Aktuelle Veranstaltungen

The international research team with scientists from the Ruhr University Bochum and the University of New South Wales in Australia were able to produce end products such as ethanol and propanol from the starting material carbon dioxide. As they report in the Journal of the American Chemical Society, the researchers exploited the mechanism of enzymes that have different active centers for cascade reactions. Each active center of the enzyme specializes in certain reaction steps. For example, a single enzyme can produce a complex product from a relatively simple starting material.

Nanoparticles based on enzymatic models

The scientists used this principle as a model and created metallic nanoparticles, known as nanozymes, that have two active centers: a silver core and a copper layer. Intermediate products are formed with the help of the silver core, which then react with the copper layer. Finally, the end products leave the particles. "Transferring the cascade reactions of the enzymes to catalytically active nanoparticles could be a decisive step in the design of catalysts," sums up Wolfgang Schuhmann, head of the Bochum Center for Electrochemistry.

"There are also other nanoparticles that can produce these products from CO2 without the cascade principle. However, they require considerably more energy," says Schuhmann. The scientists are now trying to further develop the concept in order to be able to produce even more valuable products such as ethylene or butanol.

ja/um

Die Müllabfuhr in den Militärdienst berufen, so in etwa könnte man beschreiben, was der deutsche Life-Science-Konzern Bayer und der US-Entwickler von Biopharmazeutika Arvinas planen: Sie wollen Moleküle des zelleigenen Systems anpassen und zur Beseitigung von fremden oder nicht mehr benötigten Eiweißen nutzen, um Agrarpflanzen vor Pathogenen, Schadinsekten und Wildkräutern zu schützen. Zu diesem Zweck gaben beide Firmen jetzt die Gründung des Joint Ventures Oerth Bio (gesprochen: „Earth“) zum 15. Juli 2019 bekannt.

55 Mio. Euro und jede Menge Wissen

Arvinas hat sich unter dem Markennamen PROTAC biotechnologisch hergestellte Moleküle geschützt, die gezielt Eiweiße abbauen können. Bisher richtete sich die Forschung des Unternehmens gegen krankheitsauslösende Proteine und mündete in eine erste klinische Studie zur Behandlung von Prostatakrebs. Das neue Joint Venture soll diese Technologie nun für den Pflanzenschutz weiterentwickeln. Während Arvinas neben der Technologie geistiges Eigentum in die neue Firma einbringt, beteiligt sich Bayer mit rund 55 Mio. Euro und geistigem Eigentum. Bayer und Arvinas sind zu gleichen Teilen an der Leitung und am Eigenkapital des Joint Venture beteiligt.

Allianz der Fachkompetenzen

„Wir freuen uns, Teil dieser ersten Anwendungserkundung der PROTAC-Technologie in der Landwirtschaft zu sein“, sagte Bob Reiter, Leiter F&E der Bayer-Division Crop Science. Diese Allianz vereine in einzigartiger Weise Fachkompetenzen, die das Potenzial hätten, die Zukunft der Landwirtschaft zu gestalten. „Oerth Bio könnte Landwirten helfen, Krankheiten, Schädlinge und Unkräuter in den Griff zu bekommen, die jedes Jahr zu hohen Ernteverlusten führen“, glaubt Reiter.

Belastbarkeit der Nahrungsproduktion verbessern

„Wir bei Arvinas sind überzeugt, dass Oerth Bio das Potenzial hat, unsere starke PROTAC-Technologie für die Landwirtschaft nutzbar zu machen“, so John Houston, Präsident und Chief Executive Officer von Arvinas. „Wir hoffen, damit die Belastbarkeit und Dauerhaftigkeit unserer Nahrungsmittelproduktion deutlich zu verbessern.“

bl

The German life science company Bayer and the U.S. developer of biopharmaceuticals Arvinas are planning to adapt molecules of the cell's own system and use them to remove foreign or no longer needed proteins in order to protect agricultural plants from pathogens, insect pests and wild herbs. To this end, both companies have now announced the foundation of the joint venture Oerth Bio (pronounced "Earth").

55 million euros and a wealth of knowledge

Under the brand name PROTAC, Arvinas has registered biotechnologically produced molecules that can selectively degrade proteins. To date, the company's research has focused on disease-causing proteins and resulted in a first clinical trial for the treatment of prostate cancer. The new joint venture will now develop this technology further for crop protection applications. While Arvinas will contribute its intellectual property to the new company in addition to the technology, Bayer will contribute around €55 million and its own IP. Bayer and Arvinas will share equally in the management and equity of the joint venture.

