Biotechnologie/Systembiologie

Nachhaltige und effiziente Produktionssysteme in der Landwirtschaft sowie in der Lebens- und Futtermittelherstellung sind von grundlegender Bedeutung auf dem Weg zu einer erfolgreichen Bioökonomie. Vor allem ressourcenschonende Ansätze im Bereich der Düngemittelnutzung spielen dabei eine wichtige Rolle. Vielversprechend sind hier vor allem Verfahren zur Reduzierung der Düngemengen, die Rückgewinnung von Düngesubstanzen aus Abfall- und Nebenströmen der Agrar- und Lebensmittelproduktion sowie biologische Kultivierungsstrategien im Nutzpflanzenanbau.

Teigwaren wie Brot gehören für viele Menschen wie selbstverständlich bei Mahlzeiten dazu. Bei 250 Millionen Menschen weltweit verursacht solche Kost jedoch gravierende Gesundheitsprobleme. Der Grund: sie leiden unter Zöliakie – einer Unverträglichkeit des in vielen Getreidearten vorkommenden Klebereiweißes Gluten. Zwar gibt es bereits glutenfreie Produkte auf dem Markt. Doch den Backwaren fehlt es dabei vor allem an Fluffigkeit.

Der Sommer im Jahr 2022 war Wetterexperten zufolge der heißeste seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Temperaturen über 30 Grad sind längst auch in Deutschland Alltag. Auch Hitzerekorde von über 40 Grad Celsius häufen sich. Vor allem in dichtbebauten Großstädten werden Hitze und Luftverschmutzung für die Menschen zunehmend zum Problem.

Vor dem Hintergrund einer wachsenden Weltbevölkerung und knapper werdender Ressourcen infolge des Klimawandels gewinnen alternative Proteinquellen zunehmend an Bedeutung. Die Bandbreite ist groß: Leguminosen, Algen, Pilze und Insekten sowie Proteine, die durch zellbasierte oder fermentative Verfahren gewonnen werden, eignen sich als Rohstoffquelle für eine gesunde, umweltbewusste und nachhaltige Ernährung. Der Weg zur Herstellung von Milch- und Fleischersatzprodukten auf Basis alternativer Proteine ist für Unternehmen jedoch oft mit Hürden verbunden.

Biokunststoffe, die biologisch abbaubar sind, gelten als besonders nachhaltig. Wichtige Akteure auf dem Weg zu biologisch abbaubaren Kunststoffen sind daher Bakterien, die Abfallstoffe verstoffwechseln und Biopolymere wie Polyhydroxybuttersäure (PHB) oder Polyhydroxyalkanoat (PHA) herstellen können. Bioverfahrenstechniker der TU Berlin haben jetzt einen wichtigen Meilenstein in der bakteriellen Produktion des Biokunststoffs PHA erreicht.

Die Biotechnologiebranche kann auch weiterhin von den positiven Effekten der Corona-Pandemie profitieren. Nach zwei Rekordjahren in Folge ging der Umsatz im Jahr 2022 im Vergleich zum Vorjahr zwar um rund 3 % auf 25 Mrd. Euro zurück. Dennoch ist das Niveau anhaltend hoch, wie die neuesten Branchenzahlen vom Biotechnologie-Branchenverband BIO Deutschland und der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft EY zeigen. An der jährlichen Umfrage nahmen 727 private Biotech-Unternehmen und 23 deutsche börsennotierte Unternehmen teil.

Fleischersatzprodukte aus Erbsen-, Soja- oder Weizenproteinen haben sich längst auf dem Markt etabliert. Damit noch mehr Menschen alternative Fleischprodukte konsumieren, müssen die Produkte nicht nur geschmacklich, sondern auch hinsichtlich Textur und Mundgefühl mit dem tierischen Original mithalten. Hier gibt es jede Menge Forschungsbedarf. An der TU Berlin nimmt daher Anja Maria Wagemans die Strukturbildung solcher innovativen Lebensmittel in den Blick.

Erst kürzlich konnte traceless das von ihnen entwickelte Biomaterial in Form eines kleinen Sockenhalters als Pilotprodukt auf den Markt bringen.