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Multimedia-Story: Lebensmittel der ZukunftDen Innovationen von heute und den Produkten von morgen auf der Spur🔎
Welche biobasierten Neuerungen stecken schon in Lebensmitteln, die wir täglich auf unseren Tellern haben?
Was bringt die Zukunft? In unserer Kiste befinden sich Produkte, die auf den ersten Blick ganz gewöhnlich aussehen. Hinter ihnen verbergen sich jedoch erstaunliche Geschichten.
Sei neugierig und erfahre, wie Bioökonomie-Forschung zu mehr Nachhaltigkeit im Lebensmittelbereich beitragen kann. Entdecke spannende Innovationen und überraschende Hintergrundinfos. Wie? Einfach nach unten scrollen und auf die einzelnen Produkte klicken!
Was bringt die Zukunft? In unserer Kiste befinden sich Produkte, die auf den ersten Blick ganz gewöhnlich aussehen. Hinter ihnen verbergen sich jedoch erstaunliche Geschichten.
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SchoteTotal
SchoteTotal
Schokolade ist die beliebteste Süßigkeit der Deutschen. Was viele nicht wissen: Ihre Herstellung bringt zahlreiche ökologische Probleme mit sich.
In dieser Kurzgeschichte geht es um Bioökonomie-Innovationen, die das süße Braun in Zukunft nachhaltiger machen können.
Aber huch, was hat es mit den Pilzen auf sich?
In dieser Kurzgeschichte geht es um Bioökonomie-Innovationen, die das süße Braun in Zukunft nachhaltiger machen können.
Aber huch, was hat es mit den Pilzen auf sich?
Kakaoschote: nur Schokolade?
Die Kakaofrucht wächst auf Plantagen um den Äquator mit tropisch-feuchtem Klima. Am häufigsten kommt der Kakaobaum in Westafrika vor, aber auch in Süd- und Mittelamerika (dem Ursprungsgebiet der Pflanze) und in Südostasien.
Der Anbau sichert das Einkommen von vielen Familien, die mit kleinbäuerlichen Betrieben ihren Lebensunterhalt bestreiten. Für die Plantagen muss jedoch sehr oft Regenwald weichen, der in den Anbaugebieten ohnehin schon stark zurückgedrängt wurde.
Nach der Ernte wird das Innere der Kakaofrucht von der Schale getrennt. Die Kakaobohnen sind von einem weißen Fruchtfleisch, der sogenannten Pulpe, umhüllt.
Der Anbau sichert das Einkommen von vielen Familien, die mit kleinbäuerlichen Betrieben ihren Lebensunterhalt bestreiten. Für die Plantagen muss jedoch sehr oft Regenwald weichen, der in den Anbaugebieten ohnehin schon stark zurückgedrängt wurde.
Nach der Ernte wird das Innere der Kakaofrucht von der Schale getrennt. Die Kakaobohnen sind von einem weißen Fruchtfleisch, der sogenannten Pulpe, umhüllt.
Kakaofrucht: viel mehr als nur Schokolade!
Nur etwa 10% der Kakaofrucht, nämlich die Bohnen, verarbeitet man zu Kakaopulver
und zu Schokolade. Schale und Pulpe, aus denen die Frucht zu 90% besteht, werden lediglich zu einem Bruchteil genutzt.
Das ist aus zweierlei Gründen unglücklich: 1. Die großen Mengen Schale verursachen vor Ort Entsorgungsprobleme und 2. sowohl Pulpe als auch Schale enthalten wertvolle Inhaltsstoffe, die in der Regel einfach verlorengehen. Wie Bioökonomie-Forschung dem entgegenwirken kann, wird auf den folgenden Seiten erklärt.
Das ist aus zweierlei Gründen unglücklich: 1. Die großen Mengen Schale verursachen vor Ort Entsorgungsprobleme und 2. sowohl Pulpe als auch Schale enthalten wertvolle Inhaltsstoffe, die in der Regel einfach verlorengehen. Wie Bioökonomie-Forschung dem entgegenwirken kann, wird auf den folgenden Seiten erklärt.
Das Projekt CocoaFruitGanzheitliche Nutzung von Kakaofrüchten
Bioökonomie für Nachhaltigkeit: Das Projekt CocoaFruit
Susanne Naumann
Verfahrensentwicklung Lebensmittel
Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik u. Verpackung IVV
Verfahrensentwicklung Lebensmittel
Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik u. Verpackung IVV
Wurst aus Kakaoschale
Die Schale der Kakaofrucht fällt
bei der Ernte in großen Mengen als Reststoff an und bereitet
Entsorgungsprobleme.
Sie ist sehr faserreich, enthält jedoch wenig Protein. Als Nahrungsquelle scheint sie deshalb ungeeignet zu sein – jedoch nur auf den ersten Blick. Mit Verfahren der Bioökonomie kann man die Schale nutzen, um eine vegane, nährstoffreiche Wurstalternative herzustellen.
Sie ist sehr faserreich, enthält jedoch wenig Protein. Als Nahrungsquelle scheint sie deshalb ungeeignet zu sein – jedoch nur auf den ersten Blick. Mit Verfahren der Bioökonomie kann man die Schale nutzen, um eine vegane, nährstoffreiche Wurstalternative herzustellen.
Die Alchemie der Pilze
Forschende haben nämlich herausgefunden,
dass sich die Kakaoschale sehr gut als Substrat für Pilze eignet.
Die Multitalente der Bioökonomie wachsen auf der Schale und verwandeln durch biologische Prozesse, die sogenannte Fermentation, die Fasern in für uns wertvolles Protein.
Doch wie genau wird daraus nun eine vegane Wurst?
Die Multitalente der Bioökonomie wachsen auf der Schale und verwandeln durch biologische Prozesse, die sogenannte Fermentation, die Fasern in für uns wertvolles Protein.
Doch wie genau wird daraus nun eine vegane Wurst?
Die Forschung dahinter
PilzwurstWie genau werden im Projekt CocoaFruit Pilze genutzt, um aus den Kakaoschalen vegane Wurst herzustellen?
Kakaopulpe – die unbekannte Delikatesse
Wie anfangs bereits erwähnt, sind die Kakaobohnen von einem weißen Fruchtfleisch umhüllt, das man Pulpe nennt.
In den Anbauländern wird ein kleiner Teil von den großen Mengen, die bei der Ernte anfallen, zu Säften und Konfitüren verarbeitet.
In Europa ist die fruchtige Pulpe weitestgehend unbekannt. Das liegt vor allem daran, dass sie schnell verdirbt und deshalb für den Transport ungeeignet ist. Doch Forschende sind Lösungen auf der Spur…
In den Anbauländern wird ein kleiner Teil von den großen Mengen, die bei der Ernte anfallen, zu Säften und Konfitüren verarbeitet.
In Europa ist die fruchtige Pulpe weitestgehend unbekannt. Das liegt vor allem daran, dass sie schnell verdirbt und deshalb für den Transport ungeeignet ist. Doch Forschende sind Lösungen auf der Spur…
Die Forschung dahinter
Sozioökonomische Vorteile
Ariza Sari
Post Harvest Technology
Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute (ICCRI)
Post Harvest Technology
Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute (ICCRI)
Mehr zum ThemaWeiterführende Beiträge und Videos
CocoaFruit Projektseite
Mehr Informationen rund um das Projekt CocoaFruit
CocoaFruit: Projektfilm
Hier gibt es den gesamten Kurzfilm zum Projekt CocoaFruit.
bioökonomie.de: Zuckerrübenreste für die Bioraffinerie
Auch einheimische Reststoffe können im Sinne der Bioökonomie nachhaltig verwertet werden. Die Reste von Zuckerrüben können beispielsweise in Bioraffinerien verarbeitet werden.
bioökonomie.de - Schokolade aus mikrobieller Produktion
Das Münchner Start-up NxFoods will eine pflanzenbasierte Schokolade entwickeln, die wie das Original schmeckt, aber ohne Kakao auskommt und nachhaltig produziert ist.
