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Nachhaltige Verwertung von Bioabfall durch Insekten Müllschlucker mit sechs Beinen

Autor / Redakteur: Helene Foltan* / Christian Lüttmann

Bioabfall ist kein Müll, sondern ein Rohstoff. Doch der wird längst noch nicht optimal genutzt. Ein nachhaltiger Weg wäre, Bioabfälle als Futtergrundlage für die Insektenzucht einzusetzen. So ließen sich Stoffkreisläufe in der Lebensmittel-Wertschöpfungskette schließen. Welches Potenzial hinter der insektenbasierten Biokonversion steckt, untersuchen Forscher am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie.

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Anzucht von Grillen im Brutschrank
Anzucht von Grillen im Brutschrank
(Bild: Schwab/ATB)

Potsdam – 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.

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Insekten als effiziente Resteverwerter

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 Prozesssteuerung zu einer Herausforderung macht“, fasst Dr. Shikha Ojha vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) zusammen.

Verbesserungspotenzial bei der Insektenproduktion

Forschungsbedarf bestehe insbesondere in der Verfahrensgestaltung der Insektenproduktion sowie in der Nachernte im Bereich der Lebensmittelsicherheit. Indem man den Abfall bzw. das Insektenfutter physikalisch und biologisch vorbehandelt, z.B. durch Homogenisierung und Fermentation, lassen sich beispielsweise die Nährstoffe für die Insekten leichter verdaulich machen.

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 plasmabehandelte Mehlwürmer weniger stark mit unerwünschten Mikroben belastet sind. Der Einsatz neuartiger Vorbehandlungen in Kombination mit Extraktionstechnologien kann dabei helfen, wertvolle Inhaltsstoffe aus den verarbeiteten Insekten wiederzugewinnen.

Chancen auf nachhaltigere Ernährung

Neben den in Frage kommenden Techniken zur Insektenzucht und Verarbeitung müsse man laut den Experten des ATB auch Umweltauswirkungen einer Insektennutzung für Lebens- und Futtermittelproduktionssysteme besser erforschen und bewerten. Die Wissenschaftler haben die bisherigen Studien zum Life Cycle Assessment vergleichend zusammengestellt. 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, lautet das Fazit der Forscher.

Ganz ohne neuen Abfall kommt aber auch die industrielle Produktion von Insekten nicht aus. So fallen organische Abfälle aus nicht genutztem Futter, abgeworfenen Häuten (Exuviae) und Ausscheidungen an. Diese können allerdings alle als Dünger auf landwirtschaftliche Felder ausgebracht werden – ganz im Sinne einer Kreislaufwirtschaft.

Originalpublikation: Ojha, S.; Bußler, S.; Schlüter, O.: Food waste valorisation and circular economy concepts in insect production and processing, Waste Management 118 (Dec 2020): 600-609; DOI: 10.1016/j.wasman.2020.09.010

* H. Foltan, ATB Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie, 14469 Potsdam

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