Fischmehl

Als Fischmehl bezeichnet man getrocknete und anschließend gemahlene Fische (ganz oder in Teilen, auch Schlachtabfälle). Foto: D. Ausserhofer/IGB

Auf einen Blick: Fischmehl

Als Fischmehl bezeichnet man getrocknete und anschließend gemahlene Fische (ganz oder in Teilen, auch Schlachtabfälle). Die genaue Zusammensetzung von Fischmehl hängt vom Ausgangsmaterial ab. Fischmehl wird in Futtermitteln für die Nutztierhaltung eingesetzt. Es ist besonders reich an Proteinen, hat einen hohen Anteil essentieller Aminosäuren, enthält keine Substanzen, die die Tierernährung beeinträchtigen (antinutritive Substanzen, bspw. in pflanzlichen Zutaten) und ist sehr leicht verdaulich. Seit den frühen 1950er- bis 1960er-Jahren wurde diese wertvolle Ressource daher für die Aufzucht von Schweinen und Hühnern genutzt. In den nachfolgenden Jahrzehnten hat sich der Einsatz durch das schnelle Wachstum der Aquakultur und den damit einhergehenden Bedarf an geeigneten Zutaten für die Futtermittelherstellung (und den resultierenden Preisanstieg des Fischmehls) verschoben. Auf Fischmehl entfallen die höchsten Kosten bei der Futtermittelherstellung.

Der Artikel enthält detaillierte Informationen zur Gewinnung und dem Einsatz von Fischmehl.

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Fischmehl in Zahlen: Produktion und Verbrauch

Die Fischmehlproduktion erreichte im Jahr 1994 mit ca. 30 Mio. t (Lebendgewicht) einen vorläufigen Höhepunkt. Seitdem ist trotz Schwankungen ein abnehmender Trend zu verzeichnen. Von den ca. 171 Mio. t Gesamtproduktion von Fischen und anderen Wasserorganismen (Fischerei und Aquakultur) im Jahr 2016 dienten ca. 151 Mio. t direkt der menschlichen Ernährung (siehe auch Artikel Aquakultur in Zahlen). Der größte Teil (ca. 15 Mio. t Lebendgewicht) der übrigen 20 Mio. t wurde zu Fischmehl und Fischöl verarbeitet. Die Menge gewonnen Fischmehls liegt durch den Trocknungsprozess deutlich niedriger und wird je nach Organisation mit ca. 3,5-5 Mio t. angegeben (IFFO, FAO).

Werschöpfungskette Fischmehl

Der Großteil des Fischmehls stammt aus der Fischerei (ca. 65 -75 %). Schätzungen zufolge wird derzeit ca. 25 - 30 % des Fischmehls aus Bei- oder Nebenprodukten gewonnen (Schlachtabfälle, Beifang etc.). Bei der Zusammensetzung gibt es jedoch regionale Unterschiede. In Europa sind es ca. 54 %. Es wird damit gerechnet, dass der Anteil von Nebenprodukten weiter ansteigen wird. Nur durch diese nachhaltige Nutzung von Schlachtabfällen oder anderen Nebenprodukten kann ein weiteres Wachstum der Fischmehlproduktion erreicht werden. Schätzungen gehen von ca. 5,4 Mio. t Fischmehl im Jahr 2030 bei einem Anteil von über 50 % Nebenprodukten aus.

Der Preis des Fischmehls (pro Tonne) in Deutschland und den Niederlanden stieg von unter 800 USD Anfang der 2000er auf knapp 1600 USD im Jahr 2016. Eine Tonne Sojabohnenmehl kostet im Vergleich unter 400 USD. Bis zum Jahr 2030 wird mit einem weiteren Anstieg des Preises von knapp 20 % gerechnet. Je nach Menge des eingesetzten Fischmehls im Futter in Abhängigkeit von der erzeugten Art, wird Fischmehl entsprechend weiterhin ein wichtiger Kostenfaktor für die Aquakultur bleiben.

Das Gros (ca. 75 %) des weltweit produzierten Fischmehls wird in der Fischzucht verwendet und nur ca. 25 % für die Aufzucht anderer Nutztiere, wie Hühner und Schweine (siehe Artikel pelletierte Futtermittel). Die mengenmäßig größten Verbraucher dieses Rohstoffs in der Aquakultur sind Garnelen, Salmoniden (vorwiegend Lachse) und marine Fischarten (z. B. Dorade und Wolfsbarsch).

