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Ob als Treibstoff, Schmierstoff oder Nahrungsmittel: Fette und fette Öle werden industriell vielfältig genutzt. Diese Rohstoffe werden in der Regel aus dem Fettgewebe von Tieren, aus Ölpflanzen oder Ölsaaten durch Pressung oder Extraktion gewonnen. Doch sowohl der Anbau von Ölpflanzen wie Raps zur Treibstoffproduktion als auch das Schlachten von Tieren zur industriellen Nutzung der Fette ist umstritten und wenig nachhaltig. Ein Team um Jörg Nickelsen von der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) hat daher gemeinsam mit Partnern nach Alternativen geforscht. Mit Algen und Cyanobakterien wählten sie zwei Organismen, die von Natur große Mengen an Fettsäuren produzieren.

Fettsäuren kostengünstig produzieren

Im Rahmen des Verbundprojektes „Fettsäuren sekretierende Algen/Cyanobakterien – FSAP“ wollte das Team diese beiden Mikroorganismen nun in die Lage versetzen, bestimmte, für die industrielle Anwendung wichtige Fettsäuren in die Umwelt abzugeben. „Unser Ziel war es, ein System zu schaffen, dass es erlauben würde, kostengünstig Fettsäuren in einem biotechnologischen Prozess zu produzieren“, erklärt Nickelsen. Die Arbeit der Münchner Forschungsteams wurde vom Bundesforschungsministerium über den Ideenwettwerb „Neue Produkte für die Bioökonomie“ im Zeitraum von April 2018 bis September 2020 mit 234.000 Euro gefördert. Daran beteiligt waren neben der LMU, die Universität Bielefeld und der Schmierstoffhersteller Klüber Lubrication in München.

Pflanzen wie Raps produzieren zwar auch Fettsäuren, doch deutlich weniger als Algen. Die Mikroorganismen wachsen zudem in einem aquatischen System, beanspruchen daher keine Landflächen und sind somit keine Konkurrenz für die Nahrungsmittelproduktion. Aber nicht nur das: „Algen und Cyanobakterien sind auch genetisch gut zugänglich und als Mikroorganismen gerade im industriellen Bereich gut einsetzbar“, erklärt Nickelsen.

Sekretierungssystem für Grün-und Kieselalgen

Die Herausforderung war, die beiden unterschiedlichen Mikroorganismen dazu zu bringen, bestimmte Fettsäuren nicht nur zu produzieren, sondern auch an die Umwelt abzugeben – also in ein Medium auszuschwitzen. Dafür sollte ein sogenanntes Sekretierungssystem etabliert werden. Hier kam dem Forschungsteam ein Fettsäure-Transporter zur Hilfe, den Münchner LMU-Kollegen erst kürzlich in der Modellpflanze Arabidopsis identifiziert hatten. „Dieser Transporter ist dafür designt, im natürlichen System, im Inneren der pflanzlichen Zelle, Fettsäuren aus den Chloroplasten ins Cytoplasma zu exportieren. Daher wollten wir den Transporter gentechnologisch in die äußere Zellhülle einbauen, damit nun Fettsäuren ins Medium sekretiert werden.“

Pflanzen brauchen nicht nur Sonnenlicht, sondern auch Wasser aus den Böden zum Wachsen. Die drei vergangenen Hitze- und Dürrejahre haben dieses notwendige Gleichgewicht jedoch auch hierzulande ins Wanken gebracht. Die Folgen sind schon heute vielfältig: Neben Ernteausfällen haben Schädlinge wie der Borkenkäfer den Baumbestand der Wälder vielerorts dezimiert. Welchen Einfluss der Klimawandel auf Pflanzen und Ökosysteme haben wird, zeigt nun eine Studie von Forschenden aus Deutschland, den Niederlanden und Australien.

Wasserabhängigkeit nimmt zu

Simulationen mit Klimamodellen ergaben, dass sich die Energie- und Wasserverfügbarkeit für Pflanzen durch den Klimawandel deutlich verändern und damit auch Funktionen und Leistungen der Ökosysteme beeinträchtigen wird. „Wir haben festgestellt, dass die Ökosysteme weltweit immer durstiger werden, sie werden immer stärker vom Wasser abhängig", sagt Jasper Denissen, ehemals Doktorand am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und Erstautor der Studie. Der Studie zufolge wird die Vegetation im Jahr 2100 im Vergleich zu 1980 auf zusätzlichen 6 Millionen Quadratkilometer durch die Wasserverfügbarkeit beeinträchtigt sein.

Zentraleuropa als Hotspot-Region ausgemacht

Dabei haben die Forschenden sogenannte Hotspot-Regionen ausgemacht, in denen Ökosysteme besonders schnell in die Wasserabhängigkeit geraten werden. Davon betroffen wären große Teile Zentraleuropas, dem Amazonas und Westrussland. Die Wasserabhängigkeit trete aber nicht nur räumlich, sondern auch zeitlich auf, schreibt das Team im Fachjournal Nature Climate Change. Demnach wird die Dauer, in der Ökosysteme vom Wasser abhängig sind, in fast der Hälfte des Untersuchungsgebiets um bis zu zwei Monate pro Jahr zunehmen. „Aus diesen räumlichen und zeitlichen Verschiebungen folgt, dass die Pflanzen in größeren Regionen und während längerer zusammenhängender Zeiträume auf der Erde von Wasser abhängen“ sagt René Orth, ebenfalls ein führender Autor der Studie.

Stabilität und Gesundheit der Ökosysteme gefährdet

Durch die größere Wasserabhängigkeit sei die Stabilität und die Gesundheit der Ökosysteme gefährdet. Wichtige Funktionen für die Gesellschaft könnten eingeschränkt werden, heißt es. Folgen wären beispielsweise Nahrungsmittel- und Wasserknappheit. Auch könnten Böden freigesetztes Kohlendioxid schlechter aufnehmen und wären so gegen Extremwetter wie Hitze und Trockenheit weniger gewappnet. Mithilfe der Simulation gelingt es den Forschenden aufzuzeigen, wie verschiedene Funktionen und Leistungen der Ökosysteme miteinander verknüpft sind. Damit werden die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökosysteme verständlicher. Nur so könnten mögliche Anpassungen der land- und forstwirtschaftlichen Bewirtschaftung auch geplant und damit Funktionen und Dienstleistungen der Ökosysteme für die Gesellschaft auch erhalten werden, so die Forschenden.

