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Die Geschichte der Tenside begann vor mehr als 4.500 Jahren mit der Herstellung der ersten seifenähnlichen Substanz aus Olivenöl und Holzasche. Heute sind die waschaktiven Substanzen aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken und finden sich in praktisch jedem Wasch- oder Spülmittel. Als Emulgatoren haben sie selbst in Lebensmittel ihren Weg gefunden, denn Tenside verringern die Grenzflächenspannung zwischen zwei Phasen und ermöglichen es, Wasser und Öl fein zu vermengen. Moderne Tenside sind zudem meist biologisch abbaubar.

Wirksamer als SDS

Pharmazeuten der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben nun im Stoffwechsel des Jochpilzes Martierella alpina eine bislang unbekannte Gruppe sekundärer Naturstoffe entdeckt. Die sogenannten Malpinine wirken als starke Tenside. „Schon kleinste Mengen bilden eine regelrechte Schaumkrone auf dem Probengefäß“, schildert der Pharmazie-Doktorand Florian Baldeweg. Ihre Wirkung sei sogar dem in vielen Waschmitteln eingesetzten SDS überlegen, berichten die Jenaer Forscher im Fachjournal „Organic Letters“.

The history of surfactants began more than 4,500 years ago with the production of the first soap-like substance from olive oil and wood ash. Today, it is impossible to imagine everyday life without these active washing substances, which can be found in practically every detergent. As emulsifiers they have even found their way into food, because surface-active agents reduce the interfacial tension between two phases and make it possible to blend water and oil. Modern surfactants are also usually biodegradable.

More effective than SDS

Pharmacists at the Friedrich Schiller University in Jena have now discovered a previously unknown group of secondary natural substances in the metabolism of the soil fungus Martierella alpina. The so-called malpinins act as strong surfactants. "Even very tiny amounts of malpinins form a head of foam on the top of the sample vial," explains pharmaceutical doctoral student Florian Baldeweg. Their effect is even superior to sodium dodecyl sulphate (SDS) used in many detergents, the Jena researchers report in the specialist journal "Organic Letters".

Moos hat keine Wurzeln. Im Gegensatz zu anderen Pflanzen benötigt es sie nicht zur Nährstoffaufnahme aus dem Boden, denn Moos ernährt sich aus der Luft. Als Moose vor 400 Millionen Jahren entstanden, befand sich infolge zahlreicher Vulkanausbrüche viel Asche in der Luft. Auch heute entfernen Moose Feinstaub und Kohlendioxid aus der Luft, um sich mit Nährstoffen zu versorgen. Viele Flächen in Städten bilden daher einen optimalen natürlichen Lebensraum für diese immergrünen Landpflanzen. Das machte sich das studentische Start-up „Artificial Ecosystems“ zunutze.

Kein Pflanzenschutz und kein Rückschnitt nötig

Tobias Graf, Björn Stichler und Martin Hamp haben wartungsfreie selbstbegrünende Fassadenelemente aus Beton entwickelt. Spezielle Oberflächenstrukturen sorgen dafür, dass sich die jeweils heimischen Moossporen aus der Luft dort ansiedeln und einen dichten Moosteppich entwickeln. „Die Pflanzen sind an das vorherrschende Klima gewöhnt und müssen sich nicht anpassen, außerdem benötigen Moose keine weitere kostenintensive Pflege wie Pflanzenschutz oder Rückschnitt – was ein Nachteil von bisheriger Fassadenbegrünung darstellt“, erklärt Graf.

CO₂ und Feinstaub aus der Luft entfernen

„Ganz oben an den Elementen befindet sich eine halbrunde Aussparung, über die die Bewässerung stattfindet. Die eingefassten Rillen sorgen dafür, dass sich das Wasser gleichmäßig verteilt“, erläutert Hamp. Obendrauf befindet sich optional eine Solarzelle zur Energieversorgung. Im Boden der Elemente gibt es einen Wassertank, der auch die Technik beherbergt. Denn das sogenannte BryoSYSTEM misst mit Sensoren zahlreiche Umweltbedingungen und sendet diese an ein Messgerät. „Dieses passt mithilfe eines Algorithmus die Pflanzenernährung je nach Wetterlage an“, schildert Stichler. Außerdem seien solche Daten spannend für zukünftige Smart-City-Konzepte. „Wir wollen etwa herausfinden, wie viel CO₂ und Feinstaub die Pflanzen fixieren. Mit diesen Zahlen könnten zum Beispiel Städte werben, die das System bei öffentlichen Gebäuden nutzen.“

