TRANSFER SPEISEPLAN DER ZUKUNFT: WENN DIE ALGORITHMEN DAS MENÜ BESTIMMEN - DAS STEINBEIS-MAGAZIN 03|20
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TRANSFER
DAS STEINBEIS-MAGAZIN 03|20
SPEISEPLAN DER ZUKUNFT:
WENN DIE ALGORITHMEN
DAS MENÜ BESTIMMEN
STEINBEIS: PLATTFORM FÜR ERFOLG
Steinbeis ist mit seiner Plattform ein verlässlicher Partner für Unter-
nehmensgründungen und Projekte. Wir unterstützen Menschen und
Organisationen aus dem akademischen und wirtschaftlichen Umfeld,
die ihr Know-how durch konkrete Projekte in Forschung, Entwicklung,
Beratung und Qualifizierung unternehmerisch und praxisnah zur
Anwendung bringen wollen.
Über unsere Plattform wurden bereits über
2.000 UNTERNEHMEN
gegründet.
Entstanden ist ein Verbund aus mehr als 6.000 EXPERTEN
1.100 UNTERNEHMEN, die jährlich mit mehr als
in rund
10.000 KUNDEN Projekte durchführen.
So werden Unternehmen und Mitarbeiter professionell in der Kompetenz-
bildung und damit für den Erfolg im Wettbewerb unterstützt.
Und unser Verbund wächst stetig: Infos und Kontaktdaten unserer
aktuell gegründeten Unternehmen finden Sie unter
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TEINBEIS.DE/AKTUELLES
WIR HALTEN SIE AUF DEM LAUFENDEN
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RANSFERMAGAZIN.STEINBEIS.DE
Das Steinbeis Transfer-Magazin liefert Einblicke in spannende Success Stories
aus dem Steinbeis-Verbund. Sie möchten informiert werden, wenn unser
Online-Magazin erscheint?
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EDITORIAL 3
LIEBE LESERINNEN UND LESER,
das Steinbeis Transfer-Magazin hat seit mehr als 30 Jahren eine besondere Bedeutung für die Erfüllung des Steinbeis-
Stiftungszwecks, Wissen zu vermitteln: Es kommuniziert es. Magazinbeiträge der Steinbeis-Unternehmen verdeutlichen,
in welchen Bereichen Steinbeis projektbezogen Wissen und Technologien transferiert. Und das zeigt auch, wo Steinbeis-
Experten an der Entwicklung von Zukunftstechnologien beteiligt sind. Das Transfer-Magazin begleitete 2020 das
verbundübergreifende Steinbeis-Projekt Technologie*Begreifen #techourfuture. Ziel des Projektes war es, den Menschen
in Baden-Württemberg (und darüber hinaus) Inhalte und Veranstaltungsformate anzubieten, die es ihnen leicht machen
sollten, sich vertieft und neutral über neue Technologien zu informieren. Dabei war und bleibt es ein Experiment heraus-
zufinden, wie offen die Gesellschaft dafür ist, sich mit Zukunftstechnologien auseinanderzusetzen.
Die Themen der drei im Rahmen des Projekts realisierten Events standen 2020 im Mittelpunkt der Fokusthemen-
Kampagne im Steinbeis Transfer-Magazin. Das Interesse am Projekt mit seinen Ergebnissen ist seit der ersten
#techourfuture-Veranstaltung zum Thema „Zukunft Autonomes Fliegen“ über den Schwerpunkt „Zukunft Gesundheit“
bis zum dritten Fokus „Zukunft Ernährung“ stetig gewachsen. Die aktuelle Ausgabe des Magazins richtet ihr Augen-
merk auf diesen dritten Fokus der zukünftigen Ernährung.
Der Steinbeis-Verbund und seine Expertenbeiträge spiegeln die unternehmerische Sicht in Baden-Württemberg: Start-
ups im Bereich Ernährung gibt es hier nur wenige, in den Themen „autonome Mobilität“ und „Operation 4.0 – Daten-
enabling in der Gesundheit“ ist weit mehr Expertise vorhanden. Deutlich wird jedoch, dass auch dem unternehmerischen
Technologietransfer die gesellschaftliche Dimension inhärent ist. Dabei kann es sich lohnen, auf Themen aufmerksam
zu machen, die aktuell die Menschen bewegen.
Ergänzt werden sie in der aktuellen Transfer-Magazin-Ausgabe durch die Einblicke der #techourfuture-Expertinnen
und -Experten inner- und außerhalb des Steinbeis-Verbundes. Darüber hinaus helfen die Auswertungen des Ferdinand-
Steinbeis-Instituts im Rahmen des Projekts Technologie*Begreifen #techourfuture Aufschluss darüber zu geben, ob und wie
die Gesellschaft Zukunftstechnologien annimmt und welche Aspekte aus Sicht der Bevölkerung besonders relevant sind.
Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre der aktuellen Ausgabe!
Ihre
DR. MARLENE GOTTWALD PROF. DR.-ING. DR. H.C. NORBERT HÖPTNER
marlene.gottwald@steinbeis.de (Autorin) norbert.hoeptner@steinbeis.de (Autor)
Marlene Gottwald und Norbert Höptner setzen seit mehreren Jahren gemeinsam das Projekt Technologie*Begreifen #techourfuture des Ferdinand-Steinbeis-Instituts
um. Der vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg geförderten Initiative liegt die Frage zugrunde, wie die Bevölkerung Zukunfts-
technologien gegenübersteht. Das Team arbeitet an der Entwicklung einer Vertrauensplattform, die neutral und ganzheitlich über Zukunftstechnologien informiert.
Marlene Gottwald und Norbert Höptner hoffen, so den in der Bevölkerung erlebten Kontrollverlust zu mindern und es Bürgern zu ermöglichen, die Zukunft wissentlich
mitzugestalten.
Ferdinand-Steinbeis-Institut (Stuttgart)
www.steinbeis.de/su/1212 | www.steinbeis-fsti.de | www.techourfuture.de
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020
4
08 14
03 20
EDITORIAL DAS „SAUBERE“ FLEISCH AUS DEM LABOR
Die Forscher an der Hochschule Reutlingen
haben Tierwohl und Umweltschutz im Blick
FOKUS 24
„JEDE TECHNOLOGIE MUSS IN IHRER
ANWENDUNG UND IHREM NUTZEN ÜBERZEUGEN“
08 Im Gespräch mit Dr. Helga Gruber, Managerin Forschung und
DIE VERPACKUNG VON MORGEN: Entwicklung der Print2Taste GmbH
ESSEN STATT WEGWERFEN
Steinbeis-Experten initiieren ZIM-Netzwerkprojekt für
essbare Lebensmittelbeschichtungen
26
STEINWURF!
