Insekten statt Fleisch: Super-Larve soll Klima-Problem lösen – so ist ihre CO₂-Bilanz

Die Larven der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) gelten als Hoffnungsträger einer nachhaltigen Proteinversorgung. Sie enthalten hochwertiges Eiweiß, das in seiner Qualität mit Sojaprotein vergleichbar ist, und können dieses aus unterschiedlichsten Biomassequellen bilden – etwa aus Neben- und Reststoffen der Landwirtschaft oder der Lebensmittelverarbeitung. Doch obwohl ihr Potenzial seit Jahren intensiv diskutiert wird, ist bislang nur wenig darüber bekannt, welche Mengen klimarelevanter Gase während ihrer Aufzucht tatsächlich entstehen.

Eine neue Studie des Forschungsinstituts für Nutztierbiologie (FBN), veröffentlicht in der Fachzeitschrift Bioresource Technology, untersucht nun erstmals systematisch, wie sich Zusammensetzung und Qualität der verfütterten Biomasse auf Wachstum, Nährstoffgehalt und Gasemissionen der Larven auswirken.

Wie Insektenprotein und CO₂ zusammenhängen

Für das Experiment setzten die Forscher jeweils rund 150 Larven in ein Wachstumsgefäß. Für jede Futtermischung führten sie sechs Wiederholungen durch. Fünf Tage nach dem Schlüpfen wurden die Tiere auf die jeweiligen Versuchssubstrate umgesetzt.

Die eigentliche Messphase begann wenige Tage später. Zwischen dem 9. und 16. Tag nach dem Schlupf, einer Phase besonders intensiven Wachstums, registrierten Sensoren kontinuierlich den Gasaustausch der Larven. Dabei erfassten die Geräte drei zentrale Stoffwechselgrößen:

• Kohlendioxid (CO₂)
• Ammoniak (NH₃)
• Sauerstoffverbrauch (O₂)

Alle 24 Minuten wurde ein neuer Messwert aufgezeichnet, während die Temperatur konstant bei 27,5 Grad Celsius lag. Auf diese Weise konnten die Forscher erstmals detailliert verfolgen, wie sich Stoffwechsel und Gasemissionen der Larven während ihrer Entwicklung verändern.

„Emissionen lassen sich nur sinnvoll einordnen, wenn sie auf den tatsächlichen Output bezogen werden – etwa auf den Proteinansatz oder die Trockenmasse der Larven“, erklärt Studienleiter Manfred Mielenz vom FBN.

Wie viel CO₂ bei Insektenprotein entsteht

Die Messungen zeigen, dass die Klimabilanz der Larvenproduktion stark vom Futtersubstrat abhängt. Für die Produktion von einem Kilogramm Larvenprotein ergaben sich im Experiment folgende Werte:

• etwa 8,8 Kilogramm CO₂ pro Kilogramm Protein bei weniger nährstoffreichem Futter
• etwa 5,1 Kilogramm CO₂ pro Kilogramm Protein bei energiereicherem Futter

Der Unterschied erklärt sich vor allem durch die Effizienz der Nährstoffumwandlung. Wenn Larven mehr verfügbare Energie aus dem Futter aufnehmen können, wachsen sie schneller und setzen Nährstoffe effizienter in Körperprotein um. Dadurch sinkt die Menge an CO₂, die pro erzeugter Proteinmenge entsteht.

Insekten liefern hochwertiges Eiweiß

Neben den Emissionen untersuchten die Forscher auch die Nährstoffzusammensetzung der Larven. Der Proteingehalt lag je nach Futtermischung zwischen 288 und 409 Gramm pro Kilogramm Trockenmasse und damit in einem Bereich, der mit Sojaprotein vergleichbar ist.

Auch bei den Fettsäuren zeigte sich ein charakteristisches Muster. Besonders häufig war Laurinsäure, die 28 bis 38 Prozent der gesamten Fettsäuren im Larvenkörper ausmachte.

Eine weitere auffällige Beobachtung betrifft die Aminosäure Methionin. Ihr Anteil im Larvenkörper lag teilweise mehr als zehnmal höher als im ursprünglichen Futtersubstrat. Diese Aminosäure spielt eine wichtige Rolle beim Aufbau von Körperprotein.