Fischmehlbverbrauch

Die steigende Aquakulturproduktion greift zunehmend auf pflanzliche Proteine etwa aus Soja, Raps, Kartoffeln, Weizen oder Erbsen zurückgreift. Durch die Kombination verschiedener Zutaten können Aminosäurezusammensetzungen im Futter realisiert werden, die denen im Fischmehl vergleichbar sind.

Je nach Zielart kann durch die Substitution von Fischmehl mit pflanzlichen Stoffen bis zu 100 % des Proteins abgedeckt werden, so dass keinerlei Fischmehl benötigt wird. Bei karnivoren (fleischfressenden) Fischarten wird Fischmehl jedoch meist nur anteilig ersetzt, um maximale Wachstumsleistung zu sichern, aber auch aus Gründen der artgerechten Haltung (z. B. Festlegung tierischer Zutaten beim EU-Biolabel).

Ursprung des Fischmehls
Fischmehl (wie auch Fischöl) wird zum überwiegenden Teil (ca. 65 - 75 %; Rest: Nebenprodukte wie Schlachtabfälle) aus Fischen hergestellt, die in großen Mengen aus der Fischerei angelandet werden und meist nicht oder nur in geringem Maße für den Verzehr geeignet (im Sinne der Vermarktbarkeit) sind. Ferner zeichnen sich die Arten durch kurze Generationszeiten aus. Hauptsächlich werden für die Produktion von Fischmehl Bestände der Peruanischen (Engraulis ringens) sowie der Japanischen Sardelle (Engraulis japonicus), der Japanischen Makrele (Scomber japonicus) und der Chilenischen Bastardmakrele (Trachurus murphyi) genutzt.

Für die Fischmehlherstellung genutzte Arten

Besonders Peru und Chile gehören aufgrund der großen Fischbestände (Peruanische Sardelle, Chilenische Bastardmakrele) in küstennahen Gebieten zu den weltweit führenden Produzenten von Fischmehl und Fischöl.

Peruanischen Sardelle (Engraulis ringens)
Die Peruanische Sardelle oder auch Anchovis (Anchovetta) gehört zu den Heringsfischen mit einem charakteristischen, langestreckten Körper. Sie wird max. 20 cm lang und ist in großen Schwärmen vor der gesamten peruanischen und dem nördlichen Teil der chilenischen Küste beheimatet. Sie profitiert von dem mit dem Humboldt-Strom aufsteigenden nährstoffreichen Wasser, das zu einem außerordentlich großen Planktonvorkommen führt. Dieses Plankton, vornehmlich Kieselalgen (98 %), dient als Nahrungsgrundlage für mehrere Millionen Individuen umfassende Schwärme.

Sardellenschwarm

Tatsächlich ist die Peruanische Sardelle der fischereilich am stärksten genutzte Fisch der Welt. Jährlich werden ca. 3,1 – 8,3 Mio. t gefangen (2007-2017, FAO FIGIS). In besonders produktiven Jahren wurden sogar mehr als 12 Mio. t (FAO, 1994) angelandet. In ausgeprägten El-Niño-Jahren sinken durch den Anstieg der Wassertemperatur (auf bis zu 29 °C, normal 14 – 23 °C) die Fangraten massiv. Da besonders in solchen Jahren die Bestände der Sardellen schnell überfischt werden können, hat der peruanische Staat ein umfangreiches Überwachungsprogramm zur nachhaltigen Nutzung etabliert. Dieses reguliert u. a. die Fanglizenzen, Fangzeiten und die zugelassenen Höchstfang- und Beifangmengen. Dabei spielt die satellitengestützte Überwachung der Fischerboote, die Erfassung der täglichen Fangmengen sowie die Identifizierung der Artenzusammensetzung mit der jeweiligen Fischgröße eine entscheidende Rolle (die Durchschnittsgröße der Sardellen wird bspw. verwendet, um den Anteil der Jungfische zu berechnen). Diese Daten werden täglich aktualisiert. Die hohen Fangzahlen haben die peruanische Regierung auch dazu bewogen, die Verwertung der Peruanischen Sardelle als Lebensmittel gezielt zu fördern, allerdings mit mäßigem Erfolg. Wurden 2010 noch 120 t Sardellen von der Lebensmittelindustrie verarbeitet, waren es 2011 nur noch 100 t.

