Wir suchen Antworten auf die
Herausforderungen des Lebens.

Ob besser lernen, das Klima schützen oder gesund altern – in der Leibniz-Gemeinschaft erforschen wir Themen, die der Gesellschaft nutzen.

Frag Leibniz

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Lesen Sie unsere Antworten auf Ihre Forschungsfragen:

Können wir bald Meerwasser/Salzwasser günstig in Trinkwasser umwandeln?

Es gibt viele etablierte Methoden, um Trinkwasser aus Meerwasser und Salzwasser zu erzeugen. Die meistgenutzten sind die Umkehrosmose, die mehrstufige Entspannungsverdampfung oder die Elektrodialyse. Ihnen gemein ist leider ein hoher Energiebedarf. Die Vereinten Nationen erwarten, dass 2025 14 Prozent aller Menschen von Wasserknappheit bedroht sind. Das Ziel muss daher sein, nicht nur bessere und leistungsfähigere Entsalzungsmethoden zu entwickeln, sondern zugleich auch solche, die weniger Energie verbrauchen und eine bessere CO2-Bilanz haben. Elektrochemische Prozesse, wie sie in Energiespeichern wie Batterien und Superkondensatoren zum Einsatz kommen, sind ein vielversprechender Ansatz. Durch das Laden von Elektroden werden nur die gelösten Ionen aus dem Salzwasser entfernt und genau die Menge an Strom verbraucht, die der Ladung der Ionen entspricht. Wie auch bei einem Energiespeicher geht die Ladung dabei nicht verloren, sondern wird bei der Regeneration der Elektroden zurückgeführt.

Die Antwort stammt von Volker Presser, Professor am INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien und an der Universität des Saarlandes.

Geht Plastik von der Flasche in den Inhalt, z.B. ins Wasser, über?

Diese Frage kann zunächst ganz klar mit Nein beantwortet werden. Jedes Material in der Lebensmittelverpackung, auch für Getränke und Wasser, braucht eine Zulassung und dafür muss sichergestellt werden, dass das Material, z.B. Polyethylentherephthalat (PET) für Getränke-Flaschen, nicht in das Lebensmittel übergeht, weder das Verpackungsmaterial selbst, noch irgendwelche Zusatzstoffe, wie Farbstoffe oder Weichmacher.

Das gilt aber für das Material in seiner molekularen, also gelösten Form. Anders kann es aussehen, wenn wir hier Mikroplastik betrachten, also mikroskopischen Abrieb der Plastikverpackung. Wir haben am IPF im Auftrag der Sendung WISO untersucht, ob sich Mikroplastik-Partikel in Limonaden finden, die in Plastik(PET)-Flaschen abgefüllt sind. Tatsächlich werden Mikroplastikpartikel < 50 µm in Wasser/Limonadenflaschen gefunden, jedoch in geringen Mengen, wie sie z.B. auch in Trinkwasser aus der Leitung gefunden werden; Mikroplastikpartikel > 50 µm sogar nur sehr vereinzelt, also z.B. 20 Partikel in einer Flasche, was extrem gering ist. Haupteintragsquelle ist aber nicht das Material der Plastikflasche, sondern der Schraubverschluss der Flasche. Wenn dieser aufgedreht wird, wird durch das Aufreißen des Verschlusses Mikroplastik erzeugt, das in die Flasche fällt.

Die Antwort stammt von Brigitte Voit, Wissenschaftliche Direktorin und Leiterin des Institutes Makromolekulare Chemie am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF).

 

Hilft 16:8-Intervallfasten wirklich beim Abnehmen?

Ja, wenn tatsächlich weniger gegessen wird als vor dem Fasten.