Partner und Kunden gesucht

Das BryoSYSTEM haben die Gründer bereits zum Patent angemeldet. Jetzt suchen sie Mitarbeiter, Partner und erste Kunden. Gefördert werden sie dabei vom Bundeswirtschaftsministerium mit einem Exist-Stipendium in Höhe von rund 145.000 Euro für zwölf Monate. Einen ersten Erfolg können die drei Gründer bereits verbuchen: Beim Ideenwettbewerb Rheinland-Pfalz 2019 haben sie den ersten Platz belegt.

bl

Moss has no roots. Unlike other plants, moss does not need them to absorb nutrients from the soil, as moss feeds from the air. When moss arose 400 million years ago, there was a lot of ash in the air due to numerous volcanic eruptions. Even today, mosses remove fine dust and carbon dioxide from the air to supply themselves with nutrients. Many urban areas therefore form an optimal natural habitat for these evergreen land plants. This was the basis for the student start-up "Artificial Ecosystems".

No pesticides and no pruning necessary

Tobias Graf, Björn Stichler and Martin Hamp have developed maintenance-free self-greening concrete facade elements. Special surface structures ensure that local moss spores from the air can settle and develop a dense moss carpet. "The plants are accustomed to the prevailing climate and do not have to adapt. In addition, mosses do not require any further cost-intensive care such as pesticides or pruning - which is a disadvantage of previous façade planting," explains Graf.

Removing CO2 and fine dust from the air

"At the top of the panels, there is a semicircular recess for irrigation. The grooves ensure that the water is evenly distributed," explains Hamp. On top is an optional solar cell for energy supply. There is a water tank in the bottom of the panels, which also houses the technology. The so-called BryoSYSTEM uses sensors to measure numerous environmental conditions and sends them to a measuring device. "With the help of an algorithm, this adjusts the plant nutrition according to the weather conditions," says Stichler. The data collected is also of interest for future Smart City concepts. "For example, we want to find out how much CO2 and fine dust the plants absorb. These figures could be used, for example, to promote cities that use the system in public buildings."

Looking for partners and customers

The founders have already applied for a patent for the BryoSYSTEM. Now they are looking for employees, partners and first customers. They are supported by the Federal Ministry of Economics and Technology with an Exist grant of around 145,000 euros for twelve months. The three founders have already achieved their first success: They won first place in the Rhineland-Palatinate 2019 ideas competition.

bl/um

Auf dem Weg in die Bioökonomie ist internationale Zusammenarbeit ein zentraler Schlüssel. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat mit der Fördermaßnahme „Bioökonomie International" bereits 2012 die Grundlagen für weitreichende internationale Forschungsverbünde auf dem Gebiet der Bioökonomie gelegt, um globale Partnerschaften zu stärken und auszubauen. Nun ist eine neue Förderrunde gestartet.

Im Fokus der Maßnahme stehen Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsvorhaben, die mindestens eines der Handlungsfelder der Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 bedienen. Dazu gehören die Sicherung der Welternährung, die Produktion von gesunden und sicheren Lebensmitteln, die nachhaltige Gestaltung der Agrarproduktion sowie die industrielle und energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Dabei geht es nicht nur um die Entwicklung neuer Technologien, sondern auch um die Berücksichtigung sozialökonomische Aspekte, um die Herausforderungen der Zukunft zu meistern. Die Verbundprojekte sollen aber auch einen Beitrag zur Umsetzung der Strategie zur Internationalisierung von Forschung und Wirtschaft leisten, mit der die Bundesregierung schon seit 2008 gezielt die globale Forschungszusammenarbeit mit den weltweit Besten stärken und Innovationspotenziale erschließen will.

Partnerschaften mit Nicht-EU-Ländern und Vietnam gefördert

In der aktuellen Ausschreibung sind vor allem Kooperationen mit Partnern aus Argentinien, Brasilien, China, Chile, Indien, Kanada, Malaysia, Russland und Vietnam erwünscht. Die Maßnahme ist in zwei Module unterteilt. In Modul 1 wird die Zusammenarbeit mit Nicht-EU-Ländern gefördert, während Modul 2 auf Kooperationen mit Partnern aus Vietnam fokussiert ist.