KulturFisch
KulturFisch
Es sieht aus wie ganz gewöhnliches Fischfilet.
Doch der Schein trügt! Denn: Was wächst denn da? Und wie genau?
Doch der Schein trügt! Denn: Was wächst denn da? Und wie genau?
Vorher/Nacher Ansicht
Immer mehr Fleisch für immer mehr MenschenFleischkonsum steigt weltweit an
Die Weltbevölkerung wächst und während sich der Fleischkonsum in westlichen Industrieländern auf einem hohen Niveau eingependelt hat, steigt er in sich entwickelnden Ländern stark an.
(Quelle: Our World in Data; Angaben in Tonnen)
(Quelle: Our World in Data; Angaben in Tonnen)
Der Umweg über das Tier
Tiere wandeln die Proteine in
ihrem Futter nicht 1:1 in Fleisch um. Das bedeutet, dass pro Kilogramm Protein
im Fleisch viele Kilogramm Pflanzenprotein im Futter nötig sind.
Das ist kein so großes Problem, wenn es sich dabei um Pflanzen handelt, die wir selbst nicht essen können, wie etwa das Gras auf Weiden. Wenn es sich jedoch um Getreide und Hülsenfrüchte handelt, die wir Menschen auch direkt essen könnten, steht die Tierhaltung in direkter Konkurrenz zu einer pflanzlichen Ernährung.
Denn die weltweiten Flächen, die sich für den Anbau von Nutzpflanzen eignen, sind begrenzt.
Das ist kein so großes Problem, wenn es sich dabei um Pflanzen handelt, die wir selbst nicht essen können, wie etwa das Gras auf Weiden. Wenn es sich jedoch um Getreide und Hülsenfrüchte handelt, die wir Menschen auch direkt essen könnten, steht die Tierhaltung in direkter Konkurrenz zu einer pflanzlichen Ernährung.
Denn die weltweiten Flächen, die sich für den Anbau von Nutzpflanzen eignen, sind begrenzt.
Fleisch ohne Tier?
Fisch aus Aquakultur
Bei Fisch aus Aquakultur wird für die Fütterung vor allem
Fischmehl genutzt. Um dieses herzustellen, müssen wiederum große
Mengen kleinerer Fische gefangen werden, deren Bestände immer weiter
zurückgehen. Auch der weltweit steigende Fischkonsum bringt also Herausforderungen für Nachhaltigkeit und Artenvielfalt mit sich.
Fisch aus Zellkultur
Das deutsche Start-up Bluu Biosciences hat es sich zum Ziel gesetzt, Fisch aus Zellkultur zu entwickeln. Was motiviert Sebastian Rakers, Mitgründer von Bluu Biosciences, und was sind seine Ziele?
Kultivierte ZellenDie Suche nach geeigneten Zelllinien
Eine
erfolgreiche Zellkultur ist die Basis für das Vorhaben und sie steht und fällt mit einer geeigneten Zelllinie, die
sich theoretisch immer weiter teilen kann.
Für den Erfolg spielen dabei viele Faktoren eine Rolle, zum Beispiel die Geschwindigkeit, mit der sich die Zellen teilen, wie viele Nährstoffe sie dafür brauchen, wie sehr sie sich mit der Zeit genetisch verändern und zu welcher Art von Gewebe sie sich schließlich entwickeln.
Für den Erfolg spielen dabei viele Faktoren eine Rolle, zum Beispiel die Geschwindigkeit, mit der sich die Zellen teilen, wie viele Nährstoffe sie dafür brauchen, wie sehr sie sich mit der Zeit genetisch verändern und zu welcher Art von Gewebe sie sich schließlich entwickeln.
Kultivierte ZellenDie Suche nach geeigneten Zelllinien
Die Forschung dahinterDie Suche nach geeigneten Zellen
Sebastian Rakers
Co-Founder
Bluu Biosciences
Co-Founder
Bluu Biosciences
Auch Zellen müssen essenNährmedium und Wachstumsfaktoren
Zellulärer Strukturwandel Was macht die Textur von Fleisch aus?
Eine der größten Herausforderungen ist es, Fleisch aus Zellkultur die richtige Textur zu verleihen. Ein Haufen Zellen hat eine homogene Struktur und eignet sich allenfalls für Hackfleisch und Wurst. Für das angestrebte Filet jedoch sind faserige Strukturen nötig.
Die Zellen lagern sich dafür auf eine ganz bestimmte Weise an, und Nervenaktivität sorgt für Kontraktion, sodass sich ein richtiger Muskel ausbildet. In einer gewöhnlichen Zellkultur geschieht all das nicht von alleine. Es gibt unterschiedliche Ansätze, den für die Textur von echtem Fleisch nötigen Strukturwandel hervorzurufen. Zum Beispiel lässt man Zellen in einem Gerüst wachsen, was sie zur Ausbildung einer faserigen Struktur stimuliert. Diese "Stützstruktur" könnte essbar sein oder von den Zellen am Ende des Wachstums resorbiert werden.
Die Zellen lagern sich dafür auf eine ganz bestimmte Weise an, und Nervenaktivität sorgt für Kontraktion, sodass sich ein richtiger Muskel ausbildet. In einer gewöhnlichen Zellkultur geschieht all das nicht von alleine. Es gibt unterschiedliche Ansätze, den für die Textur von echtem Fleisch nötigen Strukturwandel hervorzurufen. Zum Beispiel lässt man Zellen in einem Gerüst wachsen, was sie zur Ausbildung einer faserigen Struktur stimuliert. Diese "Stützstruktur" könnte essbar sein oder von den Zellen am Ende des Wachstums resorbiert werden.
Die Forschung dahinterTextur
Sebastian Rakers
Co-Founder
Bluu Biosciences
Co-Founder
Bluu Biosciences
Top oder Flop?Akzeptanz von Fleisch aus Zellkultur
Innovation im Bereich von Lebensmitteln hat mehr Dimensionen als nur technische und wissenschaftliche. Ernährung ist etwas sehr soziales und ist eng verknüpft mit Kultur, Selbstbild und Gewohnheit.
Deshalb gibt es Forschende, die sich mit dem Bereich der Akzeptanz genauer auseinandersetzen.
Deshalb gibt es Forschende, die sich mit dem Bereich der Akzeptanz genauer auseinandersetzen.
Die Forschung dahinterAkzeptanz - Was denken die Menschen über Fleisch aus Zellkultur?
Prof. Dr. Nick Lin-Hi
Professur für Wirtschaft und Ethik
Universität Vechta
Professur für Wirtschaft und Ethik
Universität Vechta
Was bringt die Zukunft?
Wird das Fischfilet in unserer Einkaufskiste also bald aus einer Zellkultur kommen? Und würden Menschen sich dafür entscheiden, wenn kein Tier dafür sterben und weniger Ressourcen verwendet werden müssten? Oder fänden sie es unnatürlich und würden traditionell hergestelltes Fleisch vorziehen? Die Zukunft wird es zeigen.
Akzeptanz neuartiger Lebensmittel – Hochschulwettbewerb 2020
Eines der Gewinnerteams des Hochschulwettbewerbs 2020 forscht an der Uni Osnabrück zur Akzeptanz von Fleisch aus Zellkultur.
bioökonomie.de - Biopionier Raffael Wohlgensinger
Mit seinem Start-up Formo will Raffael echten Käse mit Mikroorganismen statt mit Kühen produzieren.
Laborfleisch: Eine Revolution!
