Vanille lieben fast alle – doch Vorsicht! The Scents and Flavours of Synthetic Biology

zur englischen Version  Richtige Vanille ist knapp und teuer. Wer nicht auf chemische und genmanipulierte Aromastoffe zurückgreifen möchte, hätte noch eine andere Variante, einen umweltfreundlichen, natürlichen und zugleich preiswerten Wohlgeruch: Vanille aus Kuhfladen. 

Der Handel mit Gewürzen ist ein Milliardengeschäft. Was machen, wenn die hergestellten Lebensmittel mit Vanille zu den aktuellen Preisen nahezu unverkäuflich sind? Sie erhalten dann ein künstliches Aroma, genannt Vanillin, denn nur ein Prozent des verwendeten Vanille-Aromas ist echte Vanille.

Haben Sie in Ihrem Küchenschrank Vanille-Zucker? Dann schauen Sie bitte, ob es sich wirklich um Vanille handelt oder doch um Vanillin.

Da es zu wenig Vanille am Markt gibt, dreht sich die Preisspirale nach oben – zuletzt um 500 Prozent binnen zwei Jahren, so ein großer österreichischer Konzern, der sich auf Gewürze spezialisiert hat. Schuld sind zwei Fehlernten in Folge. In Madagaskar, jenem Land, das für 85 Prozent der Welternte verantwortlich ist. Das Heimatland der Vanille, Mexiko, exportiert längst keine Schoten mehr. Außerhalb Mexikos ist der Anbau mühsam – weil die Blüten per Hand bestäubt werden müssen (in Mexiko hat diesen Job traditionell eine nur dort vorkommende Kolibri-Art übernommen). Dass die Erntemengen zurückgehen, liegt aber auch daran, dass viele Bauern in Madagaskar auf den Anbau anderer Pflanzen umgestiegen sind, als die Preise zwischen 2003 und 2013 auf historische Tiefststände gesunken waren.

Hier ein Beispiel: Pudding mit Sahnegeschmack. Auf dem Foto sehen wir zwar einen Vanille-Pudding, aber es steht nirgends, dass auch Vanille drin ist.

Annatto, E 160 b, Bixin, Norbixin
Die gelbe Färbung kommt von Norbixin, einem natürlichen Farbstoff, der durch Extraktion aus den Samen der Urucum- oder Achiotepflanze Annatto (Bixa Orellana) gewonnen wird, die von oranger Färbung sind. Es existiert auch ein Verfahren zur Gewinnung von Annatto mithilfe gentechnisch veränderter Organismen.

Auch wenn große Lebensmittelkonzerne wie Nestlé versprechen, nur „natürliche Vanille“ verwenden zu wollen, dürfte es ein Problem damit geben, es sei denn, sie erhöhen die Preise für die Produkte, die Vanille enthalten. Wenn die Temperaturen in die Höhe klettern, hat Speiseeis Hochsaison. Hochsaison auch für Langnese von Unilever und Mövenpick von Nestlé. Gerade beim Fertigeis aus der Tiefkühltruhe lohnt es sich, einen genauen Blick auf die Inhaltsstoffe zu werfen.

Es gibt bereits unterschiedliche Verfahren, die sich mit dem Vanilleproblem beschäftigen. In Shanghai konzentrieren die Wissenschaftler sich darauf, eine neue Variante des Darmkeims Escherichia Coli, ausgestattet mit Fremdenzymen, zu züchten und aus billigen Rohstoffen, wie zum Beispiel Glycerin aus der Rapsdieselproduktion, Vanillin produzieren zu lassen. Aber auch nicht appetitlicher ist die Lösung aus Japan –  Kuhfladen als Vanille-Rohstoff!  Rinder schließen in ihrem Verdauungstrakt Lignin aus den zuvor gefressenen Pflanzen auf, scheiden es dann aber wieder aus. Nimmt man den vorverarbeiteten Rohstoff aus dem Kuhfladen, ist wenig Energieaufwand nötig, um Vanillin zu generieren. Laut Udo Pollmer eher ironisch: „Damit kann der Wunsch des Verbrauchers nach einem umweltfreundlichen, natürlichen und zugleich preiswerten Wohlgeruch elegant erfüllt werden. Und die Preisschwankungen der exotischen Vanilleschoten können uns gestohlen bleiben. Mahlzeit!“

Fakt ist – laut Vanille-Marktbericht Januar/Februar 2017 (das gibt es wirklich, denn auch Gewürze sind Rohstoffe und werden auch als solche gehandelt):

„Der Handel mit Vanille ist so schwierig wie selten und ist geprägt durch nie dagewesene Höchstpreise und immer schlechter werdende Qualitäten aus dem Hauptproduktionsland Madagaskar. Es bestehen große Unsicherheiten bezüglich Angebot und Nachfrage. Tatsächlich sind die Läger vielerorts leer. Der Kampf um Marktanteile in der Aromenindustrie und die Vor-Ort-Präsenz einiger Aromen-Multis in Madagaskar bestimmen die Entwicklungen der letzten Jahre. Aus einem Nischen-Gewürz wurde eine „Commodity“. Industrielles Quick-Curing und die Extraktion Grüner Vanille sind keine guten Nachrichten für die Qualitäten und erst recht nicht für die Hundertausenden von Angestellten im Vanillesektor Madagaskars, die dafür nicht mehr gebraucht werden.“

Quelle: Vanille.Wollenhaupt 

 Die meisten Aromen werden 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, was bedeutet, dass der Vanilleanbau die Lebensgrundlage für die Menschen ist, 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. 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 an Produkten: Sie reichen von Aromen oder Duftstoffen bis hin zu Tensiden oder Süßstoffen. Siehe auch Zusatzstoffe, die Pest der Neuzeit!

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?

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, so lange 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!)

NCStateBTEC

NCStateBTEC

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 –

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.

  1. 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.
  2. 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.

Information: Das sollten Sie über Vanille wissen – gentechnisch hergestellte synthetische Aromen 

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.

syn

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

Other SynBio Products

For more information about these and other SynBio products, check out ETC Group’s synbio case studies.

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