Im Februar 2012 hatten das Zwingenberger Biotechnologie-Unternehmen Brain AG den Mehrheitsanteil des Traditionsunternehmens Monteil Cosmetics International GmbH in Düsseldorf gekauft. Als Gemeinschaftsfirma mit der Wilde Cosmetics GmbH strebte die mittlerweile börsennotierte Brain AG eine geschlossene Wertschöpfungskette an. Das Ziel: Bioaktive Wirksubstanzen und deren Herstellungsweise nicht nur entwickeln, sondern daraus innovative Kosmetikprodukte formulieren, diese produzieren und auch vermarkten. Sowohl für die Pflegeserie Synic als auch für die 2013 mit einem Innovationspreis ausgezeichnete Serie "Perlance Blanc Pur" blieb allerdings der kommerzielle Erfolg aus. Am 25. Juni erklärte Brain den Rückzug aus dem "bislang defizitären" Kosmetik-Endkundengeschäft. Die Zwingenberger treten nun sämtliche Monteil-Anteile an die Wilde Cosmetics GmbH ab. Über die finanziellen Details der Transaktion wurde Stillschweigen vereinbart. Sie soll zum 30. Juni abgeschlossen sein.

Konzentration auf Produktgeschäft mit Industriepartnern

Zuletzt hielt die Brain AG 68,3% der Anteile an dem Düsseldorfer Gemeinschaftsunternehmen. Die Wilde Cosmetics GmbH agierte als Minderheitsgesellschafter. „Durch den Verkauf der defizitären Beteiligung wird die Brain-Gruppe finanziell und kapazitativ entlastet und kann sich voll auf den weiteren Ausbau des produktskalierbaren B2B-Geschäfts konzentrieren”, so das börsennotierte Unternehmen in einer Stellungnahme.

Der Kosmetikindustrie bleibe Brain auch in Zukunft verbunden, wie Brain-CBO Ludger Roedder erklärt: „Das reine Kosmetik-B2B-Geschäft ist und bleibt weiterhin Bestandteil der Wachstumsstrategie.“ Zukünftig wollen sich die Zwingenberger Biotechnologen auf das Produktgeschäft mit Industriepartnern konzentrieren. „Die Unternehmen in der BRAIN-Gruppe sind nunmehr auf F&E- und B2B-Geschäfte spezialisiert. Hier sehen wir die absoluten Stärken der BRAIN-Gruppe, die wir kontinuierlich ausbauen“, so Jürgen Eck, CEO der Brain AG. 

ml/bb

Viele Menschen leiden unter einer Lebensmittelallergie. Nach Einschätzung des Deutschen Allergie- und Asthmabundes (DAAB) sind allein in Deutschland etwa sechs Millionen Kinder und Erwachsene betroffen. Besonders weit verbreitet ist die Erdnussallergie. Allergikern bleibt bisher nur der Verzicht auf den Verzehr von allergieauslösenden Lebensmitteln, wie Erdnüssen oder Senf, da die Krankheit bisher nicht heilbar ist. Forscher um Thomas Reinard von der Leibniz Universität Hannover verfolgen nun einen neuen Ansatz: Sie wollen in allergieauslösenden Nahrungspflanzen, die verantwortlichen Speicherproteine verringern, verändern oder sogar ausschalten, um das Risiko einer Immunreaktion zu drosseln. 

Das Verbundprojektes LACoP (Low Allergen Containing Plants) wird von der Leibniz Universität Hannover koordiniert und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung von 2017 bis 2020 mit insgesamt 778.000 Euro finanziert. Am Projekt sind neben Pflanzengenetikern und Gartenbauwissenschaftlern aus Hannover auch Biotechnologen der Technischen Universität (TU) Braunschweig, pädiatrische Allergologen der Charité Universitätsmedizin Berlin sowie als Industriepartner das Unternehmen Diagnostische Systeme und Technologien (DST) und der Deutsche Allergie- und Asthmabund (DAAB) als Patientenvertretung beteiligt.

