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FORSCHUNG: Insekten verwerten Bioabälle effizient und nachhaltig

In einem kürzlich im Fachblatt Waste Management erschienenen Review-Artikel beschreiben ATB-Wissenschaftler*innen die Möglichkeit, mit Hilfe von Insekten Lebensmittelabfälle effizient und nachhaltig zu verwerten. Diese insektenbasierte Biokonversion kann dazu beitragen, Stoffkreisläufe in der Lebensmittel-Wertschöpfungskette zu schliessen.

Lebensmittelverluste und -verschwendung bedrohen die Nachhaltigkeit unserer Ernährungssysteme. Nach Angaben der Welternährungsorganisation FAO belaufen sich die Lebensmittelverluste weltweit auf etwa 1,3 Milliarden Tonnen pro Jahr. Verluste fallen entlang der gesamten Wertschöpfungskette an – von der Produktion über den Handel bis zum Endverbraucher. In der EU schlagen mehr als 50% der gesamten Lebensmittelverluste auf Verbraucherebene zu Buche - pro Kopf zwischen 95 und 115 kg/Jahr.

Die nicht mehr für den menschlichen Verzehr geeigneten Lebensmittel finden derzeit im besten Fall eine Nutzung als Tierfutter, zur Energieerzeugung in Biogasanlagen oder in der Kompostierung. Eine neue vielversprechende Möglichkeit, Lebensmittelabfälle einer nachhaltigen Verwertung zuzuführen, ist die Produktion von Insekten mit Lebensmittelabfällen als Futtergrundlage.

Insekten haben im Vergleich zu traditionellen Tierproduktionssystemen wesentlich effizientere Futterverwertungsraten, sie benötigen deutlich weniger Ressourcen wie Fläche, Wasser und Futter und sie bewirken geringere Umwelteffekte. So verursacht die Produktion von 1 kg Grillen nur etwa 0,3 % der Treibhausgasemissionen im Vergleich zu Geflügel. Die Tiere selbst eignen sich aufgrund ihrer hochwertigen Inhaltsstoffe für die Ernährung von Mensch und Tier, sie können aber auch für die Produktion von Non-Food-Produkten, wie Biotreibstoff, Pharmazeutika oder Farbstoffen, genutzt werden.

Dank ihres schnellen Wachstums können Insekten in kurzer Zeit grosse Mengen Lebensmittelabfälle effizient verwerten. „Der Erfolg der Insektenproduktion auf Basis von Abfällen ist abhängig von der Insektenart, den Haltungsbedingungen und insbesondere der Zusammensetzung und Konsistenz des Insektenfutters. Variiert die Futterzusammensetzung, wie bei Bioabfall üblich, kann dies grosse Auswirkungen auf die Wachstumsraten der Tiere, deren Entwicklungszeit und die nachgeschaltete Verarbeitung haben, was eine stabile Prozess-steuerung zu einer Herausforderung macht“, fasst ATB-Wissenschaftlerin Dr. Shikha Ojha zusammen.

Forschungsbedarf bestehe insbesondere in der Verfahrensgestaltung der Insektenproduktion sowie in der Nachernte im Bereich der Lebensmittelsicherheit. Physikalische und biologische Behandlungen des Abfalls bzw. des Insektenfutters, wie Homogenisierung und Fermentation, können beispielsweise die Verdaulichkeit und die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen für die Insekten verbessern. Verarbeitungstechniken nach der Ernte wie Blanchieren und Trocknen, aber auch neue Verfahren wie der Einsatz von Plasma-, Hochspannungsimpuls- und Ultraschalltechnologie sind aktuell im Forschungsfokus.

Studien am ATB zeigten beispielsweise, dass eine Behandlung von Mehlwürmern mit Plasma die mikrobielle Belastung reduzierte und gleichzeitig die techno-funktionellen Eigenschaften des Produkts verbesserte. Der Einsatz neuartiger Vorbehandlungen in Kombination mit Extraktionstechnologien kann die Wiedergewinnung von Schlüsselmakromolekülen aus Insektenmatrices verbessern.

Jüngste Studien kommen zu dem Ergebnis, dass die Produktion von Insektenbiomasse doppelt so nachhaltig ist wie die von Hühnerfleisch. Auch wenn hier eine geringere Umweltbelastung belegt sei, müsse die Verwertung von Abfallströmen bei der Bewertung explizit stärker Berücksichtigung finden. Eine klimafreundliche Verwertung von Bioabfällen durch Insekten zur Generierung hochwertiger Produkte entspreche in idealer Weise dem Konzept der zirkulären Ökonomie und könne dazu beitragen, unser Ernährungssystem nachhaltiger zu gestalten, so ihr Fazit. Nicht zuletzt erzeugt auch die industrielle Produktion von Insekten Abfall: Organische Abfälle aus nicht genutztem Futter, abgeworfenen Häuten (Exuviae) und Ausscheidungen können als Dünger auf landwirtschaftliche Felder ausgebracht werden - ganz im Sinne einer Kreislaufwirtschaft. (Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. ATB)
(gb)

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