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Optionen für die Ernährungswirtschaft

Der Einsatz biotechnologischer Methoden ist verbreitet und in der Praxis eine Selbstverständlichkeit. In diesem Artikel macht sich der Autor auf die Spurensuche nach der Verwendung von Biotechnologie in vermintem Kommunikationsterrain. Für viele gilt immer noch: Biotechnologie = Gentechnik = „Gen-Produkt“ und Anwendung von Biotechnologie ≠ Bio ≠ konventionelle Nahrungsmittelproduktion.

„Wir sind bestrebt in unseren Produkten mehr und mehr möglichst unveränderte Rohstoffe aus der Region zu verwenden. All diese Rohstoffe sind ganz normale landwirtschaftliche Produkte und biotechnologisch nicht verändert. Bei der Verarbeitung in unseren Fabriken unterliegen sie dann ebenfalls nur traditionellen Verarbeitungsmethoden wie Erhitzen… Demzufolge haben biotechnologische Methoden für uns keine Bedeutung.“ Entwicklungsleiter eines Lebensmittelbetriebs

Nestlé-Ehrenpräsident Helmut Maucher © Wolf G Kroner

Die Biotechnologie hat längst Einzug gehalten in die Ernährungsindustrie, und zwar in der gesamten Wertschöpfungskette von der Rohstoffproduktion über die Lebensmittelverarbeitung bis zum Handel.
Nach Schätzungen des Fraunhofer-ISI Instituts (Nusser 2007) betrugen in Deutschland die Biotechnologie-Umsatzanteile 2004/05 im Lebensmittelbereich neun bis 23 Prozent und in der Landwirtschaft elf bis 20 Prozent. Eine verhältnismäßig geringe Zahl von kleinen und mittelständischen Biotechnologieunternehmen mit rund 19.000 Beschäftigten liefert Vorprodukte. Die eigentliche Wertschöpfung werde jedoch bei den Verarbeitern erzielt, sagen die Wissenschaftler.

Die Lebensmittelindustrie beschäftigt heute die meisten Erwerbstätigen, die mit der Nutzung biotechnischer Methoden, Prozesse oder Produkte in Verbindung gebracht werden können. Das sind zwischen 193.000 und 493.000 Personen. Es folgt die Landwirtschaft mit 113.000 bis 206.000 Beschäftigten. Globale Veränderungen machen sich in der Ertragssituation der Landwirte, Lebensmittelverarbeiter und im Handel bemerkbar. Die Veränderungen kommen auf leisen Sohlen. Vieles ist schon selbstverständlich. So selbstverständlich, dass man es gar nicht mehr der Rede wert hält. Die Milchwirtschaft in ihren verschiedenen Stufen ist ein besonders eindrückliches Beispiel.

Klimawandel und Ernährung

2007/2008 profitierte der Milchmarkt in Deutschland davon, dass es in Ländern, die normalerweise einen Milchüberschuss produzieren zum Beispiel durch Dürre zu größeren Exportausfällen kam, und dass es vor allem in Ostasien eine verstärkte Nachfrage nach Milchprodukten gab. Der Milchauszahlungspreis 2007 erreichte ein Hoch, das seit 18 Jahren nicht mehr verzeichnet wurde. ”Auch wenn im Moment die Milchpreise wieder runtersausen, das ist kurzfristig”, sagt Helmut Maucher, Ehrenpräsident der Nestlé AG. Er weiß wovon er spricht. Angefangen hat er in einem kleinen Käsereibetrieb in Eisenharz, einem Dorf in der Nähe des Bodensees. Am Ende führte er einen globalen Lebensmittelkonzern. Die Ausbreitung von Dürregebieten, eine wachsende Weltbevölkerung und die Steigerung des Einkommens in ehemals armen Regionen öffnen bei Nahrungsmitteln immer weiter die Schere zwischen Angebot und Nachfrage. Hinzu kommt, dass die Agrarproduktion heute 70 Prozent des verfügbaren Trinkwassers verbraucht. Die Landwirtschaft könnte mit der Hälfte des Trinkwassers auskommen, meint Maucher und fügt hinzu: „Ich bin überzeugt, dass es uns vor allem mit dem Einsatz von Bio- und Gentechnologie gelingt, die immer knapperen Trinkwasserreserven effizienter zu nutzen, höhere Erträge einzufahren und alle Menschen zu ernähren - trotz Klimawandel.”

