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The search for new active ingredients for the production of antibiotics is going strong. A promising source is the sea. Many microorganisms that have the potential to produce antibiotics settle here. With the marine phylum Planctomycetes, an international team of researchers has now identified a new source of active substances. Initial analyses suggest that these microorganisms, which have so far received little attention, are actually able to produce antibiotics. The study, which was carried out by a team led by Christian Jogler from the Friedrich Schiller University in Jena, was published in the journal Nature Microbiology.

Complex lifestyles promote bacterial antibiotic production

Many antibiotics are natural substances produced by microbes. But this ability is different among bacteria. "Talented producers are primarily microorganisms with complex lifestyles, an unusual cell biology and large genomes," explains microbiologist Christian Jogler. "Such organisms produce antibiotic compounds and deploy them in the fight against other bacteria for nutrients and habitats."

79 new planctomycetes in pure culture

Planctomycetes were known to compete with other communities for habitat and nutrients. The team around Jogler therefore used diving robots and divers to search for potential antibiotic producers at ten locations in the sea - and found what they were looking for. From the samples, the scientists were able to create pure cultures of 79 new planctomycetes. "These pure cultures together represent 31 new genera and 65 new species," adds Sandra Wiegand, first author of the study. In the laboratory, the new pure cultures were functionally characterized using bioinformatic and microscopic methods for the first time and subjected to an active substance screening.

Cell division in Planctomycetes is different

"The results of these analyses show that the newly obtained Planctomycetes have extraordinarily complex lifestyles and have the potential to produce new antibiotics," said Wiegand. Some of Wiegand's bioinformatic analyses have already been experimentally confirmed in the current study. The cell biology of the isolated Planctomycetes showed that they divide in a different way from "all other important pathogenic bacteria" and that the mechanism of cell division is also different. With the study, the researchers show in particular that even supposedly "non-cultivable" bacteria can be obtained and characterized in pure culture.

The researchers are convinced that many aspects of their work can be transferred to other potential antibiotic producers. "Hypothesis-driven cultivation and holistic characterisation are essential for discovering something really new and opening up new therapeutic avenues," stresses Jogler. In addition to German researchers, scientists from Norway, the Netherlands, Portugal, Spain and the USA participated in the study.

bb/um

„Die Synthetische Biologie hat in Deutschland einen schweren Stand“, sagt Nicolas Krink von der Deutschen Gesellschaft für Synthetische Biology (GASB). Gegenüber bioökonomie.de zeigte er sich aber zuversichtlich, dass sich das aktuell ändert: „Wir haben sehr dafür geworben, dass die neue Branchenmesse Synbio Markets nach Berlin kommt – und nicht nach Paris oder Kopenhagen.“ Beim Veranstalter Bio Market Insight traf Krink auf offene Ohren, denn die Premiere der Synbio Markets fand Mitte November tatsächlich in Berlin statt. An zwei Tagen konnten die rund 200 Besucher im ewerk in Berlin-Mitte jeden treffen, der in der Synthetischen Biologie Rang und Namen hat.

Internationale Experten in Berlin versammelt

Sowohl die Sprecher als auch die Teilnehmer kamen aus der ganzen Welt – von den USA und Kanada über die Niederlande, Frankreich und Dänemark bis hin zu Japan. Aus den USA waren die Branchenführer Twist Bioscience und Ginkgo Bioscience mit ihrer Chefin Emily Leproust beziehungsweise dem Leiter der Geschäftsentwicklung Jess Leber vor Ort. In Deutschland mangelt es noch an Firmen, die sich selbstbewusst als „Synbio“-Unternehmen bezeichnen. Eines davon ist AMSilk aus Martinsried. Unternehmenschef Jens Klein stellte in Berlin ein gemeinsam mit dem Flugzeugbauer Airbus initiiertes Projekt zur Nutzung von Biotech-Spinnenseide als Zukunftsmaterial vor.

Vegane Alternativen zu Fleisch im Trend

Vertreter von Leaps by Bayer, der Innovationseinheit des deutschen Chemie- und Pharmakonzerns Bayer, sprachen bei der Konferenz über ihre Anstrengungen, neue Erfolgskennzahlen für Biotech-Investments zu entwickeln. Der finanzielle Erfolg sei das eine, aber auch die nachhaltige Umgestaltung eines Industriesektors wäre ein denkbarer Erfolgsparameter. Bayer arbeitet bei diesem Projekt zum Beispiel mit dem Beratungsunternehmen Happiness Research Institute in Kopenhagen (Dänemark) zusammen.

Als alles andere als zukunftsfähig betrachtete ein Großteil der Teilnehmer die Viehwirtschaft. Egal ob Fleisch, Milch oder Leder – weltweit tüfteln Forscher und Entwickler nach veganen Alternativen. In Berlin bekräftigte zum Beispiel Gary Lin, ein in Deutschland tätiger US-Unternehmer, dass sein Investmentvehikel Purple Orange Ventures ausschließlich im Bereich Tierersatzlebensmittel investiert. Im Portfolio ist zum Beispiel Wild Earth, ein Entwickler von pflanzenbasiertem Hundefutter. Das Schlagwort der Stunde ist dabei „clean“. Nur wer seinem Hund Futter von Wild Earth gibt, dürfe ein reines Gewissen haben, so die Verkaufsstrategie.