11
„DIE LEBENSMITTELSICHERHEIT SOLLTE PRIORITÄR
GEWÄHRLEISTET SEIN“
Im Gespräch mit Professor Dr. Christine Wittmann,
Steinbeis-Unternehmerin am Steinbeis-Transferzentrum
QUERSCHNITT
Bioprozessanalytik in der Lebensmittelproduktion
14 28
VON DER KÖNIGSDISZIPLIN IM
#TECHOURFUTURE: PROJEKTMANAGEMENT
ZUKUNFT ERNÄHRUNG – BLICK ÜBER DEN Steinbeis-Unternehmerin Dr. Karen Dittmann und
TELLERRAND HINAUS parsQube-Geschäftsführer Mehrschad Zaeri im Gespräch
Neue technologische Wege in der Ernährung über hybrides Projektdesign
17 30
„ALLES, WAS DIE PFLANZENZÜCHTUNG DIGITALISIEREN MIT ERFOLG: WIE MAN PRODUKTIVITÄT
BESCHLEUNIGT, IST UND QUALITÄT STEIGERT
EINE POSITIVE SACHE“ Steinbeis-Studierender konzipiert die Digitalisierung
Im Gespräch mit Professor Dr. Thomas Miedaner, von Auftrags- und Rechnungsprozessen
Leiter des Arbeitsgebiets Roggen der Landessaatzuchtanstalt
an der Universität Hohenheim
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IM FOKUS: NACHHALTIGKEIT
Experten der SIBE entwickeln Zukunftsszenarien
für Südtirol mit
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020
5
20 36
35 50
STEINBEIS ENGINEERING TAG 2021: DATENGENOSSENSCHAFTEN:
INTELLIGENTE VERNETZTE PRODUKTE EINE CHANCE FÜR KI IM MITTELSTAND
Wenn künstliche Intelligenz auf das Internet der Dinge trifft Das Ferdinand-Steinbeis-Institut gestaltet
das Genossenschaftsprinzip im digitalen Raum
36
VOM ENDE DER ZETTELWIRTSCHAFT: 54
DAS E-REZEPT ALS GAME-CHANGER MENTALE FITNESS ALS FÜHRUNGSSTÄRKE
Ein Steinbeis-Team analysiert Chancen und Steinbeiser Dr. Michael Ullmann arbeitet
Risiken des E-Rezeptes mit Führungskräften und Spitzensportlern
an deren mentaler Stärke
39
KLEINE STRUKTUREN GROß IM BLICK 56
Mannheimer Forscherteam entwickelt DICHTHEITSPRÜFUNG UNTER
Messtechnik zur strukturellen und EXTREMBEDINGUNGEN
stofflichen Unterscheidung von Oberflächen Das Offenburger Steinbeis-Team führt
herstellerunabhängige Prüfungen der Dichtheit durch
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„GREEN DEAL“ UND „VOM HOF AUF DEN TISCH“: 58
EU-STRATEGIEN FÜR VERBESSERTE LEBENSMITTEL USABILITY UND USER EXPERIENCE IM FOKUS
UND BIOLOGISCHE VIELFALT bwcon ist Partner des Mittelstand
Das Steinbeis-Europa-Team unterstützt 4.0-Kompetenzzentrums Usability
bei der EU-Antragstellung
45 60
NACH DER KRISE IST VOR DER KRISE NEUERSCHEINUNGEN IN DER STEINBEIS-EDITION
Die Steinbeis Advanced Risk Technologies Group
hat eine Cloud-Plattform entwickelt, die das Management 62
einer Krise ermöglicht und optimal begleitet VORSCHAU & TERMINE
48 63
ENTSCHEIDEND IST VERTRAUEN IMPRESSUM
Das Digital Trust Forum fördert
das Vertrauen in digitale Lösungen
für physische Assets
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020
SPEISEPLAN DER ZUKUNFT:
WENN DIE ALGORITHMEN
DAS MENÜ BESTIMMEN
Wir stellen heute viel höhere Anforderungen an unsere ERNÄHRUNG als
frühere Generationen. Ging es in der Vergangenheit vor allem darum satt
zu werden, erwarten wir heute wesentlich mehr: Essen soll GESUND sein,
BEZAHLBAR, für jeden ausreichend VORHANDEN und selbstverständlich gut
SCHMECKEN. Auch die Aspekte der EFFIZIENZ UND NACHHALTIGKEIT der
Lebensmittel gewinnen immer mehr an Bedeutung. Kombiniert mit der stetig
wachsenden Erdbevölkerung verlangen diese Anforderungen nach neuen
LÖSUNGEN im Ernährungsbereich, die nur mithilfe von DISRUPTIVEN
INNOVATIONEN und NEUEN TECHNOLOGIEN, wie zum Beispiel Digitalisierung,
realisiert werden können. Wie der „Speiseplan der Zukunft“ aussehen kann und
welche technologischen und materiellen WERKZEUGE dabei zum Einsatz kommen,
darüber berichten Experten auf den folgenden Seiten und zeigen in konkreten
Projekten, was bereits jetzt möglich ist.
© istockphoto.com/Kinwun
© istockphoto.com/DrAfter123
8 FOKUS
DIE VERPACKUNG
VON MORGEN:
ESSEN STATT
WEGWERFEN
STEINBEIS-EXPERTEN INITIIEREN
ZIM-NETZWERKPROJEKT FÜR
ESSBARE LEBENSMITTELBESCHICHTUNGEN
Es geht nicht ohne: die Verpackung von ten entfällt auf Gemüse (26 %) und Obst
Lebensmitteln. Zwar schützt sie ihren (18 %), gefolgt von Backwaren (15 %)
Inhalt und erhöht dessen Haltbarkeit, und Speiseresten (12 %). [2] Aktuelle
am Ende muss sie aber entsorgt wer- Studien zeigen, dass eine Halbierung der
den, was die Umwelt stark belastet. Be- Lebensmittelabfälle auf Einzelhandels-
rücksichtigt man noch dazu die wach- und Verbraucherebene bis 2030 (gemäß
sende Weltbevölkerung und den dadurch dem Ziel der Bundesregierung) die auf
steigenden Bedarf an Lebensmitteln so- den Lebensmittelkonsum in Deutsch-
wie die gleichzeitige enorme Lebens- land zurückzuführenden Treibhausgas- finden, die über entsprechende Eigen-
mittelverschwendung, wird deutlich, emissionen im Vergleich zu 2015 um schaften verfügen, müssen Alternativen
dass wir umweltfreundliche Alternati- 9,5 % sinken lassen würde. [1] Vor die- entwickelt werden. Neben biobasierten
ven brauchen, die gleichzeitig die Halt- sem Hintergrund ist es wichtig darüber und bioabbaubaren Verpackungen stel-
barkeit von Lebensmitteln erhöhen. Ei- nachzudenken, wie die Haltbarkeit von len essbare Verpackungen einen neuen,
ne der möglichen Lösungen kann die Lebensmitteln erhöht und damit der An- innovativen Ansatz dar. Durch die Be-
essbare Verpackung sein. Hier setzt teil der Lebensmittelabfälle reduziert schichtung von Lebensmitteln mit ess-
das von der Steinbeis 2i GmbH initiier- werden kann. Eine Möglichkeit hierfür baren funktionellen Überzügen wird er-
te ZIM-Netzwerkprojekt an, mit dem bietet der Einsatz von neuen Verpa- reicht, dass weniger Sauerstoff in das
Ziel, die optimale Rezeptur für essba- ckungen. Dazu kommt ein weiterer As- Innere gelangt und gleichzeitig weniger
re Beschichtungen zu entwickeln. Der pekt, der die Notwendigkeit neuer Ver- Feuchtigkeit entweicht. Auf diese Weise
Steinbeis-Experte Hartmut Welck er- packungslösungen unterstreicht: das können die Zellatmung reduziert, der
klärt, warum gerade die essbaren Ver- gestiegene Umweltbewusstsein der Ver- Reifeprozess herabgesetzt und damit die
packungen ein großes Potenzial besit- braucher. Denn Kunden lehnen zuneh- Produkte länger frisch gehalten werden.
zen und welche Herausforderungen bei mend die Kunststoffverpackungen von
der Projektumsetzung zu bewältigen zum Beispiel Obst und Gemüse ab. Durch diesen Effekt kann auch fossile
sind. Verpackung eingespart werden. Hier-
ESSBARE VERPACKUNG: INNOVATIV, für stehen eine Reihe an natürlichen
In Deutschland werden Unmengen an UMWELTSCHONEND, EFFIZIENT Roh- und Reststoffen zur Verfügung, mit
Lebensmitteln weggeworfen: Laut des denen verschiedene Schutzwirkungen
Thünen Instituts landen jährlich rund Verpackungen tragen wesentlich zur erzielt werden können, wie zum Bei-
12,7 Millionen Tonnen Essen im Wert von Haltbarkeit von Lebensmitteln bei, in- spiel:
über 22 Milliarden Euro im Müll. Der dem zum Beispiel Reifeprozesse und
Großteil der Abfälle entsteht mit 55 % damit verbundene Qualitätsverände- Chitosan von Schalen-/Krustentieren,
(7 Mio. Tonnen) in privaten Haushalten. rungen verlangsamt werden. Um neue Alginat aus Algen,
[1] Der größte Teil der vermeidbaren Verpackungslösungen – vor allem als Pflanzliche Fette
Lebensmittelabfälle in Privathaushal- Ersatz zu fossilen Verpackungen – zu (Lipide und Glycerolipide),
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020
FOKUS 9
© istockphoto.com/posteriori
flanzliche Kohlenhydrate z. B.
P beschichtungen durch natürliche Aus- wird gerade durch die Steinbeis 2i GmbH
in Form von Fruchtzucker (Fruktose), gangsstoffe/Rohstoffe zusätzlich einen ein ZIM-Netzwerkprojekt aufgesetzt.