Milchwirtschaft: Vom Bioreaktor zur Produktion von Eutersekret

Milch ist in der gesetzlichen Definition (Milchverordnung 2000) „das durch … tägliches Melken gewonnene unveränderte Eutersekret“. „Unverändert“ ist das Eutersekret freilich schon seit Jahrzehnten nicht mehr. Es reicht nicht, die Kuh auf die Wiese zu stellen. Weil Grünland je nach Boden, Region und klimatischen Bedingungen recht unterschiedlich ist, muss für eine ausgewogene Ernährung zugefüttert werden. Ein Auskommen erreicht der Landwirt dann, wenn er durch Zugabe von Mischfutter die Milchleistung erhöht. Als Faustregel gilt: ein Kilogramm Kraftfutter ergibt zwei Kilogramm Milch. Raps und Soja sind neben Getreide besonders ergiebige Eiweißträger. Nach Expertenschätzungen werden in Deutschland an eine Milchkuh pro Jahr rund 190 Kilogramm Soja verfüttert. Das sind insgesamt zwischen 0,8 und einer Million Tonnen. Soja ist weit billiger als andere Eiweißträger, obwohl es aus den USA, Brasilien oder Argentinien – typische Anbauländer von GV-Feldfrüchten – importiert werden muss. Die Milch von Kühen, die solches Mischfutter erhalten, beinhaltet keine Spuren von genveränderten Organismen. Seriöse wissenschaftliche Studien belegen, dass natürliche und rekombinante Fremdgene, die mit der Nahrung aufgenommen werden, sowohl vom tierischen wie vom menschlichen Organismus zu kleinsten Bruchstücken abgebaut werden.

Im wissenschaftlichen Langzeitversuch zeigten sich keine Beeinträchtigungen der Milchkühe bei Futteraufnahme, Milchleistung, Stoffwechselgeschehen, Gesundheit und Fruchtbarkeit - selbst bei relativ hohen Dosen Bt-Mais und der Gegenüberstellung von zirka 19.000 Einzelbefunden. © Daten mit freundlicher Genehmigung von Prof. Heinrich Meyer, Lehrstuhl für Physiologie, TUM Weihenstephan.

Im wissenschaftlichen Langzeitversuch (Steinke et al. 2009) zeigten sich keine Beeinträchtigungen der Milchkühe bei Futteraufnahme, Milchleistung, Stoffwechselgeschehen, Gesundheit und Fruchtbarkeit - und dies bei einer relativ hohen Dosis von Bt-Mais. Im Versuch wurden zirka 19.000 Einzelbefunde sowohl von transgenem als auch isogenem Mais erhoben und miteinander verglichen. Und: Ohne Futtermittelimporte kann der Bedarf der Landwirtschaft bereits heute nicht mehr gedeckt werden.

Wettbewerbsfähiger durch biotechnologische Forschung

Welthandel mit Milchprodukten © LLM 2009: 48f und 195f.
Die wissenschaftliche Forschung bietet den Landwirten mehr Optionen, sich von staatlichen Subventionen unabhängiger zu machen, Angebotsschwankungen an internationalen Rohstoffmärkten besser zu nutzen, das betriebliche Einkommen zu steigern und noch dazu nachhaltig ihre Existenz zu sichern. 2008 gab es in Deutschland 4,218 Millionen Milchkühe (EU-25 2007: 22,266 Mio.). Pro Kuh und Jahr wurde eine Milchleistung von 6.944 Kilogramm (EU-25 2007: 6.350 kg) erzielt. Doch andernorts wird mehr erzeugt. Eine israelische Kuh hatte bereits 2006 eine um 65 Prozent höhere Leistung, nämlich 11.506 Kilogramm Milch pro Tier und Jahr. Milch ist kein Regionalprodukt mehr. Der Wettbewerb ist zwar nicht global, reicht aber doch weit über die Landesgrenzen hinaus.

