Das sollten Sie über Vanille wissen - gentechnisch hergestellte synthetische Aromen - The Scents and Flavours of Synthetic Biology

In der Weihnachtsbäckerei gibt es manche Leckerei … doch anstatt natürlicher Aromen werden die meisten Aromen in einem Bioreaktor künstlich durch Genmanipulation hergestellt. Ein Bioreaktor anstatt Natur. Ungefähr 200 000 Menschen in den südlichen Ländern der Erde arbeiten in der Herstellung von Vanille. In Madagaskar, Mexiko und auf den Komoren, wo die Bauern 75 % der Vanille weltweit produzieren, bedeutet der Vanilleanbau die Lebensgrundlage für die Menschen, die sonst wenig wirtschaftliche Alternativen haben. Doch nun haben die Konzerne eine noch günstigere Alternative gefunden. Sie stellen naturidentische Aromastoffe synthetisch her.

Würden Sie Genmanipuliertes verwenden, wenn Sie es wüssten, dass es genmanipuliert ist?

Auch im Privathaushalt werden künstliche Aromen eingesetzt, beispielsweise beim Backen von Kuchen und Weihnachtsplätzchen. Naturidentische Aromastoffe werden chemisch synthetisch hergestellt und sind mit einem natürlichen Aromastoff chemisch gleich. Beispiele: Vanillin

Die Vielfalt an Inhaltsstoffen in der Konsumgüterindustrie ist so groß wie die der Produkte: Sie reichen von Aromen oder Duftstoffen bis hin zu Tensiden oder Süßstoffen. Siehe auch Zusatzstoffe, die Pest der Neuzeit!

Künstliche Aromen: Im Labor können Forscher bestimmte Geschmacksarten täuschend echt nachahmen. Das Aroma von Früchten setzt sich aus einer Vielzahl von chemischen Verbindungen zusammen. Beim Apfel sind es Ester, Aldehyde und Alkohole. Etwa 15 000 Tonnen Aromastoffe werden in Deutschland jährlich eingesetzt, um 15 Millionen Tonnen Lebensmittel aufzupeppen. Jeder Bürger verspeist durchschnittlich 500 Gramm industriell aromatisierter Lebensmittel pro Tag. Siehe: Kann man bei all der Chemie, die den Nahrungsmitteln zugesetzt wird, überhaupt noch von Lebensmitteln sprechen oder gleich von Chemieerzeugnissen?

Evolva, ein Schweizer Unternehmen der synthetischen Biologie, steht beispielhaft für diese neue Welle.

Evolva hat Bierhefe genetisch umgebaut, sodass sie statt Bier zu brauen Vanillin produziert – die wichtigste aromatische Substanz der Vanille. Evolva hat auch eine Hefe entwickelt, die die Hauptsubstanzen von Safran produziert, und eine andere, die Stevioside produziert, natürliche Süßstoffe, die gewöhnlich aus der Stevia-Pflanze gewonnen werden. In jedem Fall werden der genetisch umgebauten Hefe Bottiche mit Zucker beigemischt, um die gewünschte Verbindung zu vergären. Das Vanillin aus synthetischer Biologie geht im Sommer dieses Jahres in den Verkauf und wird von International Flavors and Fragrances (IFF) mit Sitz in den USA vermarktet werden. Der Safran soll in wenigen Jahren produktionsreif sein und die durch die synthetische Biologie hergestellte Version von Stevia sollte dieses Jahr auf den Markt kommen (wahrscheinlich zuerst in Coca-Cola).

Evolva hat auch andere Inhaltsstoffe aus der synthetischen Biologie in der Schublade durch Vereinbarungen mit großen Aromen- und Duftstoffherstellern. Zu den Verbindungen, die es mithilfe der synthetischen Biologie herstellen möchte, gehören Chili, Ginseng und Koffein. Andere Unternehmen der synthetischen Biologie wie Solazyme, Allylix und Isobionics stellen Ersatzstoffe für Kokosöl, Kakaobutter sowie Grapefruit- und Orangenöl her – die beiden Letztgenannten sind bereits auf dem Markt. Dazu auch: Unglaublich! Patent auf Stevia! Coca Cola, Cargill oder Pepsi hoffen auf ein Milliardengeschäft, die EU mischt mit – das Volk der Guaraní geht leer aus!

