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Mykoprotein (lat. „Protein von Pilzen“), auch bekannt als mycel-basiertes Protein oder Pilzprotein, ist eine Art von Einzellerprotein (auch Single-Cell Protein), aus Pilzen für den menschlichen Verzehr.
Mykoprotein (lat. „Protein von Pilzen“), auch bekannt als mycel-basiertes Protein oder Pilzprotein, ist eine Art von Einzellerprotein (auch Single-Cell Protein), aus Pilzen für den menschlichen Verzehr.
Der Mikroorganismus Fusarium venenatum war der erste Pilz, der für Lebensmittel auf Mykoproteinbasis verwendet wurde. Er wurde 1985 von Marlow Foods unter dem Markennamen Quorn auf den Markt gebracht. F. venenatum wächst filamentartig (lange, fadenförmige Zellen) und wandelt Stärke effizient in eine faserige, fleischähnliche und proteinreiche Zutat um.
Seitdem wurden weitere Mykoproteinprodukte und Darreichungsformen entwickelt. So gibt es mittlerweile nicht nur Fleischersatz aus Mykoprotein, sondern auch Pulveranwendungen, Getränke und Riegel. Gleichzeitig wird die Palette an dafür verwendeten Pilzarten breiter, obwohl Zulassungsprozesse gerade in der Europäischen Union die Markteinführung deutlich verlangsamen.
Die Herstellung von Mykoprotein erfolgt in Stahltanks (auch Bioreaktor oder Fermenter genannt), ähnlich wie bei der Bierherstellung. Die Pilze werden unter aeroben Bedingungen gezüchtet, wobei sie mit Stickstoff, Kohlenstoff sowie wichtigen Vitaminen und Mineralstoffen versorgt werden. Kohlendioxid wird aus dem Behälter entfernt. Im Fall von F. venenatum wird Glucose als Kohlenstoffquelle und Ammoniak als Stickstoffquelle zugeführt. In der Bioprozesskontrolle werden Parameter wie Rührergeschwindigkeit, pH-Wert und Temperatur für ein optimales Wachstum streng kontrolliert.
Bei der Ernte wird die Biomasse gewaschen und einer Hitzebehandlung unterzogen, um den Ribonukleinsäuregehalt (RNS) zu reduzieren, bevor sie weiter verarbeitet wird. Bei der Verarbeitung können dem Pilz verschiedene Aromen und Würzmischungen hinzugefügt werden, um verschiedene Fleischsorten nachzuahmen.
Nach einer Kultivierungsdauer von etwa 1.000 bis 1.200 Stunden tritt bei F. venenatum eine reproduzierbare Mutation auf, welche die Länge der Hyphen erheblich verkürzt. Da diese Veränderung für den Produktionsprozess ungünstig ist, stellt sie eine Herausforderung dar, zumal dieser mutierte Stamm die ursprüngliche Kultur unter normalen Bedingungen schnell verdrängt. Um dies zu verhindern, kann der Stickstoffgehalt im Nährmedium, die Nährstoffkonzentration oder der pH-Wert angepasst werden.
Durch die fasrige Struktur des Myzels und den Zellwandaufbau von Pilzen unterscheidet sich Mykoprotein in seiner Beschaffenheit und seinem Nährwert deutlich von Pflanzen. Dies eröffnet die Möglichkeit, vegetarische und vegane Produkte zu entwickeln, welche die faserige Textur von Fleisch originalgetreu nachahmen. Durch spezielle Press- oder 3D-Druck-Verfahren können täuschend echte Ersatzprodukte erzeugt werden.
Die Biomasse ist von Natur reich an Protein, Ballaststoffen und Mineralien. Die Zellwand, die einen Großteil der Ballaststoffe ausmacht, besteht dabei aus etwa 66 % β-Glucan und 33 % Chitin. Gleichzeitig weist der Pilz nur geringe Mengen an Fett, Cholesterin, Natrium und Zucker auf und entspricht in seiner Zusammensetzung den aktuellen Ernährungsrichtlinien.
