Makroalgen sind eine vielversprechende Ressource für die Ernährung der Zukunft. Sie wachsen schnell, benötigen weder Süßwasser noch Ackerflächen und enthalten eine Vielzahl an Nährstoffen wie Proteine, Vitamine und Mineralstoffe. In der ersten Förderphase von „food4future“ wurden Ulva compressa und Ulva fenestrata – auch als Meersalat bekannt – erfolgreich als Modellorganismen für die urbane Kultivierung identifiziert. Mittels innovativer biobasierter Materialien mit Funktionsintegration und der Nutzung von regionalem Sole-Wasser, beispielsweise aus der Therme Bad Saarow, konnten erstmalig urbane Kultivierungssysteme für eine nachhaltige Indoor-Produktion von salinen Nahrungsorganismen wie Makroalgen, aber auch Halophyten und Quallen, entwickelt werden.

Auf diesen innovativen Ansatz baut die zweite Projektförderphase auf. Die bisherigen Labormuster und Pilotprojekte werden weiter skaliert, um eine kommerzielle Nutzung zu ermöglichen. Dabei stehen nachhaltige Materialien und ressourcenschonende Verfahren im Fokus, einschließlich der Nutzung erneuerbarer Energien zur Minimierung der Umweltauswirkungen. Die urbanen, salinen Indoor-Kultivierungssysteme werden aufskaliert, um eine größere Biomasse- und Inhaltsstoffproduktion zu ermöglichen. Erweiterte Produktionsanlagen mit einem Fassungsvermögen von bis zu 2000 Litern gewährleisten eine stabile und qualitativ hochwertige Makroalgenproduktion. Neben Ulva-Arten werden weitere vielversprechende Algenarten wie Ceramium virgatum auf ihre Eignung für die Produktion und ihre ernährungsphysiologischen Vorteile hin untersucht. Die Forschung konzentriert sich auch auf die Optimierung der Nährstoffprofile und wertgebenden Inhaltsstoffe durch Anpassung der Kultivierungsbedingungen wie Lichtintensität, Temperatur und Nährstoffzusammensetzung. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Anwendung von UVB-LED-Technologien, die bereits positive Effekte auf Inhaltsstoffe wie Vitamine und Antioxidantien gezeigt haben.

Im Sinne eines zirkulären Ansatzes testet das f4f-Projekt, wie Nährstoffe nicht nur über aufgereinigtes Sole-Abwasser, sondern auch aus weiteren Reststoffströmen wie beispielsweise Abwasser aus der Garnelenproduktion oder dem Salzbergbau, in die Makroalgenkultivierung integriert werden können. So wird die Makroalgenproduktion nicht nur ressourceneffizienter, sondern auch nachhaltiger gestaltet. Zusätzlich wird geprüft, wie Makroalgen in Co-Kultivierungen mit anderen Organismen wie Halophyten oder Mikroalgen integriert werden können, um Synergien bei der Nährstoffnutzung und CO₂-Verwertung zu erzielen. Die gewonnene Biomasse und der Nährstoffreichtum der Makroalgen bieten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Sie kann in Lebensmitteln wie Brot, Pasta oder Snacks verarbeitet werden und eröffnet der Lebensmittelindustrie neue Wege, gesunde und innovative Produkte zu entwickeln. Darüber hinaus wird die Bioverfügbarkeit der Makroalgen getestet, um die Nährstoffaufnahme beim Menschen zu maximieren. Dies geschieht in enger Zusammenarbeit mit food4future-Partnern, die sich auf ernährungsphysiologische Studien spezialisiert haben.

Die Vision von food4future ist klar: Mit Makroalgen wird nicht nur eine neue, nachhaltige Nahrungsquelle erschlossen, sondern auch ein bedeutender Beitrag zur Sicherung der globalen Ernährung geleistet. Die Forschung im Future Food Living Lab, einem Reallabor für innovative Agrarsysteme, wird zusätzlich durch digitale Werkzeuge unterstützt, um den Produktionsprozess konsequent weiter zu optimieren. Dieses food4future-Projekt legt den Grundstein, um Makroalgen in urbanen Systemen zu integrieren und sie fest in einer verbrauchernahen Lebensmittelproduktion der Zukunft zu etabliieren.

Im weiteren Verlauf ist die Entwicklung der Kultivierung von Makroalgen und Halophyten in einem geschlossenen land-basierten System und ihre Nutzung für die menschliche Ernährung Ziel der Forschungsaktivitäten. In Zusammenarbeit mit den anderen f4f-Projektpartner*innen sollen innovative, nachhaltige und ökologische Produktionssysteme zur integrativen Kultivierung von gesunder, nahrhafter Makroalgen- und Halophytenbiomasse in Stadtgebieten entwickelt werden.

Neben der Optimierung der Produktion für einzelne Organismen sollen effiziente und flexible Co-Kultivierungssysteme für alle f4f-Organismen entwickelt werden.

Text: M. Fitzner, S. Baldermann, IGZ