Plants need not only sunlight but also water from the soil to grow. However, the past three years of heat and drought have upset this necessary balance. The consequences are already manifold: in addition to crop failures, pests such as the bark beetle have decimated the tree population of forests in many places. A study by researchers from Germany, the Netherlands and Australia now shows what impact climate change will have on plants and ecosystems.

Water dependence increases

Simulations with climate models showed that energy and water availability for plants will change significantly due to climate change, affecting ecosystem functions and services. "We found that ecosystems around the world are becoming thirstier, they are becoming more dependent on water," says Jasper Denissen, a former doctoral student at the Max Planck Institute for Biogeochemistry in Jena and lead author of the study. According to the study, an additional 6 million square kilometers of vegetation will be affected by water availability in 2100 compared to 1980.

Central Europe identified as hotspot region

The researchers have identified so-called hotspot regions in which ecosystems will become water-dependent particularly quickly. This would affect large parts of central Europe, the Amazon and western Russia. However, water dependence occurs not only spatially, but also temporally, the team writes in the journal Nature Climate Change. According to the paper, the length of time ecosystems depend on water will increase by up to two months per year in nearly half of the study area. "It follows from these spatial and temporal shifts that plants depend on water in larger regions and during longer contiguous periods on Earth," says René Orth, also a lead author of the study.

Ecosystem stability and health at risk

Greater water dependence threatens the stability and health of ecosystems. Important functions for society could be restricted, the paper says. Consequences would include food and water shortages. Soils would also be less able to absorb the carbon dioxide released, making them less resistant to extreme weather such as heat and drought. With the help of the simulation, the researchers are able to show how different functions and services of ecosystems are linked to each other. This makes it easier to understand the effects of climate change on ecosystems. According to the researchers, this is the only way to plan possible adjustments to agricultural and forestry management and thus to preserve ecosystem functions and services for society.

Produkte wie Joghurtbecher, Flaschen oder Kinderspielzeug bestehen heutzutage zunehmend aus biobasierten Kunststoffen. Marktführer unter den Biokunststoffen ist PLA (Polylactid), das aus Milchsäure hergestellt wird, die wiederum durch Fermentation aus einer Kohlenhydratquelle wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen wird. Vor allem in der Verpackungsindustrie haben sich Kunststoffe aus Polymilchsäure durchgesetzt. Doch PLA-Kunststoffe haben einen Nachteil: Sie sind oft steif und spröde und daher in der Anwendung begrenzt. Das könnte sich nun ändern.

Produktion flexibler PLA-Copolymere

In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam hat die SoBiCo GmbH – eine Tochter der Polymer-Gruppe – eine neuartige Klasse von Biokunststoffen entwickelt. Dabei handelt es sich um flexible PLA-Copolymere, die nun unter dem Namen Plactid auf den Markt kommen. Anfang Juli ist im rheinland-pfälzischen Pferdsfeld die erste Produktionsanlage zur Herstellung des neuartigen Biokunststoffs feierlich eröffnet worden.

Breites Einsatzspektrum durch bessere Formbarkeit

„Unsere neu entwickelten PLA-Copolymere zeichnen sich dadurch aus, dass ihre mechanischen Eigenschaften in einem sehr weiten Bereich eingestellt werden können“, erklärt Gerald Hauf, Geschäftsführer der Polymer-Gruppe. „So können mit Plactid Reißdehnungen – ein Kennwert, der angibt, wie verformbar ein Werkstoff ist – von 3 bis 300 Prozent erreicht werden. Das macht diese Biokunststoffe für ein deutlich breiteres Spektrum an Anwendungen interessant, als es bei herkömmlichem PLA der Fall ist“, so Hauf.Das Einsatzspektrum des neuartigen Biokunststoffs reicht von Lebensmittelverpackungen über Spritzguss-Anwendungen bis hin zu Fasern und 3D-Druck-Filamenten.

Copolymere mit hohem biobasierten Anteil

Das Besondere an dem neuartige Produktionsverfahren: Zur PLA-Herstellung wird aus Lactid und einem weiteren Comonomer ein PLA-Copolymer synthetisiert. Die Verfahrensschritte der Polymerisation und der Compoundierung, die eigentlich getrennt ablaufen, wurden hier in einem Prozess vereint, so dass Zeit, Energie und Kosten eingespart werden. „Über den Anteil des biobasierten PLA am so hergestellten Kunststoff können wir sehr präzise steuern, wie flexibel das Material am Ende ist. Unsere PLA-Copolymere sind momentan zwischen 75 und 95 Prozent biobasiert“, erklärt Antje Lieske vom Fraunhofer IAP.

In der neu eröffneten Produktionsanlage in Pferdsfeld sollen jährlich 2.000 Tonnen des neuartigen Biokunststoffs produziert werden. In Idar-Oberstein ist bereits eine weitere Produktionsstätte mit einer Kapazität von 100.000 Tonnen geplant. Bis zu 50 Mio. Euro will die Polymer-Gruppe hier investieren und 300 neue Arbeitsplätze schaffen. „Unser Ziel ist es, bis 2030 den Anteil von Biokunststoffen und nachhaltigen Materialien an unserem Portfolio auf 30 % zu steigern. Die gemeinsame Entwicklung mit dem Fraunhofer IAP ist unsere wichtigste Initiative, um dieses Ziel zu erreichen“, so Hauf.

Die SoBiCo GmbH (Solutions in BioCompounds) wurde 2020 gegründet und ist auf die Produktion der neu entwickelten flexiblen PLA-Copolymere spezialisiert. An der Entwicklung des neuartigen PLA-Copolymers und des Herstellungsverfahrens waren Forschende vom Fraunhofer IAP beteiligt. Das Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert.

Pilzmycel ist ein nachwachsender Rohstoff, der zunehmend das Interesse der Forschung weckt. Jetzt hat ein Fraunhofer-Team demonstriert, dass das Material geeignet ist, um Baustoffe biobasiert herzustellen, die bislang oft auf Mineralbasis erzeugt werden. Allerdings galt es zunächst, einige technische Hürden zu überwinden.

