Grünes Protein aus Gras

Soja-Importe werden immer teurer und stehen zuneh­mend in der Kritik, insbe­son­dere für vieh­hal­tende biolo­gi­sche Betriebe. In Skan­di­na­vien stehen Futter­mittel- und Saat­gut­her­steller kurz vor der Kommer­zia­li­sie­rung eines Prote­in­fut­ter­kon­zen­trats aus Gräsern, Klee und Luzerne für Nicht-Wieder­käuer wie Schweine und Geflügel.

„Wir haben ein biolo­gi­sches Prote­in­kon­zen­trat aus Gras, Klee und Luzerne gewonnen, das mit einem Rohpro­te­in­ge­halt von 50-60 % das Konzen­trat von Soja­bohnen (46 %) über­trifft, und mit dem wir Soja­mehl 1:1 ersetzen können“, erklärt Vagn Hunde­bøll, Geschäfts­führer von BioRe­fine. Er leitet die Produk­ti­ons­an­lagen des Unter­neh­mens im jütlän­di­schen Varde, nahe der Nord­see­küste Däne­marks. BioRe­fine wird von den drei däni­schen Land­wirt­schafts­kon­zernen DLG (50 %), Danish Agro (25 %) und DLF (25 %) gehalten.

Hunde­bøll blickt auf reich­hal­tige Erfah­rung mit der Extrak­tion von Protein aus Luzerne und ähnli­chen Feld­früchten zurück. „Ich habe in den 1980er Jahren bei DLG ange­fangen, aber damals war der Zeit­punkt ungünstig und der globale Wett­be­werb hart. Daher ging ich in den Bereich Logistik und Liefer­ketten. Als sich jedoch diese Chance bot, wollte ich sie auf keinen Fall verpassen“, erin­nert er sich.

Die Produk­tion basiert auf bewährter Bioraf­fi­ne­rie­technik – ohne die Fort­schritte in der modernen biolo­gi­schen Forschung wäre dies jedoch nicht so einfach möglich gewesen.

Suche nach alter­na­tiven Prote­in­quellen

In den letzten Jahren stieg der Druck auf Futter­mit­tel­her­steller und insbe­son­dere biolo­gisch wirt­schaf­tenden Vieh­be­triebe Alter­na­tiven zu Soja zu finden, zumal es in Europa kaum produ­ziert wird und daher impor­tiert werden muss. Umso größer wurde dadurch der Anreiz, vor Ort produ­zier­bare Prote­in­quellen zu finden. So entstand 2019 BioRe­fine. Im vergan­genen Jahr erwarb das Unter­nehmen ein altes Futter­mit­tel­werk in Varde, rüstete es um und begann die Versuchs­pro­duk­tion. „Im letzten Jahr haben wir einige Hundert Tonnen von unserem Prote­in­kon­zen­trat produ­ziert“, erläu­tert Hunde­bøll.

Etablierte Bioraf­fi­nerie-Tech­no­logie bildet zwar noch die Grund­lage der Produk­tion, aber ohne die Fort­schritte in der modernen Biowis­sen­schaft wäre der Erfolg kaum möglich gewesen. Als Rohstoff dient frisch gemähtes Gras, welches aus einer bestimmten Saat­gut­mi­schung gewonnen wird. In nur wenigen Stunden ist das fertige Prote­in­kon­zen­trat, dessen Konsis­tenz gemah­lenem Kaffee ähnelt, bereit für den Versand an Futter­mit­tel­her­steller, die daraus Misch­futter herstellen.

Inner­halb weniger Stunden ist das fertige Prote­in­kon­zen­trat, das eine ähnliche Konsis­tenz wie gemah­lener Kaffee hat, bereit für den Versand an Futter­mit­tel­her­steller zur Herstel­lung von Misch­futter.

Schnelle Ernte und Weiter­ver­ar­bei­tung gegen Prote­in­ver­lust

In Däne­mark erreicht das Gras im Mai seinen höchsten Prote­in­ge­halt, roter Klee gegen Ende Mai, weißer Klee Anfang Juni und Luzerne Ende Juni. „Indem wir unsere Saat­gut­ge­mi­sche daran anpassen, erhalten wir über das gesamte Jahr hinweg quali­tativ gutes Rohma­te­rial“, so Hunde­bøll.

Ganz anders als beim weniger zeit­emp­find­li­chen Getrei­de­anbau kommt es bei der Prote­in­ge­win­nung aus Gras stark auf den rich­tigen Ernte­zeit­punkt und eine schnelle Weiter­ver­ar­bei­tung an. Deshalb sind die Vertrags­land­wirte zwar während der Anbau­saison für Aussaat und Pflege der Bestände verant­wort­lich, aber die Ernte über­nimmt BioRe­fine mit einer bestens orga­ni­sierten Logis­tik­kette vom Feld bis ins Produk­ti­ons­werk. Dadurch ist sicher­ge­stellt, dass das Erntegut im best­mög­li­chen Zustand zum exakt rich­tigen Zeit­punkt einge­bracht wird. „In der Produk­tion muss es schnell gehen, sonst verliert man zu viel Protein“, erklärt Hunde­bøll. „Nach 13-14 Stunden können schon etwa 40 % des Proteins verlo­ren­ge­gangen sein.“

