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Amflora verleiht Papier und Garn mehr Glanz und Festigkeit

Gentechnisch veränderte Kartoffel der BASF bietet als nachwachsender Rohstoff viele Vorteile

Amflora: eine gentechnisch verbesserte Stärkekartoffel für technische Anwendungen, die nur eine Stärkeart produziert.

Ob Kartoffelgratin, Pellkartoffeln oder Pommes frites - bei der braunen Knolle denkt man vor allem daran, wie lecker sie sich zubereiten lässt. Kaum bekannt ist dagegen, dass die Kartoffel auch einen wichtigen Rohstoff für die Industrie liefert: Stärke, eine Verbindung, die zu den Kohlehydraten zählt. Speziell für solche industriellen Anwendungen hat BASF Plant Science die gentechnisch veränderte Stärkekartoffel Amflora entwickelt, die nur eine bestimmte Stärkeart produziert.

Dadurch wird die Weiterverarbeitung der Stärke optimiert sowie Energie und Wasser eingespart. Die Europäische Kommission hat jetzt die gentechnisch verbesserte Kartoffel für den kommerziellen Anbau in Europa zugelassen.

Oberfläche einer Kartoffelblattunterseite: Die Härchen und Drüsenzellen sind normalerweise für das menschliche Auge unsichtbar.

Im Alltag begegnet man Kartoffelstärke überall - und das nicht nur in der Küche. Beispielsweise wird sie bei der Herstellung von Garnen, Papier oder Klebstoff eingesetzt. Neben ihrer Vielseitigkeit hat Kartoffelstärke noch weitere Vorteile. Im Vergleich zu Stärke aus Weizen und Mais liefern Kartoffeln die höchsten Stärkeerträge pro Hektar Anbaufläche. Außerdem ist Kartoffelstärke hochwertiger als ihre Konkurrenz: Sie enthält kein Fett und besitzt eine höhere Stabilität und Viskosität.

"Herkömmliche Kartoffelstärke besteht zu 80 Prozent aus Amylopektin und zu 20 Prozent aus Amylose", erläutert Dr. Thorsten Storck, Projektleiter bei BASF Plant Science. "Ein Großteil der an der Stärke geschätzten Eigenschaften stammt aus dem Amylopektin, zum Beispiel die gute Klebewirkung. Die Amylose dagegen stört bei vielen technischen Anwendungen. Sie geliert und macht die gelöste Kartoffelstärke dadurch instabil." Ein Nachteil, der bisher bei der Weiterverarbeitung eine aufwendige Vorbehandlung nötig machte.

Stärkehersteller hatten deshalb schon lange den Wunsch nach einer Kartoffel, die nur Amylopektin enthält. Forschern der BASF Plant Science ist es mit der Entwicklung von Amflora gelungen, diesen Wunsch umzusetzen. In der neuen Kartoffel wurde ein Gen abgeschaltet, das an der Bildung von Amylose beteiligt ist. Dadurch bilden Amflora-Kartoffeln reines Amylopektin und keine Amylose mehr. Amflora-Stärke weist eine Reihe wichtiger Vorteile für technische Anwendungen auf. Im Papierherstellungsprozess sorgt sie dafür, dass Füll- und Faserstoffe besser haften. Das spart Energie und Rohstoffe. Mit der neuen Kartoffel wird jedoch nicht nur der Verarbeitungsprozess verbessert, auch die Endprodukte profitieren von der Amflora-Stärke: Druckpapier glänzt stärker, Garn kann besser verarbeitet werden, Sprühbeton haftet besser an der Wand und Klebstoff bleibt länger flüssig.

Für die Amflora hat BASF Plant Science ein bereits bewährtes Anbausystem, das sogenannte "Identity Preservation System", angepasst. Es stellt sicher, dass sich Amflora nicht mit herkömmlichen Kartoffeln vermischt - vor allem, um die besondere Qualität der Amflora zu erhalten. Das Anbausystem umfasst alle Stufen, von der Lieferung der Pflanzkartoffeln an den Landwirt bis zur Verarbeitung der Ernte in der Stärkeindustrie.

