Gelbe Naturfarbstoffe aus Licht und CO₂
Forschende der Friedrich-Schiller-Universität Jena entwickeln nachhaltige Alternative zu synthetischen Lebensmittelfarben
Viele Lebensmittel wie Süß- und Backwaren, Getränke, Snacks oder Teigwaren werden aus optischen Gründen gefärbt. Dabei gibt es einen Trend in der Nachfrage, der weggeht von synthetischen Farbstoffen hin zu natürlichen Alternativen. Das macht auch die gelben und orangenen Farbstoffe aus der Gruppe der Betaxanthine interessant, welche bislang aus Pflanzen gewonnen werden.
„Die Farbstoffgewinnung aus Pflanzen konkurriert jedoch mit der Nahrungsmittelproduktion. Wir brauchen also Alternativen, um diese natürlichen Pigmente kontrolliert und nachhaltig produzieren zu können“, erklärt Julie Zedler, Juniorprofessorin für Synthetische Biologie photosynthetischer Organismen der Universität Jena. Gemeinsam mit der Universität Kopenhagen entwickelte sie daher ein alternatives Produktionssystem auf Basis von Cyanobakterien. Die Forschenden übertrugen dazu gezielt Gene aus Roter Bete (Beta vulgaris) in das Photosynthese betreibende Bakterium Synechocystis. „Im Unterschied zu etablierten biotechnologischen Verfahren mit Hefen oder Bakterien arbeiten unsere Cyanobakterien im Prinzip wie kleine solargetriebene Fabriken“, sagt Zedler. „Sie wandeln mit Licht Kohlendioxid direkt in hochwertige Naturfarbstoffe um – und das ganz ohne Zugabe von Zuckern oder Aminosäuren.“
Durch gezielte Stoffwechselanpassungen und optimierte Kultivierungsbedingungen steigerten die Forschenden die Ausbeute an Pigmenten deutlich.
„Cyanobakterien bieten ein enormes Potenzial für eine klimafreundliche Biotechnologie“, sagt Projektleiterin Zedler und ergänzt: „Betaxanthine sind nicht nur Farbstoffe, sondern sie wirken auch als Antioxidantien. Sie könnten daher synthetische Zusatzstoffe in Lebensmitteln ersetzen und gleichzeitig einen ernährungsphysiologischen Mehrwert bieten.“ Langfristig sehen die Forschenden auch Anwendungsmöglichkeiten in der Lebensmittelverpackung oder in der Kosmetik.