T ierische Proteine aus z. B. Milch mechanischen Schutz vor Transport- Sein Ziel ist es, eine optimale Rezeptur
bestandteilen (Casein, Molke). schäden (zum Beispiel durch natürliche zu entwickeln, die den lebensmittelzu-
Wachse, Harze etc.) erhalten. lassungsrechtlichen Voraussetzungen
Neben diesem biologisch-funktionellen entspricht und eine verfahrenstechni-
Schutz kann auch ein antimikrobieller STEINBEIS-EXPERTEN SETZEN AUF sche und kostengünstige Umsetzung
Schutz durch natürliche Rohstoffe als ESSBARE BESCHICHTUNGEN ermöglicht. Zudem sollen das Bewusst-
Bestandteile einer Beschichtung erzielt sein und die Wertschätzung für Lebens-
werden, wie zum Beispiel bestimmte In- Das Interesse des deutschen Lebens- mittel gesteigert und die Verbraucher
haltsstoffe der Zitrone (wie Flavonoide), mitteleinzelhandels an solchen Lösun- über diese Innovation aufgeklärt wer-
von Ingwer (wie Cineol) oder auch von gen zeigt sich an den ersten essbaren den, um eine entsprechende Verbrau-
Knoblauch, Pfeffer und Chili (wie Allicin) Beschichtungen, die beispielsweise bei cherakzeptanz und Verhaltensänderung
und ebenso durch Pflanzenextrakte, wie Avocados von der US-amerikanischen zu erreichen. Dadurch soll ein Beitrag
zum Beispiel von Traubenkernen. Dieser Firma Apeel Science angeboten werden. zur Reduzierung der Lebensmittelver-
Aspekt gewinnt insbesondere vor dem EU- beziehungsweise deutsche Anbieter schwendung und des fossilen Plastik-
Hintergrund des zunehmenden Hygiene- für solche Lösungen gibt es zurzeit noch aufkommens geleistet werden.
bewusstseins der Bevölkerung an Be- nicht. Um dies zu ändern und eine deut-
deutung. sche Alternative für essbare Verpackun-
gen als Beschichtung von zum Beispiel
Um Verpackungen auch beim Transport Obst und Gemüse mit den entsprechen-
zu reduzieren, können Lebensmittel- den funktionellen Wirkungen anzubieten,
Quellen
[1] Thünen Institut, Lebensmittelverschwendung befeuert Klimawandel, Pressemitteilung vom 2.10.2019
[2] DLR, 2020, Lebensmittelverschwendung in Deutschland
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10 FOKUS
„DER KUNDE SOLL
ORGANOLEPTISCH UND OPTISCH
NICHTS MERKEN“
IM GESPRÄCH MIT HARTMUT WELCK, SENIOR PROJECT MANAGER DER STEINBEIS 2i GMBH
Herr Welck, die Idee einer essbaren An dieser Stelle kommen wir mit unse-
Verpackung ist an sich nicht neu, so rer essbaren Beschichtung ins Spiel:
entwickelte zum Beispiel das itali- Sie soll zunächst für frisches Obst als
enische Kaffeeunternehmen Lavaz- geschmacksneutraler Überzug entwi-
za bereits 2003 den „Cookie Cup“ ckelt werden und nur aus lebensmittel-
für seinen Espresso. Aber bis jetzt rechtlich zugelassenen natürlichen In-
fand diese Art von Verpackungen haltsstoffen bestehen. Der Kunde soll
keine breite Anwendung. Woran lag also organoleptisch und optisch nichts
es Ihrer Meinung nach und wie wol- merken.
len Sie in dem von der Steinbeis 2i
initiierten Projekt die Akzeptanz da- Welche Chancen, aber auch Risiken
für schaffen? bieten essbare Verpackungen?
Die Lebensmittelverschwendung ist Essbare Beschichtungen können einen
derzeit ein großes Thema, allein in großen Vorteil in Sachen Haltbarkeits-
Deutschland werden rund 13 Millionen verlängerung, aber auch Reduktion von
Tonnen Lebensmittel jährlich wegge- Verpackungsmaterial, zum Beispiel bei
worfen, das sind im Durchschnitt etwa der Lagerung und beim Transport, be-
85 Kilogramm Lebensmittel pro Kopf. wirken. Die Risiken liegen eher bei der
Viele von den weggeworfenen Lebens- Verbraucheraufklärung, aber auch hier
mitteln sind aber weiter verwendbar, haben wir gute Argumente für essbare
da oft nur das Mindesthaltbarkeitsda- Beschichtungen. Wir wollen über eine
tum abgelaufen ist oder die Lebens- Lebenszyklus-Analyse aufzeigen, wie-
mittel optische Fehler haben. Die weg- viel CO2 eingespart worden ist.
geworfenen Lebensmittel haben zudem
eine negative Implikation auf den CO2- Wo sehen Sie die größten Heraus-
Ausstoß. forderungen bei der Umsetzung?
Neben dem Ziel der Reduktion von Nah- Die größte Herausforderung liegt bei
rungsmittelverschwendung, dem sich der Entwicklung einer optimalen For-
auch die Bundesregierung verpflichtet mulierung und des exakten homogenen
hat, hat sich aktuell eine klimafreund- Auftragens der essbaren Verpackung
liche Ernährung – möglichst verpa- auf die unterschiedlichen Oberflächen-
ckungsarm/-frei – zu einem Trend ent- gegebenheiten. Ebenso müssen bishe- HARTMUT WELCK
wickelt. Dies ist nicht mit 2003, als rige Verfahren der Beschichtung, wie hartmut.welck@steinbeis.de (Autor)
Lavazza die Idee des „Cookie Cups“ prä- zum Beispiel Spritz-/Sprüh-/Walz-/ Senior Project Manager
sentierte, zu vergleichen. Nach einer Tauchtechnik, auf die ausgewählten Me- Bioökonomie, Ernährung,
industrielle Biotechnologie und
Umfrage von Statista im Jahr 2017 wol- dien angepasst beziehungsweise weiter- Innovationsmanagement
len 87 % der Deutschen verpackungs- entwickelt werden. Projekte in diesem Steinbeis 2i GmbH (Stuttgart)
frei einkaufen, wenn es die Möglichkeit Bereich benötigen daher immer einiges www.steinbeis.de/su/2017
dazu gäbe. an Test- und Entwicklungsaufwand. www.steinbeis-europa.de
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020FOKUS 11
„DIE LEBENSMITTELSICHERHEIT
SOLLTE PRIORITÄR
GEWÄHRLEISTET SEIN“
IM GESPRÄCH MIT PROFESSOR DR. CHRISTINE WITTMANN,
STEINBEIS-UNTERNEHMERIN AM STEINBEIS-TRANSFERZENTRUM
BIOPROZESSANALYTIK IN DER LEBENSMITTELPRODUKTION
© istockphoto.com/metamorworks
Bio-Lebensmittel, Nudeln aus Insektenmehl oder Algenbier: Bevor wir neuartige Lebensmittel in den Ladenregalen finden,
werden sie von Lebensmittelanalytikern genau unter die Lupe genommen. Welche Methoden die Wissenschaftler dabei ein-
setzen, welchen Einfluss die aktuellen und zukünftigen Ernährungstrends auf diesen Bereich haben und welche Aufgaben
die Lebensmittelanalytik in Zukunft übernehmen wird – diese und weitere Fragen hat die TRANSFER Professor Dr. Christine
Wittmann, Steinbeis-Unternehmerin am Steinbeis-Transferzentrum Bioprozessanalytik in der Lebensmittelproduktion und
Expertin für biochemische Schnelltests und Biosensoren, gestellt.
Frau Professor Wittmann, nachhal- mittelindustrie, die sich zum Beispiel mit Einsatz kommen, zeichnen sich gleich
tig, gesund und für möglichst viele der Herstellung von Algenbier oder Nu- mehrere Trends ab: Vegane und vege-
Menschen verfügbar soll die Er- deln aus Insektenmehl beschäftigen. tarische Lebensmittel sind zunehmend
nährung der Zukunft sein und setzt Gleichzeitig hat der 3D-Druck, wie Sie beliebt, so konnten sich zum Beispiel ve-
dabei auf neue, unkonventionelle erwähnt haben, auch Einzug in die Le- gane und vegetarische Wurstwaren gut
Nahrungsmittel wie Algenbrot, In- bensmittelherstellung gefunden, aller- etablieren. Bei einer rein vegetarischen
sektenburger oder Steaks aus dem dings in erster Linie bei Süßwaren. Dort oder veganen Ernährung spielen vor al-
3D-Drucker. Wie verändern diese existieren mittlerweile auch entspre- lem der Vitamingehalt, bedingt durch
Entwicklungen die Aufgaben der Le- chende Angebote für Verbraucher, um den Mangel an Vitamin B12 in pflanzli-
bensmittelanalytik? beispielsweise die eigenen Weingummi- cher Rohware, und auch eine potenziel-
Formen mit einem eigenen 3D-Drucker le Unterversorgung an essenziellen
Es gibt seit einigen Jahren zahlreiche zu gestalten. Hinsichtlich der Rohstoffe, Spurenelementen eine wichtige Rolle.