Natur entdecken, um sie besser nutzbar zu machen

Heute wird in der Ernährungsindustrie nur ein kleiner Teil dessen genutzt, was die Natur an Rohstoffen zu bieten hat. Das beginnt bei Futtermitteln, betrifft die Produktion mit Hilfe von Mikroorganismen und Enzymen (z.B. Aromen, Enzyme) bis hin zu den fertigen Lebensmitteln und ihren Inhaltsstoffen. Prof. Christine Lang ist Chefin von OrganoBalance, einem Biotechnologie-Unternehmen, das sich darauf spezialisiert hat, die Biodiversität zur Verbesserung von Produktion und Produkten nutzbar zu machen. Mit genetischen Methoden selektiert und charakterisiert OrganoBalance aus tausenden von Milchsäurebakterien und Hefestämmen diejenigen, welche wissenschaftlich exakt dokumentiert für die jeweilige Leistungsanforderung des Produzenten die optimale biologische Aktivität zeigen. „Wir suchen zunächst einen Stamm, der für die gewünschte Funktionalität am meisten verspricht. Die technologische Herausforderung liegt dann darin, aus den Kandidatenstämmen jene auszuwählen, die für den Industrieeinsatz taugen. Das sind solche, die in großen Mengen und reproduzierbar besonders gut wachsen oder etwa auf Medien kultiviert werden können, die für die Nahrungsmittelindustrie verträglich sind”, erläutert Lang das Vorgehen. Die selektierten Stämme selbst werden nicht molekulargenetisch verändert.

So hat OrganoBalance Lactobacillen (L. brevis, L. pentosum, L. fermentum) aus mehreren tausend Stämmen entwickelt, die klinisch nachgewiesen Gastritis und Magengeschwüren vorbeugen, indem sie Helicobacter pylori im menschlichen Magen und Darm unschädlich machen. Darüber hinaus hat das Unternehmen das entsprechende Verfahren entwickelt, um die lebenden Milchsäurebakterien genau so den Milchprodukten beizumischen, dass sie die versprochene physiologische Wirkung erzielen. „Ich wette mit jedem Molkereitechnologen“, schmunzelt Lang, „dass wir relativ schnell noch einen besseren Stamm finden, als jene Stämme, die er selbst jahrelang ausprobiert hat und heute zur Käse- oder Joghurtproduktion verwendet.“

Der Nährwert des Lebensmittels, den die Tabellen auf den Verpackungen ausweisen, ist nicht alles. Wichtig ist, wie der Konsument die Inhaltsstoffe im Stoffwechsel umsetzt. Das ist bekannt, wenn es um unerwünschte gesundheitliche Wirkungen geht. So reagieren zwei bis drei Prozent der Kleinkinder in westlichen Industrieländern mit Allergien auf Kuhmilch. Andere reagieren allergisch auf Milcheiweißproteine (Molke, Kaseine, Sojamilch, usw.). "Nur bei einem kleinen Teil der betroffenen Kinder macht sich die Allergie sofort in einem Ausschlag bemerkbar", sagt Jean-François Biry von DBV Technologies. Dieses Unternehmen erhielt 2006 den Siemens Innovationspreis für seinen molekulardiagnostischen Test auf die verzögerte Milchallergie. DBV Technologies vermarktet den Test gemeinsam mit NUMICO (Danone) bei Babynahrungsmitteln.

Was wie eine Erfolgsstory der Biotechnologie aussieht, ist typisch für die Nutzung der Biotechnologie in der Ernährungswirtschaft. Es sind die Großunternehmen, die heute in Forschung und Entwicklung investieren. Andere Firmen nutzen, was sich ihnen gerade bietet, und "lassen auf Staatskosten forschen", wie sich ein Branchenkenner ausdrückt. Mehr als eine sogenannte „praxisnahe Forschung“ (siehe Beitrag MLF) führen die meisten kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) nicht durch. Eckhart Heuser, Hauptgeschäftsführer beim Verband der Deutschen Milchwirtschaft und Generalsekretär der European Dairy Association schätzt, dass die Unternehmen der Milchwirtschaft (inklusive der großen) im Schnitt gerade einmal drei bis fünf Prozent ihres Umsatzes in Forschung und Entwicklung investieren. Schwerpunkte sind hier die Entwicklung von Verfahren zur Haltbarmachung und Sicherheit von Milchprodukten sowie nährwert- und gesundheitsbezogene Aspekte.

