Aktuelle Veranstaltungen

Im Magen statt im Müll

Jedes Jahr landen Milliarden Plastikröhrchen im Müll. Dabei geht es auch anders: Der Eatapple-Halm besteht aus speziell behandelten Apfelresten. In der Anfangsphase des Unternehmens wurde der Trinkhalm mit Hilfe einer umgebauten Nudelmaschine am Karlsruher Institut für Technologie produziert. Mittlerweile findet die Produktion am Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) statt – dort ist es möglich zwischen 10.000 und 100.000 Trinkhalme pro Tag herzustellen.

Apfel statt Plastik

Im Gegensatz zu den herkömmlichen Strohhalmen aus Plastik kann dieser Trinkhalm gegessen oder ohne Bedenken weggeworfen werden. Die Hauptzutat sind Apfelreste – gepresste Rückstände aus der Apfelsaftproduktion, die sonst auch als Futtermittel für Tiere genutzt werden. Das Trinkröhrchen hält außerhalb des Getränks bis zu acht Monaten; im Getränk etwa eine Stunde.

Markt

Die essbaren Strohhalme können bereits online bestellt werden.

Into the stomach instead of the garbage

Every year, billions of plastic tubes end up in the garbage. But there is an alternative: the Eatapple straw consists of specially treated apple residue. In the initial phase of the company, the drinking straw was produced with the help of a converted pasta machine at the Karlsruhe Institute of Technology. Production now takes place at the German Institute of Food Technology - where it is possible to produce between 10,000 and 100,000 drinking straws per day.

Apple instead of plastic

In contrast to conventional plastic straws, this drinking straw can be eaten or thrown away without reservation. The main ingredient is apple residue - pressed waste from apple juice production, which are otherwise used as animal feed. The drinking tube lasts up to eight months outside the drink; in the drink about an hour.

Ready for the market

The edible straws can be ordered online.

Umsatz und Gewinn waren bisher die entscheidenden Kriterien, um ein Unternehmen zu bewerten. Mittlerweile reichen Finanzdaten allein nicht mehr aus, damit Investoren investieren oder Verbraucher Produkte kaufen. Auch soziale und ökologische Faktoren rücken immer öfter bei der Bewertung eines Unternehmens in den Mittelpunkt. Ab diesem Jahr sind erstmals große kapitalmarktorientierte Unternehmen in Deutschland gesetzlich verpflichtet, auch über ihr soziales und ökologisches Engagement zu berichten.

Sozial-ökonomische Verantwortung sichtbar machen

Hintergrund ist das sogenannte CSR-Richtlinie-Umsetzungsgesetz, das seit 2017 in Kraft ist. CSR steht für "Corporate Social Responsibility". Das Gesetz soll Unternehmen mit mehr als 500 Arbeitskräften anhalten, auch Transparenz hinsichtlich ihres Engagements bei Themen wie Menschenrechte, Umweltschutz und soziale Belange zu zeigen und damit auch die sozial-ökologische Verantwortung des Unternehmens sichtbar zu machen.

Das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und die Unternehmensinitiative future untersuchen bereits seit 1994, wie Unternehmen über Umwelt und Nachhaltigkeit berichten und stellen die Ergebnisse in einem Ranking dar. Im Vorfeld des diesjährigen Rankings wurden nunmehr 100 berichtspflichtige deutsche Unternehmen, darunter große sowie kleine und mittlere Unternehmen (KMU) befragt, um erste Auswirkungen des neuen Gesetzes aufzuzeigen.

Gesetz zur Berichtspflicht zeigt Wirkung

Die aktuelle Unternehmensumfrage zeigt: Das neue Gesetz zeigt bereits Wirkung. 57 der befragten Unternehmen gaben an, sich nunmehr stärker als bisher mit Nachhaltigkeitsrisiken ihrer Geschäftstätigkeit auseinanderzusetzen. „Immer mehr Unternehmen stellen sich darauf ein, dass Transparenz in Sachen Umwelt- und Sozialbelangen zu den Standards guter Unternehmenskommunikation gehört“, sagt Projektleiter Christian Lautermann vom IÖW.

Mehrheit der Befragten befürwortet Transparenz 

Zudem befürworten etwa 80% der befragten Unternehmen die gesetzliche Pflicht, auch soziale und ökologische Aspekte offenzulegen. Das war nicht immer so. In der Vergangenheit waren Unternehmen diesbezüglich eher zurückhaltend. Die Autoren erwarten jedoch, dass in Folge des neuen Gesetzes Nachhaltigkeit für Unternehmen zukünftig noch wichtiger wird. „Indem sie sich nun auch qua Gesetz mit Nachhaltigkeitsthemen und -risiken auseinandersetzen, entdecken Unternehmen zunehmend deren Relevanz für die eigene geschäftliche Entwicklung“, erläutert Lautermann.