Japanischen Sardelle (Engraulis japonicus)

Ähnlich wie die Peruanische, so hat auch die Japanische Sardelle einen langgestreckten, stromlinienförmigen Körper. Auch sie bildet große Schwärme, ist aber mit max. 16 cm etwas kleiner. Die Japanische Sardelle ist vorrangig weitab der Küsten im offenen Meer (nordwestlicher und zentraler Pazifik) anzutreffen. Sie ernährt sich hauptsächlich von kleinen Krebstieren, Kieselalgen sowie von Fischlarven und -eiern. Die Bestände dieser Sardellenart erreichen bei weitem nicht die Größenordnung der peruanischen Verwandten, die jährlichen Fangmengen liegen zwischen 1 und 1,4 Mio. t (2007-2017, FAO FIGIS), wobei China den größten Anteil an den Fangmengen anlandet.

Japanische Makrele (Scomber japonicus)

Die Japanische Makrele ist sehr weit verbreitet und fast im gesamten indopazifischen Raum anzutreffen. Sie zählt zur Familie der Makrelen und Thunfische (Scombridae) und besitzt auch die für diese schnellen Schwimmer charakteristische Torpedoform. Nicht selten bildet sie mit anderen Vertretern der Familie größere Schwärme, z. B. mit der Pazifischen Stachelmakrele (Trachurus symmetricus) oder der Pazifischen Sardine (Sardinops sagax). Die Fangmengen liegen jährlich zwischen ca. 1,2 und 1,6 Mio. t (2007-2017, FAO FIGIS).

Nicht zuletzt durch die erhöhte Nachfrage nach Fischen mit hohem Anteil an Omega-3-Fettsäuren (bei der Japanischen Makrele bis 45 % des Gesamtfettgehalts) werden in den letzten Jahren immer größere Mengen in der Lebensmittelproduktion verarbeitet (in Chile 1995 70 t, 2005 über 200 t). Für die Fischmehlproduktion werden deshalb zunehmend kleinere Arten wie Peruanische oder Japanische Sardelle herangezogen.

Chilenische Bastardmakrele (Trachurus murphyi)

Die Chilenische Bastardmakrele gehört, wie der Name vermuten lässt, nicht zu den Makrelenartigen. Sie wird im Normalfall selten größer als 50 cm, wobei auch 70 cm lange Tiere angelandet werden. Die pelagische Bastardmakrele bildet Schwärme und ist in den Küstenbereichen Perus, Chiles, Neuseelands und Australiens sowie in dem dazwischenliegenden Bereich des Pazifiks zu finden. Ihr Nahrungsspektrum umfasst sowohl Krebstiere als auch kleinere Fische und Kalmare. Wurden in den 1990er-Jahren noch durchschnittlich mehr als 4 Mio. t pro Jahr angelandet, so waren es 2007 nur noch knapp 2 Mio. t und 2017 nur 544.803 t (FAO FIGIS). Obwohl die Bastardmakrele aufgrund ihres hohen Histidingehalts in der Fischfutterindustrie besonders begehrt ist, wird sie nur noch selten zu Fischmehl verarbeitet (Histidin ist eine Aminosäure, die dem Fischfutter häufig zugesetzt werden muss; Triploide Lachse benötigen z. B. besonders histidinreiches Futter, da sie sonst verstärkt Linsentrübungen ausbilden). Das ist die Folge einer verstärkten Nutzung als Speisefisch, da hier deutlich höhere Preise erzielt werden (die Nutzung als Lebensmittel konkurriert fast nie mit der Fischmehlproduktion, da das Preisniveau sehr unterschiedlich ausfällt). Ebenso wie bei der Japanischen Makrele wird der Großteil der gefangenen Tiere als Frost- und Konservenware vermarktet.


Neben den aufgeführten Arten werden besonders regional und lokal weitere Arten für die Produktion von Fischmehl und Fischöl verwendet, darunter u. a. der Hering (Clupea harengus), die Pazifische Sardine (Sardinops sagax), verschiedene Sandaale (Ammodytidae) oder die Lodde (Mallotus villosus).

In den letzten Jahren wurden verstärkt auch fischereiliche Schlachtabfälle wie Haut, Innereien und das mineralienreiche (insbesondere phosphatreiche) Skelett verwertet. Diese nachhaltige Weiterverarbeitung wird häufig bei biozertifizierten Futtermitteln angewendet. Mittlerweile können weltweit ca. 25 - 35 % der jährlichen Produktionsmenge durch Nebenprodukte gedeckt werden (in Europa sogar über 50 %). Insbesondere in der norwegischen Lachsproduktion werden alle Teile des Fisches verwertet. Mögliche Nebenwirkung der Verwendung von Nebenprodukten ist allerdings eine Verringerung der Qualität des Fischmehls (geringerer Protein- und Aminosäuregehalt, höherer Ascheanteil).