Nachhaltigkeit der Produkte in den Vordergrund rücken

Auch für Shara Ticku von der US-Firma C16 Biosciences ist die Kundenansprache entscheidend: „Biotechnologie und insbesondere Synthetische Biologie klingt für die Öffentlichkeit irgendwie unnatürlich.“ Auch wenn der Begriff „Natürlichkeit“ äußerst schwammig ist, sind Produkte mit solch einer Bezeichnung aktuell gefragt. „Somit ist die Herausforderung für unsere Branche, die Öffentlichkeit davon zu überzeugen, dass unsere Produkte noch besser sind. Nachhaltigkeit und das reine Gewissen sind hier mögliche Angriffspunkte“, so Ticku weiter. C16 Biosciences hat sich auf die Fahnen geschrieben, Palmölinhaltsstoffe im Labor herzustellen. Das könnte das weitere Abholzen des Regenwalds für neue Palmölplantagen verlangsamen, hofft die Jungunternehmerin.

Für Krink zeigt die Veranstaltung „deutlich das wirtschaftliche Potenzial der Synthetischen Biologie“. Allerdings fiel auch dem Vorstandsmitglied des GASB auf, dass Teilnehmer aus Deutschland unterrepräsentiert waren: „Die Synbio Markets hat uns in Deutschland wieder einmal bewusst gemacht, wie viel wir noch aufzuholen haben. Die nächste große wirtschaftliche Revolution läuft – und Deutschland ist in der Zuschauerrolle.“

„Der aktuelle Green Startup Monitor des Borderstep Instituts hat es wieder bestätigt: 6.000 grüne Start-ups und damit 26% aller innovativen Gründungen in Deutschland zeigen, dass die grüne Gründerszene mittlerweile zu den wirtschaftlich bedeutendsten Bereichen des deutschen Gründungsökosystems zählt und ein Motor für Umwelt- und Klimaschutz ist“, erklärt Klaus Fichter, Leiter des StartGreen Awards und Direktor des Borderstep Instituts für Innovation und Nachhaltigkeit. Der vom Borderstep Institut initiierte Preis steht unter der Schirmherrschaft von Bundesumweltministerin Svenja Schulze. Mit dem Preis werden Gründungskonzepte, Start-ups und junge Unternehmen geehrt, die mit ihren innovativen Ideen einen Beitrag zu Nachhaltigkeit und Klimaschutz leisten. Neben Preisgeldern von insgesamt 60.000 Euro steht das Netzwerken der Preisträger innerhalb der Gründer-Commmunity jedoch im Fokus der Förderung. Nun wurde der Preis zum fünften Mal verliehen.

Preis in vier Kategorien verliehen

Auch die Zahl der Teilnehmer, die sich um den diesjährigen StartGreen Award bewarben, sind für Klaus Fichter ein deutliches Zeichen, wie gut sich die grüne Gründerszene in Deutschland entwickelt. 250 Bewerber traten beim Wettstreit an. Die Gründer-Community selbst hatte in den vergangenen Monaten online über die Favoriten abgestimmt. Im Rahmen der Gründerwoche wurde der Preis nun am 20. November in Berlin an die Besten verliehen – und zwar in vier Kategorien.

Sieger in der Sparte Gründungskonzepte wurde LignoPure. Das Hamburger Start-up überzeugte mit seinen Produkten auf Basis des Biopolymers Lignin. In der Rubrik Start-up punktete sustainabill aus Köln mit seiner Cloudplattform für transparente Lieferketten. Den Sieg in der Kategorie Future Mobility konnte E-Lyte Innovations aus Münster mit maßgeschneiderten Elektrolyten für Energiespeichersysteme sichern. Auf dem Feld der Circular Economy war es das Berliner Start-up circular.fashion, das mit einer digitalen Lösung für eine Kreislaufwirtschaft in der Textilindustrie den Hauptpreis gewann.

Erneut Schülerfirmen ausgezeichnet

Mit dem StartGreen@School Award wurde zum zweiten Mal in Folge auch der Start-up-Nachwuchs für seine grünen Ideen geehrt. Drei Schülerfirmen aus Berlin, Brandenburg und Nordrhein-Westfalen haben haben hier mit Themen wie der nachhaltigen Gestaltung des Schulalltags, die biologische Vielfalt schulisch erlebbar machen und der Förderung nachhaltigen Verbraucherverhaltens das Rennen gemacht. Sie wurden dafür mit Preisgeldern bis zu 1.500 Euro ausgezeichnet. „Mit unserem Projekt StartGreen@School wollen wir jungen Leuten zeigen, wie sie sich ganz aktiv für Klimaschutz und Nachhaltigkeit einsetzen und ihren Protest gegen politische Tatenlosigkeit in unternehmerisches Handeln verwandeln können“, sagte der Organisator des Preises, Alexander Schabel, und betonte: „Viele Schulen haben inzwischen erkannt, welches Potenzial grüne Schülerfirmen für die Berufsorientierung bieten. Dabei wollen wir sie mit unserem Wettbewerb öffentlich unterstützen.“

Halbfinalisten überzeugen auch auf internationaler Bühne

Eine weitere Würdigung gab es im Vorfeld der Preisverleihung für die SINN Power aus München, kaputt.de aus Berlin und sustainabill aus Köln. Die drei jungen Unternehmen hatten beim Halbfinale des StartGreen Awards in der Kategorie Start-up gesiegt und durften Deutschland beim Finale der Cleantech Open Ideas Challenge in Los Angeles vertreten. Beim internationalen Wettstreit konnte SINN Power sich den Hauptpreis mit der Stromerzeugung aus Meereswellen sichern, und Kaputt.de kam auf Platz zwei mit seinem Reparatur-Marktplatz für Elektrogeräte.