Produktentwicklungen in der Lebens- die bei der Lebensmittelherstellung zum So können unter anderem Algen wie
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|202012 FOKUS
»
HINSICHTLICH DER ROHSTOFFE, DIE BEI DER
LEBENSMITTELHERSTELLUNG ZUM EINSATZ KOMMEN,
ZEICHNEN SICH MEHRERE TRENDS AB
die Spirulina-Alge einen wesentlichen Ein anderer Aspekt, bei dem die Lebens- eindeutig gesetzlich geregelt werden
Beitrag zu einer nachhaltigen und ge- mittelanalytik eine große Rolle spielt, müssen. Neben der Tierhaltung sind
sunden Ernährung leisten, denn sie ent- ist das gestiegene Gesundheitsbewusst- auch potenzielle Risiken für die Verbrau-
hält Makro- und Mikronährstoffe sowie sein. So soll die Lebensmittelindustrie cher noch weiter zu minimieren. Es wird
zusätzlich auch weitere Inhaltsstoffe wie in vielen Produkten zum Beispiel Zu- leicht vergessen, dass neben der aktuel-
Phycocyanine, die eine leuchtend blaue cker- und Fettgehalt reduzieren. Mit die- len Bedrohung durch die afrikanische
Einfärbung von Lebensmitteln erlauben. ser Aufgabe ist viel Forschung verbun- Schweinepest durchaus auch endemi-
In diesem Zusammenhang sind auch den, die von der Lebensmittelanalytik sche Viren, wie zum Beispiel Hepatitis
Insekten zu nennen, die nicht nur einen übernommen wird. Auch der Trend zu E-Viren, bei der Schweinehaltung aus-
hohen Eiweiß-Anteil haben, sondern Bio-Produkten verlangt nach einer Le- geschlossen werden sollten, um auf
auch zusätzlich ein interessantes Fett- bensmittelkontrolle, die durch die Le- diese Art und Weise das Risiko für Zoo-
säureprofil aufweisen. An dieser Stelle bensmittelanalytik zu gewährleisten ist. nosen noch weiter zu reduzieren. Im
setzt die Lebensmittelanalytik mit klas- Hinblick auf den Einsatz der Gentech-
sischen und modernen Methoden zur Als Lebensmittelanalytikerin befas- nik bei Pflanzen existieren bereits zahl-
näheren Charakterisierung der Inhalts- sen Sie sich vor allem mit der heute reiche Schnellmethoden um auszu-
stoffe an. notwendigen Sensorik, die auch zu schließen, dass Öko-Landwirten ein
einem Teil die sehr dezentrale Pro- Schaden entsteht, wenn ihre Ackerflä-
Mir und natürlich den Lebensmittelher- duktion von Nahrungsmitteln be- chen an konventionell bewirtschaftete
stellern geht es in erster Linie um die rücksichtigt – Stichwort „ökologi- Flächen angrenzen. Hier können vor al-
Sicherheit von Lebensmitteln. Dabei sche Landwirtschaft“. Können Sie lem sogenannte Lateral Flow Assays auf
spielen diese zusätzlichen Aspekte von aus Ihrem eigenen wissenschaftli- Basis spezifischer Antikörper eingesetzt
neuen Nahrungsquellen keine Rolle. Es chen Umfeld einen Trend für die Zu- werden, um ein rasches Ergebnis zu er-
gibt die vom Gesetzgeber vorgegebenen kunft ableiten? Werden wir eher noch halten. Dies gilt auch dann, wenn Futter-
Grundlagen im Bereich Lebensmittelsi- mehr dezentrale, regionale Erzeu- mittel wie Soja-Extraktionsschrot von
cherheit. Diese gesetzlichen Vorschriften ger haben – oder geht die Entwick- Öko-Landwirten zugekauft werden und
müssen alle Lebensmittel erfüllen und lung hin zu wenigen großen Fabriken? die entsprechenden Erzeugnisse mit dem
hier kommt die Lebensmittelanalytik ins Bio-Label gekennzeichnet werden sollen.
Spiel. Wenn wir bei Algen bleiben, dann Diese Frage lässt sich nicht so einfach
müssen diese zum Beispiel auf Cyano- beantworten, da nicht zuletzt bedingt Was Ihre Frage nach den Erzeugern an-
toxine geprüft werden, die ab einer durch die Corona-Pandemie der Blick geht, so muss man bedenken, dass wir
bestimmten Menge gefährlich werden insbesondere auf die fleischverarbeiten- in unterschiedlichen Bundesländern un-
können. Wenn wir Produkte aus Insek- de Industrie noch einmal verschärft wur- terschiedliche Bedingungen haben. In
ten, zum Beispiel Insekten-Burger, neh- de. Auch die Diskussion um ein zusätz- Mecklenburg-Vorpommern gibt es zum
men, werden hier unter anderem der liches Label „Aktion Tierwohl“ hat die Beispiel sehr große Agrarflächen. Da-
Ursprungsort, die Haltung, aber auch Verbraucher noch einmal zum Nachden- zu stehen einige Flächen unter Natur-
die Tötungsart gesetzlich geregelt. Wenn ken darüber angeregt, ob neben höhe- schutz. Ich denke, dass hier der Trend
es um einen ganz neuen Rohstoff für Le- ren Preisen für Lebensmittel tierischer eher zu größeren Fabriken geht. Aktu-
bensmittel geht, dann muss der Herstel- Herkunft nicht auch die Haltungsbedin- ell haben wir durch die Corona-Pande-
ler mithilfe zahlreicher Tests nachwei- gungen der Tiere für die Lebensmittel- mie bedingt verstärkt Rufe nach mehr
sen, dass das Produkt sicher ist, dass es produktion noch weiter verbessert so- regionalen Erzeugern. Auch die steigen-
zum Beispiel keine Allergiereaktionen wie bestimmte Vorgehensweisen, wie de Nachfrage nach Bio-Produkten spielt
hervorrufen kann. Das sind die Aufgaben die Kastration männlicher Ferkel und eine wichtige Rolle. Ich denke, dass sich
der Lebensmittelanalytik. das „Schreddern“ männlicher Küken, in der Landwirtschaft zwei extreme Ent-
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020FOKUS 13
wicklungen herauskristallisieren: Zum identifizieren lassen. Neben den bereits das Fleisch von Pferden stammte, die
einen die Landwirtschaft 4.0 mit viel seit Langem üblichen NIR-Methoden zur mit Tierarzneimitteln behandelt wurden.
Hightech und zum anderen nachhaltig raschen Ermittlung der Hauptinhalts- Denn deren Rückstände hätten beim
betriebene ökologische Landwirtschaft. stoffe eines Lebensmittels, wie Proteine, Verzehr der Lasagne ein gesundheitli-
Diese beiden Entwicklungen befinden Fette, Kohlenhydrate usw., wird auch ches Problem für die Verbraucher be-
sich in zwei unterschiedlichen Preis- zunehmend die Raman-Spektroskopie deutet.
segmenten. Allerdings wollen immer in Handheld-Geräten genutzt.
mehr Verbraucher wissen, wo Produkte Ein wesentlicher Bereich, in dem ebenso
herkommen und was die Haltungsbe- Welchen Einfluss wird die persona- Verfälschungen ausgeschlossen wer-
dingungen von Tieren sind. Auch die lisierte Ernährung auf Ihre Tätigkeit den müssen, ist die Gastronomie. So fin-
Frage der Rentabilität für die Landwirte haben? Gibt es in Zukunft den „Sen- den sich zum Beispiel des Öfteren Ver-
spielt eine große Rolle. Und man darf sor für Jedermann“? fälschungen im Bereich „Seafood“. Es
natürlich die politischen Entscheidun- ist nicht leicht zu erkennen, ob ein See-
gen in diesem Bereich nicht vergessen. Wünschenswert wäre es schon, wenn in zungenfilet tatsächlich das Filet dieses
Ich denke, man kann die Frage nicht ab- Analogie zur individualisierten Verord- Fisches ist oder aber ob ein deutlich
schließend beantworten, es wird noch nung von Arzneimitteln eine auf die spe- kostengünstigerer Plattfisch die Aus-
sehr spannend werden, wohin die Rei- zifischen Anforderungen zugeschnittene gangsbasis darstellt. Dies lässt sich gut
se gehen wird. Empfehlung für eine „gesunde“ Ernäh- mit Techniken auf Basis selektiver Anti-
rung gegeben werden könnte, die glei- körper, mithilfe DNA-basierter Metho-
Die neuen Herausforderungen ver- chermaßen körperlichen und psychi- den oder aber auch mit MALDI-TOF-MS
langen zum Teil auch neue Werkzeu- schen Erkrankungen vorbeugt. Diese abklären.