Kriterien fürs Ranking erstmals branchenspezifisch

Im Rahmen des bevorstehenden Rankings der Nachhaltigkeitsberichte haben IÖW und future für 2018 daher die Bewertungskriterien erneut angepasst. Erstmals werden Faktoren wie Produktverantwortung, Verantwortung in der Lieferkette oder Interessen der Mitarbeiter auch branchenspezifisch bewertet. „Viele Unternehmen schätzen diese Kriterien als Orientierungshilfe für die eigene Berichterstattung, wie unsere Befragung erneut bestätigte. Insbesondere KMUs greifen stark darauf zurück“, sagt Udo Westermann von future.

Neues Ranking-Runde zu Nachhaltigkeitsberichten gestartet

Das Ranking der Nachhaltigkeitsberichte findet 2018 zum zehnten Mal statt und wird erneut vom Bundesarbeitsministerium für Arbeit unterstützt. Großunternehmen können sich mit ihren Berichten bis 30. Juni 2018, KMU bis zum 31. Juli 2018 um eine Teilnahme bewerben. Informationen zu den Teilnahmebedingungen sind auf der Internetseite des Rankings Nachhaltigkeitsberichte zu finden.

bb

Die Übersäuerung der Ostsee ist nur ein Beispiel dafür, wie der Klimawandel die Weltmeere beeinflusst. Deren Schutz und nachhaltige Nutzung wurde daher auch von den Vereinten Nationen in der Nachhaltigkeitsagenda verankert. Im Vergleich zu anderen Weltmeeren sind die Klimafolgen in der Ostsee allerdings ausgeprägter und schneller sichtbar, wie Forscher feststellten.

Ostsee als Zeitmaschine

„Dieses einzigartige Brackwassermeer kann als eine Art Zeitmaschine dienen, die uns zukünftige globale Entwicklungen besser abschätzen lässt“, sagt Thorsten Reusch vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Gemeinsam mit 25 Forschern aus sieben Ländern plädiert Reusch in der Fachzeitschrift  „Science Advances“ dafür, die Ostsee als Modellregion für Entwicklungen im Weltozean zu nutzen. Denn die Ostsee sei in der Entwicklung vielen Regionen voraus. „Das heißt, dass Veränderungen, die im Weltozean erst für die Zukunft erwartet werden, bereits eingetroffen sind. Die besondere Situation der Ostsee, mit ihrem geringen Wasservolumen und langsamen Wasseraustausch mit dem offenen Ozean, wirkt hier wie ein Verstärker, der viele Prozesse schneller ablaufen lässt“, betont der Mitinitiator der Studie, Jan Dierking vom GEOMAR.

So sind die Wassertemperaturen in der Ostsee in den vergangenen 30 Jahren um etwa 1,5 Grad Celsius gestiegen, während sich das Wasser anderer Weltmeere nur um 0,5 Grad Celsius erwärmte. Auch haben sich sauerstofffreie Zonen in den Tiefen der Ostsee im vergangenen Jahrhundert flächenmäßig verzehnfacht. Der pH-Wert des Wassers erreicht auf Grund der Übersäuerung zudem bereits heute Werte, die in tieferen Ozeanen erst im nächsten Jahrhundert erwartet werden. Gründe für diese Extremwerte sind die intensive Nutzung und dichte Besiedlung der Küstenregionen durch die hoch industrialisierten Anrainerstaaten sowie Nährstoffeinträge aus der Landwirtschaft und der Fischerei.

Beispiel für gelungendes Managment

Doch gerade, weil die Ostsee menschlichen Einflüssen so stark ausgesetzt ist, sei sie ein Beispiel für „ein gelungenes Management in einem komplexen politischen Umfeld“, schreiben die Forscher. Internationale Abkommen der neun Anrainerstaaten haben beispielsweise dazu geführt, dass die Nährstoffeinträge ab den 1980er Jahren deutlich reduziert sowie Fisch- und Vogelbestände geschützt werden konnten.