Gene in Speicherproteinen verändern

Ziel des Projektes ist es, hypoallergene Nahrungspflanzen herzustellen - also Pflanzen mit einem reduzierten allergenen Potenzial. Dabei konzentrieren sich die Forscher nicht nur auf das Speicherprotein Ara h 1 der Erdnuss, sondern auch auf das allergene Eiweiß Bra j 1 im Senf. Bei beiden Arten wollen die Forscher moderne Verfahren der Genom-Editierung nutzen, um die Gene der entsprechenden Eiweiße gezielt zu verändern oder herauszuschneiden.

Antikörper-basierte Tests entwickeln

Die Pflanzen ohne Allergen müssen natürlich getestet werden. „Aus der Notwenigkeit, dass wir eigene Tests dafür brauchen, kam die Idee, auch ein Testsystem zu entwickeln, dass dem Allergiker oder dem behandelnden Arzt in die Hände spielt“, erklärt Projektkoordinator Reinard. Dabei handelt es sich um ein Analysetool, das auf rekombinanten Antikörpern beruht, für deren Herstellung Projektpartner an der TU Braunschweig verantwortlich sind. Mithilfe dieses Werkzeugs könnte dann präzise bestimmt werden, ob Lebensmittel für Erdnuss- oder Senfallergiker verträglich sind oder nicht. Für die Entwicklung der Antikörper-basierten Tests werden Allergene benötigt, für deren Produktion die Arbeitsgruppe von Thomas Reinard Wasserlinsen nutzt.

Many people suffer from food allergies. According to estimates by the German Allergy and Asthma Association (DAAB), around six million children and adults are affected in Germany alone. Peanut allergy is particularly widespread. So far, allergy sufferers have had to do without allergy-causing foods such as peanuts or mustard, as the condition cannot yet be cured. Researchers led by Thomas Reinard of Leibniz Universität Hannover are now pursuing a new approach: they want to reduce, alter or even switch off the responsible storage proteins in allergy-inducing food plants in order to reduce the risk of an immune reaction.

The joint project LACoP (Low Allergen Containing Plants) is coordinated by Leibniz Universität Hannover and funded by the Federal Ministry of Education and Research with a total of 778,000 euros from 2017 to 2020. In addition to plant geneticists and horticultural scientists from Hanover, the project also involves biotechnologists from Braunschweig Technical University (TU), paediatric allergists from Charité Universitätsmedizin Berlin and, as industrial partners, the company Diagnostic Systems and Technologies (DST) and the German Allergy and Asthma Association (DAAB) as patient representatives.

Changing genes in storage proteins

The aim of the project is to produce hypoallergenic food plants - plants with a reduced allergenic potential. The researchers are concentrating not only on the storage protein Ara h 1 of peanuts, but also on the allergenic protein Bra j 1 in mustard. In both species, the researchers hope to use modern genome editing methods to specifically modify or cut out the genes of the corresponding proteins.

Developing antibody-based tests

The plants without allergens must be tested naturally. "The need for our own tests led to the idea of developing a test system that could be used by allergy sufferers or doctors," explains project coordinator Reinard. The result would be an analysis tool based on recombinant antibodies that are produced by project partners at Braunschweig Technical University. With the help of this tool, it would then be possible to precisely determine whether food is compatible or not with peanut or mustard allergy sufferers. Thomas Reinard's research group uses duckweed to produce the allergens required for the development of antibody-based tests.

Bedarf in allen Lebensbereichen

Die Post transportiert nach eigenen Angaben durchschnittlich 3,6 Millionen Pakete an Werktagen, viele davon sind mit Klebeband verschlossen. Denkt man dann noch an all die Anwendungen in Handwerk und Industrie wird der immense Verbrauch deutlich. Neben den Haftklebstoffen benötigt man für die Herstellung des Klebebands vor allem die Trägermaterialen, diese sind häufig aus Kunststofffolien.

Alternative: Hochwertiger Biokunststoff ...

Üblicherweise gehen Kunststoffe auf Erdöl zurück. Ein Konsortium aus Industrie sowie mehreren Instituten der Technischen Universität Hamburg hat dazu eine interessante Alternative entwickelt, die ein für Gesundheit und Umwelt völlig unbedenkliches Endprodukt ermöglicht. Ausgangsmaterial sind Stroh-Pellets. Wesentliche weitere Zutaten sind CO₂, Wasser und Enzyme. Der Prozess findet unter besonders hohem Druck und bei hohen Temperaturen statt. Die von den Forschern betriebene Pilotanlage kann bis zu 100 kg hydrolytisch gewonnenes Lignin im Monat produzieren.