ge, also neue Analysemethoden Empfehlung könnte beispielsweise auf
und -verfahren. Welche Trends gibt dem individuellen Mikrobiom oder der Was sehr spannend wäre, wäre wie be-
es aktuell in diesem Bereich und genetischen Prädisposition basieren. Es reits erwähnt die Möglichkeit, mit den
welche werden die Zukunft der Le- gibt aber auf diesem Gebiet noch jede Lebensmitteln gezielt gegen bestimm-
bensmittelanalytik aus Ihrer Sicht Menge Forschungsbedarf sowohl hin- te Mangelerscheinungen oder sogar Er-
bestimmen? sichtlich des individuellen Genoms, Me- krankungen vorzugehen. Jeder kennt die
taboloms sowie vor allem auch des Mik- Joghurts, deren Bakterien im Darm an-
Wir beschäftigen uns bereits seit Langem robioms und der Auswirkungen auf die gekommen das Mikrobiom positiv be-
mit der Entwicklung von Antikörper- so- langfristige Gesundheit. Ferner stellt sich einflussen sollen. Ob dies tatsächlich so
wie DNA-basierten Testsystemen, die in die Frage nach den Kosten beziehungs- funktioniert, ist die andere Frage, denn
unterschiedlichen Formaten, zum Bei- weise der Kostenübernahme für solche jeder Mensch hat ein eigenes Mikro-
spiel als Biosensor, auf Teststreifenba- Tests. biom. Und es ist aktuell noch unklar,
sis als innerhalb weniger Minuten aus- ob die Bakterien lebend im Darm an-
lesbarer Lateral Flow Assay sowie auch Schon heute muss die Lebensmittel- kommen. Aber die Idee an sich ist sehr
in verschiedenen Mikrotiterplattenfor- analytik oft die Frage beantworten, interessant, da es wissenschaftlich be-
maten für zahlreiche Proben parallel, ob ein bestimmtes Lebensmittel Ori- wiesen ist, dass die Ernährung bei be-
angewendet werden können. Dabei sind ginal oder Fälschung ist. Wird dieses stimmten Erkrankungen eine wichtige
gemeinsam mit der Firma Biometec in Problem in Zukunft noch größer wer- Rolle spielt. Das Problem bei der Rea-
Greifswald zahlreiche spezifische mo- den? Und wenn ja, welche Anforde- lisierung besteht darin, dass die Um-
noklonale Antikörper entwickelt worden, rungen stellt es an die Analyseme- setzung sehr individuell sein muss, an-
unter anderem für den Nachweis von thoden? gepasst an den einzelnen Menschen,
RR-Soja, Bt-Mais, Schimmelpilzen so- was viel Forschung erfordert und na-
wie diversen Allergenen, die für diese Die Authentizität von Lebensmitteln ist türlich sehr kostenintensiv ist.
Testformate als Ausgangsmaterialien nach wie vor von großer Bedeutung
bereitstehen. Daneben gewinnen zuneh- neben dem zunächst aus meiner Sicht
PROF. DR. CHRISTINE WITTMANN
mend auch instrumentell-analytische ungleich wichtigeren Aspekt der Le- christine.wittmann@steinbeis.de (Autorin)
Methoden wie MALDI-TOF-MS an Be- bensmittelsicherheit. Die Lebensmittel-
Steinbeis-Unternehmerin
deutung, mit denen sich neben Mikro- sicherheit sollte prioritär gewährleistet Steinbeis-Transferzentrum
organismen auch Schimmelpilze sowie sein. Das war gut beim „Pferdefleisch- Bioprozessanalytik in der
Lebensmittelproduktion
Tierarten und Fischspezies mit relativ Skandal“ zu erkennen: Zunächst muss- (Neubrandenburg)
geringem Probenvorbereitungsaufwand te einmal ausgeschlossen werden, dass
www.steinbeis.de/su/0766
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|202014 FOKUS #TECHOURFUTURE: ZUKUNFT ERNÄHRUNG – BLICK ÜBER DEN TELLERRAND HINAUS NEUE TECHNOLOGISCHE WEGE IN DER ERNÄHRUNG Vom 15. Oktober bis zum 5. November 2020 fanden im Steinbeis-Haus für Management und Technologie (SHMT) in Stuttgart und online die finalen drei Veranstaltungen zum dritten Schwerpunktthema des #techourfuture Technologie*Begreifen-Projektes statt. Unter dem Motto „Zukunft Ernährung – Blick über den Tellerrand hinaus“ präsentierten führende Experten aus Wissen- schaft und Wirtschaft verschiedene Einsatzmöglichkeiten von Technologie im Bereich Ernährung. Alle drei Veranstaltungen wurden live über den YouTube-Kanal des Ferdinand-Steinbeis-Instituts übertragen. Angeregt diskutiert wurden dabei nicht nur Fragen des Geschmacks, sondern auch Chancen und Risiken für die Gesellschaft. Welchen Einfluss hat Technologie auf un- SPEISEPLAN DER ZUKUNFT – kurzen Umfrage zu Beginn der Veran- sere Ernährung? Welche Rolle spielt die ESSEN AUS DEM 3D-DRUCKER staltung, dass sie hinter der Technolo- Gen-Schere CRISPR in der Pflanzen- gie durchaus einen gesellschaftlichen zucht? Drucken wir unser Mittagessen Im Fokus des ersten Events stand die Nutzen vermutet. Dr. Helga Gruber, bald mit dem 3D-Drucker? Wird Fleisch Frage, ob es sich bei 3D-gedruckten Managerin Forschung und Entwicklung in Zukunft künstlich hergestellt und mit Nahrungsmitteln nur um eine Spiele- der Print2Taste GmbH, erklärte nicht welchen Auswirkungen? Antworten auf rei für Hobbyköche handelt oder ob die nur die Funktionsweise der 3D-Food diese und weitere Fragen gab das Team Anwendung des additiven Fertigungs- Printer, sondern führte auch aus, dass des Ferdinand-Steinbeis-Instituts mit verfahrens im Bereich der Ernährung Essen aus dem 3D-Drucker beispiels- #techourfuture, einem vom Ministerium einen tatsächlichen Nutzen für die Ge- weise Menschen mit Kau- und Schluck- für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau sellschaft hat. Die überwiegende Mehr- beschwerden eine individuelle und an- Baden-Württemberg geförderten Projekt. heit der Teilnehmer bestätigte in einer sprechende Versorgung ermöglichen Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020
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kann. Ihre Kollegin Teresa Dufter, Lei- men, sondern auch außergewöhnliche gen und effizienter machen können. Der
terin des F&E-Bereichs für Lebensmit- Geschmackserlebnisse zu schaffen. Unterschied zwischen den verschiede-
tel und Anwendungen, zeigte live, wie nen Methoden besteht darin, dass ent-
3D-gedrucktes Essen auf den Teller PFLANZENZÜCHTUNG weder auf der Basis des gesamten Ge-
kommt. Wie das schmeckt, darüber DER ZUKUNFT – VON MENDEL noms Auslese betrieben werden kann
konnte sich die kleine Anzahl derjeni- BIS ZUR GENOM-EDITIERUNG oder einzelne Gene aus der Natur in
gen, die vor Ort teilgenommen hatten, Kulturpflanzen eingebracht oder mit-
selbst ein Bild machen. Zu probieren Nach den Veränderungen durch neue tels Genom-Editierung gezielt verän-
gab es kleine Kostproben aus Schoko- Technologien im Bereich der Lebens- dert werden können, um beispielsweise
lade sowie ein Mittagsmenü mit Brok- mittelverarbeitung richtete Teil 2 der die Krankheitsresistenzgene von „an-
koli, Karotte und Leberkäse. Die rund Veranstaltungsreihe den Fokus auf fällig“ auf „resistent“ umzuprogrammie-
50 online zugeschalteten Teilnehmer den Anfang der landwirtschaftlichen ren. Diskutiert wurde unter anderem die
interessierte vor allem die Haltbarkeit Produktionskette. Professor Dr. Tho- Effizienz dieser Verfahren, aber auch ih-
der 3D-gedruckten Speisen und ob es mas Miedaner, Leiter des Arbeitsgebiets re Auswirkungen auf die genetische Viel-
möglich sei, mit mehr als einer Zutat Roggen der Landessaatzuchtanstalt an falt der Pflanzen sowie die Artenvielfalt
gleichzeitig zu drucken. Helga Gruber der Universität Hohenheim, nahm die selbst und deren Rolle im Klimawandel.