Alliance of expertise

"We are incredibly excited to be a part of this first exploration of PROTAC technology in agriculture," said Bob Reiter, Head of R&D at Bayer's Crop Science Division. This alliance uniquely combines expertise that has the potential to shape the future of agriculture. "The work that will be done by Oerth Bio could help farmers overcome the diseases, pests and weeds that lead to lost crop yields every year," Reiter believes.

Improving the resilience of food production

"At Arvinas, we believe Oerth Bio has the potential to extend the power of our PROTAC technology into ag science, where we hope it will significantly impact the resilience and durability of our food supply," said John Houston, President and Chief Executive Officer of Arvinas.

Translated with www.DeepL.com/Translator

bl

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde in Deutschland schnell wieder aufgeforstet. Auf diese Zeit geht es zurück, dass die heimischen Wälder arm an Baumartenvielfalt und dementsprechend anfällig für Umwelteinflüsse sind: Borkenkäfer, Hitze, Trockenheit, Stürme und Brände haben den von Fichten und Buchen geprägten Wäldern in Deutschland zugesetzt, Experten sprechen von einem neuen Waldsterben. Doch die Strategie des Bundeslandwirtschaftsministeriums droht, die alten Fehler zu wiederholen, warnen jetzt Waldökologen der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) im Wissenschaftsjournal „Science“.

Totholzentfernung widerspricht Insektenschutzzielen

Der Plan von Landwirtschaftsministerin Julia Klöckner sieht vor, Totholz umfassend aus dem Wald zu entfernen und anschließend wiederaufzuforsten. Inklusive der damit verbundenen Pflege veranschlagt das Ministerium dafür rund 500 Mio. Euro. „Diese Politik dürfte ausgedehnte, gleichmäßige Waldbestände schaffen, die für die Auswirkungen des Klimawandels weiterhin besonders anfällig sind“, kritisiert Simon Thorn von der JMU. Die teils seit Jahrhunderten angewandte Praxis des „Aufräumens“ verringere die biologische Vielfalt und führe zum Aussterben vieler Pilze und Insekten, die das Totholz als Lebensraum benötigen. Das widerspreche nicht zuletzt dem Regierungskoalitionsvertrag, in dem die Regierungsparteien vereinbart haben, das Insektensterben stoppen zu wollen.

Alters- und Artenvielfalt stärken den Wald

Ein weniger diverser Wald ist jedoch auch weniger widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse – und insbesondere Dürren und Stürme werden infolge des Klimawandels künftig zunehmen. Thorn und seine Kollegen empfehlen daher, auf natürliche Prozesse zu setzen. Wo durch natürliche Störungen Lichtungen entstehen, können unterschiedliche einheimische Bäume nachwachsen, die auch ganz unterschiedliche Alter haben.

Ökologie und Ökonomie berücksichtigen

Eine schnelle Wiederaufforstung hingegen würde zu gleichartigen und gleich alten Bäumen führen, die erfahrungsgemäß besonders anfällig wären für die Folgen des Klimawandels sowie für Schädlinge. „Die Subventionen für die Forstwirtschaft sollten besser eine vielfältige Baum- und Altersstruktur sowie zeitweilig existierende Lichtungen fördern“, empfehlen die Forscher. Diese Strategie könne erfolgreich ökologische und ökonomische Ziele parallel erreichen.

bl

After the Second World War, Germany was quickly reforested. As a result, the domestic forests today are poor in tree species diversity and accordingly susceptible to environmental influences: Bark beetles, heat, drought, storms and fires have all plagued Germany's forests, which are dominated by spruce and beech. Experts call this a new forest dieback. But the strategy of the Federal Ministry of Agriculture threatens to repeat the old mistakes, forest ecologists from the Julius Maximilian University of Würzburg (JMU) warn in the science journal "Science".

Removal of dead wood with several drawbacks

The plan of Agriculture Minister Julia Klöckner involves the extensive removal of dead wood from the forest and subsequent reforestation. The ministry estimates that this will cost around 500 million euros, including the associated maintenance work. "This policy is likely to create extensive, even forest stands that remain particularly vulnerable to the impacts of future climate change," criticizes Simon Thorn of JMU. The practice of "clearing up", which has been used for centuries, reduces biological diversity and leads to the extinction of many fungi and insects that need dead wood as a habitat. This contradicts not least the government coalition agreement in which the governing parties agreed to put a stop to the insect mortality.