Auf Grund ihrer besonderen Topografie gehört die Ostsee zudem zu den am besten erforschten Meeren der Erde, argumentieren die Forscher. Bereits 1900 wurden die ersten wissenschaftlichen Beobachtungen durchgeführt. Die Forscher sind überzeugt, dass die vorhandenen Daten die Grundlage für ein fundiertes Ressourcenmanagement bilden, auf die nur wenige Regionen der Erde zurückgreifen können. „Weil die Prozesse in der Ostsee besonders drastisch ablaufen, kann uns die Region im Guten wie im Schlechten Hinweise geben, wie wir auf die Herausforderungen der Zukunft reagieren sollten“, betont Reusch.

bb

Mikroalgen sind die neuen Hoffnungsträger der Bioökonomie. Sie sind nicht nur wichtige Sauerstoffproduzenten und eine alternative Proteinquelle, sondern auch vielversprechende Kandidaten zur Herstellung von Biosprit und neuen Materialien. Kieselalgen faszinieren Forscher darüber hinaus vor allem wegen ihrer Fähigkeit, aus dem anorganischen Material Silicat ungewöhnliche und hoch-filigrane Zellwände zu bilden.

Enzym Glucansynthase beeinflusst Energiespeicherung

Anhand der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum hat ein Team um Peter Kroth von der Universität Konstanz untersucht, wie die Energiespeicherung in der Alge, von den Chloroplasten bis hinein in bestimmte Zellorganellen der Pflanze, die sogenannten Vakuolen, erfolgt. Wie die Forscher im Fachjournal „PNAS“ berichten, konnten sie ein Enzym entschlüsseln, das die Photosynthese und damit die Energiespeicherung entscheidend beeinflusst. Im Rahmen der Studie untersuchten sie konkret, welch weitreichende Auswirkungen eine Hemmung der Speicherung von Kohlenhydraten auf die Photosynthese dieser Algen hat.

Energiespeicherung auf Umwegen

Anders als höhere Pflanzen, wo der Zucker durch Photosynthese direkt in den Chloroplasten hergestellt wird, erfolgt in Algen die Energiespeicherung über Umwege. Kieselalgen transportieren die Kohlenhydrate zunächst in die Vakuolen, wo sie bis zur Nutzung als sogenanntes Chrysolaminarin zwischengelagert werden.

Das Team um Peter Kroth konnte nun nachweisen, dass sich in der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum das Enzym Glucansynthase in der Vakuolen-Membran befindet, welche fortlaufend einzelne, einfache Kohlenhydratmoleküle in die Speicherorte, die Zellorganellen, pumpt und diese zu Molekülketten verbindet. Wie die Forscher berichten, werden diese Ketten wiederum von weiteren speziellen Enzymen mit Kohlenhydrat-Seitenketten versehen, so dass ein komplexes Speicher-Kohlenhydrat, das Chrysolaminarin, entsteht.

Zuckerrückstau behindert Photosynthese und Algenproduktion

Tests ergaben, dass ein Entzug des Enzyms Glucansynthase nicht nur zu einer verringerten Bildung des Speicherungsstoffes Chrysolaminarin, sondern auch zu einem Rückstau von Kohlenhydraten bis in die Chloroplasten führt. Dadurch wurde sowohl die Photosynthese-Leistung als auch das Wachstum der Algen gedrosselt. Selbst die eigentlich stabile Membran-Grundstruktur der Chloroplasten sei durch die fehlende Speichermöglichkeit des Zuckers in der Vakuole verändert worden, schreiben die Wissenschaftler. Ohne das Enzym konnte selbst eine Steigerung der Photosynthese-Leistung mittels erhöhter CO₂-Konzentration die Algenproduktion nicht automatisch steigern.

Die Erkenntnisse der Konstanzer Forscher zum Ablauf der Energiespeicherung könnten die biotechnologische Nutzung von Algen weiter vorantreiben.

bb

Phosphor ist ein lebenswichtiger Nährstoff für Menschen, Tiere und Pflanzen. Die Rückgewinnung des kostbaren Minerals wie etwa aus Klärschlamm ist eine Alternative zu den teuren Importen. Denn der Rohstoff ist knapp und die Abbaubedingungen im Ausland sind nicht selten problematisch. Forscher sind daher bundesweit dabei, neue heimische Phosphorquellen zu erschließen. Mit Hilfe einer neuartigen Technologie kann nun erstmals auch Hühnerkot als phosphorhaltige Nährstoffquelle genutzt werden. Die Anlage wurde von der Fachhochschule Münster gemeinsam mit der Firma Thiel in Löningen entwickelt und von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) mit insgesamt 250.000 Euro gefördert.

Branntkalk macht Hühnermist zu Dünger

Das Prinzip: Die Anlage hygienisiert Rückstände wie Hühnermist aber auch Gärreste aus Biogasanlagen und verwandelt diese Reststoffe in transportfähigen und phosphorhaltigen Dünger um. „Durch Zugabe von Branntkalk werden die schlammigen Rückstände in der Anlage entwässert und bei Bedarf gereinigt, sodass die Masse am Ende auch den Vorschriften entspricht und als Dünger oder Biogassubstrat genutzt werden kann“, sagt Christof Wetter von der FH Münster.