Gentechnik landet heute auf mehreren Wegen in Lebensmitteln. Für Verbraucher ist dies oft nicht erkennbar, da diese nicht deklariert werden müssen. Den folgenden Beitrag haben wir daher für Sie übersetzt:

Düfte und Aromen synthetischer Biologie (SynBio)

Synthetische Biologie ist eine extremere Form von Gentechnik. Anders als ältere Methoden der Gentechnik geben die Techniken der synthetischen Biologie den Firmen sehr ins Einzelne gehende Kontrollen über Stränge der DNA, eines der Moleküle, die die genetische Information trägt. Das erlaubt synthetischen Biologen, Sequenzen zu erschaffen, die nie zuvor in irgendeinem Organismus existiert haben, und genetische Sequenzen auf Weisen aufzuspalten, die es zuvor noch nicht gegeben hat.

Labore der synthetischen Biologie behandeln die DNA wie eine Programmiersprache und lebende Organismen wie Maschinen, die neue Formen von Leben erschaffen können durch eine Art 3-D-Druck im Nano-Bereich.

Wie schon traditionelle GMO (genmanipulierte Organismen) sind auch die Produkte der synthetischen Biologie nicht gekennzeichnet, unterliegen keinen Gesetzen und sind nicht geprüft worden im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf unsere Gesundheit und unsere Umwelt.

Mehr als 117 Organisationen fordern einen kompletten Stopp der Freigabe und der kommerziellen Nutzung dieser riskanten neuen Technologie, solange bis nationale Regierungen und internationale Körperschaften entsprechende Vorsichtsmaßnahmen getroffen haben, um sie zu regeln. Die Konvention der Vereinten Nationen über Biodiversität ersucht alle Länder, diese Technologie mit Vorsicht anzuwenden.

Trotz alledem machen einige Firmen Vorstöße mit SynBio-Aromen. ( Aktuell: Unglaublich! Nestlé und das Patent auf Schwarzkümmel nun auch Patent auf Stevia!)

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Ein Bioreaktor wie jene, die zur Entwicklung synthetisch modifizierter Organismen dienten wie Algen oder Bakterien. Foto: PNNL

Orange und Grapefruit

Allylix, ein Biotech-Unternehmen in San Diego, produziert gegenwärtig ein Aroma namens Valencene. Normalerweise wird es aus Orangen extrahiert, aber das Produkt von Allylix entsteht in einem Fermentationsprozess, der von synthetisch modifizierten Hefestämmen in Gang gesetzt wird. Laut Angaben der Firma wird ihr synthetisch hergestelltes Valencene bereits Getränken und Kaugummiaromen zugesetzt.

Vanille ist ein Rankengewächs des Regenwalds. Die Vanilleschoten werden mit der Hand geerntet. Foto: Kent MacElwee

Vanille

Ungefähr 200.000 Menschen in den südlichen Ländern der Erde arbeiten in der Herstellung von Vanille. Vanilleorchideen sind mehrjährige Kletterpflanzen, die üblicherweise in Regenwäldern wachsen. Ihr Anbau ist sehr arbeitsintensiv, weil man jede Blüte mit der Hand bestäuben muss. Für ein Kilogramm Vanille müssen 500 Kilo Schoten geerntet werden. In Madagaskar, Mexiko und auf den Komoren, wo die Bauern 75 % der Vanille weltweit produzieren, bedeutet der Vanilleanbau die Lebensgrundlange für die Menschen, die sonst wenig wirtschaftliche Alternativen haben.

Der Marktwert der natürlichen Vanille wird jährlich auf etwa 150 Millionen $ geschätzt. Evolva, eine schweizerische Firma für synthetische Biologie, hat verkündet, dass sie Vanillinaroma verkaufen will, das durch synthetische Organismen in Zusammenarbeit mit International Flavours and Fragrances (IFF) produziert wird. Neil Goldsmith, Firmenchef von Evolva, bezeichnet den Plan als nachhaltige Quelle für Vanillearoma. Wenn es diesen Firmen jedoch gelingen sollte, ihr Produkt als „natürlich“ zu bezeichnen, dann sind die Existenzen von Tausenden von Bauern gefährdet.

Infobox:

Künstliche Aromen – Vanillin oder Vanille?