erklärte, dass neben der Reduzierung Teilnehmer mit auf eine Reise durch die Das zu Beginn und zum Ende der Veran-
der Produktionszeit auch daran gear- Pflanzenzüchtung der Zukunft. Er erläu- staltung über Mentimeter abgefragte
beitet werde, den Drucker mit mehre- terte, dass in Anbetracht der wachsen- Stimmungsbild über die verschiedenen
ren Düsen auszustatten, um das gleich- den Weltbevölkerung, des Klimawan- Methoden zeigte, dass die Mehrheit der
zeitige Drucken mit verschiedenen dels und der globalen Verbreitung von Teilnehmer die klassische Pflanzen-
Zutaten zu ermöglichen. Dass in einer Krankheitserregern die Pflanzenzüch- züchtung weiterhin als zulässigen Ein-
Profiküche zukünftig 3D-Drucker die tung auch in Zukunft unverzichtbar sein griff in die Natur einstuft. Rund 50 Pro-
„Chefs“ ersetzen, hielten beide Exper- wird. Anhand anschaulicher Beispiele zent der Befragten empfinden auch die
tinnen für unwahrscheinlich. Die Food aus der Roggen- und Maiszüchtung er- neueren Methoden wie die Genom-Edi-
Printer bieten jedoch bereits nach dem klärte Thomas Miedaner die Funktions- tierung ebenfalls als zulässigen Eingriff
heutigen Stand der Technik gänzlich weise neuer Technologien, wie DNS- in die Natur. Dass die Vorbehalte gegen-
neue Möglichkeiten, Lebensmittel zu ver- Markertechniken, Gentechnologie oder über neuen Technologien abnehmen, be-
arbeiten, beispielsweise Schokolade im Genom-Editierung, die den langwierigen, stätigte auch Thomas Miedaner.
Bereich des Konditorhandwerks, und zwischen sechs und zehn Jahre dauern-
mittels 3D-Druck nicht nur neue For- den Prozess der Züchtung beschleuni-
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|202016 FOKUS
»
AUS PROJEKTSICHT IST ES NUN AN DER ZEIT, DIE IM
LAUFE DER VERGANGENEN ZWEI JAHRE EXPERIMENTELL
UMGESETZTEN FORMATE MITEINANDER ZU VERGLEICHEN
CLEAN MEAT – del ein. In den YouTube Live-Chat ein- nen Blickwinkeln zu diskutieren sowie
FLEISCH AUS DEM LABOR gebrachte Teilnehmerfragen umfassten eigene Zukunftsvisionen einzubringen.
Aspekte der gesunden Ernährung, der Nach der ganztägigen Präsenzveran-
Der dritte und letzte Teil der #techour- Marktreife und des Preises, der Ver- staltung zur Zukunft des autonomen
future-Reihe „Zukunft Ernährung“ wid- wendung tierischer Stammzellen sowie Fliegens (November 2019) und den rei-
mete sich der Frage, welchen Einfluss des Kochverhaltens. Wenngleich in der nen Online-Veranstaltungen zur Zukunft
neue Technologien auf die Fleischer- Diskussion Vorbehalte gegenüber der unserer Gesundheit (Juni/Juli 2020) war
zeugung haben können. 2013 stellte der Verwendung von tierischem Wachstums- es geplant, den dritten Themenblock als
niederländische Forscher Professor serum deutlich wurden, schätzte die Hybridevent zu realisieren, bei dem In-
Mark Post den ersten im Labor gezüch- Mehrheit der Teilnehmer das Labor- teressierte zwischen der Teilnahme vor
teten Hamburger vor – umgerechnet für fleisch als klimafreundliche Alternative Ort und der Teilnahme online wählen
einen Preis von rund 250.000 Euro. Tech- gegenüber der Massentierhaltung ein. konnten. Bei Teil 1 und 2 gelang dies, bei
nisch ist es also möglich, Fleisch in der Teil 3 dagegen war aufgrund der aktu-
Petrischale heranwachsen zu lassen. TECHNOLOGIE*BEGREIFEN: ellen Situation nur die Online-Teilnahme
Aber wie wird das sogenannte Clean INFORMIEREN, DISKUTIEREN, möglich. Die Teilnehmeranzahl ist von
Meat genau hergestellt? Was benötigt VERSTEHEN Veranstaltung zu Veranstaltung gestie-
man dazu? Und schmeckt das im La- gen. Die #techourfuture-Veranstaltung
bor gezüchtete Fleisch wie konventio- Das durch das Ministerium für Wirt- zu „Zukunft Ernährung“ hatte die bisher
nelles Fleisch? Zu Beginn der Veran- schaft, Arbeit und Wohnungsbau Ba- größte Reichweite. Wie sich diese Ent-
staltung ging knapp die Hälfte der den-Württemberg geförderte Pilotpro- wicklung erklären lässt und welche
Teilnehmer davon aus, dass der Ge- jekt nähert sich damit dem Ende seiner Rolle hierbei das jeweilige Thema so-
schmack ähnlich sei. Die verschiedenen Laufzeit (lesen Sie hierzu auch das Edi- wie das Veranstaltungsmedium spiel-
Schritte zur Herstellung von Fleisch im torial auf S. 3). Aus Projektsicht ist es ten, gilt es nun auszuwerten. Ein erster
Labor erläuterte Professor Dr. Petra nun an der Zeit, die im Laufe der vergan- Rückschluss kann jedoch bereits jetzt
Kluger, Vizepräsidentin Forschung und genen zwei Jahre experimentell umge- gezogen werden: Die Formatentwick-
Professorin für Tissue Engineering und setzten Formate noch einmal genauer lung wird auch in Zukunft neben der
Biofabrication an der Hochschule Reut- zu untersuchen und miteinander zu ver- inhaltlichen Ausrichtung und der Ziel-
lingen, die mit ihrem Team seit 2019 an gleichen, um somit dem Projektziel von gruppe die realen aktuellen gesell-
der Züchtung von tierischem Gewebe #techourfuture Technologie*Begreifen schaftlichen Bedingungen berücksich-
arbeitet und forscht. In ihrem Vortrag gerecht zu werden: ein Format zu ent- tigen.
ging sie auch auf derzeitige Herausfor- wickeln, das in einem Vertrauensraum
derungen sowie einen möglichen ge- sachlich über Zukunftstechnologien in-
sellschaftlichen Mehrwert des Fleischs formiert und es gleichzeitig ermöglicht,
aus der Petrischale mit Blick auf die den Einsatz dieser Technologien kri-
Massentierhaltung und den Klimawan- tisch zu hinterfragen, aus verschiede-
DR. MARLENE GOTTWALD
marlene.gottwald@steinbeis.de (Autorin)
Senior Research Fellow
Veranstaltung verpasst? Alle Aufzeichnungen der #techourfuture- Ferdinand-Steinbeis-Institut
(FSTI) (Stuttgart)
Veranstaltungsreihe „Zukunft Ernährung“ finden Sie auf dem YouTube-Kanal
des Ferdinand-Steinbeis-Instituts: bit.ly/3pdgwNN www.steinbeis.de/su/1212
www.steinbeis-fsti.de
www.techourfuture.de
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„ALLES, WAS DIE
PFLANZENZÜCHTUNG
BESCHLEUNIGT, IST
EINE POSITIVE SACHE“
IM GESPRÄCH MIT PROFESSOR DR. THOMAS MIEDANER,
LEITER DES ARBEITSGEBIETS ROGGEN DER LANDES-
SAATZUCHTANSTALT AN DER UNIVERSITÄT HOHENHEIM
Für oder gegen Gentechnik? Dass diese Frage die Gesellschaft in zwei Lager spaltet,
weiß Professor Dr. Thomas Miedaner, Leiter des Arbeitsgebiets Roggen der Landes-
saatzuchtanstalt an der Universität Hohenheim, ganz genau. Warum das so ist, ob
und wie man dieser Spaltung entgegenwirken kann und um welche Risiken, aber
auch Chancen es sich eigentlich bei den neuen Technologien in der Pflanzenzüch-
tung handelt, hat die TRANSFER bei ihm als weiterem #techourfuture-Experten
nachgefragt.