Nirgendwo in Europa gibt es so viele Verpackungsabfälle wie hierzulande. Mit 230 Kilogramm Verpackungsmüll pro Einwohner im Jahr 2017 ist Deutschland Spitzenreiter. Um vor allem den Einsatz von Plastikverpackungen zu reduzieren, sind innovative Lösungen gefragt. Hier setzt das Verbundprojekt „Innoredux" an, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 1,5 Mio. Euro unterstützt wird. Unter Leitung von Frieder Rubik erproben Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft und Kommunen innovative Geschäftsmodelle, um Plastikmüll zu mindern. Mit dem Ziel einer nachhaltigkeitsorientierten Verpackungsoptimierung werden dafür neue Konzepte in einem sogenannten Reallabor getestet.

No other country in Europe produces as much packaging waste: With 230 kilograms per inhabitant in 2017, Germany is the front-runner. Innovative solutions are needed to reduce the use of plastic packaging in particular. This is where the "Innoredux" joint project comes in, supported by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) with EUR 1.5 million. Under the leadership of Frieder Rubik, partners from science, industry and municipalities are testing innovative business models to reduce plastic waste. With the aim of sustainability-oriented packaging optimization, new concepts will be tested in a so-called living laboratory.

Im Wasser ist Kohlendioxid oft wenig verfügbar. Manche Wasserpflanzen haben deshalb Schwierigkeiten, ihren Bedarf an Kohlenstoff auf dem für Landpflanzen normalen Weg der Photosynthese mittels Kohlendioxid zu decken. Sie verwenden Hydrogencarbonat als Ergänzung oder Alternative für die Photosynthesereaktion. Ökologen der Universität Duisburg-Essen haben nun festgestellt, dass sich die Verbreitung dieser beiden Pflanzengruppen zugunsten der Nutzer von Hydrogencarbonat verändert.

Geologie einflussreicher als Klima

Im Fachjournal „Science“ berichten die Wissenschaftler von ihrer Analyse zahlreicher Süßwasserökosysteme. Dabei konnten sie feststellen, dass die Verfügbarkeit von Kohlendioxid und Hydrogencarbonat maßgeblich bestimmt, welche Pflanzengemeinschaften in einem Süßwasserökosystem wachsen. Anders als bei Landpflanzen sind demnach generell nicht klimatische Faktoren wie Temperatur und Niederschlag ausschlaggebend, sondern die Geochemie der Wassergebiete.

Ausnahme Fließgewässer

„Die Verteilung von Wasserpflanzen in Seen wird weltweit durch die Geochemie der Gewässer bestimmt“, erläutert Umweltwissenschaftler Sebastian Birk von der Universität Duisburg-Essen. „Je mehr Hydrogenkarbonat im Wasser ist, desto mehr Hydrogenkarbonat-Nutzer gibt es unter den Wasserpflanzen.“ Eine Ausnahme bilden allerdings Fließgewässer – mutmaßlich, weil das Kohlendioxid infolge der Fließbewegung immer wieder neu angereichert wird.

Zunahme basischer Wasserlebensräume

Die Forscher haben jedoch auch beobachtet, dass der Anteil weniger saurer Gewässer – die reicher an basischem Hydrogencarbonat als an saurem Kohlendioxid sind – zugenommen hat. Damit einher geht eine Zunahme der Hydrogencarbonat-Pflanzen, was die jeweiligen Süßwasserökosysteme verändert. Und mit dem Schwund der Kohlendioxid-Pflanzen verschwinden auch andere Arten, die diese als Lebensraum benötigen.

Menschliche Einflüsse verantwortlich

Natürlicherweise ist Wasser im Umfeld basischen Gesteins reich an Hydrogencarbonat. Doch auch der Einsatz von Dünger und Kalk sowie das Abholzen von Wäldern führt dazu, dass sich Hydrogencarbonat im Wasser anreichert. In diesen menschlichen Einflüssen sieht Birk die Erklärung für die beobachteten Veränderungen: „Dadurch werden wahrscheinlich die Wasserpflanzen, die Hydrogencarbonat nicht nutzen können, weiter verdrängt und damit auch die speziellen Lebensräume, die sie bilden.“

Carbon dioxide is rarely readily available in water. Some aquatic plants therefore find it difficult to meet their carbon requirements by photosynthesis using carbon dioxide - the normal method for land plants. They use hydrogen carbonate as a supplement or alternative for the photosynthesis reaction. Ecologists at the University of Duisburg-Essen have now discovered that the distribution of these two plant groups is changing in favor of hydrogen carbonate users.

Geology more influential than climate

In the scientific journal "Science", the researchers report on their analysis of numerous freshwater ecosystems. They found that the availability of carbon dioxide and hydrogen carbonate is a decisive factor in determining which plant communities grow in a freshwater ecosystem. In contrast to land plants, climatic factors such as temperature and precipitation are generally not the decisive factors, but rather the geochemistry of the water areas.