Age and species diversity strengthen the forest

At the same time, a less diverse forest is less resistant to environmental influences - and droughts and storms in particular will increase in the future as a result of climate change. Thorn and his colleagues therefore recommend relying on natural processes. Where natural disturbances result in clearings, different native trees can grow back, which also have widely differing ages.

Consideration of ecology and economy

Rapid reforestation, on the other hand, would lead to trees of the same type and age, which experience has shown to be particularly susceptible to the consequences of climate change and to pests. The researchers recommend that "subsidies for forestry should better promote a diverse tree and age structure as well as the presence of canopy gaps". This strategy would benefit economically important tree species and preserve endangered insects at the same time.

bl/um

Neben der Kreislaufwirtschaft ist die Bioökonomie der wichtigste Ansatz, um nachhaltig und klimaverträglich zu wirtschaften. Der nötige Strom muss dazu notwendigerweise aus erneuerbaren Energiequellen stammen. Die DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. hat jetzt in einem Positionspapier untersucht, wie sich erneuerbare Energien und die Biotechnologie im Sinne der Bioökonomie kombinieren lassen. Im Fokus steht dabei die Bioelektrosynthese.

Das Beste aus zwei Welten

Bei der Bioelektrosynthese stellt Strom die notwendige Energie für enzymatische oder mikrobielle Produktionsprozesse zur Verfügung. So kommt das Beste aus zwei Welten zusammen: die biotechnologische Möglichkeit, auch komplexe Moleküle spezifisch und in hoher Reinheit herzustellen, und die hohe Energieeffizienz elektrochemischer Verfahren. Nicht zuletzt könne die Bioelektrosynthese dazu beitragen, Stromspitzen der regenerativen Stromerzeugung abzupuffern und CO2 als Rohstoff zu nutzen.

Ziel ist die Elektrobioraffinerie

Auch den Stand der Forschung hat die DECHEMA in ihrem Positionspapier beleuchtet. Forschungsbedarf identifizieren die Autoren unter anderem beim Verständnis des Elektronentransfers, der Entwicklung geeigneter elektro-enzymatischer oder -mikrobieller Systeme und dem Reaktordesign. Als großen Ziel beschreibt das Positionspapier die Elektrobioraffinerie.

Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit kombinieren

Als Bereich, in dem Deutschland besonders gut aufgestellt ist, nennt die DECHEMA mikrobielle Brennstoffzellen. Damit sei der Grundstein vorhanden, „um Innovationsführer in der Bioelektrosynthese zu werden“. Die resultierenden Technologien seien für internationale Märkte interessant und sichern einerseits die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen chemischen Industrie und leisten gleichzeitig einen wesentlichen Beitrag zu Nachhaltigkeit und Klimaschutz.

bl

Nach dem Willen der Bundesregierung sollen bis 2030 Lebensmittelabfälle auf Einzelhandels- und Verbraucherebene halbiert werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Stuttgart, des Max Rubner-Instituts, der Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen und des Thünen-Instituts untersuchten im Verbundprojekt REFOWAS wie das gelingen kann. Dafür wurden einerseits die aktuellen Mengen vermeidbarer Lebensmittelabfälle berechnet. Auf der anderen Seite wurden die Auswirkungen auf die Umwelt untersucht, die mit der Lebensmittelproduktion und -verschwendung einhergehen. Schließlich wurde in einer sozialempirischen Untersuchung das Verbraucherverhalten analysiert.

In Deutschland werden jährlich rund 12,7 Mio. Tonnen Nahrungsmittel weggeworfen. Der Großteil der Abfälle, 7 Mio. Tonnen (55%) kommt aus privaten Haushalten, d. h. 85 Kilogramm Lebensmittel wirft jeder Deutsche durchschnittlich pro Jahr auf den Müll. Es folgen 17 % aus der Verarbeitung, 13 % aus der Gastronomie, 11 % aus der Landwirtschaft (Nachernteverluste) und 4 % aus dem Handel. Obwohl im Handel nur ein relativ geringer Anteil an Abfällen anfällt, spielt er eine zentrale Rolle im Gesamtabfallaufkommen, denn er beeinflusst sowohl die Produzenten durch hohe Qualitätsanforderungen als auch die Verbraucherinnen und Verbraucher durch Kaufanreize.

Neben der reinen Mengenbetrachtung spielen die ökologischen Effekte der Lebensmittelverschwendung eine zentrale Rolle. Um zu berechnen, in welcher Größenordnung die in Deutschland konsumierten Lebensmittel und insbesondere die Lebensmittelabfälle die Umwelt belasten, entwickelte das Thünen-Institut ein Ökobilanzmodell für den gesamten deutschen Ernährungssektor.

