Industrie + Technik

Foie-gras-Pastete gehört in Frankreich häufig zum Festtagsmenü. Die cremige Konsistenz der Enten- oder Gänseleberpastete beruht auf Stopfmast: Über einen Trichter erhält das Federvieh einen reichhaltigen Nahrungsbrei, der zur Fettleber führt – tierschutzrechtlich bedenklich und in vielen Ländern verboten. Wie sich die Pastete mit fettspaltenden Enzymen tierfreundlich herstellen lässt.<p>Im Fine-Dining-Sektor gilt <link href="#nadc20254151421-fig-0001">Foie-gras-Pastete aus Enten- oder Gänsestopfleber als Delikatesse. Sie erzeugt ein besonderes Mundgefühl: plastisch, weiche Texturen zwischen Zunge und Gaumen, gepaart mit langanhaltendem Fettschmelz. Konventionelle Pastete aus Leber und ausgelassenem Fett aus Enten- oder Gänsefettgewebe ist breiiger. Das Fett schmilzt rascher, die gelösten Aromen kommen weniger intensiv zum Ausdruck, der Geschmack ist weniger anhaltend.</p><figure xml:id="nadc20254151421-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimorh8zwcz807ulnc2mkv5y"><figcaption><label>Abb.1: </label>Foie-gras-Pastete aus Entenstopfleber. Foto: guy / Adobe Stock</figcaption></figure></figure><p>Wie sich die Pastete im Mund anfühlt, hängt von ihrer Textur ab. Die entscheidende Frage, um im Labor eine tierfreundliche Variante der Foie-gras-Pastete ohne Stopfmast herzustellen: Wie unterscheiden sich die Pastetenarten physikochemisch?</p><h2 type="main">Pastete aus dem Labor</h2><p>Die Frage nach der Pastetentextur lässt sich klären mit Foie-gras-Pastete aus dem Laden und Entenleberpasteten, hergestellt im Labor. Dazu mit einem Kutter die Entenleber zerkleinern – noch feiner als mit einem Fleischwolf. Den Leberbrei dann salzen, mit Fett und Wasser zu einer glatten Masse emulgieren und auf 80 °C erhitzen – fertig. Die Leberproteine bilden ein Gelnetzwerk, das der Pastete ihre halbfeste und dennoch streichfähige Textur verleiht.</p><p>Kompressions- und Rheologiemessungen (Kasten rechts) zeigen: Foie-gras-Pastete ist fester und bei Zimmertemperatur brüchiger als die konventionelle Pastete. Bestimmt wurden dazu der initiale Modul und die maximale Kompressionskraft. Der initiale Modul ist ein Maß dafür, wie stark ein Material auf sehr kleine, etwa mikrometerkleine, und abrupte Verformungen reagiert. Je höher der initiale Modul, desto fester die Probe. Je kleiner die maximale Kompressionskraft, desto leichter lässt sich ein Material zerdrücken. Die Foie-gras-Pastete hat ein initiales Modul von 257 kPa und eine maximale Kompressionskraft von 17 N. Beim Kauen wirken auf den Nahrungsbrei Kräfte zwischen 70 und 120 N, eine Wurst erfährt beim Abbeißen Kräfte von 30 bis 50 N. Die konventionelle Pastete ist weicher und elastischer, leichter zu zerdrücken: Der initiale Modul von 118 kPa ist knapp halb so hoch wie bei der Stopflebervariante, und die Maximalkraft von 13 N ist ein Viertel niedriger.</p><h2 type="main">Fett ist nicht gleich Fett</h2><p>Wichtig für Textur und Mundgefühl der Pastete: Fett. Die <link href="#nadc20254151421-fig-0002">Fette in Foie-gras- und konventioneller Pastete sind unterschiedlich zusammengesetzt und verteilt, wie Coherent-anti-Stokes-Raman-scattering(Cars)-Mikroskopie zeigt (Abbildung rechts, linke und rechte Spalte). Cars nutzt Laser, um Moleküle ohne Farbstoffe sichtbar zu machen. Der Frequenzunterschied zweier Laser entspricht dabei der Molekülschwingung. Dadurch