Die Versorgung der Menschen mit ausreichend gesunden Lebensmitteln kann nicht mehr nur auf traditionelle Landwirtschaft setzen: Zum einen stellt der Klimawandel Lebensmittelproduzenten vor große Probleme, was Hitzebeständigkeit, Wasserhaushalt oder Schädlingsresistenz von Pflanzen angeht. Zum anderen leben immer mehr Menschen in Städten und haben keinen Zugang zu regional produzierten, frischen Lebensmitteln. Außerdem sind Böden vielerorts ausgelaugt oder verschmutzt und auf Jahre unbrauchbar, Trinkwasser wird knapp, darüber hinaus nehmen politische Instabilitäten weltweit zu.
Welche Alternativen es zu herrschenden Agrarsystemen gibt, um die Weltbevölkerung gesund zu ernähren, erforscht Prof. Dr. Susanne Baldermann, Professur für Food Metabolom und seit Anfang 2021 an der neuen Fakultät VII für Lebenswissenschaften: Lebensmittel, Ernährung und Gesundheit der Universität Bayreuth in Kulmbach. Sie beschäftigt sich unter anderem seit Jahren mit „Vertical Farming“ – der Indoor-Aufzucht von Lebensmittelpflanzen in Pflanzenanzuchtschränken, Regalen oder Fabrikhallen – und leitet das Forschungsfeld Organismen im Verbund „food4future“ am Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) e.V. in Großbeeren.
Prof. Dr. Susanne Baldermann hat Lebensmittelchemie an der TU Braunschweig studiert und die berufspraktische Ausbildung für Lebensmittelchemiker in Niedersachsen absolviert. Bereits während ihres Studiums und der Promotion hat sie Teile ihrer Forschungsarbeiten im Ausland durchgeführt, bevor sie als Postdoc und wissenschaftliche Mitarbeiterin ab 2007 an der Universität in Shizuoka in Japan forschte und lehrte. Seit 2012 war sie an der Universität Potsdam und am Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) e.V. tätig. Die Arbeitsgruppe hat besondere Expertise in der Massenspektrometrie, der wissenschaftliche Fokus liegt auf der Analyse des Sekundärstoffwechsels und dessen Bedeutung für die Qualitätsbildung und -erhaltung pflanzlicher Lebensmittel.
Wer in Pflanzenfabriken auf mehreren Etagen rund um die Uhr Gemüse anbaut, hat dort bezogen auf den Quadratmeter ein Vielfaches an Ertrag. Eine wachsende Weltbevölkerung vor allem in urbanen und periurbanen Räumen macht solche Entwicklungen nötig. Weil dieser Anbau bei gleichbleibenden Temperaturen und gleichmäßigem Licht gänzlich ohne Witterungseinflüsse und Jahreszeiten auskommt, wird ganzjährig in gleicher Qualität produziert und geerntet.
Die Pflanzen wachsen nicht in Erde, sondern auf speziellen Untergründen, deren Wachstumsgefäße z.B. aus recyceltem Kunststoff bestehen können. Dazu braucht es auch spezielle Pflanzen: „Wenn wir in U-Bahn-Schächten oder an Häuserwänden Gemüse anbauen wollen, dann müssen wir genau die richtigen Pflanzen dafür haben, es geht also um gezielte Sortenauswahl. Deshalb versuchen wir, Pflanzen so exakt wie möglich zu analysieren, beurteilen ihre Inhaltsstoffe und treffen Aussagen über deren ernährungsphysiologische Eigenschaften,“ sagt Prof. Baldermann.
Hintergrund Food Metabolom/Metabolismus: Hier geht es um den Stoffwechsel (Metabolismus) im menschlichen Körper und in Pflanzen. Der Begriff „Food Metabolom“ ist nicht einheitlich definiert. Schätzungen gehen davon aus, dass mehr als 200.000 Inhaltsstoffe (Metabolite) existieren, von denen wir etwa 5.000 bis 10.000 mit unserer Nahrung aufnehmen. Diese Metabolite unterliegen weiteren dynamischen Änderungen während der Verarbeitung, der Zubereitung oder in unserem Körper. Mit den technologischen Entwicklungen in der Massenspektrometrie der letzten Jahre ist es nun möglich geworden, solche dynamischen, komplexen Änderungen zu erfassen und so u.a. das Verständnis über den komplexen Stoffwechsel im menschlichen Körper und in Pflanzen und Änderungen in Lebensmitteln zu verbessern und gesunde Ernährungs- und Lebensweisen zu erforschen.
Sobald die Labore in Kulmbach ausgestattet sind, wird Prof. Baldermann die Analyse von Inhaltsstoffen von „Indoor-Gemüse und -Kräutern“ in ihre Forschungsarbeiten integrieren. Die Infrastruktur der Universität Bayreuth, u.a. das Nordbayerische NMR-Zentrum mit seiner weltweit führenden Kompetenz auf dem Feld der magnetischen Kernresonanzspektroskopie (engl. nuclear magnetic resonance; NMR) oder das Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung BayCEER (Bayreuth Center of Ecology and Environmental Research), aber auch die Forschungsarbeiten innerhalb der Profilfelder der Universität bieten interessante Möglichkeiten für gemeinsame Forschungsarbeiten mit Kollegen der Uni-Bayreuth. Bis dahin steht die forschungsorientierte Ausbildung über die Inhaltsstoffe von Lebensmitteln und deren Veränderungen entlang der Lebensmittelversorgungskette vom Anbau bis zum Verzehr im Mittelpunkt.