Versprechen einhalten: biotechnologische Methoden machen es möglich

Typische Unterschiede zwischen pharmazeutischen Nahrungsmitteln und Functional-Food-Produkten © nach Stefan Palzer (2009): Bioactive ingredients – Maximising stability, solubility and bioavailability. presentation Life Science Forum, Garching March 18.
Unter dem Druck der europäischen Behörden (EG Nr. 1924/2006) müssen die Anbieter von Nahrungsmitteln mehr und mehr ihre Angaben zu Nährwerten sowie ihre Gesundheitsversprechen mit Substanz füllen. Hier ist zusätzlich zum Aspekt der Sicherheit die Wirksamkeit des Nahrungsmittels relevant. Wie werden Vitamine und Mineralien (z.B. Calcium) aufgenommen, und wie viel von ihnen wird tatsächlich aufgenommen? Wie viele Verbraucher wissen schon, dass unter der Bezeichnung Vitamin oftmals verschiedene Einzelstoffe zusammengefasst sind? Vitamin E gilt als Antioxidans, doch nur vier (die Tocopherole) der acht Vitamin-E-Formen sind Antioxidantien. Hier ist die kontrollierte Auswahl wichtig. Es reicht auch nicht, dass sich in einem Joghurt probiotische Bakterien (z.B. Lactobacilli, Bifidobacteria) befinden, damit Krankheitserreger im Darm unterdrückt werden. "Entscheidend für die Funktionalität sind ebenso Menge, Ort und Zeitdauer der Freisetzung der verkapselten probiotischen Zellen im Körper", sagt Stefan Palzer vom Nestlé Forschungszentrum in Lausanne. Für eine Wirksamkeit bioaktiver Substanzen muss zudem die Aufnahme in den Blutstrom gegeben sein. Ein zentraler Baustein der Produktentwicklung ist deshalb die Weiterverarbeitung der Nährstoffe und bioaktiven Substanzen nach der Extraktion aus pflanzlichem Zellmaterial und marinen Biomassen, deren Modifizierung, Verkapselung und Einbau in die Nahrungsmittel-Matrix. Innéov, ein Gemeinschaftsunternehmen von Nestlé und L'Oréal, hat auf diese Weise ein Nahrungsmittel auf den Markt gebracht, das klinisch gesicherte positive dermatologisch-kosmetische Wirkungen hat. Für dieses Produkt werden Lykopin-Moleküle zusammen mit Milchproteinen sprühgetrocknet. Lykopin ist ein antioxidativ wirksames Carotinoid. Entscheidend sind hier die Formulierung und die besondere Mixtur der Inhaltsstoffe (zusätzlich Soja-Isoflavone und Vitamin C). Das Nahrungsmittel mit kosmetischer Zusatzwirkung weist nämlich neben einer höheren Lagestabilität eine deutlich gesteigerte Bioverfügbarkeit auf.

Nestlé und Danone sind mit ihren Entwicklungen zu funktionalen Nahrungsmitteln nicht allein. 2005 hat Yakult Honsha, ein japanischer Hersteller probiotischer Milchdrinks (Europa-Umsatz 2004: 67 Millionen Euro, 567.000 Flaschen) in Belgien ein Forschungszentrum eröffnet. Dort wird wissenschaftlich untersucht, wie Kaukasier probiotische Organismen im Stoffwechsel verarbeiten. Yakult will in Europa Marktanteile zugewinnen. Ziel ist, die für Japan erprobten Milchdrinks so umzuformulieren, dass sich die propagierten Gesundheitswirkungen auch bei Europäern einstellen – wissenschaftlich nachweisbar. Wenn man als Unternehmen selbst in Forschung investiert und sich diese nicht vom Staat bezahlen lässt, habe man weit größere Freiheiten, sagen Entwickler aus den genannten Unternehmen: Man kann Agenda und Meilensteine eigenständig bestimmen, sich seine Partner gezielt aussuchen und braucht am Ende die Ergebnisse nicht mit der Konkurrenz zu teilen. So verfährt im Übrigen auch der Handel.