werden die Moleküle angeregt und es entsteht ein optisches Signal, spezifisch für die Moleküle – im Fall der Pastete Fett. Stopfleberpastete enthält irreguläre verbundene Fettaggregate. Die Fettpartikel in konventioneller Pastete sind dagegen kugelförmig und voneinander getrennt. Die Aggregate der Foie-gras-Pastete lassen sich schlechter aufbrechen und gegeneinander verschieben als die separierten Partikel in der konventionellen Pastete, es ist mehr Kraft nötig. Die Struktur wird dabei irreversibel zerstört.<sup>1)</sup> Im Mund erzeugt das eine pastöse, schmelzende Konsistenz der Foie-gras-Pastete und führt zu lang anhaltender Geschmacksfreisetzung.</p><figure xml:id="nadc20254151421-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimos3l5xe7007tjv9ipijg5"><figcaption><label>Abb.2: </label>Das Fett in Leberpastete beeinflusst deren Textur. Cars-Mikroskopieaufnahmen (oben) zeigen: Das Stopfleberfett der Foie-gras-Pastete (links) besteht aus irregulären Partikeln (rot), die Cluster bilden (grün), Pastete mit unbehandeltem ausgelassenem Fett von Enten, die artgerecht gefüttert wurden, enthält rundere separiertere Fettpartikel (rechts), Pastete mit lipasebehandeltem ausgelassenem Fett (Mitte) ähnelt in ihrer Fettstruktur der Foie-gras-Pastete. Fotos beim Zusammendrücken der Pasteten (unten) zeigen: Foie-gras-Pastete (links) und konventionelle Pastete mit lipasebehandeltem Fett (Mitte) sind fester und brüchiger als die elastische konventionelle Pastete mit unbehandeltem Fett (rechts). Entenskizzen: erstellt von Mie Thorborg Pedersen</figcaption></figure></figure><p>Gründe für die unterschiedlichen Fettstrukturen: die Fütterung des Geflügels und die Herkunft des Fetts. Das Leberfett in der Foie-gras-Pastete besteht zu 90 % aus Triglyceriden, knapp 9 % aus freien Fettsäuren und 1 % aus Mono- und Diglyceriden. Das ausgelassene Fett der konventionellen Pastete enthält dagegen fast ausschließlich Triglyceride. Zudem ist der Anteil an einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren mit 18 oder mehr Kohlenstoffatomen im Foie-gras-Fett höher. Die Leber bildet diese wegen des hohen Nahrungsangebots. Etwa 1000 bis 2200 Kalorien pro Tag nehmen die Tiere während der Stopfmast auf.</p><p>Ein weiterer Unterschied: Foie-gras-Pastete enthält mehr festes und kristallines Fett als konventionelle, sowohl bei Kühlschrank- als auch Mundtemperatur. Vollständig schmilzt das Fett erst bei 39 °C. Das macht die Foie-gras-Pastete im Mund cremig; fettlösliche Aromen werden langsam und gleichmäßig frei. Das Fett der konventionellen Pastete schmilzt dagegen schon etwa 5 °C unter Körpertemperatur und fühlt sich deswegen im Mund breiiger an (Abbildung links, obere Grafik). Die <link href="#nadc20254151421-fig-0003">Schmelzprofile und Fettstrukturen resultieren aus den jeweiligen <link href="#nadc20254151421-fig-0004">Anteilen an festem und kristallinem Fett in der Pastete (Abbildung rechts). Festkörper-Kernspinresonanz(NMR)-Spektroskopie- und Röntgendiffraktometrie(XRD)-Messungen zeigen: Bei 5 °C besteht das Foie-gras-Fett zu 58 % aus festen Anteilen, das ausgelassene Fett zu 29 %. Bei 37 °C, Körpertemperatur, sinken die Anteile auf 4 beziehungsweise 2 %. Der kristalline Anteil beträgt bei 5 °C beim Stopfleberfett 18 % und beim ausgelassenen Fett 11 % sowie bei 37 °C 13 beziehungsweise 3 %.