    

According to the Federal Government, food waste at retail and consumer level is to be halved by 2030. Scientists from the University of Stuttgart, the Max Rubner Institute, the North Rhine-Westphalia Consumer Centre and the Thünen Institute have joined forces in the REFOWAS project to investigate how to achieve this. On the one hand, the project calculated the current quantities of avoidable food waste. On the other hand, it investigated the effects on the environment associated with food production and waste. Finally, consumer behaviour was analyzed in a social empirical study.

In Germany, around 12.7 million tons of food are thrown away every year. Most of the waste, 7 million tons (55%), comes from private households. In other words, every German tosses an average of 85 kilograms of food each year. Primary production accounts for 13 %, processing for 17 %, trade 4 % and out-of-home catering 13 %. Although only a relatively small proportion of waste is generated in the trade, it plays a central role in the total volume of waste because it influences both producers through high quality requirements and consumers through incentives to buy.

In addition to the pure quantity consideration, the ecological effects of food waste play a central role. In order to calculate the extent to which food consumed in Germany, and in particular food waste, pollutes the environment, the Thünen-Institut developed a life cycle assessment model for the entire German food sector.

Jetzt werden sie konkurrenzfähig: Schon länger ist es möglich, den wichtigen Hightech-Werkstoff Carbonfaser auch aus nachwachsenden Rohstoffen anstelle von Erdöl zu erzeugen. Doch die mechanischen Eigenschaften waren bislang dem Erdölpendant unterlegen. Dank eines Ultrahochtemperaturofens dürfte sich das nun ändern, wie Faserspezialisten des Potsdamer Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung (IAP) jetzt berichten. Auf der Kunststoffmesse K in Düsseldorf wollen die Forscher vom 16. bis 23. Oktober 2019 erste Produkte und Vorstufen vorstellen.

Bislang unzulängliche Steifigkeit und Festigkeit

„Die Herstellung von Carbonfasern aus Präkursoren, die auf nachwachsenden Rohstoffen wie Cellulose, Lignin oder Hemicellulose basieren, war bisher zwar prinzipiell möglich, jedoch sind bei den üblichen Pyrolysetemperaturen von bis zu 1600 °C die mechanischen Eigenschaften Steifigkeit und Festigkeit sehr beschränkt“, erläutert Jens Erdmann vom IAP das Problem. Die sogenannten Präkursoren sind als Zwischenprodukt unumgänglich, da sich aus reinem Kohlenstoff nicht direkt Fasern herstellen lassen.

Ultrahochtemperaturofen verbessert die Faserstruktur

Chemisch erklärt sich die bisherige Unterlegenheit der Biocarbonfasern durch einen geringen Anteil geordneter Kohlenstoffstrukturen in der Carbonfaser und der nicht der Faserrichtung entsprechenden Orientierung vieler Kohlenstoffstrukturen. Für diese beiden Probleme haben die Fraunhofer-Forscher nun eine Lösung entwickelt, schildert Erdmann: „Dafür haben wir einen speziellen Ultrahochtemperaturofen anfertigen lassen, in dem die biobasierten Carbonfasern zusätzlich für wenige Sekunden bei Temperaturen zwischen 2.700 und 2.900 °C thermisch nachbehandelt werden. In diesem Temperaturbereich lassen sich die Kohlenstoffstrukturen in der Faser durch Verstrecken so anordnen, dass sie in Richtung der Faserachse orientiert sind.“ Das mache die Fasern deutlich fester und steifer und sie erhielten mechanische Eigenschaften, die das Niveau erdölbasierter Carbonfasern erreichen. „Wir erhalten sogenannte High-Modulus-Fasern“, resümiert Erdmann.

Kooperationspartner gesucht

Mit dem Ultrahochtemperaturofen eröffnen sich für das Fraunhofer IAP und dessen Kooperationspartner viele Möglichkeiten, um leichte und stabile Materialien zu entwickeln. „Der Ofen ist ideal, um mit wenig Fasermaterial innerhalb kurzer Zeit viele Variationen von Parametern zu testen“, wirbt Erdmann um weitere Industriepartner. So werden Carbonfasern im Leichtbau von Fahrzeugen und Flugzeugen genutzt, sie dienen als Carbonbeton dem Bau und der Sanierung von Brücken und sie bringen als Werkstoffe für Windkraftanlagen und Wasserstofftanks die Energiewende voran.

bl

For some time now, it has been possible to produce carbon fiber, an important high-tech material, from renewable raw materials instead of crude oil. However, so far, the biobased version could not compete as the mechanical properties were inferior to the petroleum equivalent. Thanks to an ultra high temperature oven, this is now likely to change, as fiber specialists at the Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research (IAP) in Potsdam report. At the K plastics trade fair, taking place in Düsseldorf from 16 to 23 October 2019, the researchers intend to present the first products and preliminary stages.