Der Handel handelt - Bioanalytik sichert Qualitätsstandards

Genetische Technologien sind heute ein unverzichtbares Instrument, um
Hygiene und Qualität von Lebensmitteln zu kontrollieren. Die DNA-Analytik und hier insbesondere Schnelltests (AFNOR 2008; German 2009) tragen heute dazu bei, die Hygiene und Qualität von Rohstoffen, Lebensmitteln und Herstellungsabläufen sicherzustellen und fortlaufend zu überwachen. Große Handelsunternehmen besitzen ebenso wie Verarbeiter eigene Labors für die Produktanalytik und Warenkontrolle. Auf diese Weise können sie heute auch die Echtheit der Herkunft zweifelsfrei feststellen. Ist es ein Wildlachs aus Kanada oder Irland, oder gar ein Lachs aus Aquakultur? Ist der „Original-Feta-Käse“ aus Kuhmilch? Es lassen sich die Nährwertangaben ex Fabrik oder andere Versprechungen nachprüfen. Aus der Großen Bohrmuschel (Pholas dactylus) wurde ein Biotest entwickelt, mit dem heute Handelsketten messen, wie viel von den Antioxidantien (z.B. Tocopherole, Selenium), die auf dem Etikett angepriesen werden, in der angelieferten Charge noch enthalten sind (Knight/Knight 2005).

Im Unterschied zu den Discountern lässt sich auch beobachten, dass sich große Handelshäuser in der Wertschöpfungskette rückwärts entwickeln. Sie handeln nicht nur, sondern verarbeiten auch. Migros produziert in eigenen Milchwerken, zum Beispiel Joghurt oder Milchprodukte für laktoseintolerante Menschen. Einen Schritt weiter ging jüngst TESCO - mit EDEKA und Walmart eines der größten Handelshäuser der Welt. TESCO finanziert an der Veterinärfakultät der University of Liverpool ein National Dairy Centre (NDC). Dessen Aufgabe ist es, TESCO’s britische Lieferanten zu unterstützen, Milch nach den gewünschten Spezifikationen zu liefern. Dies ist ein iterativer Optimierungsprozess. Das NDC begleitet die Bauern mit Forschungsprojekten, deren Ergebnisse an die Landwirte und an TESCO zurückgegeben werden. Die teilnehmenden Bauern erhalten neben Abnahmegarantien auch einen höheren Milchpreis. Doch der größte Vorteil ist, dass die Milchbauern der Konkurrenz eine Nasenlänge voraus sein werden. Sie erhalten die Ergebnisse früher, sodass sie diese zu ihrem Vorteil schneller umsetzen können. "Liverpool wurde ausgewählt", sagt Prof. Robert Smith, Leiter des NDC, "weil man dort langjährige Erfahrungen in der Beratung der Milchwirtschaft besitzt."

Ludwig Rupp, Entwicklungschef von Europas größtem Schmelzkäsehersteller bei Bregenz am Bodensee, macht aus dem Einsatz von Biotechnologie keinen Glaubenskrieg. Es geht darum für die Partner wie Kraft Foods und die Verbraucher sichere Produkte in hoher Qualität zu entwickeln.

Das Unternehmen (Jahresumsatz 2007: 61,9 Mio. €) nutzt die gesamte Bandbreite der Biotechnologie für seine Käseherstellung: von der Verwendung des Original-Kälberlab zur Herstellung von Bio-Käse "Bregenzer Wald" bis zum mikrobiell erzeugten Chymosin für Schmelzkäse. Von Bregenz aus bedient das Unternehmen heute die Weltmärkte. Es braucht einen „Geist der Offenheit, um über den Tellerrand schauen zu können“, meint denn auch Ludwig Rupp. Am Ende müssen sich biotechnologische Anwendungen ebenso wie andere Verfahren und Produkte bewähren. Und das bedeutet wiederum, dass Biotechnologie in der Ernährungswirtschaft eben ganz normal, und in der Praxis oft "kaum der Rede wert" ist.