</p><figure xml:id="nadc20254151421-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimos4z5xe8g07tjn3lbc5rr"><figcaption><label>Abb.3: </label>Die physikalischen Eigenschaften konventioneller Pastete (blau) und von Foie-gras-Pastete (orangefarben) unterscheiden sich. Indem ausgelassenes Fett mit Lipase behandelt wird, lässt sich eine stopfleberpastetenähnliche Variante (gelb) herstellen. Die Foie-gras-Pastete und die Variante mit lipasebehandeltem Fett haben ein ähnliches Schmelzprofil (oben), ähnliche Röntgenbeugungsprofile (Mitte) und verhalten sich in Kompressionsmessungen ähnlich (unten).</figcaption></figure></figure><figure xml:id="nadc20254151421-fig-0004"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimos69gxea007tjtnspfhkh"><figcaption><label>Abb.4: </label>Die Anteile an festem und kristallinem Fett in Leberpastete tragen zum Mundgefühl bei. Weil sie bei konventioneller Pastete mit ausgelassenem Fett niedriger sind als bei der Stopflebervariante, fühlt sich letztgenannte im Mund cremiger an. Mit lipasebehandeltem Fett lässt sich eine Pastete herstellen, deren feste und kristallinen Fettanteile ähnlich sind wie bei der Foie-gras-Pastete.</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Stopfleberpastete nachahmen</h2><p>Wie lassen sich die Erkenntnisse zur Struktur nutzen, um aus ausgelassenem Fett Stopfleberfett zu machen? <link href="#nadc20254151421-fig-0005">Lipasen, fettspaltende Enzyme, zerteilen Tri- zu Mono- und Diglyceriden sowie freien Fettsäuren und erhöhen damit die Anteile festen und kristallinen Fetts, sodass ausgelassenes Fett dem Foie-gras-Fett ähnlicher wird (Abbildung rechts).<sup>2)</sup> Weitere Additive braucht es dabei nicht.</p><figure xml:id="nadc20254151421-fig-0005"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimos7n2xefn07tj2h41drfc"><figcaption><label>Abb.5: </label>Lipasen sind Enzyme, die Fettsäuren von Triglyceriden abspalten, sodass Mono-, Diglyceride und freie Fettsäuren entstehen. Ausgelassenes Entenfett für die Leberpastete wurde mit der Lipase Candida rugosa Typ VII (Tertiärstruktur links) behandelt. Diese spaltet alle Fettsäuren aus Triglyceriden ab. 3-D-Proteinstruktur: <a href="https://swissmodel.org" target="_blank">swissmodel.org</a></figcaption></figure></figure><p>Durch Behandeln des ausgelassenen Entenfetts mit Lipase sank der Triglyceridanteil von 98 % auf 14 % nach zwei Stunden Behandlung und sogar 2 % nach vier Stunden. Gleichzeitig stieg der Anteil freier Fettsäuren auf 78 % beziehungsweise 97 %. Mono- und Diglyceride sind jeweils nur zu weniger als 2 % enthalten.</p><p>Nach dem Spalten durch Lipase schmilzt das Fett etwas oberhalb der Körpertemperatur vollständig, bei etwa 39 bis 40 °C (Abbildung links, obere Grafik), ähnlich wie das Foie-gras-Fett. Auch die Schmelzprofile ähneln sich nun stärker. Zudem steigt der kristalline Fettanteil und übersteigt sogar den der Foie-gras-Pastete nach vier Stunden Behandeln mit Lipase (Abbildung oben) bei Kühlschranktemperatur und 37 °C. Die Kristallanteile, die bei 37 °C noch nicht geschmolzen sind, sind die gleichen, die auch im Foie-gras-Fett vorkommen, wie XRD-Messungen zeigen (Abbildung S. 38, mittlere Grafik). Mehr festes Fett entsteht erst nach vier Stunden Lipasebehandlung.