Die computergestützte Modellierung und Simulation von Prozessen ist vielerorts heute Standard. In der Biotechnologie werden derartige Computermodelle bisher eher selten genutzt. Sonja Berensmeier will das ändern. Die Münchner Biotechnologin nimmt sich dafür die Multitalente unter den Biomolekülen vor: die Peptide. Im Rahmen der Initiative "Nächste Generation biotechnologischer Verfahren - Biotechnologie 2020+" untersucht sie die Biomoleküle und deren Wechselwirkung mit verschiedenen Materialien. Mithilfe von Computermodellen will die Forscherin Peptide funktionalisieren und so für technische Anwendungen maßschneidern.

Computer-aided modelling and simulation of processes is standard in many places today. Such computer models are rarely used in biotechnology. Sonja Berensmeier wants to change that. The Munich biotechnologist is focusing on peptides, the multi-talented biomolecules. As part of the initiative "Next Generation of Biotechnological Processes - Biotechnology 2020+", she is investigating the biomolecules and their interactions with different materials. Using computer models, the researcher aims to functionalise peptides and tailor them for technical applications.

Fäden aus Spinnenseide sind bisher das belastbarste Biomaterial der Welt. Es ist nicht nur stärker als Stahl, sondern besitzt gleichfalls antibakterielle Eigenschaften, was sie für medizinische Anwendungen wie Brustimplantatbeschichtungen interessant macht. Nun haben Forscher ein biologisch abbaubares Material entwickelt, das sogar noch stärker als Spinnenseide ist. Bei dem ultrastarken Biofaden handelt es sich um Nanofasern aus Cellulose - einem Hauptbestandteil von Holz und anderen Pflanzen.

Steifer und zugfester als Spinnenseidefäden

Die nunmehr stärkste Biofaser der Welt wurde unter Leitung schwedischer Forscher von der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) Stockholm an der Röntgenlichtquelle PETRA III am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY gemeinsam mit dem schwedischen Forschungsinstitut RISE Bioeconomy, der Stanford-Universität und  der Universität von Michigan hergestellt. „Die von uns hergestellten biobasierten Nanocellulosefäden sind achtmal steifer und einige Male zugfester als die Abseilfäden aus natürlicher Spinnenseide. Es ist auch stärker als Stahl und alle anderen Metalle oder Legierungen sowie als Fiberglas und die meisten anderen synthetischen Materialien“, betont Söderberg. Der Stockholmer Wissenschaftler ist überzeugt, dass es ein vergleichbares biobasiertes Material nicht gibt. Wie das Team um Söderburg im Fachjournal „ACS Nano“ berichtet, besitzt die Cellulose-Nanofaser eine Biegesteifigkeit von 86 Gigapascal und eine Zugfestigkeit von 1,57 Gigapascal. 

Leichte Kunststoffalternative für Medizin und Bauteile

Ähnlich wie Spinnenseidefäden haben die künstlich hergestellten Holzfasern auch das Potenzial in der Medizin eingesetzt zu werden, da Cellulose vom Körper nicht abgestoßen wird. Die Faser ist zudem sehr leicht und deshalb eine umweltfreundliche Kunststoffalternative zur Herstellung von Auto- und Flugzeugteilen oder Möbeln. „Aus dem neuen Material lassen sich im Prinzip biologisch abbaubare Bauteile entwickeln“, ergänzt Stephan Roth, DESY-Wissenschaftler und Leiter der dortigen Mikro- und Nanofokus-Messstation P03, an der die ultrastarken Fäden gesponnen wurden.

Herkömmliche Cellulose-Nanofasern wurden dabei in Wasser durch einen dünnen, nur einen Millimeter breiten Kanal in einem Stahlblock geschickt, wo über zwei seitliche Zuflüsse, entionisertes Wasser sowie Wasser mit niedrigem pH-Wert einflossen. Dadurch wurde der Strom der Nanofasern zusammengepresst und beschleunigt. Diese sogenannte hydrodynamische Fokussierung sorgte dafür, dass sich die Nanofasern ausrichteten und sich selbstständig, ganz ohne Klebstoff und andere Zutaten, zu einem Faden zusammenlegten.

Ultrastarke Fasern dank Röntgenlicht

Mithilfe von DESY`s Röntgenlichtquelle konnten die Forscher die Herstellung der Fasern beobachten und optimieren. So gelang es ihnen, vor allem die besonderen mechanischen Eigenschaften der Nanofasern auf ein makroskopisches Material zu übertragen und das Verfahren alltagstauglich zu machen. „Das Röntgenlicht erlaubt uns, die detaillierte Struktur des Fadens zu analysieren, während er entsteht. Das schließt sowohl die Materialstruktur ein als auch die hierarchische Ordnung in den superstarken Fasern“, erläutert Roth. Dem Forscher zufolge konnten so Fäden von bis zu 15 Mikrometern Dicke und mehreren Metern Länge hergestellt werden.