Vanillearoma ist überall. Nur ein Bruchteil (etwa ein Prozent) dessen, was nach Vanille schmeckt, geht auf echte Vanille zurück, die fermentierten und gemahlenen Schoten der Vanille, einer Orchideenpflanze. Meist ist es Vanillin, die Schlüsselkomponente des Vanillearomas. Früher wurde Vanillin chemisch-synthetisch hergestellt. Inzwischen wird es biotechnisch aus verschiedenen natürlichen Rohstoffen gewonnen. Auch ohne Vanillepflanzen darf dieses Vanillin als „natürliches Aroma“ bezeichnet werden. Seit 2014 ist – zumindest in den USA – Vanillin aus einem ganz neuen Herstellungsverfahren auf dem Markt: Mit den Mitteln der Synthethischen Biologie ist der zu Vanillearoma führende Stoffwechselweg aus der Pflanze in Hefen eingebaut worden. Quelle transgen.de

Diese gelten nun zwar als „gentechnisch verändert“, doch da das so produzierte Vanillin keine Bestandteile der Hefe enthält, muss es nicht besonders deklariert werden.

Herstellung von synthetischem Vanillin
Wegen des hohen Preises der natürlichen Vanille wird Vanillin künstlich hergestellt. Hierzu verwendet man zwei Substanzen.

Zum einen nimmt man vor allem in Nordamerika, in dem Vanillin ganz besonders beliebt ist, als Edukt Ligninsulfonsäure, die in großen Mengen bei den Holzaufschlussverfahren unter Beteiligung von Schwefelverbindungen entsteht. Eugenol ist neben dem bei der Papierherstellung anfallenden Ligninsulfonat ein Hauptausgangsstoff (Edukt) für die Herstellung von synthetischem Vanillin.

Ein anderer, neuerer Syntheseweg geht vom Eugenol aus, dem Aromastoff der Gewürznelke. Hierbei wird Eugenol in Kalilauge mit Oxidationsmittel wie Kaliumchromat, Kaliumpermanganat oder Ozon behandelt.

• ETC-Fallstudie über Vanille

• No-SynBio-Vanille-Kampagne von Friends of the Earth

Safran

Safran ist bekannt für seinen lebendigen rot-orangefarbenen Ton und sein kräftiges Aroma. Es ist das weltweit teuerste Gewürz laut Gewicht-Preis-Relation und besteht aus der getrockneten Narbe der Krokusblume. Zwischen 90 und 95 Prozent des Safrans weltweit werden im Iran produziert. 2009/2010 exportierte die Provinz Khorasan Razavi 57 Tonnen Safran im Wert von 156,5 Millionen $ in 41 Länder. Der hohe Preis des Safrans liegt an seiner arbeitsintensiven Ernte; Man benötigt 40 Stunden, um genügend Krokusnarben für ein Kilogramm des Gewürzes zu zupfen. Während der Ernte arbeiten auf jedem Hektar Krokuspflanzen bis zu 270 Menschen pro Tag.

Bis heute gibt es keine synthetische Alternative zu Safran. Evolva hofft jedoch, die Weltproduktion des Safrans von den Vorbergen und Tälern von Khorasan Razavi in brasilianische Zuckerfässer zu verlagern. Die Firma begann zu forschen, wie man Organismen herstellen kann, die jeden Bestandteil herstellen, die dem Safran seinen Geschmack, sein Aroma und seine Farbe geben. Die Firma hofft, dass ihr diese Imitation bis Ende 2016 gelingt.

• ETC-Fallstudie über SynBio-Safran

Frauen ernten Safran in der iranischen Provinz Khorasan Razavi

Vetiver

Die Zeitschrift GQ bezeichnet es als den „perfekten natürlichen Rohstoff für einen maskulinen Duft“. Vetiver-Öl hat eine entfernte Verwandtschaft mit Zitronengras und es ist bekannt für seinen modrigen, holzigen Geruch und seine anhaftende Eigenschaft, was bedeutet, dass er länger auf der Haut bleibt. Vetiver kann in den „grundlegenden Aromen“ vieler Parfüms oder Eau de Cologne (darunter auch Chanel No 5) festgestellt werden und es wird auch in anderen Kosmetikprodukten verwendet.

Das Öl wird aus Vetiver-Gras extrahiert, das ursprünglich aus Indien kommt und das in Haiti, Indonesien, China, Japan, Indien, Brasilien und auf Réunion (einem französischen Département im Indischen Ozean) von Bauern angebaut wird. Haiti ist weltweit der größte Erzeuger, produziert bis zu 60 % des Vetiver weltweit, gibt damit 60.000 Menschen Arbeit und sorgt für bitter benötigte Einnahmen in einem Land, dessen Arbeitslosenquote im Jahr 2010 die 40-%-Marke übertraf. Vetiver wird auch sehr geschätzt, weil es Bodenerosion verhindert.

