In-vitro-Fleisch

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

In-vitro-Fleisch (von lateinisch in vitro ‚im Glas‘), auch kultiviertes Fleisch, umgangssprachlich Laborfleisch oder Kunstfleisch, ist das Ergebnis von Gewebezüchtung mit dem Ziel, Fleisch zum menschlichen Verzehr im industriellen Maßstab synthetisch herzustellen.[1]

Geschichte[Bearbeiten]

Die Erzeugung von In-vitro-Fleisch basiert auf den Methoden der Zellkultur, insbesondere auf den Methoden der Gewebezüchtung wie die 3D-Zellkultur und das Tissue Engineering. Ab 1994 wurden in-vitro-Modelle im Rahmen einer Hygiene-Untersuchung zur Bestimmung der Keimzahl in Fleischproben eingesetzt.[2] Diese Zellen wurden in Suspensionskultur gehalten. Ab 1997 wurden gemeinsame Kulturen von Muskel- und Fettzellen zur Untersuchung des Fettstoffwechsels verwendet.[3] In Folge wurde die Zelldichte durch Wachstum auf der Oberfläche von Kollagen oder microcarrier beads (zu deutsch ‚Mikroträgerperlen‘) erhöht, die im Vergleich zu Zellkulturflaschen eine deutlich erhöhte Wachstumsfläche bieten.[4] Darüber hinaus erhöht die Zirkulation des Kulturmediums in rotierenden Zellkulturflaschen (engl. roller bottles) die Versorgung der Zellen mit Nährstoffen und Sauerstoff. Durch die erhöhte Oberfläche des Trägermaterials kann eine Konfluenz der Zellen und die daraus folgende Zellkontakthemmung hinausgezögert werden, was sich in schnellerem Wachstum und höherer Ausbeute auswirkt. Zur Vermeidung von häufigen Biopsien werden als Ausgangsmaterial meistens pluripotente Stammzellen verwendet, aus denen primäre Zellen von Myozyten heranwachsen.[5][6] Da die ursprünglichen Methoden zur Erzeugung von In-vitro-Fleisch auf Monolayer-Zellkulturen basierten, besaßen die Erzeugnisse noch keine dreidimensionale fleischartige Struktur. Daher wurden parallel zum Tissue Engineering Methoden entwickelt, um dem Wachstum von Organen in Zellkultur näher zu kommen.[7][8][6]

Herstellung[Bearbeiten]

Verwendet werden Myoblasten, ein Zelltyp, der einen Kompromiss aus Ausdifferenziertheit und Vermehrungsrate darstellt. Die Ausgangszellen können aus dem jeweiligen Tier schmerzfrei via Biopsie und ohne Tötung entnommen werden.[9]

Die zu Grunde liegende Biotechnologie wird schon länger in der Medizin mit menschlichen Hautzellen verwendet, um Transplantate für Schwerbrandverletzte zu züchten. Bislang ist dies auf dünnlagige Hautschichten begrenzt. Die Membranen können übereinander gelegt werden und wenig strukturiertes Hackfleisch ersetzen, wie es in Hamburgern eingesetzt wird. Schwierigkeiten bereiten kompliziertere Strukturen wie Steak, da diese an einem dreidimensionalen Gerüst wachsen müssen und die Muskelzellen für vergleichbare Fleischkonsistenz mechanischer Bewegung ausgesetzt sein sollten.[10]

Motivation[Bearbeiten]

Von 1961 bis 2011 hat sich der Fleischverbrauch weltweit fast vervierfacht.[11] Die Lobbyorganisation des Invitrofleisches The In Vitro Meat Consortium argumentiert ökologisch. Demnach wird sich vom Jahr 2000 bis 2050 die Fleischproduktion mehr als verdoppeln. Bereits jetzt werden 34 Millionen km2 Landfläche (26 % der Landfläche der Erde) zur Viehhaltung und zum Futtermittelanbau verwendet. Die übrigen bewirtschaftbaren Landflächen von 28 Millionen km2 bestehen zu 45 % aus Waldgebiet. 68 % der Emissionen von Ammoniak sind ein Abfallprodukt der Viehhaltung. Massentierhaltung und globaler Viehtransport und Transport von Tierprodukten haben zur Ausbreitung von Seuchen geführt, die auch für den Menschen gefährlich werden können. Des Weiteren gibt es Bedenken, ob Tierschutz und industrialisierte Produktion miteinander vereinbar sind. Ein Ersatz eines Großteils der industriellen Tierproduktion durch Biotechnologie könnte wieder eine extensive Viehwirtschaft im kleinen ökologischen Maßstab erlauben, die das Hochpreis-Segment bedient.[12]