Im Ernte­jahr 2021 erzeugte BioRe­fine einige Hunderte Tonnen Prote­in­kon­zen­trat aus einer Anbau­fläche von etwa 500 ha. Hunde­bøll rechnet damit, dass er im Anbau­jahr 2022 die Produk­tion auf 7.000 t, ange­baut von Vertrags­land­wirten auf 3000 ha, stei­gern kann. Damit hat er sein Ziel noch lange nicht erreicht. Däne­mark impor­tiert jähr­lich rund 2 Millionen t Soja­mehl, davon etwa 70.000 t aus biolo­gi­scher Produk­tion. Er hält es für realis­tisch, die Bio-Importe durch im Inland gewon­nenes Protein zu ersetzen. „Ein kleiner Teil der dafür benö­tigten Flächen wird vom Getrei­de­anbau abgehen, aber nicht in wesent­li­chem Umfang“, kalku­liert er.

Bewegen Sie den Maus­zeiger über die Zahlen, um mehr über die einzelnen Produk­ti­ons­schritte zu erfahren. (Quelle: BioRe­fine)

Die Sicht der Anbauer

Nils Erik Nielsen aus Vard an der West­küste der Insel Jütland ist einer der Land­wirte, die im Jahr 2021 mit BioRe­fine zusam­men­ar­beiten.

Hunde­bøll ist klar, dass BioRe­fine den Anbauern eine vergleich­bare oder bessere Vergü­tung bieten muss als sie mit dem Anbau von Getreide erzielen. Außerdem müssen die Vertrags­land­wirte beson­dere Vorgaben ‒ insbe­son­dere im Hinblick auf den Prote­in­ge­halt ‒ erfüllen. „Der Ziel­wert ist ein Prote­in­ge­halt von 20 %, aber das annehm­bare Spek­trum liegt bei 18 bis 22 %“, so Nils Erik Nielsen, einem in Vard ansäs­sigen Land­wirte, der 2021 mit BioRe­fine zusam­men­ar­bei­tete.

Nielsen betreibt einen Bio-Bauernhof mit 70 ha Land. 20 ha davon nutzt er für Hafer oder Gerste und 50 ha für Gras. „Bislang läuft alles gut; ich habe nichts auszu­setzen. BioRe­fine mähte das Gras schnell, sobald das Wetter es zuließ“, resü­miert Nielsen. Auch der Anbau berei­tete ihm kaum Probleme: „Sobald das Gras­ge­misch Fuß gefasst hatte, entwi­ckelte es sich sehr gut, und wir erreichten einen annehm­baren Prote­in­ge­halt und einen recht guten Ertrag. Wir werden nach Trocken­sub­stanz- und Prote­in­ge­halt bezahlt. Natür­lich strebt man immer maxi­malen Gewinn an, aber mit der Zahlung, die ich 2021 erhielt, bin ich vollauf zufrieden.“

In einem guten Jahr hofft BioRe­fine, das Gras bei Nielsen und anderen teil­neh­menden Betrieben fünfmal pro Saison mähen zu können. Bei Luzerne im Gemisch werden vier Ernten ange­peilt.

Die Tech­no­logie in die Breite bringen

Die Erzeu­gung eines hoch­wer­tigen und Soja eben­bür­tigen Prote­in­kon­zen­trats könnte BioRe­fine und seinen Stake­hol­dern einen neuen Markt eröffnen. Doch es war nie vorge­sehen, das benö­tigte Wissen allein im Besitz von BioRe­fine zu belassen, so Morten Bye-Jensen, Forscher an der Fakultät für biolo­gi­sche und chemi­sche Verfah­rens­technik an der Univer­sität Aarhus. „Es war ein großes Thema unter unseren Part­nern in Däne­mark, dass wir unsere Erkennt­nisse nicht unter Verschluss halten würden. Wir müssen vonein­ander lernen und möchten das Wissen daher auch anderen verfügbar machen.“

An der schwe­di­schen Univer­sität für Agrar­wis­sen­schaften (SLU) gingen die Forscher etwas anders an das Verfahren heran und unter­nahmen Versuche mit sechs bis zwölf Wochen alten Saug­fer­keln am Lehr­be­trieb des Land­wirt­schafts­gym­na­siums Sötåsen. Anstelle von frisch gemähtem Gras produ­zierten sie mithilfe von Saft aus Gras­si­lage ein Prote­in­pulver. „Wir haben den Protein­an­teil aus herkömm­li­chen Futter­quellen um 10 % redu­ziert und durch Gras­pro­tein ersetzt“, erläu­tert Dr. Anna Wallen­beck, Dozentin für Vieh­wirt­schaft an der SLU. „Wenn der Saft also nichts zum Futter beigetragen hätte, hätten sich die Ferkel schlechter entwi­ckelt als in der Kontroll­gruppe, aber das war nicht der Fall. Im Gegen­teil: Sie wuchsen ebenso schnell, manche sogar schneller.“ Laut Dr. Wallen­beck werden die Versuche am Lehr­be­trieb der Sötåsen-Land­wirt­schafts­schule weiter­gehen. Hierfür wurden Maschinen und Ausrüs­tung für die Erzeu­gung des Prote­in­pul­vers ange­schafft.

