Bioökonomie-Adventskalender-Türchen

1. Dezember 2020

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© Daria Chrobok, DC SciArt

Rede mit mir nach meinem Hefe-Kaffee

Organismus: Hefe

Anwendungsgebiet: Lebensmittel

Zeithorizont: nahe Zukunft

Manchmal sind es die wunderbaren Substanzen in unseren Genussmitteln, die das Leben erträglich machen - vor allem so manchen Morgen. Dazu gehört sicher die am meisten konsumierte psychoaktive Substanz der Welt, das allseits geliebte Koffein. Ein sogenannter Purin-Alkaloid, der in verschiedensten Pflanzen zu finden ist, darunter die Kolanuss, Kaffeebohne, Guarana, Mate, Tee und Kakao. Wir alle kennen und die meisten lieben die anregende Wirkung von Koffein (oft gepaart mit Theobromin) in der einen oder anderen Form als Genussmittel.

Anbau, Verarbeitung und Transport von Kaffeebohnen als Koffeinquelle verbrauchen natürlich Rohstoffe und Fläche. Deshalb wird Koffein auch auf chemischem Wege hergestellt. Bisher war dies ausschließlich synthetisch aus Harnstoff möglich.. Doch Forschende fragten sich: Gibt es da nicht vielleicht auch einen biologischen Weg? Vielleicht mit Mikroorganismen? Hierzu wurde eine Methode namens “Metabolic Engineering” angewandt, um die entsprechenden Enzyme für die Koffeinsynthese aus der Arabica-Kaffeepflanze in die Backhefe Saccharomyces cerevisae genetisch zu integrieren. Die Backhefe produziert von sich aus einen der Ausgangsstoffe von Koffein und besitzt bereits eigene Enzyme, die für Koffeinsynthese in Frage kommen. Damit fehlten auf dem Weg zu Koffein nur noch zwei Enzyme und tatsächlich war es somit möglich, erstmals in einer mikrobiellen Fermentation Koffein aus Backhefe zu gewinnen. Damit steht vielleicht eines Tages eine biotechnologische und weltweit einsetzbare Option zur Produktion von Koffein zur Verfügung, wenn dieses Verfahren den Weg aus dem Labor in die Industrie schaffen sollte. Das heißt der Energy Drink der Zukunft versorgt dich vielleicht dank Hefe mit “Energie”.

Quelle:
Jin et al. (2014), “Metabolic Engineering of Saccharomyces cerevisiae Caffeine and Theobromine Production” https://doi.org/10.1371/journal.pone.0105368