In einer Folge des DLG-Mitteilungen
Podcasts
spricht Prof. Dr. Nick Lin-Hi über die Chancen von Fleisch aus Zellkultur.
bioökonomie.de - Express, Folge 24
Hier den gesamten Erklärfilm zu Fleisch auf Zellkultur ansehen.
bioökonomie.de - Biopionier Sebastian Rakers
Der Laborfischer Sebastian Rakers will mit seinem Start-up "Bluu Seafood" seine Vision Realität werden lassen: Echter Fisch aus Zellkultur, statt aus dem Meer.
NudelZüchtung
NudelZüchtung
Cannelloni, Fregola, Orecchiette und wie sie nicht alle heißen. Die Formenvielfalt von Pastasorten ist gigantisch.
In puncto Vielfalt gibt es bei Spaghetti & Co. aber noch einiges mehr zu entdecken!
In puncto Vielfalt gibt es bei Spaghetti & Co. aber noch einiges mehr zu entdecken!
NudelZüchtung
Pasta verbinden die meisten vor allem mit Italien. Doch eigentlich gab es Nudeln schon viel früher in China, in Indien und im arabischen Raum.
Die Geschichte der Pasta ist eine kulturelle – aber auch eine genetische. Woraus besteht sie eigentlich, was hat sie mit Genen zu tun und wie hat Pflanzenzüchtung sie zu dem gemacht, was sie heute ist?
Die Geschichte der Pasta ist eine kulturelle – aber auch eine genetische. Woraus besteht sie eigentlich, was hat sie mit Genen zu tun und wie hat Pflanzenzüchtung sie zu dem gemacht, was sie heute ist?
Vorher/Nacher Ansicht
Eine lange GeschichteVom wilden Emmer zum modernen Hartweizen
Die Entstehungsgeschichte unserer Nudeln reicht ca. 10.000 Jahre zurück. Damals begann die Züchtung von Hartweizen (rechts) aus seinem Vorfahren, dem Wilden Emmer (links).
Das detaillierte Wissen darüber ist der Entschlüsselung des Hartweizengenoms zu verdanken. Durch gezielte Auswahl und Vermehrung von Emmer-Pflanzen mit mehr und größeren Samen formten die Menschen das Genom der Pflanze in eine bestimmte Richtung.
So wurde aus einem unscheinbaren Gras ein Getreide mit großen Ähren und Körnern, aus denen man Brot backen und später Nudeln herstellen konnte.
Das detaillierte Wissen darüber ist der Entschlüsselung des Hartweizengenoms zu verdanken. Durch gezielte Auswahl und Vermehrung von Emmer-Pflanzen mit mehr und größeren Samen formten die Menschen das Genom der Pflanze in eine bestimmte Richtung.
So wurde aus einem unscheinbaren Gras ein Getreide mit großen Ähren und Körnern, aus denen man Brot backen und später Nudeln herstellen konnte.
Mutationen als Basis von Vielfalt
Veränderungen in der DNA sind die Grundlage für die Vielfalt der Eigenschaften von Pflanzen. Man nennt diese Veränderungen im Genom auch Mutationen. Sie treten in gewissem Maße zufällig auf, z. B. durch Umwelteinflüsse wie die UV-Strahlung der Sonne. Zellmechanismen reparieren einen Großteil davon, manche werden jedoch von einer Generation an die nächste weitergegeben.
Dieser natürliche Vorgang wird bei allen Züchtungsprozessen genutzt. Indem man Pflanzen mit bestimmten Eigenschaften gezielt aussucht, vermehrt und miteinander kreuzt, wird auch ihr Genom in eine bestimmte Richtung verändert. Ein sehr prägnantes Beispiel für diese Veränderung durch Züchtung sind die unterschiedlichen Kohlsorten, die allesamt aus demselben Vorfahren gezüchtet wurden – dem Wildkohl.
Dieser natürliche Vorgang wird bei allen Züchtungsprozessen genutzt. Indem man Pflanzen mit bestimmten Eigenschaften gezielt aussucht, vermehrt und miteinander kreuzt, wird auch ihr Genom in eine bestimmte Richtung verändert. Ein sehr prägnantes Beispiel für diese Veränderung durch Züchtung sind die unterschiedlichen Kohlsorten, die allesamt aus demselben Vorfahren gezüchtet wurden – dem Wildkohl.
Vielfältige Lebensmittel Mutationen als Ressource
In den 1950er Jahren wurde das sogenannte atomic gardening als Züchtungsmethode populär. Dabei wurden mittels radioaktiver Strahlung absichtlich viele zufällige Mutationen im Genom der Pflanzen hervorgerufen. Während sich die meisten Mutationen schädlich auf die Pflanze auswirkten, kam es manchmal auch zu Mutationen, die zu einer neuen Sorte mit vorteilhaften Eigenschaften führten.
Wo genau auf der DNA sich diese Mutationen befinden werden, war unbekannt. Doch auf diese Weise wurden mehrere tausend neue Sorten gezüchtet. Eine Reihe davon finden wir heute in den Obst- und Gemüseregalen unserer Supermärkte vor. Und im Nudelregal, denn viele Hartweizensorten, aus deren Nachkommen man auch heute noch Nudeln herstellt, basieren auf dieser Art der Mutationszüchtung.
Wo genau auf der DNA sich diese Mutationen befinden werden, war unbekannt. Doch auf diese Weise wurden mehrere tausend neue Sorten gezüchtet. Eine Reihe davon finden wir heute in den Obst- und Gemüseregalen unserer Supermärkte vor. Und im Nudelregal, denn viele Hartweizensorten, aus deren Nachkommen man auch heute noch Nudeln herstellt, basieren auf dieser Art der Mutationszüchtung.
Züchtung heuteDie Bedeutung der Pflanzenforschung
Heute bedient sich die moderne Pflanzenzüchtung vieler unterschiedlicher Methoden. Sie alle zielen darauf ab, in der Landwirtschaft genutzte Pflanzen zu verbessern.
Pflanzenforschung an zahlreichen Universitäten und Instituten spielt dabei eine wichtige Rolle, auch um Landwirtschaft und Bioökonomie insgesamt nachhaltiger zu gestalten. Da die genetischen Eigenschaften der Pflanzen dafür die Grundlage darstellen, sind das wachsende Wissen über Gene, ihre Funktionen und ihr Zusammenwirken miteinander und mit der Umwelt von großer Bedeutung.
Pflanzenforschung an zahlreichen Universitäten und Instituten spielt dabei eine wichtige Rolle, auch um Landwirtschaft und Bioökonomie insgesamt nachhaltiger zu gestalten. Da die genetischen Eigenschaften der Pflanzen dafür die Grundlage darstellen, sind das wachsende Wissen über Gene, ihre Funktionen und ihr Zusammenwirken miteinander und mit der Umwelt von großer Bedeutung.
Die Forschung dahinter
Robert Hoffie
Doktorand
Pflanzliche Reproduktionsbiologie
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenfirschung (IPK) Gatersleben
Doktorand
Pflanzliche Reproduktionsbiologie
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenfirschung (IPK) Gatersleben
Gezielter züchten durch genaueres Lesen
Dank intensiver Forschung weiß man heute viel mehr über den Aufbau und die Funktionen der DNA als noch vor einigen Jahren. Und vor allem: Man kann sie inzwischen sehr genau lesen. Dadurch werden Züchtungsmethoden wie das Smart Breeding möglich.
Gezielter züchten durch präzises Schneiden
Inzwischen haben Forschende weitere Methoden entwickelt, um Nutzpflanzen noch einfacher zu züchten. Statt nur noch in der DNA zu lesen und gezielt auszusuchen, können sie mit der sogenannten Genschere CRISPR/Cas9 an erwünschten Stellen im Genom schneiden.