Spelzen im Biertreber stören 3D-Druck

FungiFacturing hieß das Projekt, das von August 2019 bis Juli 2021 lief und dessen Ergebnisse das Fraunhofer UMSICHT-Institut nun veröffentlicht hat. Primärziel war es, einen Schallabsorber aus Pilzmycel und pflanzlichen Reststoffen zu produzieren. „Pilzwerkstoffe stellen eine biobasierte Alternative zu konventionellen Materialien wie Polyesterschäumen oder Verbundstoffen auf Mineralbasis dar“, erläutert Julia Krayer, Biodesignerin am Fraunhofer UMSICHT, die Motivation für das Projekt. „Sägespäne, Treber aus der Bierproduktion oder Stroh nutzen wir als Nährboden, um die Pilze zu züchten und nutzen zu können.“

Die Strukturen, auf denen das Pilzmycel wachsen sollte, erzeugte das Team im 3D-Druck. „Wir haben dabei festgestellt, dass der Pilz erfolgreich auf dem Treber wächst“, berichtet Lina Vieres, Biologin am Fraunhofer UMSICHT. Doch die Spelzen im Biertreber behinderten das Druckverfahren. „Daher verzichten wir auf ihn als Substratzugabe und haben weitere Rezepturen mit Stroh und Holzspänen getestet“, so Vieres.

Als Schall- und Wärmedämmung geeignet

Einerseits zeigte sich dabei, dass diese feinen Fasern günstig für das Druckverfahren sind. Zugleich jedoch sind sie für die Schalldämmung und das Pilzwachstum eher nachteilig. Zahlreiche Optimierungen führten schließlich jedoch zu einer durchwachsbaren und druckbaren Paste, mit der das Pilzmycel gut gezüchtet werden kann.

Die pilzbasierten Werkstoffe, die so entstanden sind, zeichnen sich durch gute Druckfestigkeit, Wärmedämmung und Brandverhalten aus. „Mit diesen Eigenschaften eignen sich Pilzwerkstoffe für weit mehr als nur Schallabsorber“, erklärt Krayer. Sie könnten beispielsweise als Wärmedämmstoff Holzfaserdämmplatten ersetzen, zu denen ihre Materialeigenschaften vergleichbar sind.

Weitere Prozesse mit biogenen Rohstoffen erproben

Das Projektteam möchte nun auf den gewonnenen Erkenntnissen aufbauen. So wollen die Forschenden als nächstes prüfen, welche weiteren Herstellungsprozesse für pilzbasierte oder rein pflanzliche Pastenwerkstoffe geeignet sein könnten. Das bereits entwickelte Verfahren will das Team weiter optimieren und im Sinne einer ökologischen Kreislaufwirtschaft zur Industriereife bringen.

Sogar einen Staatsbankrott halten die Fachleute infolge des Verlusts der biologischen Vielfalt und der Verschlechterung der Umwelt für möglich. Und selbst Staaten, die weniger stark von biologischen Ressourcen und Ökosystemleistungen abhängen, könnten im Kreditrating abgestuft werden.

Die derzeit von den führenden Rating-Agenturen veröffentlichten und angewandten Methoden berücksichtigen nicht ausdrücklich die Risiken im Zusammenhang mit der biologischen Vielfalt und der Natur. Die Nichtberücksichtigung dieser Risiken kann jedoch die Marktstabilität untergraben.

Aufbauend auf den neuesten Forschungsergebnissen der Weltbank (2021) und unter Verwendung der fortschrittlichsten KI-Methoden und -Modelle untersucht der Bericht, wie sich der Verlust der biologischen Vielfalt - insbesondere ein Rückgang der Meeresfischerei, der Tropenhölzer und der Bestäubungsleistungen durch Wildtiere - auf die Märkte für Staatsanleihen in 26 Ländern auswirken würde.

Die Ergebnisse umfassen die Auswirkungen auf die Staaten im Falle eines teilweisen Zusammenbruchs der Ökosystemleistungen sowie eines allmählichen Verlusts der Natur bei den derzeitigen Raten im Rahmen eines Business-as-usual-Szenarios.

Even state bankruptcies seem possible as a result of biodiversity loss. And even states that are less dependent on biological resources and ecosystem services could be downgraded in their credit rating.

Current methodologies published and applied by leading credit rating agencies (CRAs) do not explicitly incorporate biodiversity and nature-related risks. Omitting them may ultimately undermine market stability.

Building on cutting-edge World Bank research (2021) and using the most advanced AI methodology and models, this report examines how biodiversity loss – more specifically, a reduction in marine fisheries, tropical timber, and wild pollination services - would affect sovereign debt markets in 26 nations.

Results include implications for sovereigns in the case of a partial collapse of ecosystem services as well as of a gradual nature loss at current rates under a business as-usual scenario.

Fast jedes zweite Fahrrad, das 2021 in Deutschland verkauft wurde, war ein Pedelec. Wie im Vorjahr schon wuchs damit die Zahl der elektrisch unterstützten Zweiräder auf unseren Straßen und Radwegen um rund zwei Millionen. Neben dem Motor ist dabei der Akku ein wesentliches Bauteil – und zugleich ein erheblicher Gewichtsfaktor. Finanziell unterstützt vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft haben nun das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) und die Ansmann AG, ein deutscher Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien, eine biobasierte Leichtbaualternative entwickelt.

Flachsfasern versprechen Sicherheit bei Unfällen

Der Fokus des Projekts BioBattery lag dabei auf dem Akkugehäuse, das bislang aus metallischen Blechen hergestellt wird. Eine biobasierte Alternative könnte leichter sein und verspräche interessante Materialeigenschaften wie eine überlegene Schlagzähigkeit. Sie resultiert aus der geringen Splitterneigung und einer hohen Elastizität vieler pflanzlichen Fasern, was im Fall eines Unfalls eine hohe Stabilität des Akkugehäuses bedeutet.

Doch dass es bislang kaum Naturfaserbleche am Markt gibt, hat seinen Grund: Diese Fasern können nicht bei hohen Temperaturen bearbeitet werden, was eine Imprägnierung erschwert. Das Forschungsteam arbeitete daher mit Flachsfasern, die sich im Vergleich zu anderen Naturfasern bereits durch eine höhere Temperaturstabilität auszeichnen. Außerdem entwickelten die Fachleute ein spezielles Schmelzimprägnierverfahren, das geeignet ist, Organobleche aus Naturfasern herzustellen. Als Trägermaterial für die Flachsfasern verwendeten die Forschenden zunächst Polypropylen. Spätere Tests zeigten jedoch, dass biobasiertes Polyamid noch bessere mechanische Eigenschaften versprechen könnte.