Die 16:8-Diät ist die moderateste Form des intermittierenden Fastens, auch Intervallfasten genannt. Sie bedeutet, dass man täglich 16 Stunden komplett auf Nahrung verzichtet, nur Wasser, Tee oder Kaffee (ungesüßt und ohne Milch) trinken darf, während sich das Essen auf ein Zeitfenster von 8 Stunden beschränkt. Gegessen wird zum Beispiel zwischen 10 und 18 Uhr oder zwischen 13 und 21 Uhr. Anschließend folgen 16 Fastenstunden. Der größte Erfolg stellt sich ein, wenn in den späten Nachmittagsstunden das letzte gegessen und bis zum nächsten Frühstück pausiert wird. Da dies für viele Menschen schwer in den Alltag integrierbar ist und ihnen das gemeinsame Abendessen mit dem Partner oder der Familie wichtig ist, verzichten sie auf das Frühstück. Gegessen werden sollte ausgewogen, mit viel Gemüse und Obst, auf Fast Food und Süßigkeiten sollte möglichst verzichtet werden. Ein Großteil derjenigen, die 16:8-Fasten durchführen, berichtet von einer guten Gewichts­abnahme und dass man sich besser fühlt, aber es gibt auch gegenteilige Äußerungen. Kontrollierte Studien an Tieren (z.B. an Mäusen und Rhesus-Affen) haben gezeigt, dass unter 16:8-Bedingungen das Körpergewicht – vor allem das Körperfett – reduziert wird. Zudem wurden diverse positive Effekte beobachtet, wie eine Verbesserung der metabolischen Flexibilität und der Insulinempfindlichkeit sowie ein Schutz vor kardio­vaskulären Erkrankun­gen und Diabetes. Intermittierendes Fasten wie die 16:8-Diät kann aber nur dann zur Gewichtsabnahme führen, wenn tatsächlich weniger Kalorien konsumiert werden als vor dem Fasten, also etwa 10-15% weniger. Wer jedoch in den 8 Stunden die eingesparte Mahlzeit aufholt, wird gewichtstechnisch keine Erfolge verzeichnen.

Neben der 16:8-Diät zählt die 5:2-Diät und das alternierende Fasten zu den Intervallfastenformen. Bei der 5:2-Diät sind an zwei Tagen nur 500-600 Kilokalorien erlaubt, an fünf Tagen wird normal – also ausgewogen und gesund – gegessen. Beim alternierenden Fasten sollte möglichst über 36 Stunden nichts gegessen werden, gefolgt von 12 Stunden mit Mahlzeiten. Eine Forschergruppe um Prof. Frank Madeo aus Graz hat vor Kurzem im Fachjournal Cell Metabolism eine Studie veröffentlicht, in der gezeigt wurde, dass das alternierende Fasten über einen Zeitraum von 6 Monaten bei schlanken und gesunden Personen zu einer um etwa 30 Prozent verminderten Nahrungsaufnahme und einer Gewichtsabnahme von mehr als 4.5 Prozent geführt hatte, ohne dass der Grundumsatz erhöht war oder die Knochendichte beeinflusst wurde. Vor allem die Menge des Fettgewebes im Bauchbereich, die Cholesterin- und Triglyzeridwerte sowie die Spiegel des Schilddrüsenhormons T3 wurden gesenkt, was wahrscheinlich zusammen zur Verbesserung der Herz-Gesundheit der Studienteilnehmer beitrug (Stekovic et al., Alternate Day Fasting Improves Physiological and Molecular Markers of Aging in Healthy, Non-obese Humans, Cell Metabolism (2019))

Nach Beendigung des Intervallfastens und dem Rückfall in alte Verhaltensmuster ist mit einer Gewichtszunahme zu rechnen, d.h. auch hier wird dann ein Jo-Jo-Effekt ausgelöst. Sollte man also durch die 16:8-Diät sein Wunschgewicht erreicht haben, ist es ratsam, das Gewicht regelmäßig zu kontrollieren und vielleicht an 2-3 Tagen pro Woche im 16:8-Muster zu essen und an den anderen Tagen möglichst auf das Snacken zu verzichten.

Die Antwort stammt von Prof. Dr. Annette Schürmann, Leiterin der Abteilung Experimentelle Diabetologie am Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE)

 

Warum isst man Mehlwürmer?

