches für die Produktion von Milchproteinen sorgt, und fügen es in Hefepilze ein. Diese stammen aus derselben Familie, wie jene, die auch für fluffigen Hefeteig sorgen. Das Gen agiert dann wie eine Lehrerin, die den Hefen zeigt, wie sie Milchproteine herstellen. Haben die Hefen das einmal gelernt, gehen sie in Fermentern – das sind Behälter, in denen für Mikroorganismen optimale Bedingungen für die Fermentation herrschen – an die Arbeit: Sie vermehren sich und produzieren dabei Milchproteine – und zwar die gleichen Proteine, die auch in der weißen Flüssigkeit, die aus Kuheutern strömt, enthalten sind. Präzisionsfermentation macht Mikroorganismen also zu Mini-Kühen.

Proteine machen in Milch nur knapp über drei Prozent aus. Diese drei Prozent sind jedoch ausschlaggebend für ihren Geschmack. Die Milchproteine der Mikroorganismen werden dann mit Wasser, Vitaminen, Mineralien, nicht-tierischen Fetten und Zuckern zu tatsächlicher Milch vermischt.¹² Da die Wahl dieser Inhaltsstoffe nicht länger der Natur, sondern den Wissenschaftlern obliegt, ist zellbasierte Milch frei von Cholesterin und Laktose.

Zukunftsaussichten von zellbasierter Milch

Auch wenn dies alles sehr futuristisch klingt, liegt diese Zukunft vielleicht gar nicht mehr so fern, wie man erst einmal meinen möchte. Menschen in Israel könnten bereits innerhalb eines Jahres in den Genuss von Produkten aus zellbasierter Milch kommen. Das gab das israelische Unternehmen Remilk Ende Juni 2022 bekannt.¹³ Remilk ist eines der größten Unternehmen, was zellbasierte Milch angeht, und kooperiert fortan mit der israelischen Central Bottling Company, die Coca Cola und Milchprodukte für Israel abfüllt. Kurz zuvor gab Remilk den Startschuss für die europäische Produktion: In Dänemark wird das israelische Unternehmen eine 7,5 Hektar große Präzisionsfermentationsfabrik bauen, die weltweit größte Fabrik dieser Art.¹⁴

Präzisionsfermentation könnte die in vielen Punkten kritisch zu betrachtende Milchkuhhaltung und die Tierindustrie im Allgemeinen obsolet machen. Denn nicht nur Milchproteine, auch jedes andere tierische Protein kann anhand des Verfahrens hergestellt werden. Subtrahiert man die vielen Kühe, die für die Milchproduktion nötig sind, subtrahiert man gleichzeitig das von ihnen produzierte Methangas. Das sorgt in der Theorie für eine weitaus bessere Klimabilanz der Labor-Milch im Vergleich zu traditionell hergestellter Euter-Milch. 

Aktuell arbeitet die Industrie daraufhin, den Prozess “Milch ohne Kuh” bzw. “tierisches Protein ohne Tier” rentabel zu machen. Laut dem Thinktank “RethinkX” könnte das bereits 2025 der Fall sein.¹⁵

Skeptische Stimmen ziehen diese Aussagen jedoch in Zweifel und werfen Fragen zur praktischen Umsetzbarkeit von Präzisionsfermentation in großem Rahmen, sowie dem Energieverbrauch der Fabriken auf. Außerdem weisen sie auf mangelnde kulturelle Akzeptanz von Lebensmittel, die in Petrischalen gezüchtet werden, hin. Für viele Menschen gilt bei ihrer Ernährung: Bitte so natürlich wie möglich. In dieses Bild passen Lebensmittel aus dem Labor nicht. Zudem macht Präzisionsfermentation Landwirt:innen in der Milchindustrie überflüssig. Sie würden ihren Job verlieren, den ihre Familien unter Umständen schon seit Generationen ausüben.

Können die Unternehmen ihre Versprechen zu zellbasierten Lebensmitteln jedoch einhalten, hat Präzisionsfermentation das Potenzial, die Lebensmittelindustrie ordentlich aufzumischen. Die Biotechnologie bietet nicht nur die Möglichkeit, tierische Lebensmittel durch vegane Alternativen zu ersetzen. Auch der Nährstoffgehalt von Lebensmittel lässt sich durch das Verfahren beeinflussen und theoretisch erhöhen. Das dürfte besonders für Länder interessant sein, in denen nur eine einseitige Ernährung möglich ist.
Auch könnte Präzisionsfermentation Teil der notwendigen Veränderungen in der Landwirtschaft hinsichtlich Erderwärmung, zunehmenden Wetterextremen und wachsender Weltbevölkerung sein.