Demonstrator ist Vergleichsgehäusen überlegen

Im Projekt entstand der Demonstrator daher noch aus Basis eines Verbundwerkstoffes aus Polypropylen und Flachsfasern. Tests der Firma Ansmann mit diesem E-Bike-Batterie-Gehäuse ergaben, dass der Demonstrator bessere mechanische Kennwerte als herkömmliche Vergleichsgehäuse aufwies. Wie erwartet war er zudem leichter.

Zu beheben ist nun noch eine unerwünschte Krümmung der Organo-Bauteile, die auftritt, wenn Bleche und Gehäuse im Spritzgussverfahren verbunden werden und erkalten. Doch dafür hat das Team bereits eine Erklärung und will jetzt mehrere Lösungsansätze erproben. Gelingt es den Fachleuten, das Problem zu lösen, könnten die naturfaserbasierten Organobleche bald den Sprung zur industriellen Anwendung schaffen. Den Innovationspreis Bioökonomie Baden-Württemberg gab es für das Projekt bereits Ende vergangenen Jahres.

Almost every second bicycle sold in Germany in 2021 was a pedelec. As in the previous year, this represents an increase of around two million. The battery is an essential component of such electric bicycles - and at the same time a significant weight factor. With financial support from the German Federal Ministry of Food and Agriculture, the Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability (LBF) and Ansmann AG, a German manufacturer of lithium-ion batteries, have now developed a bio-based lightweight alternative.

Flax fibers promise safety in case of accidents

The focus of the BioBattery project was on the battery housing, which has so far been made from metal sheets. A bio-based alternative could be lighter and promise interesting material properties such as superior impact strength. This results from the low splintering tendency and high elasticity of many plant fibers, which means high stability of the battery housing in the event of an accident.

But there is a reason why there are hardly any natural fiber sheets on the market so far: These fibers cannot be processed at high temperatures, which makes impregnation difficult. The research team therefore worked with flax fibers, which are already characterized by higher temperature stability compared to other natural fibers. The experts also developed a special melt impregnation process suitable for producing organic sheets from natural fibers. The researchers initially used polypropylene as a carrier material for the flax fibers. However, later tests showed that bio-based polyamide could promise even better mechanical properties.

Demonstrator is superior to comparable housings

In the project, the demonstrator was therefore still based on a composite material made of polypropylene and flax fibers. Tests carried out by Ansmann with this e-bike battery housing showed that the demonstrator had better mechanical characteristics than conventional comparative housings. As expected, it was also lighter.

Still to be worked on is an undesirable curvature of the organo components that occurs when sheets and housings are joined by injection molding and cool down. However, the team already has several approaches to solving this problem, which now need to be tested. If these are successful, the natural fiber-based organosheets could soon make the leap to industrial application. The project already won the Baden-Württemberg Bioeconomy Innovation Award at the end of last year.

Palmöl ist eines der vielseitigsten und gefragtesten Pflanzenöle: Es steckt in vielen Lebensmitteln wie Eis, Schokolade und Chips. Aber es wird auch zur Herstellung von Kosmetik und Biodiesel genutzt. Doch der Palmölanbau in Ländern wie Malaysia und Indonesien hat wirtschaftliche, soziale und auch ökologische Folgen und ist daher seit langem umstritten. Ein Forschungskonsortium arbeitet nun an einer heimischen Alternativen zum Palmöl. Im Fokus des Projektes NextVegOil steht die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines mikrobiellen Öls auf Basis landwirtschaftlicher Reststoffe.

Nachhaltige Alternative zu Palmöl

Das Vorhaben wird in den kommenden drei Jahren vom Bioeconomy Science Center (BioSC) mit insgesamt rund 1,1 Mio. Euro gefördert. Daran beteiligt sind Forschungsgruppen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU), der RWTH Aachen, der Ruhr-Universität Bochum und das Berliner FoodTech-Start-up Formo. „Allen am Projekt Beteiligten ist es wichtig, dass wir dem herkömmlichen Palmöl ein nachhaltiges Produkt entgegensetzen können: regional, aus nachwachsenden Rohstoffen, mit einer guten Klimabilanz. Und darüber hinaus eines, das nicht mit der Lebensmittelproduktion konkurriert, da die Ausgangsstoffe als Reststoffe sowieso anfallen“, betonen Michael Feldbrügge und Markus Pauly von der HHU.

Brandpilz der Maispflanze als Ölproduzent

Die beiden Forscher haben eine Lösung gefunden, mittels des Pilzes Ustilago maydis ein mikrobielles Öl zu erzeugen, das eine ähnliche Zusammensetzung der Fettsäuren aufweist wie Palmöl. Sie fanden heraus, dass der Pilz nicht nur Tenside, sondern auch Öl herstellen kann, wenn der Syntheseweg des Einzellers auf genetischer Ebene unterbrochen wird. Ustilago maydis ist bekannt als Verursacher der Pflanzenkrankheit Maisbeulenbrand. Er befällt Maispflanzen und lässt sie wie verbrannt aussehen.

Palm oil is one of the most versatile and sought-after vegetable oils: it is found in many foods such as ice cream, chocolate and potato chips, and is also used in the production of cosmetics and biodiesel. Yet palm oil cultivation in countries such as Malaysia and Indonesia has economic, social and also environmental consequences, and has therefore long been controversial. A research consortium is now working on a domestic alternative to palm oil. The NextVegOil project focuses on developing a process for producing a microbial oil based on agricultural residues.

Sustainable alternative to palm oil

The project will be funded by the Bioeconomy Science Center (BioSC) with a total of around 1.1 million euros over the next three years. Research groups from Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU), RWTH Aachen University, Ruhr University Bochum and the Berlin-based food tech start-up Formo are involved. "All those involved are keen to ensure that we can counter conventional palm oil with a sustainable product: regional, made from renewable raw materials, with a good climate balance. And what's more, one that doesn't compete with food production, since the raw materials needed are left over anyway," emphasize Michael Feldbrügge and Markus Pauly from HHU.

Burning fungus of corn plant as oil producer

The two researchers have found a solution to use the fungus Ustilago maydis to produce a microbial oil that has a similar composition of fatty acids to palm oil. They found that the fungus can produce not only surfactants but also oil when the synthetic pathway of the unicellular organism is interrupted at the genetic level. Ustilago maydis is actually known to cause the plant disease corn boll blight. It attacks corn plants and makes them look like they have been burned.