Produktionsverfahren

Produktion von Fischmehl

Fischmehl wird immer nach dem gleichen Prinzip hergestellt, ungeachtet, ob ganze Fische oder Teilstücke verwendet werden. Der gesamte Prozess verläuft in drei Schritten:


1. Thermische Behandlung
Der erste Schritt in der Produktion bestimmt maßgeblich die Qualität hinsichtlich des späteren Fettgehaltes. Zunächst werden die Rohmaterialien auf eine Temperatur von 85 bis 95 °C erhitzt. Bei dieser Hitze denaturieren die Proteine (d. h., ihre dreidimensionale Struktur verändert sich; chemisch bleibt das Protein unverändert). Die in den Zellen befindlichen Lipid-(Fett-)Speicher werden schonend aufgeschlossen. Durch die hohen Temperaturen werden evtl. vorhandene Mikroorganismen abgetötet und das Produkt keimfrei gemacht.

2. Verpressung oder Zentrifugation
Nach der thermischen Behandlung werden flüssige und feste Bestandteile getrennt. Die dabei anfallenden Flüssigkeiten bestehen aus einer öligen Phase (Fischöl) und einer wässrigen Phase, dem sogenannten „stickwater" („klebriges" Wasser). Letzteres ist reich an Proteinen und Salzen und wird in einem Nebenprozess in Verdampfern durch Wasserentzug eingedickt und dem Presskuchen (feste Bestandteile) vor der Trocknung zugegeben. Die Zentrifugation hat den Vorteil, dass die thermische Belastung des Materials geringer ist, allerdings haben die abgetrennten Feststoffe eine höhere Restfeuchte. Welches Verfahren eingesetzt wird, hängt daher sehr von den Anforderungen (Produktqualität und zu verarbeitende Menge) und den verwendeten Rohstoffen ab.

3. Trocknung
In der Fischmehlherstellung beeinflusst das Trocknungsverfahren den Proteingehalt und damit maßgeblich die Qualität des fertigen Produkts. Es werden verschiedene Verfahren angewendet:

  1. Die älteste und vom technischen Anspruch her simpelste Methode ist die Trocknung durch direkte Wärme (z. B. durch Gasbrenner). Nachteilig ist, dass bei diesem Prozess sehr hohe Temperaturen auftreten, die den Proteingehalt reduzieren (Proteingehalt 62 – 65 %). Das bedeutet eine geringere Qualität des Fischmehls für die Futtermittelherstellung.
  2. Am weitesten verbreitet ist die Trocknung in rotierenden Trommeln, in die kontinuierlich erhitzte Luft eingeblasen wird. Der Presskuchen wird dabei weit weniger hoch erhitzt, so dass die Proteine in geringerem Maße zerstört werden (Proteingehalt 66 – 68 %).
  3. Das qualitativ hochwertigste Produkt wird durch die Niedrigtemperaturtrocknung gewonnen. Auch hier werden rotierende Trommeln verwendet, die aber zusätzlich mit innenliegenden, beheizten Scheiben ausgestattet sind. Im Gegensatz zum konventionellen Trocknen mit Heißluft wird der Kuchen nicht über 70 °C erhitzt, was die Degradation der Proteine minimiert (Proteingehalt 69 – 73 %).

Der getrocknete Kuchen wird anschließend zu Mehl gemahlen. Fischmehl weist eine Restfeuchte von weniger als 10 % auf.

Zusammensetzung Fischmehl

Die Qualität des produzierten Fischmehls ist von verschiedenen Faktoren abhängig:

1. Wassertemperatur während des Fangs

Je höher die Wassertemperatur während des Fangs ist, desto schneller beginnt nach dem Tod der enzymatische (Proteasen und Lipasen) und mikrobielle Abbau. Beim Abbau der Proteine bzw. der einzelnen Aminosäuren entstehen Amine und Ammoniak, welche direkt die Qualität (biologische Wertigkeit) des späteren Produkts reduzieren. Daher wird der Gehalt dieser Substanzen gemessen (als flüchtiger Stickstoff, freie basische Stickstoffverbindungen -TVB-N) und als Frischeparameter herangezogen. Werte unter 40 mg TVB-N pro 100 g Filet gelten als hervorragend und stehen für besonders schnell verarbeitete, frische Ware. Nur Chargen, die unter 40 mg/100 g Filet liegen, sind für die Produktion hochqualitativer Fischmehle geeignet.
Neben der produktionsbedingten Degradation der Proteine führen autolytische, also durch körpereigene Enzyme ausgelöste Abbauprozesse zu einer Qualitätseinbuße, z. B. zum Verlust wichtiger Inhaltsstoffe (essentieller Fettsäuren, Aminosäuren, Vitamine, tlw. auch Mineralien wie Jod).