Exception: water streams

"The distribution of aquatic plants in lakes is determined worldwide by the geochemistry of water bodies," explains environmental scientist Sebastian Birk of the University of Duisburg-Essen. "The more hydrogen carbonate there is in the water, the more hydrogen carbonate users there are among the aquatic plants." One exception, however, is running water - presumably because the carbon dioxide is constantly being recharged as a result of the water flow.

Increase in basic aquatic habitats

However, researchers have also observed that the proportion of less acidic waters - richer in basic hydrogen carbonate than in acidic carbon dioxide - has increased. This is accompanied by an increase in hydrogen carbonate-using plants, which changes the respective freshwater ecosystems. And with the loss of carbon dioxide plants, other species that need them as habitats are also disappearing.

Human influence responsible

Naturally, water in the environment of alkaline rock is rich in hydrogen carbonate. But the use of fertilizer and lime as well as deforestation also leads to hydrogen carbonate accumulating in the water. Birk sees these human influences as the explanation for the observed changes: " As a result, the aquatic plants that cannot use hydrogen carbonate will probably be further displaced and with them the special habitats that they form."

bl/um

Ob Trockenheit oder Überdüngung: Es gibt zahlreiche Umweltfaktoren, die Pflanzen unter Stress setzen. In solch einem Fall wird im Inneren der Pflanze eine komplexe Signalkaskade aktiviert. Dieser Stressbewältigungsapparat funktioniert bei allen Landpflanzen gleich – beim Moos ebenso wie beim Roggen. Wie die Stressverarbeitung erfolgt, wollte ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Hebrew University of Jerusalem und Mitwirkung der Universität Göttingen genau wissen. Dafür nahmen die Wissenschaftler ein bestimmtes Gen für den Rezeptor in dieser Signalkaskade ins Visier.

Gen-Set bestimmt Stressverarbeitung bei Landpflanzen

Eine entscheidende Rolle bei der durch Stress ausgelösten Signalkaskade bei Landpflanzen spielt das Pflanzenhormon Abscisinsäure. Forscher vermuteten, dass die Wahrnehmung dieses Hormons Pflanzen im Laufe der Evolution half, mit dem Stress besser umzugehen, dem sie einst während der Landbesiedlung ausgesetzt waren. Die Abscisinsäure wird auch als Stresshormon bezeichnet. „Wir konnten zeigen, dass die nächsten Algenverwandten der Landpflanzen, die fädigen Jochalgen, ein komplettes Set an Genen haben, welches jenem Set, das Landpflanzen für die Wahrnehmung der Abscisinsäure nutzen, stark ähnelt“, erklärt Jan de Vries vom Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen und Koautor der Studie.

Stresswahrnehmung erfolgt hormonunabhängig

Das Team fand heraus, dass dieses Gen schon im ersten Schritt in der Signalkaskade als Rezeptor für das Hormon agiert. Wie die Alge das Stresshormon wahrnimmt, ist der Studie zufolge völlig hormonunabhängig. „Mittels molekularbiologischer Methoden haben wir herausgefunden, dass es sich in die Signalkaskade integriert und diese auch regulieren kann. Allerdings tut es dies unabhängig vom Hormon Abscisinsäure“, so de Vries. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal "PNAS" berichten, wirkt dieser hormonunabhängige Mechanismus überraschenderweise in Landpflanzen zusätzlich zu dem hormonell bedingten Prozess.

There are many environmental factors like drought and overfertilization that put plants under stress. In such cases, a complex signalling cascade is triggered inside the plant. This stress management apparatus works the same for all land plants - in moss just as in rye. An international research team led by the Hebrew University of Jerusalem, in which the University of Göttingen participated, wanted to know exactly how stress management works. The scientists therefore focused on a specific gene for the receptor in this signalling cascade.

Gene set determines stress management in terrestrial plants

The plant hormone abscisic acid plays a decisive role in the signal cascade triggered by stress in land plants. Researchers suspected that the perception of this hormone helped plants in the course of evolution to cope better with the stress they were once exposed to during land colonization. Abscisic acid is also known as stress hormone. "We were able to show that the closest algae relatives of land plants, the filamentous thalloid algae, have a complete set of genes that is very similar to the set that land plants use for the perception of abscisic acid," explains Jan de Vries from the Institute of Microbiology and Genetics at the University of Göttingen and co-author of the study.

Stress perception is hormone-independent

The team found out that this gene already acts as a receptor for the hormone in the first step of the signalling cascade. The study found that the algae's perception of the stress hormone is completely hormone-independent. "Using molecular biological methods, we found out that it integrates into the signalling cascade and is able to regulate it. However, it does this independently of the hormone abscisic acid," said de Vries. As the scientists report in the journal PNAS, this hormone-independent mechanism is surprisingly effective in land plants in addition to the hormone-induced process.

bb/um

Die Grundstoffindustrie ist ein Pfeiler des Wohlstands in Deutschland, sie garantiert Wertschöpfung und steht für 550.000 Arbeitsplätze. Da Deutschland jedoch bisher keine dezidierte Klima- und Innovationspolitik für die Grundstoffindustrie verfolgt, droht, so die Studie, ein massiver Investitionsrückgang in diesem Wirtschaftszweig. Denn Investitionen in die alten, CO2-intensiven Technologien sind angesichts des Ziels der Klimaneutralität bis 2050 nicht erfolgversprechend.