In vielen Bereichen gilt der nachwachsende Rohstoff Holz als Allheilmittel für mehr Nachhaltigkeit – Holz dient als Ersatz für Beton beim Gebäudebau, als Ersatz für Plastik in Verpackungen und es wird auch energetisch zum Heizen und zur Energieerzeugung genutzt. In ihrer Studie zeigen der WWF Deutschland und die Universität Kassel, dass es bereits heute weder in Deutschland noch weltweit genügend Holz gibt, um die Nachfrage nachhaltig zu decken. Der WWF fordert die Politik auf, den Holzverbrauch zu senken und Holz nicht automatisch als nachhaltig zu werten, besonders in Bezug auf die energetische Nutzung.

Mit 4,3 bis 5 Mrd. Kubikmetern ist die Menge an weltweit geschlagenem Holz deutlich höher als das, was den Wäldern auf nachhaltige Weise entnommen werden kann, ohne die Biodiversität im Wald zu gefährden (3 bis 4,2 Mrd. Kubikmeter). Bis zu 2 Mrd. Kubikmeter Holz werden den Wäldern demnach jedes Jahr zu viel entnommen. Das entspricht ungefähr der Hälfte aller Waldbäume in Deutschland. Die Nachfrage nach Holz steigt beständig, vor allem für Verpackungen, die Bauindustrie, Bioplastik und Bioenergie. Besonders hoch ist der Holzhunger in Deutschland: Pro Kopf verbrauchen wir rund 1,2 Kubikmeter Holz (ohne Rinde). Das ist mehr als doppelt so viel wie der weltweite Durchschnitt (ca. 0,5 Kubikmeter). Die Studie beruht auf Analysen von Satellitenbildern, Handelsströmen und nationalen bis globalen Verbrauchs- und Waldstatistiken.

Wieder einmal ist es die Klimakrise, die die Pflanzenforschung auf den Plan ruft: Die Pilzkrankheit Esca verursacht im europäischen Weinanbau Millionenschäden. Das klingt für manchen Winzer vielleicht überraschend, ist doch Esca seit dem Mittelalter bekannt und nie ein großes Problem gewesen. Das hat sich jedoch verändert: „Aufgrund des Klimawandels trifft der Pilz nun auf viele geschwächte Pflanzen, die unter Klimastress leiden“, erläutert Alexandra Wolf vom Botanischen Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).

Signale zwischen Wirt und Krankheitserreger aufgeklärt

Im Forschungsprojekt DialogProTec haben die Beteiligten des KIT gemeinsam mit internationalen Partnerinstituten daher untersucht, wie es dem Pilz gelingt, das Immunsystem der Wirtspflanze zu umgehen und die Weinreben zu befallen. „In der Natur interagieren Organismen durch chemische Signale“, erklärt Wolf. „Es ist uns gelungen, einige der Signale zwischen Wirt und Krankheitserreger aufzuklären und sie zu manipulieren.“

Dazu arbeiteten die Fachleute zunächst mit einzelnen Pflanzenzellen und dem krankheitserregenden Einzeller. „Zellen von Pflanzen und Pilzen werden auf wenige Quadratzentimeter großen Chips so platziert, dass sie sich nicht berühren, aber chemisch über einen mikrofluidischen Strom miteinander interagieren können“, beschreibt Christian Metzger vom Botanischen Institut des KIT den Versuchsaufbau. Dabei hat das Team die Pflanzenzellen gentechnisch so verändert, dass sie signalisieren, wenn eine Substanz des Pilzes sie angreift: „Immer wenn ein chemisches Signal das Immunsystem aktiviert, können wir ein grünes Leuchten messen“, sagt Metzger.

Immunabwehr der Pflanze reaktiviert

Dabei stellte sich heraus, dass der Pilz Signalstoffe einsetzt, um die Immunantwort der Pflanze zu unterdrücken. Diese Signalstoffe bildet der Pilz immer dann, wenn er bestimmte Stresssignale der Pflanze wahrnimmt, die diese aufgrund seiner Anwesenheit aktiviert. Den Forschern ist es nun gelungen, Moleküle zu identifizieren, die die pflanzliche Immunabwehr reaktivieren. „Nutzt man sie für den Pflanzenschutz, kann die Pflanze den Pilz in vielen Fällen abwehren. Das kann man sich wie eine Impfung für Pflanzen vorstellen“, resümiert Nick.

In Kürze wollen die Forschenden die Methode in der Anbaupraxis erproben. Dann könnte der Ansatz eine umweltverträgliche Alternative zu chemischen Pflanzenschutzmitteln darstellen.

Ob zum Möbel bauen, für Verpackungen oder zum Heizen: Holz ist ein vielseitiger Rohstoff und für die Bioökonomie von besonderer Bedeutung. Doch die Nutzung des nachwachsenden Rohstoffs sollte wohlüberlegt sein, um den Wald als Ökosystem zu erhalten. Eine neue Studie von WWF Deutschland und der Universität Kassel zeigt: Schon heute gibt es nicht genug Holz, um die weltweite Nachfrage nachhaltig zu decken.

Holzverbrauch in Deutschland besonders hoch

Demnach wurden im Jahr 2020 zwischen 4,3 und 5 Milliarden Kubikmeter Holz geschlagen, davon aber nur 3 bis 4,2 Milliarden Kubikmeter auf nachhaltige Weise abgeholzt. Das heißt, bis zu zwei Milliarden Kubikmeter Holz wurden den Wäldern zu viel entnommen. Das entspricht in etwa der Hälfte aller Waldbäume in Deutschland. Besonders hoch ist der "Holzhunger" jedoch hierzulande: Mit einem Pro-Kopf-Verbrauch von rund 1,2 Kubikmetern Holz ist er mehr als doppelt so hoch wie der weltweite Durchschnitt. „Der Wald ist keine Holzfabrik, er ist unsere Lebensgrundlage“, sagt Susanne Winter, Programmleiterin Wald beim WWF. „Die Studie zeigt, wie dringend wir eine Diskussion in Politik und Gesellschaft über die sinnvollste Verwendung von Holz brauchen.“ Besonders die energetische Nutzung von Holz zur Wärme- und Stromerzeugung würde Winter zufolge ein „ein massives Loch in die Waldbestände“ fressen.

