Pusteblumen als nachhaltige Rohstoffquelle

Aus seiner Wurzel lassen sich nicht nur Naturkautschuk, sondern auch Zuckerersatzstoffe wie Inulin gewinnen. Das PLANT 2030 Forschungsprojekt TARULIN will die Inhaltsstoffe des Löwenzahns für die Gummi- und Lebensmittelindustrie kommerziell nutzbar machen.

Den Löwenzahn mit seinen gelben Blütenköpfen kennt jeder. In ganz Europa und sogar in Teilen Asiens und Afrikas wächst er auf Wiesen und Äckern. In den Städten entfaltet er sich auf Grünstreifen oder mal sprießt er aus der kleinsten Ritze im Beton.

Für die Forschung und die Industrie ist die allseits bekannte Pflanze allerdings mehr als eine Pusteblume: Der Milchsaft einer Löwenzahnart aus Kasachstan könnte bald zu einer wichtigen Rohstoffquelle für die Gummi- und Lebensmittelindustrie werden. Die Rede ist vom russischen Löwenzahn Taraxacum koksaghyz, der auch in unseren Breitengraden wächst. In besonderen röhrenartigen Zellen fließt ein Saft, der es in sich hat: Neben den typischen Löwenzahn-Bitterstoffen enthält er viele für die Industrie interessante Inhaltsstoffe, wie beispielsweise solche, die als Lebensmittelzusatz genutzt werden können. Ein weiterer wichtiger Inhaltsstoff ist Latex, der Stoff der normalerweise für die Naturkautschukherstellung aus Kautschukbäumen gewonnen wird.

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Der Löwenzahn gibt Gummi

„Insgesamt gibt es nur wenige Pflanzenarten, die überhaupt Kautschuk produzieren. Bisher reicht jedoch nur der Löwenzahn-Kautschuk in unserer Klimazone an die Qualität des Kautschuks aus dem Kautschukbaum Hevea brasiliensis heran“, erklärt Christian Schulze Gronover, Projektleiter in der Abteilung Angewandte Genomik des Fraunhofer Institutes für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME) eine der Besonderheiten des russischen Löwenzahns. Im Rahmen des BMBF geförderten Forschungsprojektes TARULIN erforschen er und sein Team den Löwenzahn als Rohstoffquelle. Mit vielversprechenden Ergebnissen: Die Eigenschaften des Löwenzahn-Kautschuks sind so gut, dass der Reifenhersteller Continental - einer der Projektpartner von TARULIN - derzeit erste Produkt-Prototypen testet.

Vor allem in der Reifenindustrie ist Naturkautschuk ein heißbegehrter Rohstoff für die Gummiproduktion. Die Weltproduktion von Naturkautschuk beläuft sich derzeit auf jährlich 11,8 Mio. Tonnen, von denen etwa 70 % in die Reifenproduktion fließen. Mit Löwenzahn könnte sich für Europa eine nachhaltige, heimische Kautschukquelle auftun, um sich von der Produktion auf asiatischen Kautschukbaumplantagen unabhängiger zu machen. In Punkto Nachhaltigkeit hat der Löwenzahn noch weitere Vorteile: „Im Gegensatz zum Kautschukbaum, der frühestens ab dem 5. Jahr "gemolken" werden kann, liefern Löwenzahnpflanzen schon nach wenigen Monaten Latexsaft. Der Löwenzahn ist außerdem eine relativ anspruchslose Pflanze, die auf nährstoffärmeren Böden kultiviert werden kann“, zählt Schulze Gronover auf.

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Dem Löwen auf den Zahn gefühlt

Die Projektpartner TARULINs arbeiten gemeinsam an den unterschiedlichen Stellen einer Löwenzahn-Wertschöpfungskette. Dazu gehören zum einen die Zucht ertragreicher Pflanzenlinien und das Wissen, wie sich diese im großen Maßstab anbauen lassen. Weitere Zielsetzungen des Projektes sind die Analyse und die Identifikation der idealen Inhaltsstoffe. Für die Reifenherstellung hat zum Beispiel die Qualität des Kautschuks großen Einfluß auf die Reifeneigenschaften wie Griffigkeit und Rollwiderstand. Ein weiterer Projektpartner TARULINs, die Synthomer Deutschland GmbH, konzentriert sich auf den Flüssiglatex des Löwenzahns und prüft diesen auf seine Eignung zur Herstellung von Handschuhen und unterschiedlichen Haushaltsprodukten. Interessant ist der Löwenzahn-Latex hier, weil er im Gegensatz zum Latex aus dem Kautschukbaum nicht diese allergischen Reaktionen hervorruft.

Schulze Gronovers Team möchte zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) die Extraktionsprozesse für die Rohstoffe vereinfachen. So sollen mit den TARULIN-Partnern Prozesse und Zuchtmethoden für die Kautschukgewinnung entwickelt werden, mit denen sich eine konstant gute Kautschukqualität garantieren lässt. „Beim Kautschukbaum ist zum Beispiel die Kautschukqualität jahreszeitlichen Schwankungen unterlegen, dadurch ist es nicht einfach, eine konstant gute Qualität zu garantieren. Der Löwenzahn bietet hier neue Möglichkeiten“, erklärt Schulze Gronover. Um solche Pflanzen auszumachen, die qualitativ besonders hochwertigen Kautschuk in ausreichenden Mengen produzieren, entwickelt man in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck Institut für Pflanzenzüchtungsforschung und der numares GmbH derzeit geeignete Biomarker, die eine gute Qualität und Quantität anzeigen. Zudem wollen die Wissenschaftler zukünftig stärker Methoden nutzen, die unter dem Begriff „quantitative phenotyping“ zusammengefasst werden. Die Wissenschaftler wollen damit einen Blick in die Pflanze werfen, ohne diese zu beschädigen, um die Produktion der Inhaltsstoffe zu verfolgen.

Süßes aus der Pusteblume

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Auch für die Lebensmittel- und Arzneimittelindustrie ist der Milchsaft der kleinen Pflanze kommerziell interessant. Ein weiterer TARULIN-Partner ist die Südzucker AG. Im Rahmen des Projektes untersucht sie Inhaltsstoffe, die sich möglicherweise als Zuckerersatzstoffe eignen könnten. Die Oligofruktose Inulin ist ein solcher Inhaltsstoff. „Inulin wird als kalorienarmes Süßungsmittel genutzt und hat die zusätzliche Funktion, ein sämiges Mundgefühl zu erzeugen, z.B. im Joghurt.“, beschreibt Schulze Gronover den Nutzen für die Lebensmittelindustrie. In der Arzneimittelindustrie kommt Inulin zudem als Träger- und Stabilisierungsmittel zum Einsatz. Einige Pflanzen, wie auch der Löwenzahn, lagern das Inulin als Reservestoff ein. Zur Isolierung dieses Reservestoffs in hoher Qualität und Ausbeute wird dessen Extraktion vom IGVP Stuttgart optimiert und im größeren Maßstab vom Fraunhofer IGB durchgeführt. Kommerziell wird es bisher hauptsächlich aus der Chicorée-Wurzel gewonnen.

Löwenzahn als Hochertragssorte

Der großflächige Anbau des Löwenzahns war eine Herausforderung für die TARULIN-Wissenschaftler. „Mittlerweile wissen wir durch die Arbeiten am Julius Kühn-Institut in Quedlinburg und bei der Firma AESKULAP wie man zu guten Wurzeln in größerem Maßstab gelangt.“ Ein gleichmäßig wachsendes Löwenzahnfeld mit stabilen Erträgen anzubauen ist jedoch keine leichte Aufgabe“, sagt Schulze Gronover. Neben den molekularen Prozessen, werden sich die Pflanzenforscher daher zukünftig auch intensiv mit dem Löwenzahn als Kulturpflanze beschäftigen müssen, um Aussaat, Pflanzenschutz und die Löwenzahn-Ernte zu optimieren.