Nanofasern bereit für Makroanforderungen

Die neue Methode ahmt dabei die Fähigkeit der Natur nach, Cellulose-Nanofasern zu nahezu perfekten makroskopischen Anordnungen zu arrangieren, wie es bei Holz der Fall ist. Die Forscher haben damit den Weg bereitet, Nanomaterialien künftig auch für die Herstellung größerer Werkstücke zu nutzen, ohne dass Zugfestigkeit und mechanische Belastbarkeit der Nanofasern leiden.

bb

At DESY's X-ray light source PETRA III in Hamburg, a team led by Swedish researchers has produced the strongest bio-material that has ever been made. The artifical, but bio-degradable cellulose fibres are stronger than steel and even dragline spider silk, which had been considered the strongest bio-based material thus far. The team headed by Daniel Söderberg from the KTH Royal Institute of Technology in Stockholm reports the work in the journal ACS Nano of the American Chemical Society.

New production method transfers unique properties

The ultrastrong material is made of cellulose nanofibres (CNF), the essential building blocks of wood and other plant life. Using a novel production method, the researchers have successfully transferred the unique mechanical properties of these nanofibres to a macroscopic, lightweight material that could be used as an eco-friendly alternative for plastic in airplanes, cars, furniture and other products. “Our new material even has potential for biomedicine since cellulose is not rejected by your body”, explains Söderberg.

Aligning fibres via hydrodynamic focussing

The scientists started with commercially available cellulose nanofibres that are just two to five nanometres in diameter and up to 700 nanometres long. The nanofibres were suspended in water and fed into a small channel, just one millimetre wide and milled in steel. Through two pairs of perpendicular inflows additional deionized water and water with a low pH-value entered the channel from the sides, squeezing the stream of nanofibres together and accelerating it. This process, called hydrodynamic focussing, helped to align the nanofibres in the right direction as well as their self-organisation into a well-packed macroscopic thread. No glue or any other component is needed, the nanofibres assemble into a tight thread held together by supramolecular forces between the nanofibres.

Threads are up to several metres long

With the bright X-rays from PETRA III the scientists could follow and optimise the process. “The X-rays allow us to analyse the detailed structure of the thread as it forms as well as the material structure and hierarchical order in the super strong fibres,” explains co-author Stephan Roth from DESY, head of the Micro- and Nanofocus X-ray Scattering Beamline P03 where the threads were spun. “We made threads up to 15 micrometres thick and several metres in length.”

New bio-degradable components possible

Measurements showed a tensile stiffness of 86 gigapascals (GPa) for the material and a tensile strength of 1.57 GPa. “The bio-based nanocellulose fibres fabricated here are 8 times stiffer and have strengths higher than natural dragline spider silk fibres,” says Söderberg. “If you are looking for a bio-based material, there is nothing quite like it. And it is also stronger than steel and any other metal or alloy as well as glass fibres and most other synthetic materials.” The artificial cellulose fibres can be woven into a fabric to create materials for various applications. The researchers estimate that the production costs of the new material can compete with those of strong synthetic fabrics. “The new material can in principle be used to create bio-degradable components,” adds Roth.

jmr

Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Hefen sind die Leistungsträger bei der biotechnologischen Herstellung von Chemikalien, Aromastoffen oder Medikamenten. Dennoch decken sie nur einen geringen Teil der bekannten Mikroorganismen ab. Die mikrobiellen Helfer werden in der Industrie derzeit aber fast ausschließlich in Reinkultur verwendet, was deren Einsatzmöglichkeiten begrenzt. Forscher in Deutschland wollen daher das Potenzial von mikrobiellen Mischkulturen für die Biotechnologie näher erforschen. Die Entwicklung eines entsprechender Verfahren steht daher im Fokus des neuen Schwerpunktprogramms „InterZell“, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ab 2019 eingerichtet wird. Koordinator des überregionalen Forschungsverbunds ist Ralf Takors vom Institut für Bioverfahrenstechnik der Universität Stuttgart.

Enormes Potenzial für neue Produkte

Die heutigen Methoden der Synthetischen Biologie bieten nach Ansicht der Stuttgarter Forscher neue Möglichkeiten, ganze biologische Konsortien so zu konstruieren, dass diese nur als Mischkultur die Herstellung eines Zielproduktes optimal übernehmen können. Um neue Bioprozesse dafür zu entwickeln, wollen die Forscher zunächst verstehen, wie das Wechselspiel zwischen den produzierenden Zellen und den teilweisen harschen, realen Produktionsbedingungen funktioniert, um Prozesse vorhersagen und optimieren zu können.