Die Forschung dahinterEin junger Pflanzenforscher stellt sich vor
Robert Hoffie forscht als Doktorand am IPK Gatersleben an einer Virusresistenz an Gerste. Für seine Arbeit nutzt er auch die Genschere CRISPR/Cas9.
Die Forschung dahinterDie Genschere in der Pflanzenzüchtung
Robert Hoffie erklärt, wozu genau er die Genschere CRISPR/Cas9 in seiner Forschung einsetzt.
Das Archiv der GeneGenetische Vielfalt als Ressource der Zukunft
Durch die neuen Möglichkeiten, die DNA zu lesen und sie viel präziser zu verändern, gewinnt auch die Sammlung der natürlichen genetischen Vielfalt weiter an Bedeutung. Mit dem aktuellen Wissensstand können die genetischen Grundlagen von vorteilhaften Eigenschaften älterer Sorten genutzt werden, um die Sorten von heute fit für die Zukunft zu machen.
In sogenannten Genbanken, wie dieser hier am IPK Gatersleben, werden deshalb Sorten gesammelt, archiviert und erhalten. Auf diese Weise entsteht ein umfangreiches Archiv an genetischer Vielfalt, die als wichtige Ressource für eine nachhaltige Landwirtschaft der Zukunft dient.
In sogenannten Genbanken, wie dieser hier am IPK Gatersleben, werden deshalb Sorten gesammelt, archiviert und erhalten. Auf diese Weise entsteht ein umfangreiches Archiv an genetischer Vielfalt, die als wichtige Ressource für eine nachhaltige Landwirtschaft der Zukunft dient.
bioökonomie.de - Genom des Wilden Emmers entschlüsselt
Der Wilde Emmer ist der Urahn unserer Kulturpflanze Weizen. Ein internationales Forscherteam hat das Genom des Getreides sequenziert.
bioökonomie.de - Genbanken digital vernetzen
Genbanken
sind wertvolle Archive der biologischen Vielfalt und sollen besser vernetzt werden.
Pflanzenforschung 4.0
Auf diesen Seiten des Cluster of Excellence on Plant Science (CEPLAS) wird Pflanzenforschung multimedial erklärt.
bioökonomie.de - Der Biopionier Robert Hoffie
Robert Hoffie forscht an Gerste und mit der Genschere CRISPR/Cas9.
SchallSalat
SchallSalat
Ein frischer grüner Salat, der Musik hört. Nicht der Rede wert. Oder etwa doch?
Welche biobasierten Innovationen sich hinter dem krausen Grün verbergen, erfährst du in dieser Kurzgeschichte.
Welche biobasierten Innovationen sich hinter dem krausen Grün verbergen, erfährst du in dieser Kurzgeschichte.
Vom Feld bis auf den Teller
Salat wird in Deutschland im Freiland, in Gewächshäusern und unter Folientunneln angebaut. Nach der Ernte muss er erst einmal grob gewaschen werden, um ihn von Erde und kleinen Insekten zu befreien.
Damit ist aber noch nicht genug. Weitere Waschgänge sind notwendig, um möglichst viele Keime von seiner Oberfläche zu entfernen. So bleibt er länger frisch.
Wird Salat jedoch geschnitten, entstehen viele neue Oberflächen und damit Eintrittstore für Keime und Verunreinigungen. Die Konsequenz? Vorgeschnittener Salat sollte zu Hause noch einmal gründlich gewaschen werden.
Vom Feld bis auf den Teller ist der Verbrauch an Wasser deshalb bei Salat relativ groß.
Damit ist aber noch nicht genug. Weitere Waschgänge sind notwendig, um möglichst viele Keime von seiner Oberfläche zu entfernen. So bleibt er länger frisch.
Wird Salat jedoch geschnitten, entstehen viele neue Oberflächen und damit Eintrittstore für Keime und Verunreinigungen. Die Konsequenz? Vorgeschnittener Salat sollte zu Hause noch einmal gründlich gewaschen werden.
Vom Feld bis auf den Teller ist der Verbrauch an Wasser deshalb bei Salat relativ groß.
Mit Schall waschen?
Da sauberes Wasser ein knappes Gut ist, das im Zuge des Klimawandels immer kostbarer wird, suchen Forschende nach Alternativen, Obst und Gemüse gründlich und ressourcensparend zu säubern.
Eine Möglichkeit: Ultraschall einsetzen. Bisher kommt dieser zum Beispiel für die effektive Reinigung von Metall zum Einsatz. Kann das auch bei Salat & Co. funktionieren?
Eine Möglichkeit: Ultraschall einsetzen. Bisher kommt dieser zum Beispiel für die effektive Reinigung von Metall zum Einsatz. Kann das auch bei Salat & Co. funktionieren?
Das Projekt MultiVegiClean
Im Projekt MultiVegiClean haben sich Forschende genau dieser Frage gewidmet: Kann Salat gründlich mit Ultraschall gereinigt werden?
M.Sc. Jens Schröder
Abteilungsleiter Automatisierungstechnik
DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V.
M.Sc. Jens Schröder
Abteilungsleiter Automatisierungstechnik
DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V.
Eine Waschstraße für Salat
Und tatsächlich ist es dem Forscherteam am Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik zusammen mit der
Weber Ultrasonics AG gelungen, eine innovative Apparatur zu entwickeln und zu bauen, die mit Ultraschall Salat waschen kann. Dabei kommt auch sie nicht ohne Wasser aus, doch es wird viel weniger benötigt als mit konventionellen Verfahren.
Weniger Pestizide, weniger Nitrat
Neben der Ersparnis im Wasserverbrauch hat die neue Methode einen weiteren positiven Effekt. Durch die Ultraschallreinigung verringert sich nämlich nicht nur die Konzentration an Pestiziden, sondern auch jene von Nitrat. Und das ist nicht nur für Salat relevant...
Die Forschung dahinter
Im Projekt MultiVegi Clean am DIL fanden Forschende heraus, dass ihre Methode auch bei der Reinigung von Gemüseblättern zum Einsatz kommen kann.
M.Sc. Jens Schröder
Abteilungsleiter Automatisierungstechnik
DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V.
M.Sc. Jens Schröder
Abteilungsleiter Automatisierungstechnik
DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V.
Innovation spart Ressourcen
Durch die innovativen Reinigungsverfahren mit Ultraschall kann also wertvolles Wasser eingespart werden.
Dies trifft auch auf essbare Pflanzenbestandteile zu, die ansonsten häufig im Biomüll landen. Auf diese Weise verringert sich die Lebensmittelverschwendung und der gesundheitliche Nutzen steigt an.
Dies trifft auch auf essbare Pflanzenbestandteile zu, die ansonsten häufig im Biomüll landen. Auf diese Weise verringert sich die Lebensmittelverschwendung und der gesundheitliche Nutzen steigt an.
bioökonomie.de - Salatanbau in Hydroponik
Es gibt neue Ansätze, mit denen Salat und Kräuter auch ohne Acker und mitten in der Stadt angebaut werden können.
bioökonomie.de - Kreislaufsysteme
Aus Abwässern können wertvolle Nährstoffe rückgewonnen werden, die zur Aufzucht von Pflanzen als Dünger dienen können. Ein solcher Kreislauf kann Energie und Rohstoffe einsparen.
bioökonomie.de - Paprikablätter nutzen
Auch die Blätter von Paprikapflanzen landen in der Regel auf dem Kompost. Man kann sie zwar nicht essen, doch gibt es andere innovative Verwendungsmöglichkeiten für sie.
StadtSpeisen
StadtSpeisen
Queller - Bitte was? Vielen ist das grüne Gewächs sicher unbekannt. Das sollte sich jetzt ändern!