Kreislauf- und kaskadenartige Holznutzung gefordert

Die WWF-Waldexpertin hält es daher für dringend, „schädliche Subventionen für die energetische Nutzung von Holz, wie das Erneuerbare-Energien-Gesetz“ zu überdenken. Damit Verbrauch und Angebot nicht weiter auseinanderdriften, sei eine kreislauf- und kaskadenartige Nutzung von Holz erforderlich. Von der EU-Kommission verlangt die Umweltschutzorganisation, Holz – und vor allem dessen energetische Nutzung – nicht mehr automatisch als nachhaltig einzustufen.

„Momentan nutzt die Industrie den Wald, als gäbe es kein Morgen. Wenn wir Klimakrise und Artensterben stoppen wollen, brauchen wir jetzt eine Trendwende in der Art, wie wir unsere Wälder behandeln“, sagt Winter. Das heißt: Holz sollte nicht länger als Energieträger dienen, sondern langfristigen Zwecken wie etwa als Ersatz für den „Klimakiller“ Beton. „Holz kann der Rohstoff der Zukunft sein. Aber um ihn nicht zu übernutzen, müssen wir die Verschwendung beenden, die wir durch unsere Geschäftsmodelle, Anreizsysteme und soziale Normen betreiben“, so Meghan Beck-O´Brien vom Center for Environmental Systems Research der Universität Kassel. Die Studie gebe den Anlass, „unseren Lebensstil, den Zustand der Wälder und den Klimawandel in einem sich gegenseitig beeinflussenden Kontext zu betrachten“.

Dafür müsse die Bundesregierung den gesetzlichen Rahmen für mehr Kreislaufwirtschaft schaffen, so eine Forderung der Autoren. Zudem seien Investitionen in den Aufbau von Infrastruktur und Know-how sowie in die Bewusstseinsbildung für ein hochwertiges Recycling und zur stofflichen Weiterverwendung von Holzabfällen nötig.

Systematisches Monitoring zur Holznutzung

Im Ergebnis der Studie raten die Forschenden zu einem systematischen Monitoring, um den Zustand der Wälder und den Holzkonsum – vor allem im Hinblick auf die mit dem Bevölkerungswachstum verbundene steigende Nachfrage – im Blick zu behalten. „Wir müssen achtgeben, dass unsere unersättliche Nachfrage nach ,nachhaltigen' Holzprodukten nicht zu einer noch gravierenderen Übernutzung der Wälder führt, denn das geht mit großen Sozial- und Umweltrisiken einher“, so Beck-O´Brien.

Proteine sind ein Schlüsselwerkzeug der Bioökonomie. Unter anderem können biokatalytisch aktive Proteine (Enzyme) eine unglaubliche Vielfalt von komplexen Biomolekülen erzeugen, deren mögliche Anwendungen von chemischen Grundstoffen über Treibstoffe bis hin zu Lebensmittelzusätzen und Pharmazeutika reicht. Manchmal sind die Prozesse so attraktiv, weil die Moleküle für eine konventionelle chemische Synthese zu komplex wären. Manchmal sind es die energiesparenden und umweltfreundlichen Prozessbedingungen. Und häufig sind es die biobasierten Roh- und Reststoffe, die die Enzyme verwenden, wo chemische Prozesse fast immer Erdöl benötigen.

Aufreinigung des Produkts als Herausforderung

Doch so vielseitig und vorteilhaft die biologische Synthese von Wertstoffen auch ist: Sie setzt nicht nur voraus, entsprechende Enzyme zu identifizieren und gentechnisch zu optimieren. Sie erfordert am Ende eine effiziente Produktion und Aufreinigung des Zielproteins, denn die zur Proteinherstellung verwendeten Einzeller produzieren noch eine Menge anderer Verbindungen. „Es gibt Tausende Proteine in einem Mikroorganismus“, sagt Martin Dippe vom Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle (Saale). „Daraus müssen wir das Zielprodukt abtrennen.“ Weil diese Aufgabe so alltäglich ist in der Biotechnologie, sind am Markt zahlreiche Verfahren dafür etabliert. „Alle haben Vor- und Nachteile“, erläutert Dippe. „Wir sind täglich damit konfrontiert, dass wir bestehende Methoden nutzen müssen, um unsere Proteine zu reinigen.“ Zufriedenstellend war das für Dippe und seinen Kollegen Pascal Pecher nicht. So entstand das Forschungsprojekt ProMin, welches das Bundesforschungsministerium mit rund 400.000 Euro fördert.

„Die gängigste und kostengünstigste Aufreinigungsmethode beruht darauf, das Protein durch einen molekularen Anhang, einen sogenannten Tag, zu befähigen, an eine bestimmte Oberflächenstruktur zu binden“, erklärt Pecher. Bei der am häufigsten genutzten Methode sind dazu an einem Trägermaterial, der Festkörpermatrix, Ionen fest gebunden, die mit dem Tag des Zielproteins interagieren können. Das Zielprotein bindet so an das Trägermaterial, andere Proteine können abgewaschen werden, und zuletzt wird das Zielprotein in einer chemischen Reaktion ohne Verunreinigungen durch andere Proteine von der Matrix gelöst. „Das Problem dabei ist, dass die verwendeten Ionen Schwermetallionen sind“, sagt Pecher. Ein paar davon lösen sich gemeinsam mit dem Zielprotein von der Matrix. „Dadurch ist die Lösung dann zumindest für Lebensmittel- und Pharmaindustrie nicht direkt verwendbar und muss aufwendig und teuer nachgereinigt werden.“

Biologische Materialien statt Schwermetallionen

Weitere mögliche Bindeglieder, sogenannte Liganden, die alternativ zu Schwermetallionen genutzt werden, sind beispielsweise Antikörper. „Diese Verfahren sind jedoch meist sehr aufwendig und hochpreisig“, erläutert Pecher, weshalb sie für die großskalige Proteinreinigung ungeeignet sind.