Mischkultur als neues mikrobielles Produktionsverfahren etablieren

Im Ergebnis will das InterZell-Team die synthetische Mischkultur als neues mikrobielles Produktionsverfahren etablieren und erreichen, dass die Ergebnisse der Forschung ohne Leistungsverlust aus dem Labor in den technischen Produktionsmaßstab übertragen werden können.

bb

Mit geschätzten 2,65 Millionen Hektar (ha) war die Anbaufläche für nachwachsende Rohstoffe in Deutschland 2017 etwas niedriger als 2016. 2004 wurde erstmals der Umfang von 1 Millionen und 2007 von 2 Millionen ha erreicht. Seitdem stagniert das Wachstum. Mitte Mai hat nun die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) die aktuellen Jahreszahlen vorgestellt. Danach dominieren Energiepflanzen für Biogasanlagen mit fast 1,4 Millionen ha noch immer die Ackerflächen. Darauf werden zu zwei Dritteln Mais angebaut.

Bienenfreundlicher Korbblüter erobert die Äcker 

Dagegen hat sich die Anbaufläche für die Durchwachsene Silphie mit 1.900 ha verdoppelt. Der Korbblüher gilt als bienenfreundlich und kann bis zu zehn Jahre auf dem Feld verbleiben. Der zweitgrößte Anteil der Anbaufläche für nachwachsende Rohstoffe sind Pflanzen für die Biokraftstoffherstellung. Auf insgesamt etwa 960.000 ha wuchsen überwiegend Raps, Getreide und Zuckerrüben. Bei der Herstellung von Biokraftstoffen fallen zudem Koppelprodukte an, die als Futtermittel vor allem Soja-Importe reduzieren. 

Industriepflanzen weiter auf niedrigem Niveau

Der heimische Anbau zur Gewinnung von Industrierohstoffen ist mit Abstand der kleinste Bereich. Mit 300.000 ha bleibt der Anbau stabil auf niedrigem Niveau. Hier dominieren Rapsöl für technische Zwecke mit rund 131.000 ha sowie Industriestärke wie Weizen, Körnermais und Kartoffeln mit 128.000 ha. Zuckerrüben für Industriezucker wuchsen beispielsweise auf 15.000 ha und Arznei- und Färbepflanzen auf etwa 12.000 ha.

Enzyme sind seit Langem die unsichtbaren Stars der Biotechnologie und wichtige Leistungsträger der biobasierten Wirtschaft. Damit die Biokatalysatoren die gewünschte Reaktionen in Gang setzen, müssen im Bioreaktor jedoch optimale Bedingungen herrschen. Biochemikerin Jennifer Andexer ist dabei, Funktionsweisen und Vorlieben von Enzymen zu erkunden, damit die vielseitigen Proteinmoleküle noch effizienter genutzt werden können. Dabei konzentriert sich die Freiburger Forscherin auf Coenzyme, Faktoren welche bestimmen, wie Enzyme funktionieren. Für ihre wegweisende Enzymforschung wurde sie 2016 mit dem Heinz Maier-Leibnitz-Preis geehrt. Im gleichen Jahr konnte sie einen mit 1,5 Mio. Euro dotierten Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) einwerben, um ihre Arbeit fortzusetzen.

Honig ist ein bekanntes Hausmittel bei Erkältung und Husten. So scheint es auf den ersten Blick nachvollziehbar, dass auch die Luft im Bienenstock heilende Kräfte haben kann. Vor allem bei Migräne, Infektanfälligkeit, Neurodermitis und Depressionen soll eine Therapie mit Bienenstockluft Wirkung zeigen. Noch gibt es allerdings keine wissenschaftlichen Beweise für diese ungewöhnliche Gesundheitstherapie, die in den vergangenen Jahren immer beliebter geworden ist. Chemiker der Technischen Universität Dresden sind nun dabei, das therapeutische Potenzial der sogenannten Stockluft zu untersuchen.

Therapie mit Bienenstockluft hinterfragt

Bei der Bienenstocklufttherapie sitzt der Patient im Freien oder in einem kleinen Holzhaus und inhaliert die 35 Grad warme, sehr feuchte Luft des Bienenstocks über eine Inhalationsmaske. Dabei gelangt die Luft über einen Ventilator aus dem Bienenstock in den Schlauch, der an die Maske angeschlossen ist. Ein Filter sorgt dafür, dass weder Bienen noch Pollen in den Schlauch gelangen und eingeatmet werden. „Es ist noch ungeklärt, inwieweit die eigentliche Therapie oder die Umgebung dem Patienten gut tun. Wie viel positiven Einfluss die Ruhe und Ausgeglichenheit auf dem Land haben, wo die Therapie stattfindet, oder das ruhige Einatmen – und welchen Anteil die Inhaltsstoffe der Bienenstockluft selbst zur Therapie beisteuern, bedarf noch eingehender Untersuchungen“, erläutert Karl Speer von der Fakultät für Chemie und Lebensmittelchemie.

