BMBF Nachwuchsgruppe - SymBioÖkonomie (Insekten und ihre symbiontischen Mikroben für die zirkuläre Bioökonomie)

Motivation und Problemstellung

© Fraunhofer IME | Kim Weigand
Arbeitsgruppe SymBioÖkonomie

Das zunehmende Bewusstsein für die ökonomischen und besonders ökologischen Folgen der konventionellen Massentierhaltung, bei gleichzeitig stetig wachsendender Weltbevölkerung, verlangt nach der Erschließung alternativer Proteinquellen im großen Maßstab. Die Bereitstellung von Insekten als Nahrungs- und Futtermittel durch das sogenannte Insect farming bietet ein großes Potenzial und trägt zur Sicherung der Ernährung bei.

Eines der größten Probleme in der Nutztierhaltung und der Aquakultur ist die Verwendung von Futtermitteln wie Soja und Fischmehl, welche zur Abholzung von Regenwäldern bzw. Überfischung der Meere beitragen. Das Verfüttern von Fischmehl, welches häufig mit Fischpathogenen belastet ist, macht zudem den Einsatz von Antibiotika erforderlich, wodurch die Wasserqualität und die Lebensmittelsicherheit beeinträchtigt werden. Aus diesen Gründen werden aktuell Futterinsekten als ökologisch vertretbare Alternativen erschlossen. Die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit von Insekten wird jedoch durch die Verfügbarkeit von preiswertem Insektenfutter limitiert und verlangt nach einer besseren Verwertung von Rest- und Nebenströmen aus der Industrie und der Landwirtschaft.

Die Nahrungsmittelproduktion hängt insbesondere von der Verfügbarkeit von Mineraldünger ab. Durch die hohen Energiepreise und limitierende Ressourcen wie z. B. Phosphat wird der Einsatz von Kunstdünger immer teuer. Außerdem trägt er zur Emission von Stickoxiden und Auswaschung von Nitrat in aquatische Ökosysteme bei. Daher werden zunehmend Alternativen in Form von organischen Düngemitteln für die Landwirtschaft benötigt.

Projektziel und Lösungsansatz

Das übergeordnete Ziel des Projektes SymBioÖkonomie ist die Erforschung und Entwicklung von symbiontischen Mikroorganismen aus Insekten als Bindeglied für die Realisierung einer klimafreundlichen, zirkulären Bioökonomie unter low- bzw. zero-waste Bedingungen.
Um eine ressourcenschonende Insektenzucht zu ermöglichen, werden in unserem Projekt Reststoffe und kostengünstige Nebenströme aus der Industrie und der Landwirtschaft als Futter für die Larven der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) evaluiert. Die Zucht der Larven soll unter Einsatz von Mikroorganismen, welche schwer verdauliche Pflanzenbestandteile der Nebenströme abbauen, effizient gestaltet werden.


Das Projekt zielt dabei auf den Einsatz der Larven als Futtermittel für die Aquakultur. Die Larven sollen so gezüchtet werden, dass durch ihre Verfütterung der Einsatz von Antibiotika in der Aquakultur reduziert werden kann. Bei der Zucht der Insekten soll die Bildung von Treibhausgasen evaluiert und bei Bedarf durch Anpassung der Zuchtbedingen minimiert werden. Beim Insect farming fällt als Reststoff/Nebenprodukt der sog. Frass (bestehend aus Kot, Futterresten und Insekten-Exuvien) an. Dieser wird in unserem Projekt mikrobiologisch und chemisch charakterisiert und als Dünger an Nutzpflanzen getestet, um Alternativen für Mineraldünger zu entwickeln.

© Fraunhofer IME | Dorothee Tegtmeier
Soldatenfliegenlarven
© Fraunhofer IME | Dorothee Tegtmeier
Bakterienkulturen
© Fraunhofer IME | Dorothee Tegtmeier
Pilze unter dem Mikroskop

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Zu unseren Dienstleistungen zählen neben der Testung von industriellen Nebenströmen und Abfällen als Futtermittel für Soldatenfliegen auch mikrobiologische Analysen (z.B. Keimzahlbestimmung und Mikrobiomanalysen) als auch Lebensmittelchemische Analysen (z.B. Protein-, Fett-, Asche-, Stärke- und Rohfasergehalt) von unterschiedlichem Probenmaterial (z.B. Nahrungs- und Futtermittel, Insekten- und Frass-Proben). Weiterhin verfügen wir über umfangreiche Methoden, Mikroorgansimen (Bakterien und Pilze) zu isolieren, charakterisieren und als potentielle „Probiotika“ für die Insektenzucht zu testen.

 

Dr. Dorothee Tegtmeier

Gruppenleiterin

Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME

Telefon +49 641 97219-170

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Kreislauforientierte Nahrungs- und Futtermittel Forschung