Literatur:

AFNOR Validation Symposium (2009): European Certification for Microbiological Test Kits. Brussels, June 19.
Behr HC, Bien B, Engelhardt H, Kasbohm A, Loof S, Schaack D, Thielen M (2009) Ökomarkt Jahrbuch 2009. Verkaufspreise im ökologischen Landbau 2007/2008. ZMP Zentrale Markt- und Preisberichtstelle.
Buchardi H, Block HJ (2007): Die Situation der Milchforschung im benachbarten europäischen Ausland. Oktober. Berlin: Milchindustrie-Verband. www.milchindustrie.de/de/infos/wissenschaft/milchforschung_ausland/.
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German JB (2009): Research on personalizing foods for health: Milk as a genomic example. Presentation Life Science Forum, Garching March 18.
Knight J, Knight R (2005): Quality assurance of nutraceutical health calims: The case for antioxidants. BioWorld Europe December: 10-13.
Kroner W (2009): Welternährung 2020: Die zweite „Grüne Revolution“ hat schon begonnen. DIB-Nachrichten 30. Januar.
Landesanstalt für Entwicklung der Landwirtschaft und der Ländlichen Räume LEL (2009): Agramärkte 2008. März, Schwäbisch Gmünd: März:www.landwirtschaft-bw.info/servlet/PB/show/1242023/Agrarmaerkte 2008 BW_1.pdf.
Knight J, Knight R (2005): Quality assurance of nutraceutical health calims: The case for antioxidants. BioWorld Europe December: 10-13.
Nusser M, Soete B, Wydra S (2007): Wettbewerbsfähigkeit und Beschäftigungspotenziale der Biotechnologie in Deutschland. Düsseldorf:
Hans-Böckler-Stiftung. https://www.gesundheitsindustrie-bw.dewww.isi.fraunhofer.de/t/projekte/wettbewerb_beschaeft_pot_bt.pdf.
Steinke K, Paul V, Gürtler P, Preißinger W, Wiedemann S, Albrecht C, Spiekers H, Meyer HHD, Schwarz FJ (2009): Effects of long-term feeding of genetically modified maize (bt-maize; MON810) to dairy cows on performance and metabolic parameters. Proceedings of the Society of Nutrition Physiology Band 18: DLG-Verlag.
Wiedemann S, Lutz B, Kurtz BH, Schwarz FJ, Albrecht c (2006): In situ studies on the time-dependent degradation of recombinant corn DNA and protein in the bovine rumen.  Journal of Animal Sciences 84: 135-144.
Verordnung über Hygiene- und Qualitätsanforderungen an Milch und Erzeugnisse auf Milchbasis (Milchverordnung). Bundesgesetzblatt Jg 2000 Teil I Nr. 36. 31. Juli 2000: www.bgblportal.de/BGBL/bgbl1f/b100036f.pdf.
Zika E, Papatryfon I, Wolf O, Gómez-Barbero M, Stein AJ, Bock AK (2007): Consequences, Opportunities and Challenges of Modern Biotechnology for Europe. Sevilla: European Commission Joint Research Centre. https://www.gesundheitsindustrie-bw.debio4eu.jrc.ec.europa.eu/documents/Bio4EUsynthesisreportEUR22728EN.pdf