</p><p>Cars-Mikroskopie zeigt zudem: Die konventionelle Pastete mit dem lipasebehandelten Fett enthält Ansammlungen nadelförmiger Fettsäurekristalle und verbundene Fetttröpfchen ähnlich der Foie-gras-Pastete (Abbildung S. 37). Mit längerer Lipasebehandlung werden die Fetttropfencluster weniger und die Kristalle mehr.</p><p>Auch Form und Größe der Fettpartikel in der Pastete ändern sich mit dem lipasebehandelten Fett. Rund ein Viertel bis die Hälfte sind im 2-D-Querschnitt größer als 10 000 µm², bei der Foie-gras-Pastete sind es etwa ein Viertel, bei der ohne Lipasebehandlung nur etwa 4 %. Die Partikel der Pastete mit dem lipasenbehandelten Fett sind zudem nicht mehr glatt und rund wie die in der Pastete ohne Behandlung, sondern irregulär. Sie ähneln mehr denen der Foie-gras-Pastete. Wie wirkt sich das auf die Textur aus?</p><h2 type="main">Cremig und schmelzend</h2><p>Pasteten hergestellt mit dem nachgeahmtem Stopfleberfett aus lipasebehandeltem ausgelassenem Fett verhalten sich in Rheologie- und Kompressionsmessungen ähnlich wie Foie-gras-Pastete (Abbildung S. 38, untere Grafik). Die Textur ist nun fester; die Kompressionskurven zeigen einen ähnlichen Verlauf, der charakteristisch ist für das Aufbrechen der irregulären Aggregate an den schwächsten Verbindungsstellen (Abbildung S. 37).</p><p>Gemeinsam bewirken das typische Schmelzprofil und die physikalische Textur, dass die lipasebehandelte Pastete ein ähnliches Mundgefühl erzeugt wie die Stopfleberpastete.</p><p>Und der Geschmack? Durch Emulgieren des lipasebehandelten Fetts mit ungestopfter Enten- und Gänseleber entsteht eine Pastete, die einer Foie-gras-Pastete nicht nur in der Textur, sondern auch in Geschmack und Geruch ebenbürtig ist, wie Nasen und Zungen der Forschenden finden. Das liegt an kürzeren, teils flüchtigen Fettsäuren, die die Lipase freisetzt.<sup>3)</sup></p><p>Bei anderen Foie-gras-Alternativen imitiert unter anderem Kollagen das Schmelzgefühl des Stopfleberfetts im Mund. Kollagen bildet ein Gelatinenetzwerk, das bei Körpertemperatur aufbricht. Die Pastete wird durch das Kollagen fester als nur mit ausgelassenem Fett, allerdings statt brüchig wie das Original auch elastischer (Kasten).</p><p>Der Beitrag basiert auf den Daten aus folgender Veröffentlichung:  M. Baechle, A. M. L. Marques, M. A. Via, M. P. Clausen, T. A. Vilgis, Phys. Fluids 2025, 37, 037196, doi: 10.1063/5.0255813</p><h2 type="main">Emulgatoren: Nicht für künstliche Foie-gras-Pastete</h2><p>Die Fettstruktur der Foie-gras-Pastete ist mit Additiven schwer nachzubilden. Denn die in der Industrie eingesetzten Emulgatoren – etwa Kollagen, Natriumstearat sowie Mono- und Diglyceride von Fettsäuren – begünstigen kleine, separierte Tröpfchen und ändern kaum die Textur der Leberpastete. Zwar macht Kollagen die Pastete fester, jedoch mit steigender Konzentration auch immer elastischer statt brüchig wie Foie-gras-Pastete. Natriumstearat erhöht wegen seiner Ladung die Maximalkraft in den Kompressionsmessungen, da sich die durch den Emulgator geladenen Oberflächen abstoßen.<sup>4)</sup> Die Pastete wird also druckfester, bleibt allerdings streichfähig und weniger brüchig als die Stopflebervariante. In Richtung Foie-gras-Pastete lässt sich die Textur nur verbessern, indem die Fettstruktur verändert wird.<sup>5)</sup></p><h2 type="main">Mundgefühl beim Essen: Drücken und Scheren im Mund und im Labor</h2><p>Wenn wir Lebensmittel kauen und schlucken, erfährt der Essensbissen scherende Bewegungen zwischen den Gaumenplatten und der Zunge. Diese Bewegungen drücken ihn zudem zusammen. Wie sich das im Mund anfühlt, hängt von der Textur der Nahrung ab.