... giftfrei und recycelbar

Aus dem Projekt ist mittlerweile ein Unternehmen mit dem Namen LignoPure geworden. Das Start-up arbeitet an der weiteren Entwicklung des Verfahrens, denn noch reicht die gewonnene Menge Lignin nicht für die industrielle Nutzung. Einsatzgebiete gibt es aber zahlreiche, denn dank des giftfreien Verfahrens könnte LignoPure Lignin auch in der Gesundheits- und Kosmetikbranche verwendet werden. Eines der ersten Endprodukte ist das Klebeband, das in Zusammenarbeit mit tesa in Hamburg entwickelt wurde.

Marktreife

An der Marktreife wird noch gearbeitet. Bislang gibt es nur den Prototypen.

Grillen zu Lasten der Natur

Dass das gesellige Brutzeln zu massiver Zerstörung von Wäldern beiträgt, macht sich dabei kaum einer bewusst. Immerhin 250.000 Tonnen Holzkohle werden alljährlich in Deutschland verbraucht, etwa 85% sind importiert. Im Jahr 2018 führte der WWF eine Marktanalyse zum Thema Holzkohle durch. Untersucht wurden unter anderem Holzart und Herkunft der in Deutschland angebotenen Grillkohlen. Das Ergebnis erschütterte: 61% der getesteten Produkte wurden als hochrisikobehaftet eingestuft, weil sie zum Beispiel aus Regionen mit umfangreichem illegalen Holzeinschlag stammen oder durch falsche Angaben hinsichtlich der verwendeten Hölzer auffielen. In fast jedem zweiten Produkt (42%) wurde Tropenholz gefunden.

Nachhaltige Alternative

Doch es gibt Alternativen wie die Briketts aus Oliventrester. Oliventrester sind die Kerne, Schalen und Fruchtfleischreste, die bei der Herstellung von Olivenöl aufgefangen werden. Diese Reste, die aus der Ölproduktion griechischer Kleinbauern stammen, werden zunächst vollständig ausgepresst, wie Holz verkohlt, danach mit einem Anteil Wasser und natürlicher Stärke vermischt und in Brikettform gebracht. Laut Hersteller zünden die Briketts rasch, brennen lange und halten über Stunden eine gleichmäßige Hitze. Sie sind sowohl geruchs- als auch geschmacksneutral und auch Rauch entwickelt sich kaum. 

Marktreife

Die OlioBric Grillbriketts sind überall im Handel erhältlich.

More than half of the coal problematic

250,000 tons of charcoal are consumed in Germany every year, about 85% are imported. In 2018, the WWF conducted a market analysis on charcoal. Among other things, the study examined the type of wood and origin of barbecue charcoal offered in Germany. The results were shocking: 61% of the products tested were classified as high-risk, for example because they originated in regions with extensive illegal logging or because they were found to contain false information about the wood used. Tropical wood was found in almost every second product (42%).

Sustainable alternative

But there are alternatives such as briquettes made from olive pomace. Olive pomace is the kernel, skin and pulp that is collected during the production of olive oil. These residues, which originate from the oil production of Greek small farmers, are first completely squeezed dry, charred like wood, then mixed with a part of water and natural starch and pressed into briquette form. According to the manufacturer, the briquettes ignite quickly, burn for a long time and maintain an even heat for hours. They are both odorless and tasteless and develop very little smoke.

Market readiness

The OlioBric grill briquettes are available everywhere in the trade.

Biodiversität und Bioökonomie sind für Jörg Freyhof zwei Seiten einer Medaille. Seine Arbeitsstelle am Berliner Naturkundemuseum ist eines der größten Archive der globalen Artenvielfalt. Der Fischkenner ist überzeugt, dass noch viele unbekannte Arten mit Potenzial für eine wirtschaftliche Nutzung auf ihre Entdeckung warten.

