Methode der Universität Tübingen erzeugt Proteine und Vitamine aus Klimagas und grünem Strom

Forscher der Universität Tübingen haben eine bahnbrechende Methode entwickelt, um aus CO2 wertvolle Proteine und Vitamine herzustellen. Diese neue Technik hat das Potenzial, die weltweite Ernährungslage erheblich zu verbessern und gleichzeitig positive Auswirkungen auf die Gesundheit zu haben. Für den Umwandlungsprozess wird erneuerbare Energie genutzt, was diese Methode besonders nachhaltig macht.

Bioreaktoren statt Tierfutter

«Mit Blick auf die steigende Weltbevölkerung, die bald zehn Milliarden Menschen erreichen wird, und den Klimawandel, der unsere landwirtschaftlichen Flächen begrenzt, wird die Produktion von ausreichend Nahrungsmitteln immer schwieriger. Eine vielversprechende Alternative ist die Herstellung von Proteinen in Bioreaktoren, anstatt Nutzpflanzen anzubauen, um Tiere zu füttern, die uns heute mit Proteinen versorgen. Das macht die Landwirtschaft deutlich effizienter,» erklärt Forscher Largus Angenent.

Er fügt hinzu: «Wir nutzen einen zweistufigen Fermentationsprozess, der dem Bierbrauen ähnelt. Anstatt den Mikroben Zucker zu geben, verwenden wir jedoch Wasserstoff und Essigsäure.» In der ersten Phase wandelt das Bakterium Thermoanaerobacter kivui Wasserstoff und CO2 in Essigsäure um.

Besser als Fleisch und Fisch

In der zweiten Phase ernährt sich die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae von der Essigsäure und Sauerstoff und produziert dabei Protein sowie Vitamin B9. Wasserstoff und Sauerstoff werden durch Elektrolyse von Wasser gewonnen, wobei grüner Strom zum Einsatz kommt. Bemerkenswerterweise ist die Proteinkonzentration höher als bei den üblichen Quellen wie Fleisch, Fisch und Linsen.

Die Vitaminproduktion ist ebenfalls vergleichbar mit der von Mikroorganismen, die normalerweise mit Zucker gefüttert werden. Angenent schlägt vor, die Hefe so zu verändern, dass sie keine Purine produziert, die für Gicht verantwortlich sind – ein Problem, das bei Fleisch, Wurst, Fisch und Meeresfrüchten auftritt. Wie dies technisch umgesetzt werden soll, ließ er jedoch offen.

«Die Tatsache, dass wir gleichzeitig Vitamine und Proteine in hoher Ausbeute herstellen können, ohne landwirtschaftliche Flächen zu beanspruchen, ist äußerst spannend. Das Endprodukt ist vegetarisch oder vegan, gentechnikfrei und nachhaltig, was für viele Verbraucher attraktiv sein könnte,» schließt Angenent ab.

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Laut einer aktuellen Studie des University of Tasmania Menzies Institute for Medical Research stehen übermäßige Fettablagerungen im Bauchbereich in Zusammenhang mit weitverbreiteten chronischen Schmerzen. Besonders Frauen sind von diesem Problem betroffen. Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass eine Reduktion der Bauchfettablagerungen möglicherweise zur Linderung von Schmerzen im Bewegungsapparat beitragen kann, insbesondere wenn die Schmerzen an mehreren Körperstellen auftreten.

Studienhintergrund und Ergebnisse

Für die Untersuchung wurden die Daten von 32.409 Teilnehmern der UK Biobank analysiert. Die Teilnehmer, die im Durchschnitt 55 Jahre alt waren, füllten Fragebögen aus und unterzogen sich MRT-Scans, um die Fettmengen im Bauchbereich zu bestimmen. Zudem wurde erfasst, ob sie anhaltende Schmerzen in Bereichen wie Nacken, Rücken oder Hüfte hatten.

Die Ergebnisse zeigen, dass bei Frauen die Wahrscheinlichkeit für chronische Schmerzen bei vermehrten Fettablagerungen um die Organe und unter der Haut doppelt so hoch ist. Im Vergleich dazu sind die Werte bei Männern geringer. Der Unterschied wird auf die unterschiedliche Verteilung des Fettgewebes und hormonelle Unterschiede zurückgeführt.

Details zur Studie sind in der Fachzeitschrift «Regional Anesthesia & Pain Medicine» veröffentlicht.

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Wissenschaftler der University of California nutzen Schweiß als Energiequelle und analysieren diesen

Von Cemil Baysal – Ingenieure der University of California, San Diego, haben ein innovatives tragbares Gerät entwickelt, das die Gesundheitsüberwachung auf eine neue Stufe heben könnte. Ähnlich einem Pflaster in seiner Form und Trageweise, nutzt dieses elektronische Gerät den Schweiß als Energiequelle, um kontinuierlich Gesundheitsdaten zu erfassen.

Das Besondere an diesem Prototyp ist, dass er seine Energie aus dem Schweiß bezieht, wodurch eine externe Stromquelle überflüssig wird. Der Schweiß, der über Schweißdrüsen in den Fingerspitzen produziert wird, stellt eine konstante und zuverlässige Energiequelle dar. Diese Drüsen, die in den Fingerspitzen besonders zahlreich sind, produzieren selbst in Ruhephasen beträchtliche Mengen Schweiß und gewährleisten so eine kontinuierliche Stromversorgung für das Gerät, selbst während des Schlafs.

Der Prototyp besteht aus einem dünnen, flexiblen und dehnbaren Polymermaterial, auf dem die elektronischen Komponenten aufgebracht sind. Diese Komponenten sind robust genug, um wiederholtes Biegen und Dehnen zu überstehen, während das flexible Design sich der Fingerform anpasst. Die Energiegewinnung erfolgt durch Biobrennstoffzellen, die im Bereich des Pflasters platziert sind und Schweißmilchsäure mittels Enzymen oxidieren, um elektrische Energie zu erzeugen.

Die produzierte Energie wird in zwei dehnbaren Silberchlorid-Zink-Batterien gespeichert, die vier Sensoren speisen. Jeder Sensor ist auf einen spezifischen Biomarker spezialisiert: Glukose, Vitamin C, Laktat und Levodopa – ein Medikament zur Parkinson-Behandlung. Zusätzlich können in Zukunft weitere Sensoren integriert werden, um andere gesundheitliche Parameter zu überwachen.

Die gesammelten Daten werden von einem kleinen Chip verarbeitet und drahtlos über Bluetooth Low Energy an eine speziell entwickelte Smartphone- oder Laptop-Anwendung übertragen. In Tests trug ein Proband das Gerät über einen ganzen Tag und ermöglichte so die Überwachung verschiedener Parameter wie Glukosespiegel beim Essen, Laktatspiegel während körperlicher Betätigung, Vitamin-C-Spiegel bei der Aufnahme von Orangensaft und Levodopa-Spiegel nach dem Konsum von Favabohnen.

In Zukunft könnte das elektronische Pflaster auch eine wichtige Rolle bei der Versorgung von Diabetes-Patienten spielen. Geplant ist eine Kombination mit einem Insulinspender, der bei Bedarf automatisch Insulin abgibt und das Pflaster zur Überprüfung der Insulinmenge verwendet, um sicherzustellen, dass der Blutzuckerspiegel optimal eingestellt wird.

Dieses bahnbrechende Gerät könnte die Gesundheitsüberwachung revolutionieren und den Patienten eine noch nie dagewesene Genauigkeit und Bequemlichkeit bieten.

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