2. Verwendete Fischart bzw. -arten und Zeitpunkt des Fangs

Der Protein-, Fett- und Mineralstoffgehalt variiert nicht nur zwischen den einzelnen Fischarten, sondern saisonabhängig auch innerartlich, d. h., dass nicht aus allen Arten Fischmehl gleicher Zusammsetzung und Qualitätsstufe gewonnen werden kann.

Zusammensetzung verschiedener Arten

3. Fangmethode

Je länger der Zeitraum zwischen Fang und Schlachten ist, desto mehr Stress erfährt das Tier. Dies wirkt sich wiederum negativ auf die Fleischqualität aus. So führt eine Anhäufung von Laktat zu einer Absenkung des pH-Wertes im Fleisch, was u. a. das sogenannte gaping und die Dauer und Intensität des rigor mortis (Totenstarre) verstärkt. Die Konnektivität innerhalb der Gewebe lässt nach und Körperflüssigkeiten können verstärkt austreten (Verlust wertvoller Nährstoffe wie Lipide, Blut usw.). Daher wird Laktat ebenso wie der pH-Wert ebenfalls als Indikator für die Beurteilung der Fleischqualität herangezogen.

4. Lagertemperatur der Rohware und Dauer bis zur Verarbeitung

Höhere Temperaturen und Lagerdauer können durch Abbau- und Oxidationsprozesse ebenfalls zu einer verringerten Produktqualität führen (siehe dazu auch Punkt 1). Besonders oxidative Prozesse führen zum Ranzigwerden, also der Oxidation der Lipide (Siehe hierzu auch den Artikel Ethoxyquin, ein Futtermittelzusatzstoff der den Oxidationsprozess unterbindet und das Fischmehl stabilisiert). Bei der Oxidation der besonders wertvollen ungesättigten Fettsäuren entsteht u. a. Malondialdehyd. Daher gilt ein geringer Gehalt dieser Substanz als Frischeindikator. Dieser korreliert direkt mit dem ursprünglichen Fettsäuregehalt im Fisch, der wiederum von mehreren Faktoren wie Fischart oder Jahreszeit abhängt. Daher sollte eine Qualitätsbestimmung immer nur unter Berücksichtigung der verschieden Faktoren erfolgen.

5. Produktionsmethode

Besonders die Trocknung des Fischmehls beeinflusst direkt die Qualität bzw. den Proteingehalt des Fischmehls und damit die Verwendung im Futter. Man klassifiziert die Qualität von Fischmehlen häufig nach Proteingehalt und Trocknungsart.

Qualitätsstufen:

I. Höchste Qualität: Für Fischmehl der höchsten Qualitätsstufe wird besonders ausgesuchte und frische Rohware verwendet. Der Proteingehalt liegt zwischen 69 und 73 % wie bei LC-Ware (low-temperature LC-meal). Aufgrund des hohen Preises wird dieses Fischmehl vornehmlich für die Larven- bzw Jungfischaufzucht anspruchsvoller Arten (z. B. marine Karnivore) verwendet.

II. Ware hoher Qualität, die ebenfalls bei geringen Temperaturen getrocknet wurde, einen hohen Proteingehalt (69 - 73%) und sehr gut verdaulich ist. Wird primär für Salmoniden und die Ferkelaufzucht genutzt.

III. Prime-Ware: Fischmehl mit einem Proteingehalt zwischen 66 und 68 %, gilt als Standardrohware für die Produktion von kommerziellem Pelletfutter.

IV. Fair-Average-Quality(FAQ)-Ware: FAQ-Mehl wird mittels direkter Hitze getrocknet und hat daher unter den angebotenen Mehlen den geringsten Proteingehalt (62 – 65 %), ist aber für die Mast weniger anspruchsvoller Arten wie Tilapien geeignet.

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