Daher lautet die zentrale Frage: Wie kann die Grundstoffindustrie in Deutschland innerhalb der nächsten 30 Jahre klimaneutral werden und gleichzeitig ihre starke Stellung im internationalen Wettbewerbsumfeld behalten? Agora Energiewende und das Wuppertal-Institut haben im Rahmen der Studie mit Industrie, Verbänden, Gewerkschaften, Ministerien und der Zivilgesellschaft diskutiert und einen Lösungsraum aus technologischen Optionen und politischen Rahmenbedingungen skizziert.

Die Studie schlägt sieben konkrete Maßnahmen vor, die innerhalb kurzer Zeit umgesetzt werden könnten. Schlüssel sind grüner Strom, grüner Wasserstoff und neue politische Rahmenbedingungen.

Ohne die Photosynthese gäbe es kein Leben auf der Erde. Mithilfe des Sonnenlichts können Pflanzen, Algen, aber auch einigen Bakterien Wasser und Kohlendioxid (CO₂) in Zucker und Sauerstoff umwandeln. Für diesen Prozess ist der zyklische Elektronenfluss von entscheidender Bedeutung. Er ist wesentlich für die Lichtreaktionen der Photosynthese und gewährleistet, dass Pflanzen auf veränderte Umweltbedingungen reagieren können. „Wenn er ausfällt, geht es den Pflanzen schnell sehr schlecht“, sagt Dario Leister von der Ludwig-Maximilians-Universität München.

Cyanobakterien als Modellsystem genutzt

Gemeinsam mit seinem Kollegen Marcel Dann untersuchte der Biologe, wie der Elektronentransport genau reguliert wird. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Nature veröffentlicht. Bereits in früheren Studien konnte der Münchner Forscher zwei wichtige Pflanzenproteine für die Photosynthese identifizieren: PGRL1 und PGR5. Da der Elektronenfluss in Pflanzen nur schwer messbar ist, nutzten die Forscher Cyanobakterien als Modellsystem. Als Vorfahren der Chloroplasten läuft in diesen Bakterien ein vergleichbarer Elektronenfluss bei der Photosynthese ab. „Das sind Systeme, die eine einfachere Photosynthese haben“, so Leister.

Proteine kurbeln Elektronenfluss an

In dieses Modellsystem schleusten die Forscher die beiden Pflanzenproteine ein und analysierten dann das Zusammenspiel. „Wir waren überrascht, als wir dort so etwas wie zyklischen Elektronentransport messen konnten“, sagt Leister. „Damit konnten wir eindeutig nachweisen, dass tatsächlich diese beiden Proteine eine Schlüsselrolle beim zyklischen Elekronentransport haben.“ Auch stellte sich heraus, dass PGRL1 und PGR5 ausreichten, um in den Bakterien den zyklischen Elektronentransport anzukurbeln. PGRL1 kommt normalerweise in Cyanobakterien nicht vor. Leister und Dann fanden so heraus, dass diese Bakterien neben PGR5 über ein weiteres Protein verfügen, dass genauso wie PGRL1 funktioniert. Die beiden Forscher gaben dem Protein den Namen SII1217.

Weitere Experimente mit lebendiges Labor geplant

Das Modellsystem der veränderten Cyanobakterien will Dario Leister nun für weitere Experimente nutzen. Sein Anspruch: „Wir versuchen, besser zu sein als die Natur, indem wir das Beste aus verschiedenen Photosynthese-Systemen kombinieren.“ Im Projekt „PhotoRedesign“, das soeben mit einem ERC-Synergy-Grant ausgezeichnet wurde, will Leister die Prozesse der Photosynthese verbessern und so das Sonnenlicht photochemisch noch besser nutzbar machen. „Unser verändertes Cyanbakterium ist wie ein lebendes Labor, in dem man zyklischen Elektronentransport sehr schnell verändern kann. In Pflanzen würden solche Versuche Jahre dauern“, erklärt der Biologe.

Standhaft und nachhaltig

Eine nachhaltige Alternative zu den kleinen Plastiklöffelchen bietet ein Start-up aus Stuttgart. Als Hauptkomponente für ihre essbaren Löffelchen verwenden die Gründerinnen Fasern der Kakaoschale, die bei der Schokoladenproduktion als organische Reststoffe zurückbleiben. Diese Fasern geben dem Löffel seine einzigartigen Eigenschaften. Ihr hoher Ballaststoffanteil sorgt für Stabilität und innere Elastizität. Die Fasern machen den Löffel also strapazierfähiger, so dass er in Eis, Frozen Jogurt oder Pudding nicht aufweicht. Bis zu 60 Minuten soll er den halbflüssigen Desserts standhalten, ohne abzubrechen oder sich aufzulösen.

Schokoladig und knusprig

Die Löffel ähneln einem Keks. Sie werden gebacken, getrocknet und in Form gebracht und man kann sie nach dem Benutzen essen. Die Kakaoschalenfasern sorgen nicht nur für Stabilität, sie geben dem Löffel auch einen feinen Kakaogeschmack. Denn die Fasern enthalten auch jede Menge natürliche Geschmacksstoffe. Der Löffel ist zuckerfrei und enthält keine tierischen Zutaten. Die Gründerinnen schlagen mit ihrem Produkt gleich zwei Fliegen mit einer Klappe: Zum einen wird durch die essbaren Löffel das Aufkommen von Plastikmüll verringert. Zum anderen ist ein Hauptbestandteil der Löffel ein Abfallprodukt aus der Kakaoverarbeitung, das durch die Weiterverarbeitung sinnvoll genutzt wird.