Derzeit leben etwa sieben Milliarden Menschen auf der Erde, im Jahr 2050 werden es rund neun Milliarden sein. Die Welternährungsorganisation FAO geht davon aus, dass der steigende globale Bedarf an Lebensmitteln und insbesondere der an tierischen Proteinen ohne die Berücksichtigung essbarer Insekten zur Humanernährung zukünftig nicht abgedeckt werden kann.

Da der Verzehr von Insekten, wissenschaftlich als Entomophagie bezeichnet, in vielen Ländern Asiens, Afrikas und Südamerikas etc. Tradition ist, essen etwa zwei Milliarden Menschen bereits regelmäßig Insekten – und das auch aus Genuss. Nach derzeitigem Kenntnisstand werden über 2000 essbare Insektenarten aufgelistet – im europäischen Raum besonders Mehlwürmer, Grillen und Heuschrecken. Die hierzulande eher als exotisch geltende Kost bietet eine interessante Inhaltsstoffzusammensetzung im Hinblick auf die ernährungsphysiologischen Eigenschaften. Viele Insektenarten weisen einen hohen Gehalt an hochwertigen Proteinen mit für die Humanernährung meist ausgewogenen Aminosäurespektren auf. Dieser liegt je nach Insektenspezies bei durchschnittlich 35 bis 77 Prozent, bezogen auf die Trockenmasse. Insekten sind häufig auch reich an Vitaminen und Mineralstoffen sowie frei von Cholersterol. Die Fettsäurezusammensetzung kann durch einen hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren vorteilhaft und vergleichbar mit Fisch sein, abhängig von der Insektenart, der Fütterung und der Verarbeitung.

Die Insektenzucht benötigt im Vergleich zu anderen Nutztierhaltungssystemen weniger Fläche und Wasser und hat ein niedrigeres Treibhauspotential was zu einer nachhaltigeren Umweltbilanz bei der Insektenerzeugung führt. Insekten können sich u. a. von Pflanzenresten und Lebensmittelabfällen ernähren und könnten dadurch prinzipiell zur Konversion und Aufwertung organischer Reststoffe beitragen.

Vor allem diese Fakten rücken vor dem Hintergrund der globalen Ernährungssicherung hinsichtlich der Bedarfsdeckung und Ressourcenschonung den Insektenverzehr auch in den westlichen Industrienationen zunehmend in den Fokus von Wissenschaft, Wirtschaft und Politik. Mit der überarbeiteten Novel Food-Verordnung ist es seit Januar 2018 auch innerhalb der EU prinzipiell möglich, Insekten und aus ihnen gewonnene Produkte auf den Markt zu bringen.

Ob sich Insekten in Zukunft als Alternative zu herkömmlichen tierischen Proteinen durchsetzen werden und welche Arten hierfür am ehesten geeignet sind, hängt vor allem von der Nährstoffzusammensetzung, der Umsetzbarkeit der nachhaltigen und kosteneffizienten Produktion im industriellen Maßstab, der Verarbeitbarkeit, sowie der Akzeptanz der Verbraucher ab.

Die Antwort stammt von Sara Bußler, Wissenschaftlerin im Forschungsprogramm Qualität und Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln des Leibniz-Instituts für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB).

 

Wie kocht man denn nun den Kohl so, dass seine schützenden Inhaltsstoffe wirksam bleiben?

Kohl oder genauer gesagt Brassicaceae-Gemüse wie Broccoli, Weißkohl, Rotkraut und Pak Choi  enthält Glucosinolate, die entweder durch die Darmmikrobiota oder aber schon vorher, bei der Zerkleinerung, auf einem enzymatischen Weg zu gesundheitspräventiven Isothiocyanaten – das sind die scharf schmeckenden Verbindungen dieser Gemüse – oder aber Nitrilen abgebaut werden. Nitrile haben im Gegensatz zu Isothiocyanaten kaum gesundheitsfördernde Wirkung.