Scrolle weiter und erfahre mehr über das Meeresgemüse und drei weitere Lebensmittel-Exoten, die den Herausforderungen einer nachhaltigen Ernährung gewachsen sind.
Scrolle weiter und erfahre mehr über das Meeresgemüse und drei weitere Lebensmittel-Exoten, die den Herausforderungen einer nachhaltigen Ernährung gewachsen sind.
Bald 10 Mrd. Menschen ernähren
Der voranschreitende Klimawandel, knappe Ressourcen und eine wachsende Weltbevölkerung stellen uns vor große Herausforderungen.
Wie können wir 2050 10 Mrd. Menschen auf nachhaltige Weise mit frischen, gesunden Lebensmitteln in ausreichender Menge ernähren?
Wie kann das gelingen, wenn immer mehr von ihnen in Groß- und Mega-Städten leben – abseits von Äckern, mit abnehmenden Niederschlagsmengen und mit ansteigenden Temperaturen?
Wie können wir 2050 10 Mrd. Menschen auf nachhaltige Weise mit frischen, gesunden Lebensmitteln in ausreichender Menge ernähren?
Wie kann das gelingen, wenn immer mehr von ihnen in Groß- und Mega-Städten leben – abseits von Äckern, mit abnehmenden Niederschlagsmengen und mit ansteigenden Temperaturen?
Wie sieht die Lösung aus?
Die eine Lösung für diese Probleme gibt es sicher nicht. Ganz sicher existieren jedoch eine Reihe vielversprechender Ansätze, nährstoffreiche Lebensmittel in urbanen Räumen anzubauen und zu züchten.
Einen davon nehmen wir näher in den Blick. Er ist Teil des Forschungsprojektes food4future. Worum es bei dem Vorhaben geht, erklärt Projektkoordinatorin Prof. Dr. Monika Schreiner.
Einen davon nehmen wir näher in den Blick. Er ist Teil des Forschungsprojektes food4future. Worum es bei dem Vorhaben geht, erklärt Projektkoordinatorin Prof. Dr. Monika Schreiner.
Projekt-Portrait
Das steckt hinter dem Verbundprojekt food4future – Nahrung der Zukunft (f4f), gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms Agrarsysteme der Zukunft.
Prof. Dr. Monika Schreiner
Koordinatorin food4future
Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ)
1. Future Food – Queller
Queller, auch Meeresspargel genannt, wächst im Watt und auf Salzwiesen. Dort, wo sonst nicht viel Grün zu finden ist. Im Gegensatz zu vielen anderen Pflanzen gedeiht das Wildgemüse also besonders gut auf sandigen, trockenen und vor allem salzigen Böden.
Damit entschärft der Anbau von Queller und von anderen Halophyten (salztolerante Pflanzen) die Konkurrenz um fruchtbares, knappes Ackerland. Hinzu kommt, dass er voller wichtiger Nährstoffe steckt, z. B. Kalium, Magnesium und Jod.
Damit entschärft der Anbau von Queller und von anderen Halophyten (salztolerante Pflanzen) die Konkurrenz um fruchtbares, knappes Ackerland. Hinzu kommt, dass er voller wichtiger Nährstoffe steckt, z. B. Kalium, Magnesium und Jod.
Rezeptidee!Spaghetti Carbonara mit Queller
Mit seinem salzigen, leicht pfeffrigen Aroma eignet sich Queller sehr gut als Zutat für Spaghetti Carbonara. Wer es vegetarisch mag, kann den Schinken etwa gegen eine pflanzliche Variante aus Algen eintauschen. Apropos Algen...
3. Future Food – Quallen
Der Verzehr von Quallen ist in vielen Teilen Asiens weit verbreitet. Ob die Nesseltiere auch bald bei uns auf den Tellern landen, ist fraglich. Welche Vorteile dies mit sich brächte, weiß Julia Vogt.
Julia Vogt
Projektmanagerin food4future
Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ)
Julia Vogt
Projektmanagerin food4future
Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ)
Vorher/Nacher Ansicht
4. Future Food – Grillen
Grillen können artgerecht auf kleinstem Raum gezüchtet werden und sie sind für deutlich weniger Treibhausgase verantwortlich als Rinder und Schweine.
Zudem enthalten sie besonders viel Protein, ungesättigte Fettsäuren sowie diverse Mineralstoffe und Vitamine. Aus ihrem Mehl lassen sich z. B. herzhafte Burgerpatties herstellen oder Nudeln anreichern; mit Schokolade überzogen sorgen die Grillen für einen Protein-Kick am Nachmittag zum Kaffee.
Ein weiterer Pluspunkt in puncto Nachhaltigkeit liegt in ihrer Funktion als Reststoffverwerter.
Zudem enthalten sie besonders viel Protein, ungesättigte Fettsäuren sowie diverse Mineralstoffe und Vitamine. Aus ihrem Mehl lassen sich z. B. herzhafte Burgerpatties herstellen oder Nudeln anreichern; mit Schokolade überzogen sorgen die Grillen für einen Protein-Kick am Nachmittag zum Kaffee.
Ein weiterer Pluspunkt in puncto Nachhaltigkeit liegt in ihrer Funktion als Reststoffverwerter.
Und so soll es gelingen
Nun kennst du die vier Lebensmittel(-gruppen), die wegen ihrer ressourcenschonenden und relativ unkomplizierten Aufzucht in Zukunft an Bedeutung gewinnen könnten.
Wie dies ganz konkret umsetzbar wäre, veranschaulicht dir dieses Video.
Wie dies ganz konkret umsetzbar wäre, veranschaulicht dir dieses Video.
bioökonomie.de: Agrarsysteme der Zukunft (Dossier)
Acht große Projektkonsortien erforschen bundesweit, wie die
landwirtschaftliche Produktion von morgen aussehen könnte.
Die Biopioniere: Der Algenbauer (Video)
Maarten Heins ist junger Landwirt in sechster Generation. Gemeinsam mit seinem Vater züchtet er neben Tieren auch Mikroalgen.
Zoom: Fliegende Proteinquellen (Video)
Heinrich Katz von der Hermetia Baruth GmbH in Brandenburg züchtet die Schwarze Soldatenfliege. Warum? Das erfahrt ihr in diesem Video.
biooekonomie.de: Quallen – jetzt noch leckerer
Chemiker vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung haben die traditionelle Zubereitung der Meerestiere analysiert und eine schnellere Alternative entwickelt.
WasserWachstum
WasserWachstum
Junges Gemüse in der Disco? Wie wir in Zukunft ganz ohne Acker und mit geschlossenen Nährstoffkreisläufen Pflanzen anbauen können, erfährst Du in dieser Kurzgeschichte.
Das Projekt SUSKULT
Dipl. Ing. Volkmar Keuter
Projektkoordination
Fraunhofer UMSICHT
Projektkoordination
Fraunhofer UMSICHT
Wachsen ohne Erde
Normalerweise wachsen Gemüse und andere Nutzpflanzen mit ihren Wurzeln in der Erde. Diese gibt ihnen Halt und versorgt sie mit Wasser und Nährstoffen.
Doch es gibt gute Gründe, Pflanzen stattdessen in Wasser wachsen zu lassen: Im Gegensatz zu Erde ist Wasser ein homogenes Medium. Das heißt, Nährstoffgehalt, ph-Wert und andere Parameter sind im Wasser sehr gleichmäßig verteilt und lassen sich sehr gut kontrollieren. Dadurch können Ressourcen gespart und Erträge gesteigert werden.
Doch es gibt gute Gründe, Pflanzen stattdessen in Wasser wachsen zu lassen: Im Gegensatz zu Erde ist Wasser ein homogenes Medium. Das heißt, Nährstoffgehalt, ph-Wert und andere Parameter sind im Wasser sehr gleichmäßig verteilt und lassen sich sehr gut kontrollieren. Dadurch können Ressourcen gespart und Erträge gesteigert werden.
Die Forschung dahinterHydroponik
Prof. Dr. rer. hort. Andreas Ulbrich
Projekt SUSKULT
Hochschule Osnabrück
Projekt SUSKULT
Hochschule Osnabrück
Vorher/Nacher Ansicht
Boden wird knappVorteile der Hydroponik
Fruchtbarer Acker, auf dem Nutzpflanzen angebaut werden kann, ist weltweit eine knappe Ressource. Deshalb wird an Ansätzen geforscht, die gar keinen Ackerboden für die Produktion brauchen. Hydroponiksysteme können in Gewächshäusern, aber auch mitten in Städten für die lokale Produktion von Lebensmitteln genutzt werden.
Alles unter KontrolleEffiziente Lichtsysteme
Pflanzen nutzen die Energie der Sonne, um Wasser zu spalten und CO2 aus der Luft zu Zuckern umzuwandeln. Diesen Vorgang nennt man Photosynthese. Doch die Sonneneinstrahlung ist für das Pflanzenwachstum nicht immer optimal: sie ist abhängig vom Wetter und der Jahreszeit und enthält Wellenlängen, die die Pflanze gar nicht benötigt oder sogar schädlich für sie sind.
Neue Lichtsysteme können hingegen für optimale Bedingungen sorgen. So ist nicht nur die Umgebung der Wurzeln, sondern auch die der Blätter, Blüten und Früchte kontrollierbar.
Neue Lichtsysteme können hingegen für optimale Bedingungen sorgen. So ist nicht nur die Umgebung der Wurzeln, sondern auch die der Blätter, Blüten und Früchte kontrollierbar.
Die Forschung dahinter
Prof. Dr. rer. hort. Andreas Ulbrich
Projekt SUSKULT
Hochschule Osnabrück
Projekt SUSKULT
Hochschule Osnabrück
Urban und regionalLebensmittelversorgung in den Städten der Zukunft
Bisher werden in Hydroponiksystemen vor allem Salate und Kräuter angebaut. Auch manches Gemüse lässt sich auf diese Weise erfolgreich anbauen. Aber um die Menschen in den Megastädten der Zukunft zu versorgen, braucht es mehr als das: Kalorienreiche Pflanzen, wie Getreide, Kartoffeln oder Hülsenfrüchte.
Auch mit dieser Herausforderung beschäftigt sich die Forschung...
Auch mit dieser Herausforderung beschäftigt sich die Forschung...
Die Forschung dahinter
Prof. Dr. rer. hort. Andreas Ulbrich
Projekt SUSKULT
Hochschule Osnabrück
Projekt SUSKULT
Hochschule Osnabrück
SUSKULT - Projektseite
Hier geht es zur Seite des Projektes SUSKULT.
bioökonomie.de - Zoom, Folge 33
Der ganze Film zum Projekt SUSKULT
bioökonomie.de - Salatanbau in Hydroponik
Es gibt neue Ansätze, mit denen Salat und Kräuter auch ohne Acker und mitten in der Stadt angebaut werden können.
biooekonomie.de – 5 Fakten zu Aquaponik
Aquaponik ist eine spezielle Form der Aquakultur, in der die Aufzucht von Fischen mit dem Anbau von Pflanzen kombiniert wird.
AromenJagd
AromenJagd
Geruch und Geschmack - auch das macht unsere Lebensmittel aus.
Was Bioökonomie und Fermentation damit zu tun haben, und wer da was jagt, erfährst Du in dieser duften Geschichte.
Was Bioökonomie und Fermentation damit zu tun haben, und wer da was jagt, erfährst Du in dieser duften Geschichte.
Die Welt der Aromen
Aromen und ihre Wahrnehmung durch Geruchs- und Geschmackssinn stellen einen wichtigen Teil unserer Erfahrungswelt dar. Sie umgeben uns immer und überall, signalisieren Gefahr, geben Entwarnung und erzeugen Wohlbefinden.
Auch bei Lebensmitteln spielen sie deshalb eine zentrale Rolle. Erzeugt werden Geruch und Geschmack durch Moleküle mit bestimmten Strukturen. Besonders Mikroorganismen sind gut darin, eine immense Vielfalt solcher Moleküle zu produzieren, indem sie einen Ausgangsstoff in ein Aroma umwandeln. Diesen Vorgang nennt man Fermentation.
Auch bei Lebensmitteln spielen sie deshalb eine zentrale Rolle. Erzeugt werden Geruch und Geschmack durch Moleküle mit bestimmten Strukturen. Besonders Mikroorganismen sind gut darin, eine immense Vielfalt solcher Moleküle zu produzieren, indem sie einen Ausgangsstoff in ein Aroma umwandeln. Diesen Vorgang nennt man Fermentation.
Mikroorganismen am WerkFermentation: Was ist das eigentlich?
Käse, Sauerkraut, Sauerteig, Bier, Joghurt - zahlreiche unserer Lebensmittel werden durch Fermentation hergestellt. Dabei sind Mikroorganismen am Werk, die Stoffe in den Lebensmitteln abbauen und dafür andere produzieren. Sie verändern so den Geschmack der Lebensmittel, machen sie bekömmlicher oder haltbarer oder reichern sie sogar mit Vitaminen an. Aber in der Bioökonomie spielt Fermentation nicht nur bei Lebensmitteln eine zentrale Rolle.
Dieses kurze Video erklärt, wie Fermentation funktioniert und welche unterschiedlichen Einsatzgebiete es für sie gibt.
Dieses kurze Video erklärt, wie Fermentation funktioniert und welche unterschiedlichen Einsatzgebiete es für sie gibt.
Die Forschung dahinterBioökonomie und Fermentation am Fraunhofer CBP in Leuna
Vorher/Nacher Ansicht
FermentationVon einer Tradition zur Zukunftstechnologie
Doch zurück zur Fermentation in Lebensmitteln. Zwar wird sie schon seit vielen Jahrhunderten überall auf der Welt angewandt, doch erst seit relativ kurzer Zeit ist bekannt, dass sie auf der Aktivität von Mikroorganismen basiert.
Die durch die Molekularbiologie möglich gewordene, gezielte Veränderung dieser Mikroorganismen eröffnet auch für Fermentation ganz neue Möglichkeiten.
Die gezielte Veränderung von Fermentationsprozessen mit molekularbiologischen Methoden nennt man auch "precision fermentation", also Präzisionsfermentation.
Die durch die Molekularbiologie möglich gewordene, gezielte Veränderung dieser Mikroorganismen eröffnet auch für Fermentation ganz neue Möglichkeiten.
Die gezielte Veränderung von Fermentationsprozessen mit molekularbiologischen Methoden nennt man auch "precision fermentation", also Präzisionsfermentation.
Die Jagd nach Aromen
Aromen geben unseren Lebensmitteln Geschmack und Geruch. Viele von ihnen werden gar nicht von den Pflanzen oder Tieren selbst produziert, sondern von Mikroorganismen, die auf und in ihnen leben. Nach solchen Mikroorganismen und ihren molekularen Werkzeugen,
den sogenannten Enzymen, machen sich Forschende der Hochschule
Geisenheim und des DECHEMA-Forschungsinstituts im gemeinsamen Projekt
AROMAplus auf die Suche.