Pflanzen brauchen Sonnenlicht, um den Prozess der Photosynthese und damit die Nährstoffproduktion anzukurbeln. Doch die Photosynthese verläuft nicht bei allen gleich ab. Am weitesten verbreitet ist die C3-Photosynthese. Hier ist das Enzym Rubisco für die Bindung des CO₂ zuständig. Darüber hinaus gibt es alternative Photosynthesen, die sich im Laufe der Evolution herausgebildet haben. Dazu gehört die C4-Photosynthese, die sich unabhängig voneinander mindestens 62-mal in 19 verschiedenen Pflanzenfamilien ausgebildet hat. Zu den sogenannten C4-Pflanzen gehören unter anderem Mais und Hirse.

C4-Pflanzen binden mehr CO₂ und wachsen schneller

C4-Pflanzen sind vor allem in trockenen Regionen angesiedelt. Der alternative Photosynthese-Prozess sorgt dafür, dass C4-Pflanzen viel besser CO₂ fixieren können als C3-Pflanzen, indem sie eine biochemische Pumpe verwenden, um den CO₂-Gehalt am Enzym Rubisco zu erhöhen. Als Ergebnis haben C4-Pflanzen ein erhöhtes Wachstum. Hohe Lichteinstrahlung und hohe Temperatur sorgen für einen raschen Aufbau der Biomasse.

Entwicklung der C4-Photosynthese modelliert

Doch welche Faktoren haben diese Entwicklung der C4-Photosynthese beinflusst? Antworten liefern Forscherinnen der Universität Bielefeld und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben. Mithilfe der sogenannten Constraint-basierten Modellierung (CBM) konnten die Bielefelder Biotechnologin Andrea Bräutigam und Mary-Ann Blätke vom IPK aufzeigen, wie sich die C4-Photosynthese im Laufe der Evolution entwickelt hat. Im Fachjournal eLife stellen die Forscherinnen die Ergebnisse vor.

Stickstoff und Licht beeinflussen Prozess

Nachdem die Forscherinnen das Modell entwickelt hatten, konzentrierten sie sich darauf, jene Einschränkungen zu finden, die zur Vorhersage der C4-Photosynthese als bestmögliche Lösung führten. „Sobald die Modelle stehen, kann man Evolution in der Computersimulation beobachten“, sagt Andrea Bräutigam. „In unserem Fall bildeten die Simulationen den evolutionären Verlauf von der C3- zur C4-Photosynthese in Abhängigkeit vom Kohlenstoffdioxid-Gehalt ab.“ Mary-Ann Blätke ergänzt: „Das Modell prognostizierte außerdem eine Art Zwischenstand als optimale Lösung unter bestimmten Voraussetzungen und erklärte, warum so viele verschiedene Varianten der C4-Photosynthese existieren. Es zeigte außerdem, dass Stickstoff und Licht spezielle Parameter sind, die eine Rolle in der Entwicklung der C4-Photosynthese spielten.“

Evolutionären Pfad der C4-Photosynthese vorhergesagt

Die Forscherinnen zeigen damit, wie wirkungsvoll solche Modelle Evolutionsprozesse bei Pflanzen abbilden können. Gleichzeitig ebnen sie den Weg für detaillierte Untersuchungen der C4-Evolution und des C4-Stoffwechsels. „Ein Stoffwechselnetzwerk, das den evolutionären Pfad der C4-Photosynthese korrekt voraussagt, wie hier gegeben, ist eine Voraussetzung, um detailliertere Fragestellungen zum C4-Stoffwechsel und dessen Evolution aufgreifen zu können“, sagt Blätke.

bb

Die Welt der fossilen Kunststoffe wird langsam kleiner. Immer neue alternative Plastikprodukte basierend auf nachwachsenden Rohstoffen oder Reststoffen erobern den Markt. Auch wenn nicht alle neuen Biokunststoffe auch biologisch abbaubar sind – die Produktion der umweltfreundlichen Materialen wird weiter zulegen. Das zeigt die aktuelle Marktanalyse von European Bioplastics und dem nova-Institut, die Anfang Dezember in Berlin vorgestellt wurde.