Hier setzt ProMin an. Das Forschungsteam hat ein neues Verfahren entwickelt, um Proteine zu reinigen, das nicht auf umweltschädliche Schwermetalle zurückgreift. „Die Methodik ist die gleiche, also eine Affinitätschromatografie“, sagt Pecher, „aber mit Materialien, die biologisch deutlich freundlicher sind.“

Wie die Forscher gegenüber Bioökonomie.de erzählen, war die anfängliche Motivation zunächst gar nicht das Umweltproblem der Industrieprozesse. Vielmehr störten sich die Biotechnologen bei ihrer eigenen Arbeit daran, dass die Schwermetalle immer die Forschung störten: „Wir arbeiten an Enzymkaskaden“, sagt Pecher. „Das geht in Richtung künstliche Stoffwechselwege.“ Doch die Schwermetallionen, die bei der Enzymaufreinigung in die Lösungen gelangten, wechselwirkten dort in unvorteilhafter Weise mit verschiedenen Bestandteilen der Enzymreaktionen. „Da haben wir gedacht: Es muss doch etwas Besseres geben!“

Qualitativ mit bestehenden Verfahren vergleichbar

Rund 50 unterschiedliche Tags und eine Reihe von Trägermaterialien hat das Team ausprobiert und untersucht, bis die Fachleute fündig wurden. Nur wenige Treffer erwiesen sich als hinreichend bindungsstark, um die Zielenzyme herauszufischen, und zugleich resistent genug gegen die in der Proteinreinigung üblichen Reagenzien und Bedingungen. Einen dieser Liganden haben die Forscher schließlich weiter optimiert, um seine Bindungseigenschaften für praktische und komplexe Anwendungen passfähig zu machen. Vor allem eine hinreichend große Bindungsstärke zu erzielen, habe sich lange als hartnäckige Herausforderung erwiesen.

„Sowohl unsere Trägermaterialien als auch unsere Tags sind im Vergleich zu gängigen Methoden daher mittlerweile völlig neuartig“, betont Pecher. Es sei ein natürliches Material, das anders als herkömmliche Träger keine aufwendige Modifizierung der Oberfläche benötige. „Genau genommen ist es eine Palette an Materialien, bei der die Stärke der Interaktion und das Verfahren, um das Zielprotein am Ende zu lösen, anpassbar sind“, schildert der Biotechnologe nicht ohne Stolz. „Wir sind uns ziemlich sicher, dass unsere Treffer industrietauglich sind“, sagt Pecher mit Blick auf die erfolgreichen Demonstratorenversuche. Qualitativ sei das Verfahren bereits mit bestehenden vergleichbar, und auch ökonomisch glauben die Projektbeteiligten konkurrieren zu können. Letztlich wäre die Methode für jedes Protein anwendbar, das heute schon über die Affinitätsmethode gereinigt wird.

Nächster Schritt: Nachweis der industriellen Anwendbarkeit

Im Projekt sind bereits Industriepartner mit an Bord. „Wir sind jetzt am Übergangspunkt vom Labormaßstab zum Industriemaßstab, das Material und die Tags sind dafür soweit optimiert“, sagt Pecher. Ohne Zugang zu großtechnischen Anlagen habe das Forschungsteam bisher keine weiteren Tests durchführen können. Das soll nun gemeinsam mit den Industriepartnern im Laufe des Jahres 2022 geschehen. „Bis zum Projektende wollen wir die industrielle Anwendbarkeit zeigen“, gibt sich der Forscher zuversichtlich. Nach Projektende im März 2023 soll dann eine Ausgründung erfolgen, um das neuartige Verfahren weiter zu vermarkten.

Autor: Björn Lohmann

Proteins are a key tool of the bioeconomy. Among other things, biocatalytically active proteins (enzymes) can produce an incredible variety of complex biomolecules with potential applications ranging from basic chemicals and fuels to food additives and pharmaceuticals. Sometimes these processes are attractive because the molecules would be too complex for conventional chemical synthesis. Sometimes they are because of their energy-saving and environmentally friendly process conditions. And sometimes it is due to the bio-based raw and residual materials that the enzymes use, whereas chemical processes almost always require petroleum.

Product purification as a challenge

As versatile and advantageous as the biological synthesis of valuable substances is, it requires not only identifying and genetically optimizing appropriate enzymes, but also efficient production and purification of the target protein, because the single-celled organisms used for protein production also produce a lot of other compounds. "There are thousands of proteins in a microorganism," says Martin Dippe of the Leibniz Institute of Plant Biochemistry in Halle (Saale). "From these, we have to separate the target product." Because this task is so commonplace in biotechnology, numerous processes for it have been established on the market. "They all have advantages and disadvantages," explains Dippe. "We are confronted with these every day when we purify our proteins." That was not satisfactory for Dippe and his colleague Pascal Pecher. So the ProMin research project was born, which the German Federal Ministry of Education and Research is funding with about 400,000 euros.

"The most common and cost-effective purification method is based on enabling the protein to bind to a specific surface structure by means of a molecular attachment known as a tag," Pecher explains. In this method, ions that can interact with the tag of the target protein are tightly bound to a support material, the solid-state matrix. The target protein thus binds to the support material, other proteins can be washed off, and finally the target protein is released from the matrix in a chemical reaction without contamination from other proteins. "The problem here is that the ions used are heavy metal ions," Pecher says. A few of them detach from the matrix along with the target protein. "As a result, the solution is then not directly usable, at least for the food and pharmaceutical industries, and must be laboriously and expensively post-purified."

Biological materials instead of heavy metal ions

Other possible binding elements, so-called ligands, which are used as an alternative to heavy metal ions, include antibodies. "However, these methods are usually very complex and highly expensive," explains Pecher, which is why they are unsuitable for large-scale protein purification.

This is where ProMin enters the picture: The research team has developed a new method to purify proteins that does not rely on environmentally harmful heavy metals. "The methodology is the same - affinity chromatography," says Pecher, "but with materials that are much more biologically friendly."

As the researchers mention to Bioökonomie.de, the original motivation was not the environmental problems of industrial processes. Rather, the biotechnologists were bothered by the fact that heavy metals repeatedly interfered with their own research. "We are working on enzyme cascades," Pecher says. " That is, in the direction of artificial metabolic pathways." But the heavy metal ions that entered the solutions during enzyme purification interacted in unfavorable ways with various components of the enzyme reactions. "That's when we thought: There must be another way!"

Qualitatively comparable with existing processes

The team tried and tested around 50 different tags and a range of carrier materials until the experts found what they were looking for. Only a few hits proved to have sufficient binding strength to fish out the target enzymes, while also being resistant enough to the reagents and conditions commonly used in protein purification. The researchers further optimized one of these ligands to make its binding properties suitable for practical and complex applications. Achieving sufficiently high binding strength has long proved to be a stubborn challenge.

"Both our carrier materials and our tags are therefore now completely novel compared to common methods," Pecher emphasizes. He says it is a natural material that, unlike conventional carriers, does not require extensive surface modification. "Strictly speaking, it is a palette of materials in which the strength of the interaction and the procedure to ultimately release the target protein are customizable," the biotechnologist describes, with a sense of pride. "We are pretty sure that our hits are suitable for industrial use," says Pecher, referring to the successful demonstrator trials. Qualitatively, he says, the method is already comparable to existing ones, and the project participants also believe they can compete economically. Ultimately, the method could be used for any protein that is already purified using the affinity method.