Marktreife

Die essbaren Eislöffel werden in diversen Eisdielen seit April 2019 angeboten.

Produkte aus Bambus gelten als ressourcenschonend und nachhaltig. Tassen, Teller, Besteck, Geschirr oder Trinkhalme werden bereits heute aus den verholzten Sprossachsen oder Fasern der Pflanze hergestellt und sind im Handel erhältlich. Gerade im Hinblick auf das bevorstehende europaweite Verbot von Einwegplastik gewinnen Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen an Bedeutung. „Aus gesundheitlicher Sicht sind diese Produkte jedoch nicht in jedem Fall für die Verwendung als Geschirr geeignet“, mahnt jetzt der Präsident des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR), Andreas Hensel.

Gesundheitsrisiko bei MFH-Geschirr – auch Bambustassen betroffen

Der Grund: Einige als Bambusware deklarierte Produkte enthalten Melamin-Formaldehyd-Harz (MFH). Kommt das Kunstharz mit höheren Temperaturen in Verbindung, können Melamin und Formaldehyd aus dem Geschirr in heiße Lebensmittel übergehen – und zwar in Mengen, die gesundheitsgefährdend sind. Das ist das Ergebnis einer aktuellen Risikobewertung durch das BfR. Für die toxikologische Einschätzung wurden Daten der Landesüberwachungsbehörden von 2014 bis 2019 sowie eigene Ergebnisse des BfR zur Freisetzung von Melamin und Formaldehyd verwendet.

Gefahr nur bei heißen Lebensmitteln

Zur Bewertung eines möglichen Gesundheitsrisikos wurde die tolerierbare tägliche Aufnahmemenge (TDI) bestimmt und mit sogenannten duldbaren Tagesdosen verglichen. Das Ergebnis: Die Formaldehydfreisetzung hat bei einigen „Bambusware“-Bechern den TDI um das 30-fache für Erwachsene überschritten. Für Kleinkinder wurde das verträgliche Maß sogar um das 120-fache überschritten. Das BFR warnt daher: Für Erwachsene und Kinder, die täglich aus solchen Mehrwegbechern heiße Speisen und Getränke zu sich nehmen, besteht ein gesundheitliches Risiko.

Heißes greift auch Kunststoff an

Geschirr aus MFH ist aber noch aus einem anderen Grund für Heißes ungeeignet. Neben der Freisetzung von Formaldehyd und Melamin zeigten Langzeittests des BfR, dass dabei auch der Kunststoff angegriffen wird. So würden sich aus dem Bambusgeschirr noch größere Mengen an Melanin und Formaldehyd lösen als aus herkömmlichen Melaminharz-Bechern.

Für kalte oder lauwarme Lebensmittel sei Geschirr aus MFH, also auch Bambusgeschirr, jedoch sehr gut geeignet, betont das Bundesinstitut. Zugleich stellt die Behörde klar: Auch wenn Bambus ein natürlicher Stoff ist: Bambusware, die das Kunstharz enthält, ist nicht mehr biologisch abbaubar.

Bamboo products are considered to be resource-efficient and sustainable. Cups, plates, cutlery, crockery or drinking straws are already made from the plant's woody stem axes or fibers and are available on the market. Especially in view of the forthcoming Europe-wide ban on disposable plastics, alternatives to conventional plastics are becoming more and more important. "From a health risk point of view, however, these products are not always suitable for use as tableware," warns Andreas Hensel, President of the Federal Institute for Risk Assessment (BfR).

Bamboo cups also affected
Some products declared as bamboo products contain melamine-formaldehyde resin (MFH). If the resin is exposed to higher temperatures, melamine and formaldehyde can migrate from the tableware into hot food - in quantities that are hazardous to health. This is the result of a current risk assessment by the BfR. For the toxicological assessment, data from the state monitoring authorities from 2014 to 2019 as well as BfR's own results on the release of melamine and formaldehyde were used.

Danger only with hot foods

To assess a possible health risk, the tolerable daily intake (TDI) was determined and compared with so-called tolerable daily doses. The result: The formaldehyde release of some "bambooware" cups exceeded the TDI by a factor of 30 for adults. For infants, the tolerable level was even exceeded by a factor of 120. The BFR warns that there is a health risk for adults and children who consume hot food and drinks from these reusable dishes every day.

Heat also corrodes plastics

However, dishes made of MFH are also unsuitable for hot dishes for another reason. In addition to the release of formaldehyde and melamine, BfR long-term tests showed that the heat also corroded the plastic. Thus even larger amounts of melanin and formaldehyde are released from the bamboo dishes than from conventional melamine resin cups.

For cold or lukewarm food, dishes made of MFH such as bamboo dishes are highly suitable, emphasizes the Federal Institute. At the same time, the authorities make it clear that even though bamboo is a natural material, bamboo products containing the synthetic resin are no longer biodegradable.

bb/um

Pflanzenkrankheiten und Schädlingsbefall sorgen weltweit für enorme Ertragseinbußen. Experten zufolge gehen jährlich etwa 30% dadurch verloren. Das Berliner Start-up Peat hat 2016 eine App entwickelt, mit der Landwirte Pflanzenkrankheiten, aber auch Nährstoffmangel und Schädlinge frühzeitig erkennen können. Plantix liefert nicht nur eine Krankheitsdiagnose, sondern benennt Ursachen und zeigt Therapiemaßnahmen auf.