Wachstum um mehr als 15% vorhergesagt

„In einem zunehmend umweltbewussten Umfeld soll der Weltmarkt für Biokunststoffe in den nächsten fünf Jahren um mehr als 15 Prozent wachsen", sagt Hasso von Pogrell, Geschäftsführer von European Bioplastics. Konkret heißt das: Die globale Bioplastikproduktion soll von gegenwärtig 2,1 Millionen Tonnen auf 2,4 Millionen Tonnen im Jahr 2024 ansteigen. „Möglich wird dieser Trend durch die stetig steigende Nachfrage von Konsumenten und Marken nach nachhaltigen Produkten und die kontinuierlichen Bemühungen der Biokunststoffindustrie, innovative Materialien mit verbesserten Eigenschaften und neuen Funktionalitäten zu entwickeln", erklärt Pogrell. Die Autoren der Studie sind überzeugt, dass die Verbraucher auch künftig der Branche Rückenwind geben und für ein dynamisches Wachstum sorgen werden.  

Innovative Biopolymere sorgen für Aufschwung

Das Wachstum der Branche wird der Studie zufolge vor allem durch innovative Biopolymere wie Polyhydroxyalkanoate (PHAs), aber auch Polypropylen (PP) angetrieben. Für die Gruppe der PHAs wird in den kommenden fünf Jahren ein Anstieg der Produktionskapazitäten um mehr als das Dreifache vorhergesagt. Dieses bakteriell hergestellte Polyester ist nicht nur biobasiert und biologisch abbaubar. Es verfügt auch über beste physikalische und mechanische Eigenschaften für ein breites Anwendungsspektrum. Bei Polypropylen wird sogar ein Wachstum um das Sechsfache erwartet. Seine hohen Barriereeigenschaften machen PP bereits heute zum zweitwichtigsten Kunststoff.

The world of fossil plastics is slowly shrinking. More and more new alternative plastic products based on renewable raw materials or residual materials are conquering the market. Even if not all new bioplastics are also biodegradable, the production of environmentally friendly materials will continue to increase. This is the result of the current market analysis by European Bioplastics and the nova-Institut, which was presented in Berlin in early December.

Growth of more than 15% predicted

"In an increasingly environmentally conscious context, the global market for bioplastics is predicted to grow by more than 15 percent over the next five years," says Hasso von Pogrell, Managing Director of European Bioplastics. Specifically, global bioplastics production is set to increase from 2.1 million tons at present to 2.4 million tons in 2024. "This trend is possible thanks to the steadily increasing demand for sustainable products by both consumers and brands alike and the continuous efforts of the bioplastics industry to develop innovative materials with improved properties and new functionalities," explains Pogrell. The authors of the study are convinced that consumers will continue to boost the industry and ensure dynamic growth in the future.

Innovative biopolymers fuel the upswing

According to the study, the growth of the sector is mainly driven by innovative biopolymers such as polyhydroxyalkanoates (PHAs), but also polypropylene (PP). It is predicted that the PHA group will see a more than threefold increase in production capacities over the next five years. This bacterially produced polyester is not only biobased and biodegradable, it also has excellent physical and mechanical properties for a broad range of applications. Production capacities of polypropylene are set to almost sextuple by 2024. Its high barrier properties already make PP the second most important plastic.

Durch die Fragmentierung der Wälder hat das Auftreten kleiner Wälder deutlich zugenommen. Dennoch wurde der Wert kleiner Wälder nun zum ersten Mal untersucht. Kleine Wälder haben verhältnismäßig deutlich längere Waldränder, die ihren Nutzen deutlich erhöhen. So gibt es beispielsweise mehr Nahrung für Rehwild, wie Blaubeeren und junge Birken- und Eichenbäume, weil die Waldränder mehr Sonnenlicht und Nährstoffe aus den umliegenden Ackerflächen erhalten.

Da sie eine erhöhte bodenbiologische Aktivität haben, die die Aufnahme organischer Stoffe beschleunigt, können kleine Wälder mehr Kohlenstoff speichern als ältere große Wälder. Potenziell können diese daher als bessere Kohlenstoffsenken fungieren und helfen, die Auswirkungen der globalen Erwärmung auszugleichen.

Die Studie untersuchte 224 Waldflächen in ganz Europa (Frankreich, Belgien, Deutschland und Schweden). Die Vielfalt von sechs verschiedenen Organismengruppen (krautige Pflanzen, Pilze, Laufkäfer, Spinnen, Asseln und Tausendfüßler) wurde bestimmt, und das Potenzial jedes Waldes, fünf Ökosystemdienstleistungen zu erbringen (Angebot an nutzbaren Pflanzen, Stammholzvolumen, Schädlingsbekämpfungspotenzial, Kohlenstoffspeicher und Wildproduktionspotenzial).