Herr Professor Miedaner, seit Jahr- die Pflanzenzüchtung deutlich zu be-
tausenden bilden Pflanzen die schleunigen, was gerade im Hinblick
Grundlage der menschlichen Er- auf die von Ihnen genannten Probleme
nährung und werden auch in Zu- natürlich von Vorteil wäre. Was die kon-
kunft unverzichtbar sein. Allerdings krete Zeitersparnis angeht, so hängt das
stellen die wachsende Weltbevöl- vom Merkmal ab: Geht es um eine ein-
kerung, der Klimawandel sowie der fach vererbbare Krankheitsresistenz,
Trend der nachhaltigen und gesun- kann das schneller realisiert werden,
den Ernährung die Pflanzenzüch- während dieser Prozess bei komplexen heitserreger dar. Wie kann dieses
tung vor Herausforderungen. Mit Merkmalen, wie zum Beispiel Trocken- gelöst werden?
welchen neuen Technologien können toleranz, mit Sicherheit Jahrzehnte dau-
die Menschen diese bewältigen? ert. Ein großes Problem besteht darin, Wie gesagt, es gibt Krankheitsresisten-
dass viele Merkmale, mit denen wir uns zen, die nur durch ein einziges Gen ver-
Pflanzenzüchtung ist ein zeitlich sehr beschäftigen, komplex, also durch vie- erbt werden. Diese sind relativ einfach
aufwendiges Verfahren. Wir rechnen mit le Gene, vererbt werden. Und auch mit zu bearbeiten, was aber oft keinen dau-
acht bis zehn Jahren, um eine neue Sor- Gentechnik und Genom-Editierung kann erhaften Effekt hat. Das heißt, der Krank-
te zu konzipieren und zu züchten. Des- man zunächst nur einzelne Gene ver- heitserreger ist oft in der Lage sich an
wegen können wir in der Züchtung nicht ändern oder hinzufügen. Hier stellt sich diese Resistenz relativ schnell anzupas-
kurzfristig reagieren. Und deshalb ist die Frage, ob man Regulationsgene fin- sen, weil sich auch die Krankheitser-
alles, was die Pflanzenzüchtung be- det, die wirklich komplexe Merkmale reger wieder verändern. Wenn ich also
schleunigt, eine positive Sache. Dazu ge- verändern. Das ist im Moment nicht der eine sehr einfache ererbte Krankheits-
hören zum Beispiel die vor über 100 Jah- Fall. Wir können aktuell damit nicht die resistenz habe, kann diese entweder
ren entwickelte Hybridzüchtung, aber perfekte Sorte züchten, weder mit Gen- zehn Jahre funktionieren oder nach drei
auch die neuen Technologien, wie bei- technik noch mit Genom-Editierung. Jahren wieder unwirksam werden. Wenn
spielsweise Markertechniken, mit denen man mit den sogenannten quantitativen
ich mich im Wesentlichen beschäftige, Ein großes Problem in der Pflanzen- Resistenzen arbeitet, dann werden fünf,
Gentechnik und Genom-Editierung. Die- züchtung stellt die globale Verbrei- zehn oder zwanzig Gene gleichzeitig ver-
se Technologien können dazu beitragen, tung der bereits erwähnten Krank- erbt, von denen jedes einen kleinen Bei-
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trag liefert. Diese sind zwar dauerhaft, viel einfacher in dem kleinen Genom zu verändern will, verändert wird, sondern
aber der Aufwand ist natürlich sehr viel finden sind. Auf diese Weise werden noch weitere Gene im Genom, die man
höher. An dieser Stelle wollen wir mit neue Eigenschaften erzeugt, die es bis- eigentlich nicht beeinflussen will. Aber
den DNS-Markertechniken den Prozess her in diesen Pflanzen nicht gab, wie alle Pflanzen, ob verändert oder normal
verbessern, da wir damit mehrere Gene zum Beispiel Herbizid- oder Insekten- gezüchtet, müssen erst im Gewächs-
gleichzeitig selektieren können. resistenz. An dieser Stelle will ich er- haus und dann im Feld geprüft werden
wähnen, dass gentechnisch veränder- und hier fallen solche Defekte natür-
DNS-Markertechniken, Gentechno- te Pflanzen inzwischen weltweit seit 25 lich auf. Wir brauchen am Ende immer
logie oder Genom-Editierung – mit Jahren auf riesigen Flächen internati- eine Feldprüfung. Sonstige Risiken se-
diesen Technologien kann die Pflan- onal angebaut werden. Bis heute wur- he ich bei dieser Methode nicht.
zenzüchtung beschleunigt und effi- den die erwarteten beziehungsweise be-
zienter gestaltet werden. Was sind fürchteten Risiken, beispielsweise der Aktuell wird viel von der CRISPR/
deren Chancen und Risiken? Zusammenbruch von Ökosystemen, Cas-Methode gesprochen. Könnten
nicht festgestellt. Allerdings können Sie uns möglichst einfach erklären,
Diese drei Techniken muss man getrennt sich nur sehr gut aufgestellte, multina- wie diese Methode funktioniert?
betrachten, weil sie verschiedene Grund- tionale Konzerne die Gentechnik wegen
lagen haben. Die DNS-Markertechniken der hohen Kosten und der sehr aufwen- Im Prinzip geht es dabei um ein kleines
sind zum Beispiel reine Diagnoseverfah- digen Genehmigungsverfahren leisten. Stück einer RNs-Sequenz, das dafür
ren: Wir suchen im Genom einer Pflanze sorgt, dass das zu verändernde Gen ge-
nach den günstigen Ausprägungen, zum Im Gegensatz zur Gentechnologie han- zielt angesteuert wird. Hier liegt der
Beispiel nach Krankheitsresistenzen delt es sich bei der Genom-Editierung um große Unterschied zur herkömmlichen
oder früher reifenden Pflanzen. Dabei eine Methode, die auch von mittelständi- Gentechnik, denn dort werden Gene in
wird das Genom gescannt und mithilfe schen Unternehmen in Zusammenarbeit die Pflanze eingebracht, aber man kann
relativ aufwendiger Rechenverfahren mit Wissenschaftlern technisch umge- nicht beeinflussen, wo genau diese lan-
festgestellt, welche Bereiche im Genom setzt werden kann. In Deutschland ist es den. Und dann gibt es die Cas-Enzyme,
für diese Eigenschaft verantwortlich bereits die gängige Praxis, dass Wissen- die einen Doppelstrangbruch verursa-
sind. Wir können uns dann die günstigen schaft und Pflanzenzüchtung sehr eng chen, sodass die DNS genau an der Stel-
Varianten heraussuchen und mithilfe der zusammenarbeiten. Bei der Genom-Edi- le, die man über die RNs-Sequenz ange-
DNS diese Varianten bereits im Keim- tierung werden keine fremden Gene ein- steuert hat, geschnitten wird. Das ergibt
lingsstadium im Labor auswählen. Der gebracht, sondern die in der Pflanze einen Bruch und die Zelle hat zwei Mög-
große Vorteil ist, dass an der Pflanze bereits vorhandenen Gene durch Aus- lichkeiten diesen zu reparieren: Ent-
selbst nichts verändert wird, sondern tausch von einzelnen DNS-Bausteinen weder sie packt andere Basenpaare in
wir sie ganz normal züchten, der Pro- verändert. Und das ist das Besondere diesen Bruch, was in der Regel dazu
zess wird lediglich um die DNS-Diag- an diesem Verfahren. Ein schönes Bei- führt, dass das Gen nicht mehr funkti-
nose ergänzt. Daher sehe ich hier auch spiel dafür kommt aus Israel: Dort ist oniert, oder man bietet der Pflanze eine
keine Risiken. es Wissenschaftlern gelungen, durch Reparatursequenz an. Und genau darin
die Veränderung eines einzigen Gens besteht die CRISPR/Cas-Methode: Ent-
Bei der Gentechnologie haben wir eine eine Resistenz gegen drei verschiedene weder man schaltet Gene aus, macht
ganz andere Situation, denn hier wer- Pflanzenviren zu erzeugen. Wenn Sie sie also funktionsunfähig, oder man ver-
den komplette Gene aus anderen Or- jetzt nach Risiken fragen: Natürlich gibt ändert sie in einzelnen Bestandteilen.
ganismen in Pflanzen eingebracht. Das es Risiken, dass etwas schiefgeht, die Allerdings bedarf dieses Verfahren noch
geschieht meistens mit bakteriellen Ge- gibt es immer. Es kann zum Beispiel pas- weiterer Forschung, bis es jedes Labor
nen, weil diese einfacher organisiert und sieren, dass nicht nur das Gen, das man anbieten kann.