Roh entstehen in Kohl oft vor allem Nitrile anstelle der Isothiocyanate, da viele Kohlsorten weitere Enzyme besitzen, welche die Bildung von Isothiocyanaten zugunsten der Nitrile unterdrücken. Da diese Enzyme sehr temperaturempfindlich sind, kann durch sehr kurzzeitiges Erhitzen die Bildung von Isothiocyanaten – und damit der gesundheitliche Nutzen des Gemüses – erhöht werden. Dabei sollte im Gemüse allerdings die Temperatur von 60 Grad nicht überschritten werden.
Zudem empfiehlt es sich, das Kochwasser einfach mitzuverwenden: Ein Großteil der Glucosinolate geht beim Kochen ins Kochwasser über, da diese wie viele andere wichtige Inhaltsstoffe wasserlöslich sind. So bleiben mehr Glucosinolate bei einer kürzeren Kochzeit im Kohl erhalten.

Bei einer längeren Kochzeit von mehr als 10 bis 15 min werden Glucosinolate (chemisch) abgebaut. Es gibt allerdings auch Brassicaceae-Gemüse, bei denen durch die Zellzerstörung beim Kauen hauptsächlich gesundheitsfördernde Isothiocyanate entstehen: z.B. Radieschen und Rucola– sie können einfach roh verzehrt werden.

In unserem Forschungsprojekt wollen wir untersuchen, wie wir die Isothiocyanatbildung in der Pflanze erhöhen können und zum anderen herausfinden, wie sich verschiedene Inhaltsstoffe auf die Stabilität der Glucosinolate beim Kochen auswirken.

Die Antwort stammt von Franziska Hanschen, Leiterin der Leibniz – Junior Resarch Group OPTIGLUP am Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ).

 

 

Ist Zucker gesundheitsschädlich?

In Maßen kann Zucker problemlos vom Körper verstoffwechselt werden. Allerdings nehmen wir durchschnittlich mehr Zucker auf als von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfohlen. Wird zu viel und zu häufig Zucker verzehrt, kann dies die Entwicklung von Karies, Übergewicht und damit assoziierten Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes, Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen begünstigen. Von möglichen gesundheitlichen Schäden sind insbesondere übergewichtige Menschen betroffen.

Gut zu wissen:

  • Wo steckt viel Zucker drin? In Softdrinks, Süßigkeiten und anderen hochverarbeiteten Produkten mit Zuckerzusatz wie z. B. Joghurts. Aber auch natürliche Produkte wie Obst und Fruchtsäfte können zuckerreich sein.
  • Welche Zuckerart ist besonders ungesund? Ob Fruchtzucker, Traubenzucker, Haushaltszucker oder spezielle Ersatzzucker besonders bedenklich sind, lässt sich noch nicht eindeutig beurteilen. Es ist also sinnvoll, insgesamt nur kleine Mengen an Zucker aufzunehmen.
  • Sind Zucker und Kohlenhydrate das gleiche? Genau genommen bestehen alle Kohlenhydrate aus Zuckermolekülen. Es wird zwischen Einfach-, Zweifach- und Mehrfachzuckern unterschieden. Einfach- und Zweifachzucker, wie Traubenzucker, Fruchtzucker und Haushaltszucker, sollten nur in kleinen Mengen gegessen werden. Sie liefern viele Kalorien, sind dabei jedoch kaum sättigend, was Übergewicht begünstigen kann. Mehrfachzucker, wie beispielsweise Stärke und Ballaststoffe aus Vollkornprodukten und Kartoffeln, zählen hingegen zu den komplexen Kohlenhydraten und sättigen gut. Studien weisen darauf hin, dass Ballaststoffe das Risiko für bestimmte Krebserkrankungen, aber auch für Typ-2-Diabetes und andere „Wohlstandserkrankungen“ senken.

Die Antwort stammt von Stefan Kabisch, wissenschaftlicher Mitarbeiter/Studienarzt der Arbeitsgruppe Klinische Ernährung am Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke.