Pflanzenöle, Öl

Pflanzenöle:
Mehr wertvolle Fettsäuren - auch durch Genome Editing

Bei vielen ölhaltigen Pflanzenarten wird an der Veränderung der Fettsäuremuster gearbeitet, zum Beispiel bei Soja, Raps und Leindotter. Ziele sind eine Steigerung des Gesundheitswerts sowie verbesserte technologische Eigenschaften. Bisher wurden dazu vor allem die klassische Gentechnik genutzt. Doch das ändert sich: Mit den neuen Verfahren des Genome Editings kommt man einfacher und präziser zum Ziel. In den USA und einigen anderen Ländern fallen solche Pflanzen nicht unter die Gentechnik-Gesetze.

USA: Label zero transfat

Trans-Fettsäuren erhöhen das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. In den USA und Kanada sind industriell entstandene Trans-Fettsäuren in Lebensmitteln seit 2018 verboten. In der EU wurde 2019 der Gehalt von künstlichen Trans-Fettsäuren in Lebensmitteln auf maximal zwei Prozent begrenzt.

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Fettsäuren werden nach ihrem chemischen Aufbau in gesättigte, einfach ungesättigte und mehrfach ungesättigte Fettsäuren unterteilt. Während tierische Fette in Fleisch, Wurst und Milchprodukten hauptsächlich gesättigte Fettsäuren enthalten, liefern pflanzliche Öle vorwiegend einfach oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren.

  • Gesättigte Fettsäuren gelten als gesundheitlich weniger wertvoll als ungesättigte Fettsäuren.
  • Einfach ungesättigte Fettsäuren sind leichter zu verdauen als gesättigte Fettsäuren und haben keinen nachteiligen Einfluss auf die Blutfettwerte. Sie sind Hauptbestandteil etwa von Raps- und Olivenöl.
  • Mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind essenzielle Fettsäuren, die der Körper nicht bilden kann und die deshalb mit der Nahrung aufgenommen werden müssen. Diesen Fettsäuren - insbesondere Omega-3-Fettsäuren - wird eine vorbeugende Wirkung bei Herz-Kreislauferkrankungen zugeschrieben. In den Industriestaaten sind viele Menschen unzureichend mit Omega-3-Fettsäuren versorgt.

Anreicherung mit Omega-3-Fettsäuren

Pflanzenzüchter arbeiten schon länger daran, die Fettsäurezusammensetzung und den Ölgehalt verschiedener Pflanzen zu verbessern. Ein Ziel ist zum Beispiel, Pflanzenöle mit Omega-3-Fettsäuren wie Stearidonsäure oder Docosahexaensäure (DHA) anzureichern. Hierfür wurden bisher mit klassischen Gentechnik-Methoden Gene aus anderen Organismen wie Hefen oder Meeresalgen in Pflanzen wie Sojabohne und Raps übertragen. Auch bei Leindotter wurde mit gentechnischen Verfahren der Gehalt an Omega-3-Fettsäuren erhöht.

Inzwischen gibt es weitere Möglichkeiten, um Omega-3-Fettsäuren zu produzieren, etwa aus Algen oder mit Hilfe hierfür entwickelter Bakterien (Synthetische Biologie).

Unerwünschte Trans-Fettsäuren

Trans-Fettsäuren sind ungesättigte Fettsäuren mit einer geradkettigen chemischen Struktur. Sie kommen natürlicherweise in Milch und tierischen Fetten (Fleisch) vor. Bei hohen Temperaturen - etwa beim Braten oder Frittieren - können aus mehrfach ungesättigten Fettsäuren ebenfalls Trans-Fettsäuren werden. Diese können auch entstehen, wenn bei der Fetthärtung pflanzliche Öle in streichfähige Fette umgewandelt werden, um sie etwa für die Margarineherstellung verwenden zu können.