<img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimos8yowdt507ul4bah48pf"></p><p>Die Textur lässt sich messen. Für die Scherbewegungen eignet sich die Rheologie, genauer die Amplitudensweep-Methode, die die Probe zwischen zwei Platten, die gegeneinander verschoben werden, immer stärker auslenkt. Das gemessene Speicher- und Verlustmodul (G‘ bzw. G‘‘) geben Auskunft darüber, wie viskoelastisch die Lebensmittelprobe ist. Kompressionsmessungen helfen, das Kauen oder Zerdrücken der Nahrung im Mund nachzuahmen. Bestimmt wird die Kraft, die nötig ist, um ein zylindrisches Stück der Probe zwischen zwei Platten zu zerdrücken. Neben dieser Maximalkraft liefern Kompressionsmessungen auch Informationen darüber, wie elastisch und haftfähig eine Probe ist. Zudem helfen Bruch-Dehnungs-Messungen, bei denen die Probe auseinander gezogen wird, bis sie reißt, die Textur vor allem fester Lebensmittelproben zu charakterisieren.</p><h2 type="main">Die Autoren</h2><p>Den Beitrag haben Mathias Bächle (oben) und Thomas A. Vilgis verfasst. Bächle ist Postdoc an der Universität Mainz und forscht an Lipasebehandlung von Fetten und halbfesten Lebensmittelemulsionen. Er hat Chemie in Mainz studiert und am Max-Planck-Institut für Polymerforschung bei Vilgis promoviert. Mit seiner Gruppe forschte Vilgis bis 2025 an der Theorie und Lebensmittelphysik weicher Materie. Im Jahr 2025 erhielt er den Dr.-Rainer-Wild-Preis für sein Lebenswerk.<img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimosab3vu0i07t41tkhilcw"><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimosbi6xeje07tjcmo6ht85"></p><p>Fotos: Christian Schneider / MPI für Polymerforschung</p><ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20254151421-bibl-0001"><li xml:id="nadc20254151421-bib-0001"><sup>1 </sup> M. A. Via, M. Baechle, A. Stephan, T. A. Vilgis, M. P. Clausen, Phys. Fluids 2021, 33, 117119, doi: <accessionid ref="info:doi/10.1063/5.0070998">10.1063/5.0070998</accessionid></li><li xml:id="nadc20254151421-bib-0002"><sup>2 </sup> R. A. Nicholson, A. G. Marangoni, Nat. Food 2020, 1, 684, doi: <accessionid ref="info:doi/10.1038/s43016-020-00160-1">10.1038/s43016-020-00160-1</accessionid></li><li xml:id="nadc20254151421-bib-0003"><sup>3 </sup> T. Tabak, I. Yilmaz, I. H. Tekiner, Int. J. Gastron. Food Sci. 2021, 25, 100398, doi: <accessionid ref="info:doi/10.1016/j.ijgfs.2021.100398">10.1016/j.ijgfs.2021.100398</accessionid></li><li xml:id="nadc20254151421-bib-0004"><sup>4 </sup> M. Baechle, M. A, Via, M. P. Clausen, T. A. Vilgis, Food Biophysics 2025, 20, 57, doi: <accessionid ref="info:doi/10.1007/s11483-025-09941-2">10.1007/s11483-025-09941-2</accessionid></li><li xml:id="nadc20254151421-bib-0005"><sup>5 </sup> B. E. Tiensa, S. Barbut, A. G. Marangoni, Food Res. Int. 2017 100, 558, doi: <accessionid ref="info:doi/10.1016/j.foodres.2017.07.051">10.1016/j.foodres.2017.07.051</accessionid></li></ul>

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Foie-gras-Pastete gehört in Frankreich häufig zum Festtagsmenü. Die cremige Konsistenz der Enten- oder Gänseleberpastete beruht auf Stopfmast: Über einen Trichter erhält das Federvieh einen reichhaltigen Nahrungsbrei, der zur Fettleber führt – tierschutzrechtlich bedenklich und in vielen Ländern...

Energiefachmesse in Essen, 980 Aussteller aus 34 Ländern – nach Angaben des Veranstalters die wichtigste Branchenplattform für die Energiewirtschaft. Wer sich für erneuerbare Energien interessiert, sollte hier fündig werden. Oder? Sagen wir mal: In gewisser Weise schon. Für die Chemie müssen wir allerdings hinter die Kulissen. Und da finden wir ganz viel Gummi.<p>Messegelände, Essen im Ruhrpott. Über fünf Hallen erstreckt sich die „E-world energy &amp; water“.</p><p>Beim „New Energy Forum“ geht es um klimafreundliche und sichere Energieversorgung in Deutschland, beim „Hydrogen Solutions Forum“ einmal quer durch die Wasserstoff-Farbenlehre – grün, blau oder türkis sind klimafreundlich, grau steht für Wasserstoff durch Dampfreformierung aus Erdgas, -öl oder Kohle.</p><p>Im Ausstellungsbereich tummeln sich etliche Unternehmen, die Energiedienstleistungen und Informationstechniken für Energiehandel, -erzeugung, -effizienz und -versorgung anbieten sowie Stromnetz-Simulationen und Energiemanagement-Apps, um den eigenen E-Fuhrpark zu betreiben.</p><p>Was fehlt: Leute, die sich mit der Hardware hinter den Zahlen und Geschäftsideen auskennen. Neue Werkstoffe für mehr Windstrom, Batterieinnovationen? Fehlanzeige.</p><p>Sicher ist: Der Sektor ist für eine Menge Wachstum und damit Geld gut. Im Jahr 2024 wurden Schätzungen des Umweltbundesamts zufolge 22,4 Prozent des deutschen Bruttoendenergieverbrauchs mit erneuerbaren Energien gedeckt. Das entspricht einer Energiemenge von 517 Mrd. kWh. Betrachtet man nur den Strommarkt, stieg der Anteil erneuerbarer Energien von 46,3 Prozent im Jahr 2022 auf 52,5 Prozent im Jahr 2023, das sind 273,2 Mrd. kWh. Um das in finanzielle Beträge zu übersetzen, genügen im Prinzip die eigene Energieabrechnung und ein Taschenrechner. Der Markt boomt.</p><h2 type="main">Wasserstoffkraftwerke</h2><p>Chemie oder Materialwissenschaft finden wir auf den ersten Blick nicht an den Messeständen, also schauen wir woanders, etwa im Netz. Beispiel Wasserstoff: Alle Welt redet von Gaskraftwerken, die bald H<sub>2</sub>-ready sein sollen – denn Erdgas soll aus Klimaschutzgründen nur noch für eine Übergangszeit zum Einsatz kommen. Wasserstoff ist ein effizienter und umweltfreundlicher Brennstoff – feine Sache. Allerdings reicht es nicht, in die Kraftwerk-Steuerzentrale einfach einen Schalter mit der Aufschrift Wasserstoff einzubauen. Aufgrund der unterschiedlichen Dichten und Heizwerte von Erdgas und Wasserstoff sind Messanlagen und Leitungsquerschnitte anzupassen. Ebenso die Sicherheitstechnik, denn Wasserstoff ist in die gefährlichste Explosionsgruppe II C eingeordnet, das heißt er hat eine extrem hohe Zündfähigkeit. Erdgas gehört in die weniger gefährliche Klasse II A. Entsprechend steigen die Anforderungen an die Betriebsmittel: So sollten etwa die Strömungsgeschwindigkeiten in einer H<sub>2</sub>-Leitung signifikant höher sein als in einer Erdgasleistung, falls nicht ausgeschlossen ist, dass Sauerstoff zugegen ist. Wasserstoffleitungen können daher unter einem höheren Druck stehen als die für Erdgas.</p><p>Während die Zündtemperaturen eines Wasserstoff- und Erdgas-Luft-Gemischs relativ ähnlich sind, nämlich 560 beziehungsweise 640 °C, unterscheiden sich die Flammentemperaturen deutlich: je nach Sauerstoffgehalt für Wasserstoff 2130 bis 3080 °C, für Erdgas in reinem Sauerstoff 2860 °C, jedoch nur 1970 °C in Luft. Das Material einer Wasserstoffanlage muss daher besonders hitzebeständig sein. Gewöhnlicher Stahl etwa schmilzt schon zwischen 1425 und 1540 °C.