Insufficient stiffness and strength

"The production of carbon fibers from precursors based on renewable raw materials like cellulose, lignin or hemicellulose is possible in principle, but common pyrolysis temperatures of up to 1600 °C limit mechanical properties such as stiffness and strength. These bio-based carbon fibers do not represent a serious alternative to their petroleum-based counterparts in high-performance applications," explains Jens Erdmann of IAP the problem. The so-called precursors are indispensable as intermediate products because fibers cannot be produced directly from pure carbon.

Ultra high temperature oven improves fiber structure

Chemically, the previous inferiority of biocarbon fibers can be explained by the small proportion of ordered carbon structures in the carbon fiber and the orientation of many carbon structures that does not correspond to the fiber direction. The Fraunhofer researchers have now developed a solution to these two problems, Erdmann explains: "we had a special ultra high temperature oven built in which the bio-based carbon fibers are post-treated for a few seconds at temperatures of between 2700 and 2900 °C. In this temperature range, the carbon structures in the fiber are stretched so that they align along the fiber axis. This makes the fibers much stronger and stiffer and produces mechanical properties on par with those of petroleum-based carbon fibers." This makes the fibers much stronger and stiffer and gives them mechanical properties that reach the level of petroleum-based carbon fibers. "This enables us to produce so-called high modulus fibers," Erdmann sums up.

Looking for cooperation partners

The ultra-high temperature oven opens up many possibilities for the Fraunhofer IAP and its cooperation partners to develop lightweight and stable materials. "The oven is well-suited for the testing of many different parameters in a short time using little amounts of fiber material." Erdmann is looking for further industrial partners. For example, carbon fibers are used in the lightweight construction of vehicles and aircraft, they serve as carbon concrete for the construction and renovation of bridges, and they advance the energy revolution as materials for wind turbines and hydrogen tanks.

bl/um

Nahrungsmittel, Futtermittel, Rohstoff und Einkommensquelle auf der einen Seite, Umweltschäden, Gesundheitsprobleme und Armutsfalle auf der anderen Seite: Es gibt wohl wenige Bereiche der Gesellschaft, die so stark sowohl mit Lösungen wie Problemen assoziiert sind, wie die Landwirtschaft. Matin Qaim kommt nicht vom Bauernhof, und doch war für ihn schon als Jugendlicher klar, dass er Agrarwissenschaften studieren würde. Heute ist Qaim einer der renommiertesten deutschen Professoren auf den Gebieten Agrarökonomie und ländliche Entwicklung.

Durch Chancen und Neugier Forscher geworden

„Mein Ziel war immer die Arbeit in der Entwicklungspolitik“, erinnert sich der 49-Jährige. Weil er häufiger seinen Vater begleitete, der als Wissenschaftler viel in der Welt herumreiste, war Qaim früh mit anderen Kulturkreisen und Lebenssituationen konfrontiert: „Ich fand es spannend darüber nachzudenken, was die dortigen Lebenssituationen verbessern kann. Das Studium der Agrarwissenschaften war dafür genau der richtige Fokus“, erläutert er mit Blick auf Themen wie Armut und Hunger. Selbst zu Zeiten seiner Promotion in Agrarökonomie an der Universität Bonn sei es nicht sein Ziel gewesen, in der Wissenschaft zu bleiben. „Ich wollte in die praktische oder politische Entwicklungsarbeit.“ Dass er dann „aufgrund interessanter Chancen gepaart mit einer guten Portion Neugier“ doch die akademische Laufbahn einschlug, hat am Ende vielleicht mehr bewirkt.

