Die ETH-Chemikerin Freideriki Michailidou entwickelt neue Verfahren, um Duftstoffe nachhaltig zu produzieren. Dabei untersucht sie die Düfte seltener aromatischer Pflanzen, die nur am Olymp in Griechenland wachsen.
Dafür wandert Michailidou diesen Sommer selbst auf den Olymp. Im Gepäck hat sie eine sogenannte Headspace-Trap, die ihr die Professur für Biokommunikation an der ETH zur Verfügung stellte. Dieses Gerät ist mit einer Glasglocke oder einem Plastikbeutel ausgestattet, die vorsichtig über die Blume gestülpt werden. Anschliessend können die Duftstoffe eingefangen und konserviert werden.
Die Tage am Olymp sind für die Forscherin etwas ganz Besonderes: «Ich habe mich gefühlt wie eine dieser klassischen Naturforscher:innen, über die ich in meiner Kindheit gelesen habe.»
Das Versprechen der Biokatalyse
Die Moleküle entschlüsselt die Griechin dann im Labor an der ETH Zürich. Mit einem Gerät, das eine Koppelung aus einem Gaschromatographen und einem Massenspektrometer ist, ist sie in der Lage, natürliche Duftstoffe zu identifizieren, die bisher noch niemand untersucht hat. Sind die molekularen Strukturen des neuen Duftes erst einmal bekannt, können sie auch chemisch nachgeahmt werden.
Dafür entwickelt Michailidou ein Biokatalyse-Verfahren, das natürliche und erneuerbare Rohstoffe nutzt. Im Unterschied zu vielen synthetischen Katalysatoren sind Biokatalysatoren selektiver und vor allem umweltschonender, denn sie funktionieren bereits bei niedrigen Temperaturen oder geringem Druck und brauchen weniger Energie.
«Die richtigen Enzyme machen die Produktion von Duftstoffen nicht nur sauberer und sicherer, sondern auch schneller», sagt die Chemikerin. Um diese zu finden, setzt Michailidou neben einer der natürlichen Evolution nachempfundenen Testmethode auch auf computergestütztes Proteindesign und maschinelles Lernen.
Ganz ohne Tierversuche
Die Duftstoffe, die Michailidou mittels Bioktalyse gewinnt, haben noch einen weiteren Vorteil: Um ihr allergisches Potential zu testen, sind keine Tierversuche notwendig. Denn die Substanzen werden bereits in-vitro anhand von isolierten Hautzellen im Labor geprüft.
«Die Sicherheitsprüfung ist Teil des Designprozesses», erklärt die Chemikerin. Moleküle, die allenfalls toxisch sind oder allergische Reaktionen auslösen könnten, werden erst gar nicht verwendet.
Der Traum des eigenen Parfums
Die ETH-Forscherin ist davon Überzeugt, dass sich immer mehr biokatalytische Methoden für die industrielle Produktion eignen werden, auch für Anwendungen im Pharmaund Lebensmittelsektor. Doch bis es so weit ist, gibt es noch einiges zu tun, denn aktuell ist die Biokatalyse im Vergleich zu synthetischen Alternativen immer noch zu teuer.
Nichtsdestotrotz hat Michailidou keine Zweifel daran, dass es eine grosse Nachfrage nach nachhaltig produzierten Duftstoffen gibt. Um diese Vermutung zu untermauern, will sie gemeinsam mit der Forschungsgruppe für Konsumentenverhalten der ETH herausfinden, was Konsument:innen tatsächlich über natürliche Parfums und Duftstoffe denken. Abhängig von diesen Ergebnissen kann sich die Chemikerin auch vorstellen ihr eigenes Start-up zu gründen. «Damit würde ein Traum in Erfüllung gehen.»