Optimierung und Ausbau der Datenbank

Angeführt von der Risikokapital-Gesellschaft RTP Group konnte das Agrartechnik-Start-up nun für die Optimierung der App ein Mega-Investment einfahren: 6,6 Mio. Euro sind im Rahmen einer Serie-A-Finanzierungsrunde zusammengekommen. Daran beteiligt sind neben der RTP Group Piton Capital sowie die früheren Investoren Atlantic Labs und Index Ventures. „Wir freuen uns sehr, eine Gruppe von Investoren gewonnen zu haben, die ebenso von unserem Produkt und unserer Vision überzeugt ist wie wir selbst. Mithilfe der Finanzierung können wir unsere App weiter optimieren und unsere Datenbank ausbauen“, erklärt Simone Strey, App-Mitgründerin und Geschäftsführerin von Peat.

Größte Bilddatenbank der Welt

Peat ist ein Spin-off der Leibniz-Universität Hannover. Strey gehört zu den Entwicklern der App. Unter dem Namen „Gartenbank“ als Prototyp 2015 gestartet hat sich Plantix mittlerweile zur weltgrößten Bilddatenbank entwickelt. 2017 wurde das Team dafür auf der CeBit mit dem Innovation Award ausgezeichnet. Heute kann die App auf 15 Millionen Bilder zu Pflanzenkrankheiten oder Schädlingsbefall wie Apfelfäule oder Echter Mehltau zurückgreifen. Eingespeist werden die Bilder von den Nutzern selbst.

Eine Million Inder nutzen die App zur Früherkennung

Eine Million Landwirte in Indien nutzen die App bereits, um mit ihrer Hilfe Erträge zu verbessern. Dass die App ankommt, zeigt die Zahl der Bildzugänge. Allein 20.000 Fotos erhält Plantix eigenen Angaben zufolge täglich aus Indien. „Die App kann und wird einen wichtigen Beitrag zum Aufbau eines nachhaltigeren und intelligenteren globalen Agrarsystems leisten, indem sie mit digitalen Lösungen die Probleme löst, die mit einem sehr fragmentierten Ökosystem verbunden sind“, so Galina Chifina, Partnerin bei RTP Global.

Expansion nach Indonesien und Vietnam geplant

Mithilfe des Investments will das Berliner Start-up seine Landwirtschafts-App nun auch Landwirten in Indonesien und Vietnam zur Verfügung stellen. „Die Nahrungsmittelproduktion ist eines der dringlichsten Themen der Menschheit. Wir setzen uns deshalb für die Verbesserung der landwirtschaftlichen Technologien ein. Insbesondere in Entwicklungs- und Schwellenländern können mit unserer App Ernteausfälle drastisch reduziert, Pestizideinsatz minimiert und die Rentabilität der Landwirtschaft gesteigert werden“, erklärt Strey.

Jeder Deutsche kauft im Durchschnitt rund 60 Kleidungsstücke im Jahr – ohne Unterwäsche. Das erfordert einen hohen Ressourceneinsatz: Die konventionelle Erzeugung von einem Kilo Baumwolle verbraucht bis zu 10.000 Liter Wasser. Dieser Wasserverbrauch ist einer von vielen Gründen für die Textilbranche, über eine Kreislaufwirtschaft nachzudenken. Bislang jedoch basieren Textilien mit Ausnahme einiger Kunstfasern ausschließlich auf Frischfasern. Das Pilotprojekt „DiTex“ unternimmt nun erste Schritte hin zu einem kommerziellen Faserrecycling.

Bislang nur Downcycling

Ein wesentlicher Ansatz des Instituts für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und seiner Partner ist dabei, dass die wiederverwerteten Fasern die gleiche Qualität aufweisen sollen wie die Ursprungsfasern. „Am Ende ihrer Lebenszeit werden Textilien bislang oft entsorgt oder als Produkte niedrigerer Wertigkeit wie Putzlappen oder Dämm- und Isolierstoffe weitergenutzt. Die enthaltenen Rohstoffe wie Baumwollfasern gehen dabei für die Textilindustrie verloren“, erklärt Projektleiterin Ria Müller vom IÖW.

Intelligentes Etikett zur Kreislaufwirtschaft

Dazu sind uniforme Stoffe mit bekannter Zusammensetzung eine wichtige Voraussetzung. Gegeben sind diese beispielsweise bei Dienstkleidung, im Gesundheitswesen und der Gastronomie. Deshalb starten die am Projekt beteiligten Textilfirmen Wilhelm Weishäupl aus München und Dibella aus dem münsterländischen Bocholt ihr einjähriges Pilotprojekt mit Krankenhäusern und Restaurantketten. Sie beliefern diese mit Produktlinien aus Recyclingfasern. Versehen sind diese Textilien mit einem „intelligenten Etikett“ des Berliner Startups circular.fashion. Neben Informationen über die Zusammensetzung der Fasern enthält das Etikett auch Informationen zum Ressourcenkreislauf: „Über dieses Etikett kann etwa eine Wäscherei beim Aussortieren eines Textils am Ende seiner Lebenszeit auch erkennen, an welches Recyclingunternehmen sie diesen Stoff zur Weiterverarbeitung geben kann“, erläutert Textilexpertin Müller.