Allylix, eine Firma für „erneuerbare Chemikalien“ mit Büros in Lexington, Kentucky und San Diego, kündigte 2012 ein Produkt an, das sie „Epivone“ nennt. Epivone ist vom Aufbau her dem Beta-Vetivone gleich, einer der Chemikalien, die Teil des Vetiver-Öls ist und die in Düften angewendet wird. Die Firma schätzt den Wert des bestehenden Markts für diese Düfte „auf mindestens 20 Millionen $“.

Aktualisierung: Allylix wurde von der schweizerischen SynBio-Firma Evolva gekauft, was bedeutet, dass die Zukunft von Epivone unsicher ist.

• ETC-Fallstudie zu Vetiver

Werbefoto für eine Duftkomposition, die Vetiver enthält. Foto: Victor Wong

Weitere SynBio-Produkte

Weitere Informationen über diese und andere SynBio-Produkte erhalten sie bei den ETC-SynBio-Fallstudien.

Infobox:

Evolva, ein Schweizer Unternehmen der synthetischen Biologie, steht beispielhaft für diese neue Welle. Evolva hat Bierhefe genetisch umgebaut, sodass sie statt Bier zu brauen Vanillin produziert – die wichtigste aromatische Substanz der Vanille. Evolva hat auch eine Hefe entwickelt, die die Hauptsubstanzen von Safran produziert, und eine andere, die Stevioside produziert, natürliche Süßstoffe, die gewöhnlich aus der Stevia-Pflanze gewonnen werden. In jedem Fall werden der genetisch umgebauten Hefe Bottiche mit Zucker beigemischt, um die gewünschte Verbindung zu vergären. Das Vanillin aus synthetischer Biologie geht im Sommer dieses Jahres in den Verkauf und wird von International Flavors and Fragrances (IFF) mit Sitz in den USA vermarktet werden. Der Safran soll in wenigen Jahren produktionsreif sein und die durch die synthetische Biologie hergestellte Version von Stevia sollte dieses Jahr auf den Markt kommen (wahrscheinlich zuerst in Coca-Cola).

Evolva hat auch andere Inhaltsstoffe aus der synthetischen Biologie in der Schublade durch Vereinbarungen mit großen Aromen- und Duftstoffherstellern. Zu den Verbindungen, die es mithilfe der synthetischen Biologie herstellen möchte, gehören Chili, Ginseng und Koffein. Andere Unternehmen der synthetischen Biologie wie Solazyme, Allylix und Isobionics stellen Ersatzstoffe für Kokosöl, Kakaobutter sowie Grapefruit- und Orangenöl her – die beiden Letztgenannten sind bereits auf dem Markt. Quelle

Evolva, ein Schweizer Unternehmen der synthetischen Biologie

Das Unternehmen hatte noch bis 2009 unter dem Namen Arpida firmiert und war ein Biopharma-Unternehmen. Arpida erhielt Ende 2008 einen negativen Zulassungsentscheid des am weitesten fortgeschrittenen Produktkandidaten Iclaprim in den USA. Ein beratendes Expertengremium der US-Zulassungsbehörde FDA hatte im November 2008 mit 17 zu 2 Stimmen empfohlen, Arpidas Hoffnungsträger Iclaprim, ein Antibiotika gegen schwere Spitalinfektionen der Haut, nicht für den amerikanischen Markt zuzulassen.

Mit der Fusion der Arpida AG und der Evolva SA sollte ein neues starkes Biotech-Unternehmen entstehen. Die Hefespezialisten entwickelten mit einem synthetisch-biologischen Ansatz Wirkstoffe auf Basis von Naturstoffen. Am weitesten fortgeschritten war ein antivirales Medikament in Phase I, dessen Entwicklung zu großen Teilen vom US-Verteidigungsministerium bezahlt worden war.

Siehe Unglaublich! Patent auf Stevia! Coca Cola, Cargill oder Pepsi hoffen auf ein Milliardengeschäft, die EU mischt mit – das Volk der Guaraní geht leer aus!

The Scents and Flavours of Synthetic Biology

.synbiowatch.org

Synthetic Biology is a more extreme form of genetic engineering. Unlike older methods of genetic engineering, synthetic biology techniques give companies fine-grained control over strands of DNA, one of the molecules that carry genetic information. This allows synthetic biologists to create sequences that have never existed before in any organism, and to splice genetic sequences in ways that have not been available before.