„In Schweden haben wir etwa eine Million Hektar bewirt­schaf­tetes Acker­land“, so Christel Ceder­berg, Profes­sorin im Bereich fort­schritt­liche Ener­gie­quellen an der Tech­ni­schen Hoch­schule Chal­mers im schwe­di­schen Göte­borg. „Einige 100.000 ha davon zur Produk­tion von grünem Protein zu nutzen, wäre absolut machbar ‒ und wir gewännen dadurch eine gute Kohlen­di­oxid­senke. Dieses Projekt hat zwei Ziele: erstens möchten wir Land­wirten die Möglich­keit geben, heimi­sche Futter­mittel anzu­bauen und zu nutzen, und zum anderen möchten wir Bio-Erzeu­gern ein Prote­in­pro­dukt zugäng­lich machen, das sich in eine nach­hal­tige Land­wirt­schaft einfügt. Wir stehen gerade erst am Anfang“, führt sie weiter aus.

Aus Gras will Biore­fine ein hoch­wer­tiges Prote­in­kon­zen­trat gewinnen, das den Eigen­schaften von Soja entspricht.

Auf dem Weg zu mehr Nach­hal­tig­keit

Hunde­bøll stimmt zu, dass die Umwelt­vor­teile wichtig sind, zumal Däne­mark Schwie­rig­keiten hat, die Anfor­de­rungen der EU-Wasser­rah­men­richt­linie umzu­setzen. Ganz­jäh­rige Feld­früchte binden Kohlen­di­oxid besser im Boden und verrin­gern Boden­ero­sion durch ablau­fendes Wasser. Bislang wird das Prote­in­kon­zen­trat in Däne­mark in Futter für die Eier­pro­duk­tion verwendet ‒ mit dem Ergebnis, dass die Eidotter ein kräf­ti­geres Gelb zeigen und appe­tit­li­cher aussehen.

Versuche in der Schwei­ne­zucht haben gute Ergeb­nisse gebracht. Das Wachstum und die Gesund­heit der Schweine im Vergleich zu Kontroll­gruppen zeigte sich unver­än­dert, und auch die Fleisch­qua­lität blieb unbe­ein­träch­tigt.

Da durch Engpässe bei Import-Soja­bohnen aus Bio-Anbau die Futter­kosten steigen, bekam die Suche nach einer Alter­na­tive zuneh­mend Prio­rität. Im Dezember 2021 betrug der Handels­preis für Soja­bohnen an der Börse von Chicago USD 12,60 pro Bushel, und für Bio-Soja das Doppelte.

„Der Kauf von Soja­bohnen aus Bio-Anbau wird immer schwie­riger. Wir schauen uns schon auf unge­wohnten Märkten wie China und Kasach­stan um, manchmal auch in Rumä­nien“, verdeut­licht Hunde­bøll die Lage. Er sieht im Prote­in­kon­zen­trat von BioRe­fine das Poten­zial für eine gleich­wer­tige Alter­na­tive zu herkömm­lich erzeugtem Soja, beson­ders ange­sichts all der Umwelt­vor­teile.

Da bei der Produk­tion auch große Mengen an grüner Faser­masse anfallen, ist aus ökono­mi­scher Sicht ein Markt für dieses Neben­pro­dukt unver­zichtbar. Zurzeit dient die Masse zur Erzeu­gung von Bio-Energie, aber BioRe­fine hofft, daraus auch andere Produkte wie Texti­lien und Verpa­ckungen herzu­stellen.

„Wir arbeiten zurzeit mit einem schwe­di­schen Eier­pro­du­zenten zusammen und stellen Eier­ver­pa­ckungen her“, erzählt Hunde­bøll. „Das Mate­rial könnte Papier ersetzen und direkt wieder aufs Feld gebracht werden, schließ­lich ist es nichts als Gras!“


Die Saat­gut­ge­mi­sche von BioRe­fine

Gemisch 1

Weidel­gras (bovina): 25 %
Weiß­klee: 20 %
Rajs­vingel, eine Kreu­zung aus Wiesen­schwingel und Italienischem/Deutschem Weidel­gras: 25 %
Weidel­gras (fabiola): 30 %

Gemisch 2

Weidel­gras (fabiola): 30 %
Weiß­klee: 20 %
Weidel­gras (bovini): 25 %
Rajs­vingel: 25 %

Gemisch 3

Rajs­vingel: 30 %
Rajs­vingel (fojtan): 20 %
Weidel­gras (bovini): 13 %
Rotklee: 17 %
Weiß­klee: 10 %

Gemisch 4

Alfalfa: 50 %
Luzerne: 50 %