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Pflanzenprodukte für Gesundheit und Wohlbefinden

Bioaktive Verbindungen aus pflanzlichen Quellen kommen häufig in Kosmetika, Pharmazeutika und Nahrungsergänzungsmitteln zum Einsatz. Diese neuartigen, aus natürlichen Quellen stammenden Produkte sind umweltfreundlicher, werden die Lebensqualität und Gesundheit der Europäerinnen und Europäer verbessern und bilden gleichzeitig einen direkten Beitrag zur Bioökonomie.
Pflanzenprodukte für Gesundheit und Wohlbefinden
Das EU-finanzierte Projekt DISCO sollte Werkzeuge und Ressourcen für die erneuerbare Produktion nützlicher chemischer Stoffe entwickeln, die typischerweise von der chemischen Industrie hergestellt werden. Gesamtziel war „die Schaffung eines Rahmens, der als eine allgemeine Pipeline von der Entdeckung bis zur industriellen Verwertung dienen kann, indem die neuesten Grundlagentechnologien zur Bereitstellung nachhaltiger Bioquellen für pflanzliche Produkte angewandt werden“, erläutert Projektkoordinator Prof. Paul Fraser. Das Projekt „bot eine passende Gelegenheit, Innovation in kommerzielle Praxis umzusetzen.“

Nachhaltige Bioquellen für pflanzliche Produkte

DISCO konzentrierte sich auf pflanzliche Naturstoffe, die immer noch die ergiebigste Quelle an bisher bekannten industriell nutzbaren Verbindungen bleiben. Die chemische Komplexität dieser Verbindungen stellt eine Grenze für die industrielle Produktion durch chemische Synthese dar, da die Verfahren oft schwierig, teuer und umweltschädlich sind.

Die alternative Gewinnung aus natürlichen Quellen ging nicht unkompliziert vor sich, da natürliche Quellen üblicherweise wenig ertragreich und auf wenige, auf landwirtschaftliche Produktionsprozesse nicht besonders gut ansprechende Pflanzenarten beschränkt sind. Gentechnik und die Nutzung der natürlichen biologischen Vielfalt bieten hier einen alternativen Ansatz, der über den modernsten Stand der Technik hinausgehen wird, der bei der Herstellung nützlicher Pflanzenprodukte zum Einsatz kommt, die traditionell durch chemische Synthese erzeugt werden.

Man wählte mehrere Klassen hochwertiger Naturstoffe mit bekannter Bioaktivität aus: Carotinoide, Terpenoide und Tropanalkaloide. Dazu war die Entwicklung neuer nachhaltiger Bioquellen und umweltfreundlicherer Produktionschemikalien erforderlich. „Schlüsselmerkmal von DISCO war die Fähigkeit, auf vorhandenen und früheren EU-Investitionen aufzubauen und dabei die für neue pflanzliche Zielmoleküle entwickelten Werkzeuge und Strategien schnell und effizient umzusetzen“, erläutert Prof. Fraser.

Die bioaktiven Moleküle entstammen zwei bedeutenden Pflanzenfamilien: Solanaceae und Iridaceae. Sie bestehen aus verschiedenen Pflanzenarten und sind vor Kurzem als vielversprechende Quellen biologischen Materials identifiziert worden. Die Teammitglieder griffen auf existierende und in der Entwicklung befindliche Sammlungen der Arten Solanaceae und Iridaceae zurück, um Bioprospektion in Bezug auf bekannte und neue bioaktive Entitäten und Aktivitäten zu betreiben.

Um die an der Bildung von hochwertigen Pflanzenprodukte beteiligten pflanzlichen biosynthetischen Signalwege zu verstehen, setzten die Wissenschaftler konventionelle biochemische Ansätze in Kombination mit modernen Sequenzierungstechnologien und -strategien ein. Sie wandten außerdem Schlüsseltechnologien an, um schnelles und effizientes Metabolic Engineering und molekulare Züchtung zu ermöglichen. Technologien dieser Art versetzten die Projektpartner in die Lage, nachhaltige Bioquellen für hochwertige bioaktive und industrielle phytochemische Stoffe bereitstellen zu können.

Ein grundlegender Aspekt von DISCO war das aktive Verbreitungs- und Öffentlichkeitsprogramm. Von Fachleuten begutachtete Veröffentlichungen und Präsentationen auf wissenschaftlichen Konferenzen wurden durch Pressemitteilungen, regionalen Tagen der offenen Tür, Projektanimationen sowie Interviews mit erfahrenen und jungen Wissenschaftlern ergänzt. Die Schulungsmaßnahmen stellten einen Beitrag zu den Karrieraussichten der teilnehmenden Nachwuchsforscher und zu ergänzenden Netzwerken innerhalb und außerhalb Europas dar. Man organisierte außerdem Metaboliten-Schulungen für die Beteiligten. Zu den Besonderheiten der Aktivitäten im Bereich Öffentlichkeitsarbeit zählten ein Industrieforum, ein Workshop und eine Tagung für Nachwuchsforscher in Chile, womit man sicherstellen wollte, dass die Ergebnisse das größtmögliche Publikum erreichen.

Pflanzenprodukte aus dem Labor auf den Markt bringen

DISCO konnte zur Bereitstellung der IBR-Produkte Phytoen und Phytofluen für den Markt beitragen. Diese farblosen Carotine sind wichtige bioaktive Inhaltsstoffe kosmetischer Mittel. Anti-Aging zählt zu den positiven Auswirkungen auf die Gesundheit. Mehrere technische, die Produktion und die Wirtschaftlichkeit betreffende Durchführbarkeitstests an Ketocarotinoiden ergaben ein Potenzial für überlegene Produkte und waren nachweislich zehnmal preiswerter als die derzeitigen Marktführer. „Mit der Bereitstellung neuer effizienter Bioquellen unterstützt DISCO den Übergang von der synthetischen zur biobasierten Produktion“, betont Prof. Fraser abschließend.

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Schlüsselwörter

DISCO, bioaktive Verbindungen, nachhaltige Bioquellen, nachhaltige Quellen für biologisches Material, Pflanzenprodukte, Biosynthesewege
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