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Biotechnologie Konservierende Frischhaltefolien und Keratin-Werkstoffe

| Redakteur: Beate Christmann

Funktionsintegrierte Polymerfilme zum einen und Funktionale Proteinsysteme/Biotechnologie zum anderen heißen zwei neue Abteilungen am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP. Sie beschäftigen sich mit der Entwicklung von Biomaterialien aus Proteinen.

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Zwei neue Abteilungen am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP: Hier dienen Federn Dr. Rosencrantz als Rohstoff für neue Materialien auf Keratinbasis.
Zwei neue Abteilungen am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP: Hier dienen Federn Dr. Rosencrantz als Rohstoff für neue Materialien auf Keratinbasis.
(Bild: Fraunhofer-IAP)

Die Forschung im Bereich Biomaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen bildet seit fast 25 Jahren einen Schwerpunkt am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm. In diesem Bereich führt es nun zwei neue Abteilungen: Zum einen die Abteilung Funktionsintegrierte Polymerfilme und zum anderen Funktionale Proteinsysteme/Biotechnologie. Während der Fokus der bisherigen Arbeit auf pflanzlichen Rohstoffen wie Cellulose, Stärke oder Lignin lag, entwickeln die Forscher hier Biomaterialien aus Proteinen.

Funktionsintegrierte Polymerfilme sind der Schwerpunkt der gleichnamigen Abteilung unter der Leitung von Dr. Murat Tutuş. Konservierende Frischhaltefolien für die Verpackung frischer Nahrungsmittel wie zum Beispiel Käse sind ein Thema, das im Fokus steht. „Wir beschichten Folien mit natürlichen Proteinen, die auf der Oberfläche des Lebensmittels konservierend wirken. Der Clou ist, dass das natürliche Konservierungsmittel selber nicht in die Nahrung eindringt, weshalb die Nahrungsmittel naturbelassen bleiben“, erklärt Tutuş.

Verschiedene Kompetenzen unter einem Dach

Durch die Kombination der vielseitigen Kompetenzen des Instituts möchte das Forscherteam Produkte komplett aus einer Hand entwickeln: Nach ihrer Vorstellung sollen damit künftig bereits im Fraunhofer-IAP entwickelte, biobasierte Folien beschichtet werden. Auch die IAP-Expertisen zu Oberflächentechnologien und der Biotechnologie im Haus sollen laut Tutus genutzt werden: „Das Beschichtungssystem werden wir auch einsetzen, um Nachweisstreifen zu entwickeln, die die Frische von Lebensmitteln anzeigen oder mit denen die Einhaltung von Kühlketten sichtbar gemacht werden kann.“ Die Entwicklung und Untersuchung von funktionalisierten Membranen sowie neuer Membranmaterialien und Folien sind weitere Schwerpunkte der Abteilung.

Schlachtabfälle als Rohstoff

Die Nutzung von Keratinen aus Schlachtabfällen steht unter anderem im Fokus der Abteilung Funktionale Proteinsysteme/Biotechnologie unter der Leitung von IAP-Chef Prof. Alexander Böker. Keratine sind Strukturproteine, die nicht nur unseren Haaren die Form verleihen. Sie kommen zum Beispiel auch in Schnäbeln, Hufen, Fell oder Federn vor. „Normalerweise werden solche tierischen Reststoffe verbrannt oder zu Tierfutter verarbeitet. Wir möchten das Keratin aus den Schlachtabfällen nutzbar machen, indem wir daraus Materialien entwickeln. Federn eignen sich dafür besonders, da sie zu etwa 90 % aus Keratinen bestehen und eine sehr definierte Zusammensetzung haben“, erklärt der Biologe und Chemiker Dr. Ruben R. Rosencrantz aus Bökers Team. Keratine könnten nach Ansicht der Forscher beispielsweise Formaldehyd aus der Raumluft entfernen und somit als Filtermaterial bei der Sanierung formaldehydbelasteter Gebäude eingesetzt werden. Zudem tragen sie die Eigenschaft, Schwermetalle binden zu können.

Als Basis für einen Werkstoff, beziehungsweise ein Material werden Keratine bisher noch nicht genutzt. Industriell wird das Strukturprotein beispielsweise in Form eines Hydrolysats als Zusatzstoff in Shampoos eingesetzt. Seit etwa einem Jahr entwickelt das Forscherteam um Böker unter anderem Regeneratfasern aus Keratin. „Um die Materialeigenschaften zu erhalten, möchten wir das Protein intakt lassen. Gerade erforschen wir geeignete Verfahren, um Keratin verspinnbar zu machen“, so Rosencrantz.

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