"Amflora wird nicht über den Handel verkauft, sondern direkt an die Vertragslandwirte geliefert", erklärt Dr. Thorsten Storck. "Beim Anbau müssen Mindestabstände zu benachbarten Kartoffelfeldern eingehalten werden. Pflanz- und Erntemaschinen dürfen keine Reste anderer Kartoffeln enthalten. Nach der Ernte werden die Kartoffeln in die Stärkefabrik gebracht und dort getrennt verarbeitet." Alle Beteiligten sind vertraglich verpflichtet, das System einzuhalten. Tests in Tschechien und Deutschland haben bereits gezeigt, dass dieses Anbausystem in der Praxis sehr gut funktioniert.

Die Kartoffelsorte Amflora ist seit kurzem in Europa zugelassen und wird ab 2010 kommerziell angebaut werden. Sie ist damit die erste gentechnisch veränderte Pflanze, die seit 1998 in der EU eine solche Zulassung erhält. Darüber hinaus wurde die Zulassung der Amflora als Lebens- und Futtermittel beantragt, damit die Pülpe noch als Tierfutter genutzt werden kann. Zuvor war Amflora mehrere Jahre lang in Feldversuchen an verschiedenen Standorten in Europa getestet worden. Dabei wurden Ertrag, Inhaltsstoffe und Zusammensetzung der Knolle genauestens untersucht und die Auswirkungen auf die Umwelt geprüft. Mit eindeutigem Ergebnis: Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) beurteilte Amflora wiederholt als genau so sicher für Mensch, Tier und Umwelt wie jede herkömmliche Kartoffelsorte.

Die Perspektive

Amflora stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Kartoffelstärkeindustrie. "Drei Viertel der weltweiten Produktion von Kartoffelstärke stammen aus Europa", sagt Anne van Gastel, Marketingleiter BASF Plant Science. Produzenten seien meist landwirtschaftliche Genossenschaften, die bisher noch mit dreistelligen Beträgen aus EU-Kassen unterstützt würden. "

Doch diese Subventionen werden ab 2012 wegfallen - dann wird es entscheidend sein, dass hochwertige Kartoffelstärke für industrielle Anwendungen in Europa günstig produziert werden kann. Und die Nachfrage nach hochreinem Amylopektin für technische Anwendungen ist vorhanden und wird bleiben: Fachleute gehen von einem Bedarf von jährlich über 400.000 Tonnen aus.

Entsprechend groß ist die Nachfrage nach Amflora: Mit führenden europäischen Stärkeherstellern wurden bereits Vereinbarungen getroffen, Verhandlungen mit weiteren Unternehmen laufen. Nach der gerade erfolgten EU-weiten Anbaugenehmigung soll Amflora 2010 in Schweden, Deutschland und Tschechien angebaut und vermehrt werden.

Der Infokasten

Die Antisense-Strategie - eine Methode der Pflanzenbiotechnologie

Eigenschaften, Aussehen und Fähigkeiten von Pflanzen werden durch ihre Erbinformation bestimmt. Die komplette Erbinformation einer Pflanze befindet sich im Zellkern auf langen Molekülen, der sogenannten DNA (Desoxyribonucleinacid). Auf dieser gibt es wiederum bestimmte informationstragende Abschnitte: die Gene.

Sie sind letztendlich verantwortlich für sämtliche Vorgänge in der Pflanze, so zum Beispiel Stoffwechselreaktionen, Blattform oder Krankheitsresistenzen. Eine Pflanze hat ungefähr 50.000 Gene.

Die grüne Gentechnik ist ein Teilgebiet der Biotechnologie und wird auch Pflanzenbiotechnologie genannt. Sie wird in der modernen Pflanzenzüchtung eingesetzt. Mit der Gentechnik können Gene identifiziert, ihre Funktion untersucht und neu kombiniert werden. So können Pflanzen mit bestimmten Eigenschaften gezüchtet werden.

In den vergangenen 30 Jahren haben Biotechnologen verschiedene Techniken und Methoden entwickelt, mit denen sich einzelne Gene abschalten, entfernen oder einbauen lassen. Eine dieser Methoden ist die Antisense-Strategie, die auch bei der Entwicklung der Amflora-Kartoffel eingesetzt wurde. Dabei wird das Gen, das für die Bildung der Amylose zuständig ist, abgeschaltet oder inaktiviert. Dies erreichen die Forscher, indem sie das entsprechende Gen kopieren und spiegelbildlich (daher der Begriff Antisense) wieder in die Erbinformation einbauen. Anschließend heftet sich die Kopie an das ursprüngliche Gen, wodurch dieses blockiert wird und keine Amylose mehr bildet. Das Ergebnis: Die Kartoffel produziert nur noch das von der Industrie benötigte Amylopektin.

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