Der Agrarökonom hat schon früh Technologie, fachliche Praxis und ökonomische Rahmenbedingungen zusammengedacht. In seiner Diplomarbeit befasste er sich mit der beduinischen Landwirtschaft in Ägypten. Seine Promotion fiel dann in die Frühzeit der Kommerzialisierung gentechnisch veränderter Pflanzen: „Ich stand Bio- und Gentechnik zunächst skeptisch gegenüber und war zu Beginn meiner Forschung nicht der Auffassung, dass sie ein besonderes Potenzial für Kleinbauern und Entwicklungsländer haben.“

In seiner Promotion habe er aufzeigen wollen, dass Gentechnik für die Ärmsten der Armen eher problematisch sei – doch dann habe sich seine Einschätzung durch die eigene Forschung gewandelt. Damals analysierte er, welche Folgen die zu dieser Zeit in der Entwicklung befindlichen Technologien – darunter eben auch die Gentechnik – für Kleinbauern in Mexiko und Kenia haben würden. Nach der Promotion führte der Weg Qaim für zwei Jahre in die USA, bevor er mit nur 33 Jahren habilitierte und als Professor für Internationalen Agrarhandel und Welternährung an die Universität Hohenheim in Stuttgart berufen wurde.

Kontroverse Themen wie den „Goldenen Reis“ untersucht

Anfangs blieb der Agrarökonom am Thema Gentechnik hängen, auch wegen der vielen Kontroversen, die es dazu gab, und befasste sich unter anderem auch mit dem „Goldenen Reis“. Dahinter verbirgt sich eine gentechnisch veränderte Pflanze, deren Körner das Provitamin A enthalten und so insbesondere in Asien einen verbreiteten Vitamin-A-Mangel reduzieren können.

„Die Entwicklung des Goldenen Reises durch Ingo Potrykus und Peter Beyer war Ende der 1990er Jahre ein wissenschaftlicher Durchbruch, den Pflanzenzüchter damals nicht für möglich gehalten hatten“, blickt Qaim zurück. Allerdings seien verfrüht Versprechungen gemacht worden, und auch die mediale Aufmerksamkeit habe verfrühte Erwartungen geweckt. Von einer in der Praxis nutzbaren Sorte sei man in den 1990er-Jahren noch weit entfernt gewesen. Nicht zuletzt habe die Gentechnikindustrie, die da bereits Gegenwind spürte, das Projekt für ihre politischen Zwecke instrumentalisiert.

Dass es dann sogar 20 Jahre gedauert hat, bis heute in Bangladesch und auf den Philippinen die weltweit ersten Zulassungen für Goldenen Reis bevorstehen, habe unter anderem an strikten Regularien für die Forschung an gentechnisch veränderten Pflanzen gelegen, aber auch daran, dass Gegner den Fortschritt immer wieder verhindert und Feldversuche zerstört haben. „Viele Gegner haben den Goldenen Reis bekämpft, weil er ihre Argumente widerlegte, dass Gentechnik nur reichen Ländern helfe und immer profitgetrieben sei“, sagt Qaim.

Einzelne Technik nie Allheilmittel

Der Forscher warnt jedoch vor Technologiegläubigkeit: „Man darf von einer einzelnen Technologie nicht die Überwindung des Hungers erwarten, dafür ist das Problem zu komplex. Aber das heißt nicht, dass die Technologie keine Rolle spielt.“ So hätten seine eigenen Studien ergeben, dass der Goldene Reis etwa 60% des Vitamin-A-Mangels reduzieren könne. „Das macht ihn nicht zum Allheilmittel, aber 60% sind schon ein ganz erheblicher Beitrag“, findet Qaim.

Auch für die umstrittene gentechnische Bt-Baumwolle, die über ein artfremdes Gen verfügt, das die Pflanze vor bestimmten Schadinsekten schützt, zieht Qaim ein positives Fazit: „Kleinbauern, die Bt-Baumwolle anbauen, erzielen ein deutlich höheres Einkommen, weil sie weniger Schädlingsverluste haben und weniger Insektizide spritzen müssen.“ Ernsthafte Resistenzprobleme hätten die eigenen Daten innerhalb eines Zeitraums von zehn Jahren damals nicht gezeigt, und auch heute werde in Ländern wie Indien, China und Pakistan auf über 90% der Felder Bt-Baumwolle erfolgreich angebaut.

„Natürlich muss man das vernünftig managen“, betont der Forscher, und weist darauf hin, dass an einigen Standorten durchaus auch Resistenzen aufgetreten sind, im Gegenzug aber auch die Technologie weiterentwickelt werde und inzwischen ein weiteres Bt-Gen dem entgegenwirke. „Bei der Schädlingsbekämpfung muss man mögliche Resistenzen immer im Auge behalten – das ist kein Spezifikum, welches nur für die Gentechnik gilt.“

Bronze für Deutschland: Fünf Studentinnen der TU Berlin haben im Food-Innovation-Wettbewerb Ecotrophelia hinter den Teams aus Frankreich und Spanien den dritten Platz belegt. Auf der Ernährungsmesse ANUGA überzeugte das Team die Jury mit ihrem Snack-Produkt „TempSta“, einem Tempeh-Kräcker auf Erbsenbasis. Indem die Forscherinnen die Sojabohnen des indonesischen Originals durch Erbsen ersetzten, haben sie die Kräcker auch hier zu einem regionalen Produkt machen können.