Glossar

  • Bakterien sind mikroskopisch kleine, einzellige Lebewesen, die zu den Prokaryoten gehören.
  • Biotechnologie ist die Lehre aller Verfahren, die lebende Zellen oder Enzyme zur Stoffumwandlung und Stoffproduktion nutzen.
  • Desoxyribonukleinsäure (DNS / DNA) trägt die genetische Information. In den Chromosomen liegt sie als hochkondensiertes, fadenförmiges Molekül vor.
  • Enzyme sind Katalysatoren in der lebenden Zelle. Sie ermöglichen den Ablauf der chemischen Reaktionen des Stoffwechsels bei Körpertemperatur.
  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Das Genom ist die gesamte Erbsubstanz eines Organismus. Jede Zelle eines Organismus verfügt in Ihrem Zellkern über die komplette Erbinformation.
  • Gentechnik ist ein Sammelbegriff für verschiedene molekularbiologische Techniken. Sie ermöglicht, DNA-Stücke unterschiedlicher Herkunft neu zu kombinieren, in geeigneten Wirtszellen zu vermehren und zu exprimieren.
  • Für den Begriff Organismus gibt es zwei Definitionen: a) Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren und selbstständig, d. h. ohne fremde Hilfe, zu existieren (Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen, Tiere einschließlich Mensch). b) Legaldefinition aus dem Gentechnikgesetz: „Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches Material zu übertragen.“ Diese Definition erfasst auch Viren und Viroide. Folglich fallen gentechnische Arbeiten mit diesen Partikeln unter die Bestimmungen des Gentechnikgesetzes.
  • Die Rekombination ist der Vorgang, bei dem DNA neu kombiniert wird. Als natürlicher Prozess findet Rekombination bei der geschlechtlichen Vermehrung während der Meiose statt. Bei der In-vitro-Rekombination werden mit Hilfe molekulargenetischer Methoden DNA-Abschnitte unterschiedlicher Herkunft miteinander verknüpft.
  • Unter Selektion im biologischen Sinn versteht man die Auslese von Organismen aufgrund ihrer Merkmale. Dies kann einerseits durch natürliche Selektionsmechanismen ("survival of the fittest") im Zuge der Evolution geschehen. Unter künstlicher Selektion versteht man andererseits die Auslese von Organismen durch den Menschen, z.B. in der Zucht. Auch in der Gentechnik wird künstliche Selektion angewandt, um einen gentechnisch veränderten Organismus anhand neu eingebrachter Eigenschaften (z. B. Antibiotikaresistenz) zu identifizieren.
  • Nukleotidsequenzen sind Abfolgen der Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin auf der DNA (bzw. Uracil statt Thymin bei RNA).
  • Transgene Organismen sind Organismen (Mikroorganismen, Tiere, Pflanzen), denen mit Hilfe gentechnischer Methoden ein fremdes Gen eingeführt worden ist, das von Generation zu Generation weitervererbt wird. Transgene Organismen sind somit gentechnisch veränderte Organismen. (GVO)
  • Genetisch modifizierter Mais, der ein Toxin (Bt-Toxin) des Bakteriums Bacillus thuringensis produziert, das für die Larven des Maiszünslers tödlich ist; ist für den Menschen unschädlich.
  • Fermentiation ist die Bezeichnung für die Umsetzung von biologischen Materialien mit Hilfe von Mikroorganismen oder durch Zusatz von Enzymen (Fermenten). Im eigentlichen Sinn handelt es bei der Fermentation um die anaerobe Oxidation von Zuckern zum Zwecke der Energiegewinnung des metabolisierenden Organismus.
  • In der Molekulardiagnostik wird die Erbsubstanz (DNA oder RNA) von Krankheitserregern bzw. Körperzellen analysiert, um bestimmte Erkrankungen oder Krankheitsveranlagungen nachzuweisen. Außerdem werden auf diese Weise Vaterschaftstests durchgeführt. Man bedient sich dabei molekularbiologischer Techniken wie z.B. der PCR (Polymerase-Kettenreaktion), Gensequenzierungs- und Hybridsierungstechniken.
  • Validierung oder Validation ist der Prozess der Prüfung einer These oder eines Lösungsansatzes in Bezug auf das zu lösende Problem.
  • Die Molekularbiologie beschäftigt sich mit der Struktur, Biosynthese und Funktion von DNA und RNA und und deren Interaktion miteinander und mit Proteinen. Mit Hilfe von molekularbiologischen Daten ist es zum Beispiel möglich, die Ursache von Krankheiten besser zu verstehen und die Wirkungsweise von Medikamenten zu optimieren.