Leihtextilien für hohe Recyclingquoten

Die beteiligten Forschungseinrichtungen erstellen Analysen zu den Qualitäts-, Ressourcen- und Nachhaltigkeitseffekten der im Kreislauf geführten Textilien. Dazu gehören auch Ökobilanzen über den gesamten Lebenszyklus hinweg, um die Recyclingtextilien diesbezüglich mit Produkten aus Frischfasern vergleichen zu können. Nicht zuletzt untersuchen die Forscher die Wirtschaftlichkeit der textilen Kreislaufwirtschaft. Erweist sich die Erprobung als erfolgreich, soll ein breiteres Sortiment kommerziell angeboten werden. Ein Modell sind dabei Leihtextilien, die dem Hersteller eine besonders hohe Recyclingquote ermöglichen würden.

Das Projekt DiTex wird als Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zum Thema „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Innovative Produktkreisläufe“ im Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklung – FONA3 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung bis 2022 gefördert.

On average, each German buys around 60 items of clothing a year - not counting underwear. Conventional production of one kilogram of cotton consumes up to 10,000 liters of water. The high water consumption is one of many reasons why the textile industry is considering a recycling economy. So far, however, with the exception of some synthetic fibers, textiles have been based exclusively on virgin fibers. The pilot project "DiTex" is now taking the first steps towards commercial fiber recycling.

Downcycling prevailing so far

An essential approach of the Institute for Ecological Economy Research (IÖW) and its partners is that the recycled fibers should have the same quality as the original fibers. "At the end of their life cycle, textiles have so far often been disposed of or used as low-value products such as cleaning cloths or insulating materials. The raw materials contained, such as cotton fibers, are thus lost to the textile industry," explains project manager Ria Müller from IÖW.

Intelligent label for recycling management

Uniform substances with a known composition are an important prerequisite for this. These are given, for example, in uniforms, in health care and in gastronomy. This is why the textile companies involved in the project, Wilhelm Weishäupl from Munich and Dibella from Bocholt in Münsterland, are starting their one-year pilot project with hospitals and restaurant chains, supplying them with product lines made of recycled fibers. These textiles are provided with an "intelligent label" from the Berlin start-up circular.fashion. In addition to information on the composition of the fibers, the label also contains information on the resource cycle: "When a laundry sorts out a piece of textile at the end of its life, for example, this label can also be used to identify the recycling company to which it can send this material for further processing," explains textile expert Müller.

Loaned textiles for high recycling rates

The participating research institutions are preparing analyses of the quality, resource and sustainability effects of the recycled textiles. This also includes life cycle assessments over the entire life cycle in order to be able to compare recycled textiles with products made from virgin fibres. Last but not least, the researchers are investigating the profitability of the textile recycling industry. If the trial proves successful, a broader range will be offered commercially. One model is loan textiles, which would enable the manufacturer to achieve a particularly high recycling rate.

The DiTex project is funded by the Federal Ministry of Education and Research as a research and development project on "Resource-efficient recycling management - innovative product cycles" within the framework programme Research for Sustainable Development - FONA3 until 2022.

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Nachhaltige Ernährungsstile stehen im Fokus eines gemeinsamen Forschungsprojekts der Universitäten Göttingen und Hannover. Darin untersuchen die Forscher interdisziplinär, wie sich bestimmte Ernährungsweisen auf die Gesundheit auswirken, wodurch die Menschen zu diesen Ernährungsweisen motiviert werden und wie aus Randphänomenen Massenphänomene werden können. Die Erkenntnisse sollen helfen, Lebensmittelangebote und Kommunikationsmaßnahmen besser auf die Zielgruppen auszurichten.

Erstmals Flexitarier im Blick

„Neu in unserer Studie ist der Einbezug der Flexitarier – diese Ernährungsform stand bisher selten im Fokus von Untersuchungen“, erläutert Andreas Hahn vom Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung der Leibniz-Universität Hannover. Als Flexitarier betrachten die Forscher Menschen mit einem stark reduzierten Fleischkonsum, der unter 50 Gramm pro Tag liegt. Außerdem berücksichtigt das Projekt Vielfleischesser, die durchschnittlich mehr als 170 Gramm Fleisch pro Tag verzehren, sowie Veganer, die keine tierischen Produkte konsumieren.

Auswirkungen auf entzündliche Prozesse

„Über Auswirkungen unterschiedlicher Ernährungsformen ist wenig bekannt“, schildert Hahn die Ausgangslage. Nachgewiesen sei, dass Übergewicht entzündliche Prozesse im Körper fördert, die mit ernährungsassoziierten Erkrankungen wie Herz- und Gefäßerkrankungen oder Diabetes zusammenhängen. Gespannt sind die Wissenschaftler daher, wie sich die unterschiedlichen Ernährungsstile auf das Immunsystem auswirken. Außerdem erfasst die Studie Parameter zu Nährstoffversorgung, Gewicht sowie Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel.

Ökologie, Ethik und Religion als Treiber

Das Institut für Religionswissenschaftler der Universität Hannover analysiert die unterschiedlichen Motivationen für die jeweiligen Ernährungsstile. Neben den zugrundeliegenden Alltagsinformationen interessieren die Forscher auch ökologische, ethische und religiöse Motive. Letztere resultieren beispielsweise in koscherer oder halaler Ernährungsweise. Unter dem Strich gehe es aber darum, die Diversifizierung der Ernährungsweisen zu verstehen und auch wie sich bestimmte Stile aus der Nische heraus zum Mainstream entwickeln.