Züchtungen in sterilen Zellkulturen oder Bioreaktoren eignen sich besser zur industriellen Fertigung, da die Überwachung und Fernhaltung von Krankheitserregern und Giftstoffen einfacher ist. Zudem entfällt auch das aufwendige Entfernen von Innereien, Haaren und Knochen.[1]

Des Weiteren wäre es durch Gentechnologie möglich, durch verschiedene Modifikationen, den ernährungsphysiologischen Wert des Produkts zu erhöhen. Weitere Ziele sind eine Senkung der Abgasbelastung, da kein für den Treibhauseffekt relevantes Methan entsteht und keine Ausscheidungen, wie sie bei der Massentierhaltung in großen Mengen anfallen.[10]

Die Energiebilanz von In-vitro-Fleisch ist gegenüber der Tierhaltung günstiger, gegenüber pflanzlicher Ernährung aber im Nachteil. Ferner ist der Einsatz von Hochtechnologie im Nahrungsmittelbereich sehr teuer. Mittelfristig angestrebt wird daher, durch Investition in die Forschung preislich mit in Europa und den USA - bislang - stark subventionierten Tierprodukten konkurrenzfähig zu werden.[13]

Der erste In-vitro-Burger wurde von einem holländischen Forscherteam zur Verfügung gestellt und am 5. August 2013 bei einer Pressedemonstration in London zubereitet und getestet.[14]

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Patent WO9931222: Industrial Scale Production of meat from in vitro cell cultures.
  2. P. van Netten, J. Huis in 't Veld, D. A. Mossel: An in-vitro meat model for the immediate bactericidal effect of lactic acid decontamination on meat surfaces. In: The Journal of applied bacteriology. Band 76, Nummer 1, Januar 1994, S. 49–54, ISSN 0021-8847. PMID 8144404.
  3. M. V. Dodson, J. L. Vierck, K. L. Hossner, K. Byrne, J. P. McNamara: The development and utility of a defined muscle and fat co-culture system. In: Tissue & cell. Band 29, Nummer 5, Oktober 1997, S. 517–524, ISSN 0040-8166. PMID 9364801.
  4. P. D. Edelman, D. C. McFarland, V. A. Mironov, J. G. Matheny: Commentary: In vitro-cultured meat production. In: Tissue engineering. Band 11, Nummer 5–6, 2005 May-Jun, S. 659–662, ISSN 1076-3279. doi:10.1089/ten.2005.11.659. PMID 15998207. PDF.
  5. Haagsman, H.P., Hellingwerf, K.J., & Roelen, B.A.J.: Production of animal proteins by cell systems: A desk study on cultured meat (“kweekvlees”). Universität Utrecht, Fachbereich Veterinärmedizin 2009. PDF.
  6. a b M. J. Post: Cultured meat from stem cells: challenges and prospects. In: Meat science. Band 92, Nummer 3, November 2012, S. 297–301, ISSN 1873-4138. doi:10.1016/j.meatsci.2012.04.008. PMID 22543115. PDF.
  7. M. A. Benjaminson, J. A. Gilchriest, M. Lorenz: In vitro edible muscle protein production system (MPPS): stage 1, fish. In: Acta astronautica. Band 51, Nummer 12, Dezember 2002, S. 879–889, ISSN 0094-5765. PMID 12416526.
  8. R. G. Dennis, P. E. Kosnik: Excitability and isometric contractile properties of mammalian skeletal muscle constructs engineered in vitro. In: In vitro cellular & developmental biology. Animal. Band 36, Nummer 5, Mai 2000, S. 327–335, ISSN 1071-2690. doi:10.1290/1071-2690(2000)036<0327:EAICPO>2.0.CO;2. PMID 10937836.
  9. In-Vitro-Fleisch; Erzeugung von Fleischprodukten via "tissue-engineering"-Technologien
  10. a b Österreichischer Rundfunk Gewebezüchtung: Fleisch in Labor hergestellt
  11. Rheinsche Post 13. September 2011: Fleisch der Zukunft aus dem Labor
  12. The In Vitro Meat Consortium: Why In Vitro Meat?
  13. Telepolis Ist Laborfleisch das neue Gemüse für Unbelehrbare?
  14. World's first lab-grown burger is eaten in London