Gesund, lecker und vegan

Vor allem aber zeichnet sich das vegane Produkt durch gesundheitsbewusste Entscheidungen der Macherinnen aus: Nach der Fermentationen wird das Tempeh in feine Scheiben geschnitten und heißluftfrittiert, wodurch es einen deutlich geringeren Fettgehalt als beim normalen Frittieren hat. Darüber hinaus ist der Kräcker reich an Proteinen, Vitaminen und Mineralstoffen, aber gluten- und laktosefrei.

Stickstoffmangel schränkt das Wachstum und den Ertrag von Pflanzen ein. Daher ist die Zugabe von Stickstoff gängiger Teil der landwirtschaftlichen Praxis. Doch schon ab einer üblichen Dosierung wie 135 Kilo je Jahr und Hektar kehrt sich der Effekt um und der Ertrag sinkt, berichten Forscher der Zuse-Gemeinschaft. Außerdem stellen sie neue Anwendungen für die Ackerbohne vor sowie ein Gerät, das Inhaltsstoffe und Haltbarkeit von Lebensmitteln analysiert.

Nicht mehr Eiweiß erzeugen, als erforderlich

Agrarforscher der Humboldt-Universität zu Berlin haben zwölf gängige Weizensorten auf lehmigen Sandböden daraufhin untersucht, wie sich unterschiedlich hohe Stickstoffgaben auf die Ernte auswirken. Dabei zeigt sich, dass höhere Dosierungen zwar den Eiweißgehalt im Weizen kontinuierlich steigerten – was die Lebensmittelindustrie mit höheren Preisen honoriert –, dass damit aber sinkende Erträge einhergehen. „Schon N-Düngung in praxisüblicher Dosierung führte auf den leichten Böden des Versuchsstandortes offenbar dazu, dass Ertrag weggedüngt wurde“, resümiert Versuchsleiter Andreas Muskolus. Er rät dazu, die Eiweißkonzentration nicht über die fürs Backen notwendige Menge hinaus zu steigern und gleichzeitig in der Züchtung auf die Wurzelentwicklung des Weizen mehr Wert zu legen, um die Pflanzen in Trockenphasen zu unterstützen.

Mit Bohnenprotein Zucker oder Eigelb ersetzen

Zu den gesunden Fruchtfolgen für den Winterweizen zählt die Ackerbohne, gegenwärtig vor allem ein Tierfutter. „Wir forschen daran, das Eiweiß der Ackerbohne mit seinen wertvollen Eigenschaften in attraktiven Lebensmitteln für die menschliche Ernährung zu nutzen“, erklärt Jesus Palomino, Fachbereichsleiter Proteine beim Forschungsinstitut Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg. „Durch das Einstellen von Parametern wie pH-Wert und Temperatur konnten wir das Protein so funktionalisieren, dass gute Klebeigenschaften erzielt wurden“, erläutert Palomino. Auf diese Weise könnten zum Beispiel Kräuter oder Körner auf die Oberfläche von Knäckebrot geklebt werden, wofür die Industrie bislang Zucker nutzt. In der Majonäse könnte das Bohneneiweiß Hühnereigelb als Bindemittel ersetzen.

Qualitätskontrolle in Sekunden

Der Qualitätskontrolle dient ein Infrarotspektrometer der fzmb GmbH (Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie) aus Bad Langensalza. Das Messgerät bestimmt ohne Chemikalien den Nährwertangaben von Fleisch, Wurst, Käse und vielen anderen Lebensmitteln innerhalb weniger Sekunden. Möglich macht das eine Kombination aus Referenzwerten und künstlicher Intelligenz, die das gemessene Spektrum auswertet. Künftig soll auf diese Weise auch die Keimzahl einer Lebensmittelprobe und damit deren Haltbarkeit angegeben werden können.

bl

Nitrogen deficiency restricts the growth and yield of plants. That is why the addition of nitrogen is a common part of agricultural practice. However, researchers from the Zuse-Gemeinschaft report that the effect is reversed and the yield when as little as 135 kilograms are used per year and hectare. They also present new applications for field beans and a device that analyzes the ingredients and shelf life of food.

