Fleisch ist beliebt und liefert wichtige tierische Proteine, viele Menschen wollen nicht auf ihren Fleischgenuss verzichten. Doch die Massentierhaltung schadet der Natur und dem Klima. Als mögliche Lösung für dieses Dilemma gelten Fleischersatzprodukte, die Textur und Geschmack von echtem Fleisch nachahmen. Das dafür nötige tierische Protein, vor allem das rote Muskelprotein Myoglobin, wird bisher meist durch gentechnisch veränderte Mikroorganismen hergestellt.
Myoglobin aus Pflanzen statt Tieren
Eine mögliche Alternative haben nun Alexia Groff vom Imperial College London und ihre Kollegen vorgestellt. Demnach ließe sich das Myoglobin auch in Nutzpflanzen erzeugen. Das tierische Protein könnte dadurch künftig statt aus Tieren einfach durch Ackerbau gewonnen werden. „Das bietet einen nachhaltigeren Weg, um eine entscheidende Zutat für pflanzenbasierte Fleischersatzprodukte zu produzieren“, erklärt Groff.
Das Protein Myoglobin gibt Fleisch seinen Geschmack und die typisch rote Farbe. — © AzaToth/ gemeinfrei; HG: Carnivore Locavore/ CC-by 2.0
Ohne Gentechnik geht es allerdings auch bei dieser neuen Methode nicht. Groff und ihr Team klonten dafür zunächst die Myoglobin-Gene von Schweinen. Mit diesen Genkopien beschossen sie anschließend die auf einem Nährmedium liegenden Blattstückchen von Salat- und Tabakpflanzen. Ziel war es, die Gene durch diesen Beschuss in die ringförmige DNA der Chloroplasten einzuschleusen. Diese Zellorganellen haben ihre eigene DNA, weil sie sich aus einst in Pflanzenzellen aufgenommenen Cyanobakterien entwickelt haben.
„Aufgrund ihres bakteriellen Ursprungs und ihrer hohen Zahl pro Zelle sind Chloroplasten meist weitaus besser darin, große Mengen Protein zu produzieren als der Zellkern“, erklärt Groff.
Salat und Tabak produzieren Fleischprotein
Im nächsten Schritt züchteten die Forschenden aus den gentechnisch veränderten Blattstückchen neue Pflanzen heran. „Die so erzeugten Salat- und Tabakpflanzen hatten ein normales Aussehen und produzierten Blüten und fruchtbare Samen“, berichtet das Team. Wurden diese Samen ausgesät, wuchsen daraus neue Pflanzen heran, deren Chloroplasten ebenfalls das Myoglobin-Gen in sich trugen. Die Photosyntheseleistung der Pflanzen leidet dadurch jedoch nicht, wie Groff und ihre Kollegen feststellten.
Doch wie viel Myoglobin können solche gentechnisch modifizierten Pflanzen liefern? Die Messungen des Proteingehalts ergaben: Die Tabakpflanzen enthielten im Schnitt 800 Milligramm Myoglobin-Protein pro Kilogramm Trockengewicht, beim Salat waren es 810 Milligramm pro Kilogramm. „Zum Vergleich: Schweinefleisch, beispielsweise im Filet, liefert rund 8100 Milligramm Myoglobin pro Kilogramm Trockengewicht – das ist zehnmal mehr“, schreiben Groff und ihr Team.
„Viel ressourceneffizienter als die Tierhaltung“
Was aber bedeutet dies für die nachhaltige Produktion dieses tierischen Proteins und Fleischersatz-Rohstoffs? Würde sich ein Anbau solcher Myoglobin-Pflanzen überhaupt lohnen? „Der Pflanzenanbau ist viel ressourceneffizienter als die Tierhaltung, deshalb könnte man durch pflanzenbasiertes Myoglobin mehr Protein pro Hektar erzeugen als durch Tierhaltung“, erklären die Forschenden. Zudem würde der Pflanzenanbau gegenüber der Tierhaltung Wasser und Treibhausgase einsparen.
„Das Myoglobin kann aus den Blättern dieser Pflanzen extrahiert und mit gängigen industriellen Methoden gereinigt werden“, erklärt Groff. „Weil es chemisch identisch mit dem tierischen Myoglobin ist, könnte es dann als Zutat zu Fleischersatzprodukten verwendet werden – um ihren Geschmack, ihre Farbe und ihren Nährwert zu erhöhen.“
Vielversprechender Fortschritt, aber noch im Anfangsstadium
Allerdings: Noch steckt die pflanzenbasierte Fleischprotein-Erzeugung in ihren Kinderschuhen, wie auch Groff und ihr Team einräumen. „Verglichen mit den gut etablierten und über Jahrzehnte hinweg optimierten mikrobiellen Methoden stehen die pflanzlichen Systeme noch am Anfang“, schreiben sie. Um sie nachhaltig und rentabel zu machen, müsste unter anderem die Proteinausbeute noch erhöht werden.
Dennoch sehen die Forschenden in dieser Methode einen vielversprechenden Weg, um die Umweltfolgen der Massentierhaltung zu verringern. „Es eröffnet uns einen nachhaltigeren Weg, um diese wichtige Komponente von Fleischersatzprodukten zu erzeugen“, sagt Groff.
Ähnlich sieht es auch der nicht an der Studie beteiligte Proteinforscher Derek Stewart vom National Alternative Protein Innovation Centre (NAPIC) in Großbritannien: „Dies sind interessante Fortschritte in der Entwicklung alternativer Proteinquellen. Die Studie erbringt den Nachweis, dass sich Pflanzen zur stabilen und skalierbaren Herstellung von Myoglobin – einem zentralen Fleischprotein – eignen“, sagt Stewart. „Besonders vielversprechend ist, dass das Myoglobin korrekt gefaltet und an Häm gebunden vorlag. Dies ist entscheidend für die fleischähnliche Farbe und den Geschmack.“
Quelle: Alexia Groff (Imperial College London) et al., Frontiers in Plant Science, 2026; doi: 10.3389/fpls.2026.1876707