Das Projekt AROMAplusAuf Jagd nach Aromen
Lisa Zimmermann
Institut für Mikrobiologie und Biochemie
Hochschule Geisenheim University
(Foto- und Videoaufnahmen: Sascha Mannel)
Institut für Mikrobiologie und Biochemie
Hochschule Geisenheim University
(Foto- und Videoaufnahmen: Sascha Mannel)
Expeditionen in den Mikrokosmos
Während die Tier- und Pflanzenwelt unserer Erde inzwischen relativ gut erforscht ist, brechen die großen Expeditionen in den Mikrokosmos erst auf.
Durch neueste Technologien ist es möglich, die Welt der Mikroorganismen in ihrer Gänze zu kartieren und nach und nach zu erforschen. Vor allem die rasante Weiterentwicklung der Sequenzierung von DNA führt zu Durchbrüchen. Dadurch wird eine kaum zu ermessende Quelle an biologischer und chemischer Vielfalt zugänglich.
Durch neueste Technologien ist es möglich, die Welt der Mikroorganismen in ihrer Gänze zu kartieren und nach und nach zu erforschen. Vor allem die rasante Weiterentwicklung der Sequenzierung von DNA führt zu Durchbrüchen. Dadurch wird eine kaum zu ermessende Quelle an biologischer und chemischer Vielfalt zugänglich.
Die chemische Welt der DüfteChemische Multitalente: Die Thiole
Florian Kiene
Doktorand im AROMAplus Projekt
Institut für Mikrobiologie und Biochemie
Hochschule Geisenheim University
(Foto- und Videoaufnahmen: Sascha Mannel)
Doktorand im AROMAplus Projekt
Institut für Mikrobiologie und Biochemie
Hochschule Geisenheim University
(Foto- und Videoaufnahmen: Sascha Mannel)
Schlummernde Aromen
Oft sind Aromen quasi in einer schlafenden Form in Lebensmitteln bereits
natürlicherweise enthalten. Um sie zu wecken, bedarf es kleiner
molekularer Veränderungen - und plötzlich wird aus einem geruchlosen
Stoff ein wohlriechendes Aroma. Das kennt man zum Beispiel vom Wein, in dem während der Fermentation durch biochemische Reaktionen verschiedenste Aromen erzeugt werden können.
Forschende haben herausgefunden, dass dafür unter anderem auch Mikroorganismen verantwortlich sind, die auf der Oberfläche der Trauben leben. Diese könnte man nutzen, um natürliche Aromen für andere Lebensmittel wie Limonade zu entwickeln.
Forschende haben herausgefunden, dass dafür unter anderem auch Mikroorganismen verantwortlich sind, die auf der Oberfläche der Trauben leben. Diese könnte man nutzen, um natürliche Aromen für andere Lebensmittel wie Limonade zu entwickeln.
Die Forschung dahinterSchlummernde Aromen
Im Projekt AROMAplus machen sich Forschende auf die Suche nach Mikroorganismen und Aromen, die durch sie freigesetzt werden.
Felix Graf
Doktorand im AROMAplus Projekt
Mikrobielle Biotechnologie
DECHEMA-Forschungsinstitut
Felix Graf
Doktorand im AROMAplus Projekt
Mikrobielle Biotechnologie
DECHEMA-Forschungsinstitut
PräzisionsfermentationMikroorganismen für eine maßgeschneiderte Produktion
Durch molekularbiologische Methoden können Mikroorganismen so verändert werden, dass sie Stoffe produzieren, die normalerweise nur durch aufwändigere oder nicht nachhaltige Prozesse hergestellt werden können.
Zum Beispiel kommt das Aroma Vanillin in einer seltenen und schwierig zu kultivierenden Orchideenart vor. Die genetische Information für die Produktion des Aromas kann in einen Mikroorganismus überführt werden. So kann es in größeren Mengen produziert werden, ohne die Pflanze ernten zu müssen. Andere Anwendungsbeispiele für Präzisionsfermentation sind die Herstellung von Milchprotein und -zucker mit Mikroorganismen statt Kühen oder die Produktion von Medikamenten.
Zum Beispiel kommt das Aroma Vanillin in einer seltenen und schwierig zu kultivierenden Orchideenart vor. Die genetische Information für die Produktion des Aromas kann in einen Mikroorganismus überführt werden. So kann es in größeren Mengen produziert werden, ohne die Pflanze ernten zu müssen. Andere Anwendungsbeispiele für Präzisionsfermentation sind die Herstellung von Milchprotein und -zucker mit Mikroorganismen statt Kühen oder die Produktion von Medikamenten.
Das Projekt FeruBaseDurch Fermentation Aromen präzise produzieren
Im Projekt FeruBase arbeiten Forschende des
Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP, der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Leibniz-Instituts
für Pflanzenbiochemie
daran, Mikroorganismen zu biologischen Aromafabriken umzuprogrammieren.
Ziel ist es, für die Produktion von Aromen nicht mehr auf Pflanzen oder Erdöl angewiesen zu sein. Das könnte Biodiversität und Klima schonen und Ressourcen sparen.
Ziel ist es, für die Produktion von Aromen nicht mehr auf Pflanzen oder Erdöl angewiesen zu sein. Das könnte Biodiversität und Klima schonen und Ressourcen sparen.
Die Forschung dahinterMit Präzisionsfermentation Aromen herstellen
Im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts FeruBase dient Ferulasäure als
Ausgangssubstanz für zwei verschiedene, biobasierte Zielprodukte:
gesundheitsfördernde Substanzen und Geschmacksstoffe.
Dr.-Ing. Tino Elter
Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP
Dr.-Ing. Tino Elter
Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP
Der Ort des GeschehensDrohnenflug durch eine Bioraffinerie
Innovation schafft Vielfalt
Die Wiederentdeckung der Fermentation als wichtiger biologischer Prozess für die Herstellung von Lebensmitteln eröffnet also ganz neue Möglichkeiten. Gerichte und Getränke der Zukunft könnten mit neu entdeckten, natürlichen Aromen versetzt sein, die von Mikroorganismen produziert wurden.
Auch Biotechnologie könnte eine immer wichtigere Rolle spielen, um natürliche Aromen noch präziser nachzuahmen und sogar identisch zu produzieren. Das könnte Ressourcen sparen und die Aromen in unseren Lebensmitteln noch vielfältiger machen.
Auch Biotechnologie könnte eine immer wichtigere Rolle spielen, um natürliche Aromen noch präziser nachzuahmen und sogar identisch zu produzieren. Das könnte Ressourcen sparen und die Aromen in unseren Lebensmitteln noch vielfältiger machen.
bioökonomie.de - Themendossier: Mikrobielle Zellfabriken
Aminosäuren, Insulin, Enzyme, Zitronensäure: Diese Industrieprodukte
werden meist von Mikroorganismen hergestellt.
Wissenschaftsjahr - CoLab: Das Community Lab
Fermentation ist nicht nur etwas für die Industrie. Auch für zu Hause gibt es neue Ideen zum selbermachen. Zum Beispiel eine Anleitung, um die Blaualge Spirulina auf der Fensterbank zu züchten.
Das Projekt FeruBase
Hier finden sich mehr Informationen rund um das Projekt FeruBase am Fraunhofer CBP.
Das Projekt AROMAplus
Hier finden sich mehr Informationen rund um das Projekt AROMAplus.
PflanzenFleisch
PflanzenFleisch
Es gibt inzwischen viele alternative Proteine mit verschiedensten Eigenschaften. Doch wie gut eignen sie sich dafür, Ersatzprodukte für Fleisch und Milch herzustellen?
Um diese um andere Fragen geht es in dieser Episode.
Um diese um andere Fragen geht es in dieser Episode.
Die Vielfalt der Proteine
Proteine sind für die menschliche Ernährung unverzichtbar. Inzwischen decken Menschen weltweit ihren Bedarf vor allem über tierische Proteinquellen, wie Fleisch und Milchprodukte.