Alle Organismen, die gentechnisch verändert wurden, fallen in der Europäischen Union unter die Regelungen für gentechnisch veränderte Organismen (GVO) – so hat es der Europäische Gerichtshof 2018 entschieden. Das klingt auf den ersten Blick plausibel, doch so einfach ist es nicht, wie bereits die Max-Planck-Gesellschaft herausgestellt hat. Denn je nach Methode können genom-editierte Organismen nicht von natürlichen oder mit konventionellen Züchtungsmethoden induzierten Mutanten unterschieden werden. Deshalb fordern jetzt die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina, die Union der deutschen Akademien der Wissenschaften und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) in einem gemeinsamen Positionspapier diese Regeln zu überarbeiten.

Resultat statt Methode bewerten

Die Regulierung gentechnisch veränderter Organismen stammt aus einer Zeit, als damit vor allem transgene Organismen gemeint waren, also Organismen, denen artfremde Gene mittels nach heutigen Maßstäben recht unpräzisen Methoden eingesetzt wurden. Bei modernen Methoden der Genom-Editierung wie CRISPR-Cas hingegen werden oftmals lediglich defekte Gene eines Organismus‘ reaktiviert oder funktionale Gene deaktiviert. Beide Effekte kommen permanent infolge natürlicher Mutationen vor und sind die Grundlage klassischer Züchtung. Die Art der gentechnischen Veränderung wird bislang jedoch regulatorisch nicht berücksichtigt – und lässt sich oftmals hinterher nicht mehr erkennen, argumentiert das Positionspapier.

Mehr als 100 verbesserte Sorten in der EU nicht nutzbar

Die Frage, ob auch genom-editierte Organismen unter die bisherige EU-Regulation fallen, ist jedoch keine akademische, wie das Positionspapier betont. Ihre Einbeziehung „erschwert die Erforschung, die Entwicklung und den Anbau verbesserter Nutzpflanzen, die für eine produktive, klima-angepasste und nachhaltigere Landwirtschaft dringend erforderlich sind“, heißt es in der Begründung der Leopoldina. Die Methode beschleunigt zudem die Pflanzenzüchtung erheblich und senkt die Kosten enorm, wovon kleine und mittelständische Unternehmen profitieren. Weltweit gibt es derzeit mehr als 100 marktfähige genom-editierte Nutzpflanzensorten, die Landwirten, Konsumenten oder der Umwelt Vorteile bieten, aber in der EU von der GVO-Verordnung ausgebremst werden. Dazu zählen Sojabohnen mit gesünderen Fettsäuren, glutenreduzierter Weizen, bakterienresistenter Reis, pilzresistente Sorten von Wein, Weizen und Kakao sowie trockentolerantere Sorten von Mais, Weizen und Sojabohnen.

Kennzeichnung und Information überarbeiten

In ihrer Stellungnahme „Wege zu einer wissenschaftlich begründeten differenzierten Regulierung genom-editierter Pflanzen in der EU“ fordern die Wissenschaftseinrichtungen daher als kurzfristige Maßnahme, die Einstufung künftig nicht an der Methode, sondern am Resultat – der Veränderung im Produkt – festzumachen. Ist keine artfremde DNA enthalten, soll der Organismus von der GVO-Verordnung ausgenommen werden, so, wie es in vielen anderen Ländern bereits der Fall ist. Langfristig sei der Rechtsrahmen in diesem Bereich komplett zu überarbeiten.

Darüber hinaus wirbt das Positionspapier dafür, die Freilandforschung mit diesen Organismen zu erleichtern, weil dieser Teil der Forschung bedeutsam ist, um beispielsweise Salz-, Dürre- und Hitzetoleranz auf genetischer Ebene zu verstehen. Auch zur Kennzeichnung nehmen die Wissenschaftseinrichtungen Stellung: Hier soll ein einheitliches System Verbrauchern eine informierte Wahl ermöglichen, begleitet von Informationskampagnen über die unterschiedlichen Züchtungsverfahren.

bl