Trans-Fettsäuren gelten als gesundheitsschädigend und führen zu einem Anstieg von LDL-Cholesterin, das als Risikofaktor für Herz-Kreislauferkrankungen angesehen wird. Deshalb wird angeraten, zum Braten, Backen oder zur Margarineherstellung Öle zu verwenden, die einen hohen Anteil einfach ungesättigter Fettsäuren (z.B. Ölsäure) aufweisen. Aus letzteren können keine unerwünschten Trans-Fettsäuren entstehen. Raps- oder Olivenöl entsprechen diesen Anforderungen, nicht aber Sojaöl, das große Mengen mehrfach ungesättigter Fettsäuren, vor allem Linolsäure (Omega-6-Fettsäure) enthält.

Ein Ziel der Pflanzenzüchter ist es, gesündere Ölpflanzen zu entwickeln, die weniger gesättigte Fettsäuren liefern und einen höheren Gehalt an einfach ungesättigten Fettsäuren aufweisen. Eine Möglichkeit ist es, das Gen (FAD2) für ein spezielles Enzym abzuschalten, welches für die „natürliche“ Umwandlung von der einfach ungesättigten Ölsäure in Linolsäure verantwortlich ist. Dies wurde bereits erfolgreich an Sojabohnen mit Hilfe der Antisense-Technik durchgeführt. Die gentechnisch veränderte (gv) Sojabohne enthält mehr der erwünschten Ölsäure (75 statt etwa 30 Prozent) und weniger der unerwünschten Linolsäure (10 statt ca. 50 Prozent).

Durch die Blockade eines weiteren Enzyms ist bei dieser Sojabohne auch der Anteil zähflüssiger Fettsäuren erhöht. Dadurch kann das für viele Lebensmittel-Verwendungen notwendige Härten ganz oder teilweise entfallen kann.

Inzwischen werden immer häufiger Genome Editing-Methoden eingesetzt, um die Fettsäurezusammensetzung in Ölpflanzen zu verschieben. Eine Sojabohne mit einem erhöhten Ölsäuregehalt von 80 Prozent wurde durch das Ausschalten von zwei FAD-Genen (FAD2 und FAD3) mit Hilfe der TALEN-Methode entwickelt. In den USA fallen diese Sojabohnen nicht unter die Gentechnik-Gesetze. Sie können dort ohne besondere Auflagen angebaut und vermarktet werden. In der EU wäre dagegen eine gentechnik-rechtliche Zulassung erforderlich.

Diese Ölsäure-angereicherten Sojabohnen sind die ersten mit Hilfe der neuen Genome Editing-Verfahren entwickelten Pflanzen, welche landwirtschaftlich kommerziell genutzt werden. Das daraus hergestellte Öl ist seit 2019 auf dem Markt (Markenname Calyno).

Auch Rapsöl soll mit TALEN gesünder gemacht werden, indem der Gehalt an gesättigten Fettsäuren auf weniger als 3,5 Prozent reduziert werden soll. Dafür wurde das Gen für ein Enzym ausgeschaltet, welches für die Biosynthese von gesättigten Fettsäuren verantwortlich ist. Alle anderen Charakteristika von Raps sollen erhalten bleiben.

Gentechnik und Genome Editing: Projekte Pflanzenöle (Beispiele)

Pflanze Ziel Verfahren Wer Stand
Leindotter Produktion von Omega-3-Fettsäuren klassische Gentechnik Rothamsted Research UK Feldversuche »
Leindotter erhöhter Ölgehalt CRISPR/Cas Yield10 Freilandversuche »
Raps reduzierter Gehalt gesättigter Fettsäuren TALEN Calyxt in der Entwicklung »
Raps Anreicherung mit Omega-3-Fettsäure klassische Gentechnik Nuseed in Australien, USA und Kanada zugelassen »
Soja Anreicherung mit Omega-3-Fettsäure klassische Gentechnik Monsanto auf dem Markt »
Soja Ölsäure-angereichert TALEN Calyxt in den USA auf dem Markt »
Soja Ölsäure-angereichert klassische Gentechnik Pioneer Hi-Breed US-Zulassung 2009 »
Soja weniger gesättigte Fettsäuren, höherer Gehalt an einfach ungesättigten Fettsäuren klassische Gentechnik Monsanto seit 2011 in USA und Kanada zugelassen »