Next step: Proof of industrial applicability

Industrial partners are already on board with the project. "We are now at the transition point from laboratory scale to industrial scale, and the material and tags have been optimized to this extent," says Pecher. Without access to industrial-scale equipment, the research team has not been able to conduct any further tests so far. That is now to be done together with the industrial partners during 2022. "By the end of the project, we want to demonstrate industrial applicability," the researcher says confidently. After the end of the project in March 2023, a spin-off is then planned to further market the novel process.

Author: Björn Lohmann

Krankheitserreger, die Pflanzen befallen, sind jedes Jahr für enorme Ernteverluste verantwortlich. Als Alternative zu chemischen Pflanzenschutzmitteln bemühen sich zahlreiche Teams aus der Pflanzenforschung darum, die Wechselwirkungen zwischen Krankheitserreger und Pflanze besser zu verstehen. Das könnte biologische Schutzmittel ermöglichen oder die Züchtung resistenter Pflanzen. Durch einen Trick hat ein deutsch-chinesisches Forschungsteam nun zwei Klassen bislang nur vermuteter Moleküle identifizieren können, die in der pflanzlichen Immunabwehr eine Schlüsselrolle spielen.

Angriff oder Freitod

In Pflanzen gibt es zahlreiche sogenannte NLR-Proteine. Dringen Mikroorganismen in eine Pflanzenzelle ein, aktiviert die Pflanze die Produktion dieser Gene, die jeweils gegen bestimmte Krankheitserreger einen wirksamen Schutz vermitteln: Entweder die durch NLR-Proteine initiierte Immunreaktion bekämpft den Angreifer wirkungsvoll oder sie führt zum Absterben der Zelle und verhindert damit die Vermehrung des Erregers. Aus diesem Grund kreuzt die Pflanzenzüchtung seit Jahrzehnten die entsprechenden NLR-Gene aus Wildpflanzen in verwandte Nutzpflanzen ein.

Eine entscheidende Rolle in diesem Prozess spielt das Protein EDS1. Es ist jener Teil der Immunantwort, der letztlich als Kontrollzentrum die Prozesse zum Gegenangriff oder auch zum eigenen Zelltod auslöst. Dazu muss sich das Protein jedoch mit weiteren Proteinen zu einem Komplex zusammenlagern. Schon länger vermuten Fachleute, dass die dazu nötigen Moleküle durch eine Untergruppe der NLR-Proteine produziert werden, durch sogenannte TNL-Proteine. Forschende des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln haben nun in einer internationalen Kooperation den Nachweis erbringen können, um welche Moleküle es sich dabei handelt. Im Fachjournal Science berichten sie darüber in zwei Publikationen (Jia, A., et al.; Huang, S., et al.).

Nie zuvor beschriebene Moleküle

Lösen konnte das Forschungsteam das Rätsel, indem es die gesamte Kette der Immunreaktion gentechnisch in Insektenzellen nachbildete. Dadurch konnten die beteiligten Moleküle in großer Menge produziert, aufgereinigt und charakterisiert werden. Dank dieses vereinfachten experimentellen Systems konnten die Forschenden zwei Klassen von Molekülen identifizieren, die zuvor in keinem lebenden Organismus beschrieben worden waren, sogenannte modifizierte Nukleotide.

Das Forschungsteam konnte weiterhin nachweisen, dass diese Moleküle in Proteinkomplexen mit EDS1 enthalten sind und diese Komplexe veranlassen, sich zu noch größeren Funktionseinheiten zusammenzulagern. Diese Einheiten lösen dann die effektive Immunreaktion aus. Den Fachleuten zufolge können die nun identifizierten Moleküle „als natürliche Immunstimulanzien zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten eingesetzt werden“. Mit ihnen werde „ein ganz neues Kapitel für die Steuerung der Pflanzenabwehr und Schaderreger-Kontrolle eröffnet“.

Auf unserer Haut siedeln Millionen Mikroorganismen, die uns vor Krankheitserregern schützen und das Hautbild prägen. Doch mit dem Alter verändert sich das Mikrobiom der Haut. Die Folge: Die Haut verliert an Elastizität, Falten bilden sich. Mit Probiolift und Postbiolift bringt der Unternehmensbereich Care Creations von BASF zwei neue kosmetische Inhaltsstoffe auf den Markt, die erstmals auf die Kraft hauteigener Bakterien setzen und zum Erhalt einer jugendlicheren und frischen Haut beitragen sollen.

Verjüngungskur mit hauteigenen Bakterien

Beide Wirkstoffe enthalten nach Angaben von BASF Lactobacillus crispatus. Dabei handelt es sich um Milchsäurebakterien, die Teil der natürlichen Hautflora sind. Diese sind auf einer jungen Haut reichlich vorhanden, im Alter jedoch zunehmend weniger. „Verbraucherinnen und Verbraucher sind sich zunehmend der gesundheitsfördernden Eigenschaften biotischer Inhaltsstoffe bewusst, unabhängig davon, ob es sich um Prä-, Pro- oder Postbiotika handelt“, sagt Cécile Kalem, BASF Launch Managerin für kosmetische Wirkstoffe in Europa.

In der Lebensmittelindustrie haben solche biotischen Inhaltsstoffe etwa im Joghurt längst einen festen Platz. Lebende Hautbakterien auch in kosmetische Formulierungen zu integrieren und sie aktiv zu halten, war Kalem zufolge bisher ein Problem. Das Forschungs- und Entwicklungsteam des Chemieunternehmens hat diese Hürden nun überwunden.

Wirksamkeit in Studien bestätigt

Im Wirkstoff Probiolift werden dem Unternehmen zufolge die lebenden und ruhenden L. crispatus-Bakterien bei Kontakt mit Wasser auf der Haut wieder aktiv und sorgen so für eine Erhöhung der Hautdichte und eine verringerte Ausprägung von Stirnfalten. Der Wirkstoff Postbiolift soll hingegen für eine elastischere, glattere und ebenmäßigere Haut sorgen. Die Wirksamkeit der mikrobiellen Inhaltsstoffe wurde jeweils in placebokontrollierten klinischen Studien an Frauen getestet und die Ergebnisse in In-vitro-Tests bestätigt.