Seit einigen Jahren kommen jedoch verschiedenste neue Proteinquellen auf den Markt: Neben Hülsenfrüchten spielen auch ausgefallene Proteinquellen wie Algen und Insekten eine wachsende Rolle. Doch welches Protein eignet sich für welches Produkt am besten?
Die unterschiedlichen Eigenschaften dieser wachsenden Zahl alternativer Proteinquellen sind bisher zu wenig untersucht und nicht katalogisiert.
Seit einigen Jahren kommen jedoch verschiedenste neue Proteinquellen auf den Markt: Neben Hülsenfrüchten spielen auch ausgefallene Proteinquellen wie Algen und Insekten eine wachsende Rolle. Doch welches Protein eignet sich für welches Produkt am besten?
Die unterschiedlichen Eigenschaften dieser wachsenden Zahl alternativer Proteinquellen sind bisher zu wenig untersucht und nicht katalogisiert.
Das Projekt Nachhaltige ProteinzutatenProteine sammeln und charakterisieren
Dr. Ute Weisz von der Universität Bonn erklärt, was das Ziel des Projektes "Nachhaltige Proteinzutaten" ist.
Warum eigentlich Proteine?Komplexe Moleküle mit großer Bedeutung
Proteine sind komplexe organische Moleküle ohne die Leben, wie wir es kennen, undenkbar wäre. Im Grunde alle wichtigen Funktionen in Zellen und Organismen werden durch spezialisierte Proteine, sogenannte Enzyme erfüllt.
Auch für uns sind sie deshalb essentiell und wir müssen über die Nahrung ausreichend Proteine aufnehmen, damit unser Körper eigene produzieren kann. Dabei sind nicht alle Proteine gleich wertvoll für unsere Ernährung. Die höchste "biologische Wertigkeit" haben tierische Proteine für uns, denn ihr Aufbau ähnelt dem unserer eigenen Proteine am meisten. Doch auch ein ausgewogener Konsum nicht-tierischer Proteinquellen kann unseren Bedarf decken.
Auch für uns sind sie deshalb essentiell und wir müssen über die Nahrung ausreichend Proteine aufnehmen, damit unser Körper eigene produzieren kann. Dabei sind nicht alle Proteine gleich wertvoll für unsere Ernährung. Die höchste "biologische Wertigkeit" haben tierische Proteine für uns, denn ihr Aufbau ähnelt dem unserer eigenen Proteine am meisten. Doch auch ein ausgewogener Konsum nicht-tierischer Proteinquellen kann unseren Bedarf decken.
Die Forschung dahinter
Im Projekt Nachhaltige Proteinzutaten kommen Proteine auf den Prüfstand.
Prof. Dr. Ute Weisz
Projektleiterin
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Prof. Dr. Ute Weisz
Projektleiterin
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Vorher/Nacher Ansicht
Wie wird aus Pflanzen Fleisch?
Natürlich gibt es keine Methode, aus Pflanzen wirklich Fleisch herzustellen. Doch warum haben pflanzliche Ersatzprodukte wie Tofu und Co. eine ganz andere Textur als Fleisch? Das liegt daran, das Pflanzenproteine meist in "globulärer" Form vorliegen, also kugelförmig. Das gibt klassichen veganen Produkten wie Tofu die typische, gleichförmige Textur.
Tierische Proteine hingegen liegen in Muskeln "fibrillär", also als Fasern vor. Fleisch bekommt dadurch seine typische faserige Textur.
Dank Innovation im Bereich der Bioökonomie ist es inzwischen möglich, pflanzlichen Proteinen eine faserige Textur zu verleihen.
Tierische Proteine hingegen liegen in Muskeln "fibrillär", also als Fasern vor. Fleisch bekommt dadurch seine typische faserige Textur.
Dank Innovation im Bereich der Bioökonomie ist es inzwischen möglich, pflanzlichen Proteinen eine faserige Textur zu verleihen.
Die Forschung dahinterPflanzenproteinen die richtige Struktur geben
Nachhaltigkeit erforschenSind Fleischalternativen unbedingt nachhaltiger?
Der direkte Verzehr von proteinreichen Pflanzen hat einen geringeren Flächenverbrauch als der Verzehr von Fleisch. Zumindest wenn dieses von Tieren kommt, die mit Pflanzen gefüttert werden, die wir selbst essen könnten.
Doch Nachhaltigkeit hat viele Dimensionen und es ist nicht einfach zu ermitteln, ob ein alternatives Lebensmittel letztendlich nachhaltiger ist als ein konventionelles. Deshalb wird auch daran geforscht, ob innovative Produkte aus alternativen Proteinquellen wirklich die besser Wahl sind.
Doch Nachhaltigkeit hat viele Dimensionen und es ist nicht einfach zu ermitteln, ob ein alternatives Lebensmittel letztendlich nachhaltiger ist als ein konventionelles. Deshalb wird auch daran geforscht, ob innovative Produkte aus alternativen Proteinquellen wirklich die besser Wahl sind.
Die Forschung dahinterKriterien für Nachhaltigkeit
Prof. Dr. Ute Weisz
Projektleiterin "Nachhaltige Proteinzutaten" des Innovationsraumes NewFoodSystems
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Projektleiterin "Nachhaltige Proteinzutaten" des Innovationsraumes NewFoodSystems
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Innovation ermöglicht Nachhaltigkeit
Durch Innovation in der Bioökonomie wird es in Zukunft also deutlich vielfältiger in den Marktregalen und auf unseren Tellern zugehen.
Pflanzliche Proteinquellen verbrauchen für ihre Produktion weniger Fläche. Manche, wie z. B. Algen oder Hydrokultur-Pflanzen, können sogar ganz ohne Erde angebaut werden. Innovative Verfahren können dazu beitragen, dass uns Produkte mit den neuen Proteinquellen vertrauter werden und gut schmecken.
Welche dieser Alternativen unser Ernährungssystem tatsächlich nachhaltiger machen werden, ist ebenfalls Teil der Bioökonomie-Forschung.
Pflanzliche Proteinquellen verbrauchen für ihre Produktion weniger Fläche. Manche, wie z. B. Algen oder Hydrokultur-Pflanzen, können sogar ganz ohne Erde angebaut werden. Innovative Verfahren können dazu beitragen, dass uns Produkte mit den neuen Proteinquellen vertrauter werden und gut schmecken.
Welche dieser Alternativen unser Ernährungssystem tatsächlich nachhaltiger machen werden, ist ebenfalls Teil der Bioökonomie-Forschung.
bioökonomie.de - Express, Folge 23 – Veganes Fleisch
Vegane Alternativen zum Fleisch als Eiweißquelle liegen im Trend. Wir stellen proteinreiche, pflanzliche Alternativen vor und erklären, wie sie hergestellt werden.
New Food Systems - Nachhaltige Proteinzutaten
Hier geht es zur Projektseite des BMBF-geförderten
Innovationsraums NewFoodSystems.
bioökonomie.de - Biertreber als Mehlersatz
Saarbrücker Forschende zeigen, welches Potenzial Biertreber für eine gesunde und nachhaltige Nahrungsmittelproduktion im Sinne der Kreislaufwirtschaft haben könnte.
ProteinBioTech - Proteinversorgung zwischen Biopolitik und Biotechnologie
Ein soziologisches Forschungsprojekt für die Entwicklung einer nachhaltigen und gesundheitsfördernden Ernährungskultur an der TU Darmstadt.
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NudelZüchtung
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Weniger Pestizide, weniger Nitrat
Verschmähte Blätter
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Bald 10 Mrd. Menschen ernähren
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Und so soll es gelingen
WasserWachstum
Das Projekt SUSKULT
Wachsen ohne Erde
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Boden wird knapp
Alles unter Kontrolle
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Urban und regional
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