Luftproben aus Bienenstöcken entnommen

Im Rahmen ihrer Untersuchung nahm das Team um Speer Luftproben aus zwei Bienenstöcken und analysierten deren chemische Zusammensetzung. Die Bienenstöcke wurden dafür so präpariert, dass fremde Aromastoffe nicht eindringen und nur die reinen natürlichen Komponenten gemessen werden konnten.  Dafür wurden beispielsweise geruchsloses Teflon und Kupfer für Schläuche und Gehäuse der Messinstrumente verwendet. Mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie gelang es den Forschern das Gasgemisch aus dem Bienenstock in einzelne Substanzen aufzuteilen und diese speziell definierten Verbindungen zuzuordnen. Als Kontrollproben verwendeten sie die Umgebungsluft um den Bienenstock.

Gesunde Stoffe aus Bienenwachs und Bienenharz

Im Ergebnis konnten die Dresdner Chemiker 50 verschiedene Substanzen in der Bienenstockluft identifizieren, denen heilende Kräfte zugeschrieben werden. Anders als erwartet, stammten diese Verbindungen aber überwiegend aus Bienenharz („Propolis“) und Bienenwachs und nicht aus dem Honig in den Waben. Der goldene Nektar war demnach nur in geringem Maße für die gesunden Inhaltsstoffe der Bienenstockluft verantwortlich. In einem nächsten Schritt will das Team um Speer nicht nur die identifizierten Verbindungen quantifizieren, sondern auch die bei der Bienenstocklufttherapie eingesetzten Geräte unter die Lupe nehmen.

bb

Baggerseen sind die häufigsten Gewässertypen Deutschlands und vielerorts vor allem beliebte Naherholungsorte. Wo einst Kies, Sand oder Braunkohle abgebaut wurde, tummeln sich heute Badelustige, Wassersportler und Angler. Bisher bieten die Meisten dieser künstlich angelegten Seen allerdings Tieren kaum einen Lebensraum. Der Grund: Im Vergleich zu natürlichen Gewässern fehlt es dort sowohl im Wasser als auch am Ufer an Pflanzen oder Wurzeln, die Tieren den notwenigen Unterschlupf bieten.

Artenfielfalt an Baggerseen fördern

Forscher vom Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), der Technischen Universität Berlin und des Anglerverbands Niedersachsen e.V. (AVN) wollen die kleinen Gewässer daher ökologisch aufwerten. Im Rahmen des Verbundprojektes Baggersee sollen durch gezielte Maßnahmen die Artenvielfalt und die Attraktivität der Baggerseen für Angler und Erholungssuchende gefördert werden. „Das Projekt zielt auf die Vereinbarkeit von Schutz und anglerischer Nutzung der Seen. Wir wollen untersuchen, ob von solchen einfachen strukturverbessernden Maßnahmen sowohl der erholungssuchende Mensch als auch der Artenschutz profitieren kann", erklärt Biologe Thomas Klefoth vom AVN.

Larven, Krebse und Fische mit Totholz anlocken

Um Baggerseen ökologisch aufzuwerten wurden in den vergangenen zwei Jahren 100 Bündel Totholz in insgesamt acht künstlichen Gewässern versenkt und mit Kies gefüllten Jutesäcken beschwert, damit sie im See versinken. Die Säcke werden sich innerhalb von zwei Jahren vollständig zersetzen. Das tote Holz soll jedoch in den Gewässern dazu beitragen, dass Libellenlarven und Krebse, Jungfische und andere wirbellose Tiere Schutz und Nahrung finden und sich ansiedeln. In vier der acht Seen wurden zudem die steilen Uferzonen zu Flachwasserzonen umgewandelt, damit sich Wasserpflanzen ansiedeln und von den Tieren zur Eiablage genutzt werden können.

Besetzfische mit Transpondern markiert

Damit die Forscher das bestmögliche Verfahren zur Aufwertung von Baggerseen ermitteln können, werden die Effekte der verschiedenen Maßnahmen mit dem traditionellen Fischbesatz verglichen. Dafür wurden Fische mit kleinen Transpondern markiert und diese in vier weiteren Baggerseen ausgesetzt. Mithilfe der Markierung kann das Projektteam bei den nun folgenden Probenahmen feststellen, ob es sich um besetzte oder die ursprünglichen Fische handelt und ob sich das Vorkommen der Fische zwischen den Vergleichsgewässern und denen mit Totholzeintrag unterscheidet.