  • kb ist die Abkürzung für Kilobase. Diese Einheit für die Länge von DNA- oder RNA-Molekülen entspricht 1.000 Basen bzw. Basenpaaren der Nukleinsäure.
  • Die Dermatologie ist ein Teilgebiet der Medizin, das sich mit Hauterkrankungen sowie mit gut- und bösartigen Tumoren der Haut befasst.
  • Physiologie ist die Lehre von den biochemischen und physikalischen Vorgängen in Zellen, Geweben und Organen der Lebewesen.
  • Milchsäure ist eine organische Säure, die in Sauermilchprodukten vorkommt. Als L-Milchsäure ist sie im Blut als auch in Organen von Säugetieren zu finden.
  • Karotinoide sind Farbstoffe, die in höheren Pflanzen in Laubblättern, Früchten, Wurzeln Pollen und Samen vorkommen. Außerdem werden diese Farbstoffe auch von Bakterien und Pilzen erzeugt. Tiere können sie nur mit der Nahrung aufnehmen. Karotinoide verursachen eine gelbliche bis rötliche Färbung und sind in pflanzlichen Organismen an der Energiegewinnung beteiligt.
  • Der Metabolismus oder auch Stoffwechsel umfasst Aufnahme, Transport, biochemische Umwandlung und Ausscheidung von Stoffen in einem Organismus. Diese Vorgänge dienen sowohl dem Aufbau der Körpersubstanz als auch der Energiegewinnung. Die beiden gegensätzlichen Vorgänge des Metabolismus werden Anabolismus (aufbauende Vorgänge) und Katabolismus (abbauende Vorgänge) genannt. Viele Enzyme können sowohl katabol als auch anabol wirken, jedoch arbeiten solche Enzyme innerhalb eines biochemischen Weges in der Zelle (z.B. Glykolyse und Gluconeogenese) nicht in beiden Richtungen zugleich.
  • Als Biomasse wird die gesamte Masse an organischem Material in einem definierten Ökosystem bezeichnet, das biochemisch – durch Wachstum und Stoffwechsel von Tieren, Pflanzen oder Mikroorganismen – synthetisiert wurde. Damit umfasst sie die Masse aller Lebewesen, der abgestorbenen Organismen und die organischen Stoffwechselprodukte.
  • Antioxidantien sind Substanzen, die Oxidationsreaktionen empfindlicher Moleküle verhindern. Sie wirken als Radikalfänger und unterbinden toxische Reaktionen im Körper. Sie werden in Lebensmitteln, Kunststoffen und Arzneimitteln eingesetzt, um zum Beispiel im Falle der Kunststoffe oxidative Schäden durch die Einwirkung von Sauerstoffmolekülen zu verhindern. Sie kommen auch natürlich in Lebensmitteln und im Körper vor. bei der Therapie von Krebs wird unter Umständen von der Einnahme abgeraten, da die Entstehung von Radikalen, die den Krebs bekämpfen sollen, Teil der Therapie ist. Beispiele: Vitamin C, Glutathion
  • Probiotische Lebensmittel enthalten lebende Mikroorganismen, z.B. Milchsäurebakterien oder Hefen. Lediglich 10 bis 40 Prozent der Keime halten der Magen- und Gallensäure stand und können sich an die Darmschleimhaut anheften. Probiotische Lebensmittel sollen einen positiven Einfluss auf die Darmflora haben, dies ist in der Fachwelt allerdings umstritten.
  • Vitamine sind lebenswichtige organische Verbindungen, die mit der Nahrung aufgenommen werden müssen, da sie der Körper nicht selbst synthetisieren kann. Sie sind für die Regulation des Stoffwechsels verantwortlich, indem sie die Verwertung von Kohlenhydrate, Proteine und Mineralstoffe ermöglichen. Man unterscheidet zwischen fettlöslichen und wasserlöslichen Vitaminen. Vitamin C ist zum Beispiel für die Stärkung des Immunsystems zuständig. Ausnahme: Vitamin D kann vom Körper produziert werden, solange genug Sonnenlicht vorhanden ist.
  • Die Vielfalt von auf der Erde vorkommenden Lebewesen und den unterschiedlich vorkommenden Ökosystemen wird als Biodiversität bezeichnet. Biodiversitätsforschung beschäftigt sich mit dem Einfluss der in einem speziellen Ökosystem vorkommenden Lebewesen auf die Umwelt.
  • Laktobazillen sidn gram-positive Bakterien, die durch Fermentation Milchsäure produzieren.
  • Bioaktive Substanzen sind Stoffe in Lebensmitteln, die meist eine gesundheitsfördernde biologische Wirkung auf den menschlichen Körper haben, aber keine Nährstoffe bzw. Energie liefern. Sie haben häufig entzündungshemmende, antioxidative, immunmodulierende oder antikanzerogene Wirkung.
Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/dossier/optionen-fuer-die-ernaehrungswirtschaft/