Synthetic biology labs effectively treat DNA as a programming language, and living organisms as machines, creating new forms of life that they can then manufacture using a microscopic equivalent of 3-D printing.

Like traditional GMOs, the products of synthetic biology (SynBio) are unlabelled, virtually unregulated and have not been assessed for impacts on our health or environment. Over 117 organizations have called for a complete moratorium on the release and commercial use of this risky new technology until national governments and international bodies have developed adequate precautionary regulations to govern it. The United Nations Convention on Biodiversity has urged countries to handle this technology with caution.

Despite this, several companies are moving forward with SynBio flavours.

Orange and Grapefruit

Allylix, a San Diego biotech firm, is currently producing an orange flavour called Valencene. Normally extracted from oranges, Allylix’s product comes from a fermentation process fuelled by synthetically modified strains of yeast. According to the company, their synthetically-derived Valencene is already being used in beverages and chewing gum flavors.

Vanilla

An estimated 200,000 people in the global south are involved in the production of vanilla. Vanilla orchids are a climbing perennial plants that typically grow in rainforests. Cultivation is extremely labour intensive, requiring hand pollination of each flower. To produce one kilogram of vanilla, 500 kilograms of vanilla pods must be harvested. In Madagascar, Mexico and Comoros, where farmers produce 75 per cent of the world’s vanilla, cultivation of vanilla provides a livelihood for people who have few economic alternatives.

The market for natural vanilla is valued at around $150 million annually. Evolva, a Swiss synthetic biology company, has announced plans to sell vanillin flavour produced by synthetic organisms in partnership with International Flavours and Fragrances (IFF). Evolva CEO Neil Goldsmith has pitched the plan as providing a sustainable source of vanilla flavouring. However, if the companies succeed at labelling their product as “natural,” the livelihoods of tens of thousands of farmers could be at risk.

• ETC’s case study on Vanilla
• Friends of the Earth’s No SynBio Vanilla campaign

Saffron

Saffron is known for its vivid red/orange hues and rich aroma. The world’s most expensive spice by weight, saffron consists of the dried stigma of the crocus flower. Between 90 and 95 per cent of the world’s saffron is produced in Iran. In 2009/2010, the country’s Khorasan Razavi province exported 57 tons of saffron worth $156.5 million to 41 countries. Saffron’s high price is a result of its labour intensive harvesting; it takes 40 hours of labour to extract enough crocus stigmas by hand to produce one kilogram of the spice. During the harvest, each hectare of crocus flowers provides work to up to 270 people per day.

Until now, there has been no synthetic alternative to Saffron. Evolva, however, is hoping to move the world’s saffron production from the foothills and valleys of Khorasan Razavi to industrial vats of sugar in Brazil. The company started researching how to create organisms that will produce each of the components the give saffron its flavour, aroma and colour. According to the company, it will have synthetic organisms producing a saffron imitation that will hit the shelves by 2015 or 2016.

• ETC’s case study on SynBio saffron

Vetiver

GQ has called it the “perfect natural raw material for a masculine scent.” A distant relation of lemongrass, vetiver oil is known for its musty, woody scent and it fixative qualities, which means it helps a fragrance to last longer after it is applied to the skin. Vetiver can be detected in the “base notes” of many perfumes or colognes (including Chanel No 5), and is used in other cosmetic products as well.

The oil is derived from Vetiver grass, which originated in India, but is grown by farmers in Haiti, Indonesia, China, Japan, India, Brazil and Réunion (a French department in the Indian Ocean). Haiti is the world’s largest producer, and at one point supplied 60% of the world’s vetiver, employing 60,000 people directly and providing much-needed revenues in a country whose unemployment rate topped 40% in 2010. Vetiver is also valued for preventing soil erosion.

Allylix, a “renewable chemicals company” with offices in Lexington, Kentucky and San Diego, announced a product it is calling “epivone” in 2012. Epivone is structurally similar to beta-vetivone, one of the chemicals found in vetiver oil, “for use in fragrance applications.” It estimates the value of the existing market for these fragrances to be “a minimum of $20 million.”

UPDATE: Allylix has been acquired by the Swiss SynBio firm Evolva, and the future of epivone is unclear.

• ETC Group’s case study on vetiver