» PFLANZENZÜCHTUNG IST EIN ZEITLICH SEHR
AUFWENDIGES VERFAHREN
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020FOKUS 19
Wenn es um Gentechnologie geht,
ist die Skepsis oft groß. Welche Vor-
behalte begegnen Ihnen in Ihrer Ar-
beit und wie gehen Sie damit um?
Als Wissenschaftler würde man natür-
lich sofort sagen, dass Aufklärung enorm
wichtig ist, denn wir müssen den Men-
schen erklären, worum es sich bei einer
neuen Technologie, einem neuen Ver-
fahren handelt. Andererseits wird ge-
nau das bereits seit mehr als 20 Jahren
gemacht. Es steht allerdings fest, dass
sich die Fronten ideologisch sehr stark
verhärtet haben. Ich vermute, dass es
viele Leute gibt, die sich nicht um das
Thema kümmern. Aber es gibt auch Ak-
tivisten, die grundsätzlich dagegen sind
und die mit sachlichen Argumenten nicht
mehr zu überzeugen sind.
Wenn wir das Thema Genom-Editierung
als Beispiel nehmen, ist hier der größte
Streitpunkt die Frage, wie ich die Genom-
#techourfuture-Experte Thomas Miedaner im Gespräch mit Moderatorin Marlene Gottwald.
Editierung einordne. Der Europäische
Gerichtshof hat gesagt, dass das das-
selbe wie Gentechnik und daher genau
wie diese zu regulieren ist. Das bedeu-
tet, dass die Genom-Editierung in Euro- Für die jüngere Generation ist es natür- rig. Hinzu kommt eine Tatsache, die für
pa nicht kommerziell durchgeführt wer- lich wichtig, diese umfassend zu infor- uns, die mit Pflanzen arbeiten, sehr
den wird, weil die Auflagen sehr hoch mieren. Wenn wir aber über die Men- schwer verständlich ist, dass zum Bei-
sind und das Produkt als gentechnisch schen sprechen, die bereits ihre negative spiel moderne Medikamente zum gro-
verändert gekennzeichnet werden muss. Meinung über bestimmte Technologien ßen Teil mithilfe gentechnisch verän-
Andere Länder gehen einen anderen gebildet haben, dann stellt sich aus mei- derter Bakterien erzeugt werden. Auch
Weg: In den USA beispielsweise wird das ner Sicht die schwierige Frage, ob wir Vitamine, ganz viele Zusatzstoffe, die
Ergebnis von der staatlichen Seite ge- diese überhaupt noch erreichen können Sie in Lebensmitteln finden, werden
prüft und wenn die Veränderung keine und ob sie erreicht werden wollen. mithilfe von gentechnisch veränderten
fremde, sondern nur pflanzeneigene Bakterien hergestellt. Das interessiert
DNA enthält und wenn Merkmale her- Dazu will ich anmerken, dass ich es irre- überhaupt niemanden, nur bei Pflan-
vorgerufen werden, die es auch natür- führend finde, wenn auf allen möglichen zen ist es immer ein ganz großes Dis-
licherweise in der Pflanze gibt, dann ist Produkten „ohne Gentechnik“ steht, weil kussionsthema.
das keine Gentechnik und kann ohne in Europa, außer auf kleinen Flächen in
Einschränkungen angewendet, ange- Spanien, überhaupt keine gentechnisch
baut und auch vermarktet werden. Das veränderten Pflanzen angebaut werden.
sind die zwei unterschiedlichen Auf- Die gibt es weder auf dem Acker noch
fassungen, die es derzeit gibt. auf dem Markt, sodass es überhaupt
PROF. DR. THOMAS MIEDANER
keine Produkte aus gentechnisch ver- thomas.miedaner@uni-hohenheim.de (Autor)
Wie können Ihrer Meinung nach die änderten Pflanzen geben kann. Aber
Leiter des Arbeitsgebiets Roggen
Wissenschaftler die Bevölkerung er- wenn auf einigen Produkten „ohne Gen- der Landessaatzuchtanstalt
reichen, um deren Hemmschwelle in technik“ steht, impliziert das, dass es der Universität Hohenheim
(Stuttgart)
Bezug auf die neuen Technologien zu welche mit Gentechnik gibt. Dies macht
senken? den Umgang mit dem Thema schwie- www.uni-hohenheim.de
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|202020 FOKUS
DAS „SAUBERE“
FLEISCH AUS DEM
LABOR
DIE FORSCHER AN DER HOCHSCHULE REUTLINGEN
HABEN TIERWOHL UND UMWELTSCHUTZ IM BLICK
Fleisch genießen, ohne Tiere zu töten – diese Herausforderung an die Forschung
ist aktueller denn je. Denn erschreckende Bilder aus der Massentierhaltung,
Skandale in der Fleischindustrie sowie die dramatischen Folgen der Fleischer-
zeugung für das Klima erfordern eine nachhaltige und zukunftsfähige Lösung.
Prof. Dr. Petra Kluger, Vizepräsidentin Forschung an der Hochschule Reutlingen,
stellt sich dieser Herausforderung und arbeitet im Labor daran, künstliches
Fleisch aus isolierten tierischen Zellen zu züchten. Im Mittelpunkt ihrer Forschung
stehen die Fragen, wie eine erfolgreiche Massenproduktion gelingen und wie
gesundes künstliches Fleisch aussehen kann. Davon berichtet hat sie als Exper-
tin der #techourfuture-Veranstaltungsreihe „Zukunft Ernährung”.
Alles begann mit Petra Klugers Vorle- natürliches Schweine- oder Rindfleisch chen Fleischversorgung dar. Dieses
sungen in Tissue Engineering, also dem aus, ein Tier muss dafür nicht geschlach- ‚saubere Fleisch‘, vom englischen ‚Clean
Züchten von Gewebe, in denen auch das tet werden. Das mit Enzymen aufgespal- Meat‘, kommt zudem dem Tierwohl zu-
Fleisch aus dem Labor Thema war. Das tene Fleisch wird durch Siebe gegeben, gute und birgt weniger gesundheitliche
große Interesse der Studierenden und um die kleineren Stammzellen von grö- Risiken, die bei der konventionellen
ihr Eröffnungsvortrag bei der interna- ßeren Bestandteilen zu trennen. Die auf Fleischherstellung vor allem durch den
tionalen Cultured Meat Konferenz 2018 diese Weise isolierten Zellen wachsen Einsatz von Antibiotika in der Massen-
in Maastricht motivierten die studierte im Reutlinger Labor bei 37 Grad Celsius tierhaltung entstehen.“
Biologin, selbst die Forschung zu die- in einem Inkubator. Danach kommen
sem Thema aufzunehmen. Bevor sie 2019 sie in einen 3D-Drucker und werden dort Aktuell arbeitet die Reutlinger Forscher-
mit der Züchtung von Fleisch aus dem zu einem essbaren Stück Fleisch beste- gruppe daran, das Fleisch aus dem 3D-
Labor begann, beschäftigte sie sich mit hend aus Muskel- und Fettgewebe auf- Drucker zur Marktreife zu bringen. Da-
der Züchtung von menschlichem Gewe- gebaut, das in jede beliebige Form ge- bei steht die Kostenfrage der Massen-
be für biomedizinische Fragestellungen bracht werden kann. produktion im Mittelpunkt. Im Mai 2020
an der Hochschule Reutlingen. Inzwi- startete ein von der Avina Stiftung geför-
schen forscht die Arbeitsgruppe aus Petra Kluger ist vom Potenzial ihrer For- dertes Gemeinschaftsprojekt der Hoch-
Doktoranden, Wissenschaftlern und Stu- schung überzeugt: „Fleisch aus dem La- schule Reutlingen mit der Universität
dierenden um Petra Kluger in mehre- bor benötigt im Vergleich zur konventio- Hohenheim mit dem Ziel, Lösungen für
ren Projekten an diesem Thema. nellen Fleischgewinnung viel weniger die Überführung in industrielle Maßstä-
Ressourcen – wie etwa Wasser oder be zu entwickeln. „Wir untersuchen We-
Um die zur Fleischzucht im Labor benö- Landflächen – und produziert weniger ge, um die Produktion in industriellen
tigten Stammzellen zu erhalten, reicht Treibhausgase. Deshalb stellt es eine Maßstäben voranzubringen. Dafür op-
den Forschern ein kleines Stückchen nachhaltige Alternative zur bisher übli- timieren wir die Herstellungsprozesse,
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 03|2020Sie können auch lesen