No more protein than necessary

Agricultural researchers at Humboldt-Universität zu Berlin have investigated twelve common wheat varieties on loamy sandy soils to determine how different levels of nitrogen input affect the harvest. The results show that although higher doses continuously increased the protein content in wheat - which the food industry rewards with higher prices - this is accompanied by declining yields. "Even N-fertilization in the usual quantities on the light soils of the test site apparently led to the yield being reduced by fertilization," sums up Andreas Muskolus, lead investigator. He advises not to increase the protein concentration beyond the amount required for baking and, at the same time, to attach more importance to the root development of the wheat during breeding in order to support the plants in drought phases.

Bean protein replaces sugar or egg yolk

One of the healthy crop rotations for winter wheat is the broad bean, currently mainly used for animal feed. "We are researching how to use the protein of the broad bean with its valuable properties in attractive foods for human nutrition," explains Jesus Palomino, Head of the Proteins Department at the Pilot Plant Oil Technology Research Institute in Magdeburg. "By adjusting parameters such as pH value and temperature, we were able to functionalize the protein in such a way that good adhesive properties were achieved," explains Palomino. In this way, for example, herbs or grains could be glued to the surface of crispbread, for which the industry currently uses sugar. In mayonnaise, the bean protein could replace chicken egg yolk as a binding agent.

Quality control in seconds

An infrared spectrometer from fzmb GmbH (Research Center for Medical Technology and Biotechnology) in Bad Langensalza is used for quality control. The measuring device determines the nutritional values of meat, sausages, cheese and many other foods within a few seconds without the use of chemicals. This is made possible by a combination of reference values and artificial intelligence, which evaluates the measured spectrum. In the future, the germ count of a food sample and thus its shelf life will also be determined in this way.

bl/um

Die Tomate ist das meistverkaufte Gemüse in Deutschland und leistet einen wichtigen Beitrag zu einer gesunden Ernährung. Dabei gibt es nicht die eine Tomate, sondern eine Vielfalt an Formen, Größen und Farben. Wissenschaftler der Georg-August-Universität Göttingen haben jetzt untersucht, welche Merkmale Konsumenten besonders attraktiv finden.

Farbe und Preis entscheiden

Im Fachmagazin „British Food Journal“ berichten die Forscher von der Studie, für die sie rund 1.000 Konsumenten befragt haben. Die Teilnehmer sollten bewerten, welche Bedeutung für die Kaufentscheidung die Faktoren Farbe, Größe, innere Festigkeit, Geschmack, Schale, Aroma, Regionalität, Label sowie Preis haben. Den größten Einfluss haben demnach Farbe und Preis. Eine geringe Rolle spielt hingegen die Größe der Früchte.

Wenig attraktiv sind der Studie zufolge neue Tomatensorten mit ungewohnten Farben. Insbesondere Grün, aber auch Gelb lehnen die meisten Verbraucher ab – wohl wegen der Assoziation mit unreifen Früchten. Rot erwies sich als unangefochtener Spitzenreiter.

Kritik an Plastikverpackung

Mit Blick auf die Umweltfreundlichkeit empfanden die Studienteilnehmer vor allem Verpackungen aus Plastikfolien problematisch. Auch den Transport der Früchte per Luftfracht lehne eine deutliche Mehrheit ab – auch wenn dieser bei Tomaten eher die Ausnahme ist. „Die aktuellen Bemühungen, die Plastikverpackungen bei Lebensmitteln zu reduzieren, sind ein wichtiger Schritt damit Verbraucherinnen und Verbraucher die Produkte als nachhaltiger wahrnehmen“, unterstreicht Achim Spiller, Leiter der Arbeitsgruppe Marketing für Lebensmittel und Agrarprodukte der Universität Göttingen.

Empfehlungen für Handel und Züchtung

Die Ergebnisse sind repräsentativ für Alter, Geschlecht, Einkommen und Bildung in Deutschland. Die Forscher haben anhand der Daten sechs unterschiedliche Verbrauchergruppen mit ihren jeweiligen Erwartungen identifiziert. Dadurch sollen Supermärkte, aber auch Züchter ihre Tomatenauswahl gezielter an den Bedürfnissen ihrer Kunden ausrichten können. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine zielgruppenspezifische Ansprache helfen kann, die Zufriedenheit der Konsumentinnen und Konsumenten bei der Tomatenwahl zu steigern“, resümiert Kristin Jürkenbeck, Hauptautorin der Studie.

bl