Offizielles Projekt der UN-Dekade Biologische Vielfalt

Das Verbundprojekt Baggersee wird von 2016 bis 2022 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms Forschung für Nachhaltige Entwicklungen (FONA) sowie durch das Bundesamt für Naturschutz mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) gefördert. An der ökologischen Umgestaltung der künstlichen Seen sind neben den Berliner Forschern etwa 160 ehrenamtliche Helfer von Anglervereinen beteiligt. Mitte Mai wurde das Vorhaben als offizielles Projekt der UN-Dekade Biologische Vielfalt ausgezeichnet.

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• Das Widerspruchsrecht gegen die Datenverarbeitung (Art. 21 EU-DS-GVO),
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Hemdsärmelig, voller innovativer Ideen und absolut überzeugt von Nutzen und Notwendigkeit einer nachhaltigen und biobasierten Industrie – dafür steht Uwe D’Agnone. Der 53-jährige Tüftler und Geschäftsführer von Creapaper hat sich der nachhaltigen, ressourcenschonenden Verwendung von Rohmaterialien in der Papierindustrie verschrieben.

Für den gelernten Kaufmann mit Bürositz in Hennef nahe Bonn ist eine ökologische Industrie jedoch nicht nur der neueste Trend, sondern vielmehr eine Lebenseinstellung und Notwendigkeit: „Mein Frau und ich sind begeisterte Hobbytaucher. Leider bekommen wir dadurch auch hautnah mit, wie die Ozeane immer mehr verschmutzt und Korallenriffe zerstört werden“, so D’Agnone.

Und auch beruflich kam er schon früh mit umweltschonenden Prozessen in Berührung: „Das Thema Nachhaltigkeit hat mich schon während meiner Ausbildung in einer Druckerei interessiert und begleitet.“ Bereits kurz nach der Ausbildung hat er sich in der Druckberatung selbstständig gemacht, um eigene Ideen zum Thema Nachhaltigkeit in der Druck- und Papierindustrie zu entwickeln und zu realisieren.

Alternativer Rohstoff für Papier

Vor etwa sechs Jahren dann habe er sich erstmals ernsthaft über einen alternativen Rohstoff für die Papierproduktion Gedanken gemacht und schließlich auch das Unternehmen CREAPAPER gegründet. „Der schwierigste Schritt in der herkömmlichen Papierherstellung ist, die Holzfasern vom Lignin zu trennen. Hierfür wird enorm viel Chemie, Energie und Wasser benötigt.“ Je höher eine Pflanze wächst, umso mehr Lignin enthält sie. Also habe er sich nach niedrigwachsendem Material umgeschaut. „Wir verwenden getrocknetes Gras, also Heu, damit wir ganzjährig produzieren können“, erklärt D’Agnone.

Während man für eine Tonne Zellstoff aus Holz etwa 6.000 Liter Wasser und 5.000 Kilowattstunden Energie verbraucht, benötigt man für dieselbe Menge Zellstoff aus Gras nur etwa zwei Liter Wasser und 137 Kilowattstunden. „Um aus Gras Papier zu gewinnen, genügt ein rein mechanischer Prozess – die luftgetrockneten Fasern werden gereinigt, auf Faserlänge geschnitten, zermahlen und pelletiert“, sagt D’Agnone.

Damit spart er in der Herstellung von Graspapier gegenüber herkömmlichen Papier oder Altpapier enorme Mengen an CO₂-Emissionen ein. Und auch preislich ist die Grasfaser mehr als 40% günstiger. Je nach Produkt verwendet D’Agnone in der Herstellung inzwischen bis zu 51% Graspellets. Und obwohl es technisch möglich wäre, weiß gestrichenes Graspapier herzustellen, bevorzugen die meisten Kunden die hellbraun-hellgrüne Färbung, sodass die nachhaltige Herkunft ihres Produktes eindeutig zu erkennbar bleibt.

Mehrfach ausgezeichnete Idee

Tatsächlich müssen sich weder das Produkt noch seine Herkunft verstecken: schließlich wurde der Gras-Karton aufgrund seines Nachhaltigkeitsaspektes im Jahr 2015 für den Deutschen Verpackungspreis nominiert. Und im Jahr 2016 gewann Creapaper in der Kategorie Start-up sogar den StartGreen Award für die Entwicklung des grasbasierten Ersatzrohstoffes für die Papierherstellung. 2018 erhielt der nachhaltige Verpackungsansatz zudem den KfW-Award. Außerdem zeichnete das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) die Creapaper GmbH mit dem deutschen Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU) aus.