Futter bestimmt Wachstum und Emissionen

Die Forscher untersuchten außerdem, welchen Einfluss das Futter auf Wachstum und Effizienz der Larven hat. Dafür verglichen sie zwei Substrate: eine nährstoffreiche Mischung aus Hühnerfutter und eine Standarddiät für Fliegenlarven auf pflanzlicher Basis.

Die Unterschiede zeigten sich deutlich im Wachstum der Tiere. Larven mit energiereicherem Futter entwickelten sich erheblich schneller und erreichten deutlich höhere Gewichte.

• Larven mit energiereichem Futter steigerten ihre Körpermasse um mehr als das 900-Fache ihres Ausgangsgewichts
• Larven mit weniger energiereichem Futter erreichten etwa das 500-Fache ihres Ausgangsgewichts

Auch der Entwicklungsstand unterschied sich deutlich. In einer Gruppe hatten bereits 25 Prozent der Tiere das Vorpuppenstadium erreicht, während in der Vergleichsgruppe nur etwa ein Prozent so weit entwickelt war.

Vergleich mit Milch und Geflügel

Die Forscher stellten ihre Ergebnisse auch Daten aus der klassischen Tierhaltung gegenüber. Dabei zeigt sich, dass Insektenprotein in vielen Fällen eine günstigere Klimabilanz aufweisen kann.

Je nach Futtermischung entstehen bei der Produktion von Larvenprotein:

• 15 bis 52 Prozent weniger CO₂ als bei Milchprotein
• 18 bis 53 Prozent weniger CO₂ als bei Geflügelprotein

Diese Unterschiede hängen wesentlich davon ab, wie gut das jeweilige Futtersubstrat von den Larven verwertet werden kann.

Ammoniak steigt am Ende der Wachstumsphase

Neben Kohlendioxid erfassten die Forscher auch Ammoniakemissionen. Dieses Gas entsteht beim Abbau stickstoffhaltiger Verbindungen und spielt eine wichtige Rolle für Luftqualität und Stickstoffkreisläufe.

Pro Versuchseinheit registrierten die Sensoren insgesamt:

• 85 bis 90 Milliliter Ammoniak bei nährstoffärmerem Futter
• 139 bis 153 Milliliter Ammoniak bei energiereicherem Futter

Die höchsten Werte traten gegen Ende der Wachstumsphase auf. In dieser Phase verändert sich der Stoffwechsel der Larven: Der Fettaufbau nimmt zu, während der Anteil neu gebildeten Eiweißes sinkt.

Insektenprotein gewinnt wirtschaftlich an Bedeutung

Der Hintergrund der Forschung liegt im steigenden Bedarf an Eiweiß. Mit wachsender Weltbevölkerung und zunehmendem Wohlstand steigt auch der Konsum proteinreicher Lebensmittel. Prognosen zufolge könnte der Markt für Insektenprodukte bis 2030 ein Volumen von rund 8 Milliarden US-Dollar erreichen.

Zum Vergleich: Die klassische Tierhaltung liefert heute etwa 33 Prozent des weltweit konsumierten Proteins, verursacht jedoch rund 14,5 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen.

Vor diesem Hintergrund suchen Wissenschaft und Landwirtschaft nach neuen Produktionssystemen. Die Zucht von Insekten gehört zu den Ansätzen, die künftig eine größere Rolle bei der Versorgung mit tierischem Protein spielen könnten.

Kurz zusammengefasst:

• Larven der Schwarzen Soldatenfliege können organische Reststoffe in hochwertiges Eiweiß umwandeln und gelten deshalb als mögliche nachhaltige Proteinquelle.
• Messungen zeigen: Die Klimabilanz dieser Insekten hängt stark vom Futter ab – je besser die Nährstoffe verwertbar sind, desto schneller wachsen die Larven und desto weniger CO₂ entsteht pro erzeugtem Kilogramm Protein.
• Unter günstigen Bedingungen kann Insektenprotein laut Studie deutlich klimafreundlicher sein als klassische tierische Eiweißquellen wie Milch oder Geflügel.

Übrigens: Während Forscher neue Eiweißquellen wie Insektenprotein als klimafreundliche Alternative prüfen, zeigt eine andere Studie eine alarmierende Entwicklung. Selbst in unberührter Natur sind die Insektenzahlen in 20 Jahren um über 70 Prozent eingebrochen – warum das ganze Ökosysteme ins Wanken bringen kann, steht in unserem Artikel.

Bild: © Nordlicht/FBN