Diese Zusammensetzung – hervorgehoben im Umweltprogramm der Vereinten Nationen (2023) – ist der Grund dafür, dass der Verzehr von Mykoprotein in mehreren Studien mit diversen gesundheitlichen Vorteilen in Verbindung gebracht wird. Dazu gehören etwa verbesserte Cholesterin-, Blutzucker- und Blutdruckwerte, präbiotische Eigenschaften, sowie ein positiver Einfluss auf das Immunsystem.
Der exakte Mechanismus, durch den die Ballaststoffe den Glykämie- und Insulinspiegel beeinflussen, ist noch nicht vollständig geklärt. Doch es ist bekannt, dass Mykoprotein die Geschwindigkeit der Glukoseaufnahme sowie die Insulinausschüttung verringert. Es wird weitgehend angenommen, dass dieser Nutzen primär auf den hohen Protein- und Ballaststoffgehalt zurückzuführen ist, die das Sättigungsgefühl fördern und die Resorption im Darm verlangsamen.
Im Jahr 2001 schätzte ein Expertengremium die Nachhaltigkeit von Mykoprotein ein. Im Zuge dieser Bewertung wurde die Qualität des Proteins sowohl durch eine Studie mit freiwilligen Testpersonen als auch über den sogenannten PDCAAS-Wert ermittelt, ein weitverbreitetes Verfahren zur Bestimmung der Proteinverdaulichkeit.
Die Analyse ergab, dass Mykoprotein eine exzellente Zusammensetzung an Aminosäuren aufweist. Mit einem PDCAAS-Wert von 0,91 ist es qualitativ mit Rindfleisch oder Soja vergleichbar. Zudem kam das Gremium zu dem Schluss, dass die Fettsäurezusammensetzung eher pflanzlichen als tierischen Fetten ähnelt, da es nur wenige gesättigte Fettsäuren, dafür jedoch einen hohen Anteil an gesunden einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren enthält.
Sowohl in diesem Review als auch in aktuelleren Fachartikeln wird hervorgehoben, dass Mykoprotein keine oder nur verschwindend geringe Mengen an Phytinsäure enthält. Dabei handelt es sich um bekannte Antinährstoffe, die typischerweise in vielen pflanzlichen Proteinquellen vorkommen. Im Gegensatz zu den meisten Hülsenfrüchten beeinträchtigt der Verzehr von Mykoprotein daher nicht die Aufnahme lebenswichtiger Mineralstoffe und Spurenelemente wie Eisen, Zink, Calzium und Mangan.
Überempfindlichkeitsreaktionen nach dem Verzehr von Mykoprotein treten nur äußerst selten auf, wurden jedoch bereits bei Personen beobachtet, die allergisch auf Schimmelpilze oder andere Pilzarten reagieren. Für die breite Mehrheit der Menschen gilt der Verzehr von Mykoprotein als vollkommen unbedenklich.
Obwohl Mykoprotein als Proteinalternative der nächsten Generation gilt, sind die meisten der zu seiner Herstellung genutzten Mikroorganismen bereits seit Jahrzehnten oder gar Jahrhunderten im Einsatz. Aus diesem Grund unterliegen sie in der Europäischen Union nicht der sogenannten Novel-Food-Verordnung für neuartige Lebensmittel. Mykoprotein hat 2002 in den USA den höchsten Sicherheitsstatus (GRAS) der Lebensmittelschutzbehörde FDA erhalten.
Mehrere Hersteller von Mykoprotein berichten, dass die Produktion dieses Pilzproteins die Umwelt über 90 % weniger belastet als die Erzeugung von Rindfleisch, wobei Faktoren wie Landnutzung, Wasserverbrauch und der CO2-Fußabdruck berücksichtigt wurden. Eine im Jahr 2022 in Nature veröffentlichte Studie untermauert dieses Potenzial: Demnach könnten die weltweite Entwaldung sowie die CO2-Emissionen um die Hälfte reduziert werden, wenn lediglich 20 % des pro Kopf verzehrten Fleisches durch mikrobielle Proteine aus Fermentationsprozessen ersetzt würden. Neben diesen Einsparungen ließen sich zusätzlich die Methanemissionen senken. All diese Berechnungen setzen jedoch voraus, dass die neuen Alternativen von den Verbraucherinnen und Verbrauchern auch tatsächlich akzeptiert und angenommen werden.