</p><p>Hier stellt sich auch die Frage nach passenden Dichtungen. Leitungen, die für Erdgas ausgelegt sind, werden durch Wasserstoff mit der Zeit spröde und sind teilweise wasserstoffdurchlässig. Wasserstofffeste Gummidichtungen sind derzeit Gegenstand der Forschung, etwa am Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Es herrscht Innovationsdruck. Klar: Ein Element, das sogar Metalle mit der Zeit mürbe macht, stellt Synthesekautschuke vor Probleme. Erst recht, wenn die fraglichen Dichtungen über einen Temperaturbereich von –40 bis über 80° C und unter hohen Drücken von bis zu 350 bar stabil sein müssen. Denn werden sie spröde, droht explosive Dekompression. Eher könnten sich gasundurchlässige, gesättigte Synthesekautschuke mit flächigen Additiven wie Schichtsilikaten, die den Gasdurchtritt behindern, für Dichtungen eignen.</p><h2 type="main">Gummi gegen den Klimawandel</h2><p>Beißen wir uns also am Gummi fest. Elastische Materialien werden nicht nur im Gastransport gebraucht, sondern praktisch überall in der Technik. Gummi wurde vor über 150 Jahren entdeckt. Vor über 100 Jahren kamen dann die ersten Synthesekautschuke hinzu und über die folgenden Jahrzehnte immer neue Gummiwerkstoffe – von Polybutadien (Buna) über gesättigten Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) bis zu hydriertem Nitrilkautschuk (HNBR) und Fluorelastomeren.</p><p>Für Lager, Dichtungen und Schläuche in Installationen von Wärmepumpe bis Windkraftanlage genügen die bewährten Gummiwerkstoffe. Für Wasserstoffkraftwerke bisher nicht. Allerdings sind etwa die Dichtungen für Windanlagen mittlerweile schon beständig gegen UV-Licht, Ozon und Temperaturschwankungen von 100 °C oder mehr, die Schläuche beim Erdgas-Fracking besonders chemikalienbeständig und Membranen in Biogasanlagen NH<sub>3</sub>- und H<sub>2</sub>S-fest.</p><p>Die Aufgabe, Gummi für eine vom Klimawandel geprägte Gesellschaft anzupassen, um ihn etwa in Wasserstoffkraftwerken zu nutzen, scheint also lösbar.</p><h2 type="main">Naturkautschuk</h2><p>Im Jahr 2024 war der Markt für Synthesekautschuk Schätzungen zufolge weltweit rund 32 Mrd. Dollar schwer. Für <link href="#nadc20254152417-fig-0001">Naturkautschuk aus dem Saft (Latex) von Kautschukbäumen der Art Hevea brasiliensis (Foto links) wurde etwas weniger ausgegeben: Im Jahr 2023 sollen es Schätzungen zufolge etwa 18 Mrd. Dollar gewesen sein.</p><figure xml:id="nadc20254152417-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimosxu4wedv07uld4s098kh"><figcaption><label>Abb.1: </label>Naturkautschuk wird durch Anritzen der Rinde aus dem Saft (Latex) von Kautschukbäumen gewonnen. Die Hauptanbaugebiete sind Südostasien und Südamerika. Foto: Artinun / Adobe Stock</figcaption></figure></figure><p>Für Naturkautschuk sind künftig allerdings Ernteverluste und Preisschwankungen zu erwarten, denn er hat eine Achillesferse: fehlende Widerstandsfähigkeit der Kautschukbäume. Klimaveränderungen wie steigende Temperaturen und veränderte Niederschlagsmuster setzen ihnen zu. Große Monokulturen wie die der Kautschukbäume sind zudem anfällig für Schädlinge und Krankheiten. Das ruft danach, Pestizide einzusetzen. Resistentere Sorten zu entwickeln könnte helfen.</p><p>Vorteilhaft ist allerdings: Kautschukbäume können zum Klimaschutz beitragen, denn sie binden CO<sub>2</sub>. Der CO<sub>2</sub>-Fußabdruck von Gummimischungen ließe sich verringern, wenn verstärkt Natur- statt Synthesekautschuk genutzt würde. So hat der Automobilzulieferer Continental im Jahr 2024 eine Materialmischung für Nutzfahrzeug-Luftfedern vorgestellt (Tough RuNR), die aus Naturkautschuk bestehen sollen, dem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) zugesetzt ist. Resultat: 50 Prozent geringerer CO<sub>2</sub>-Fußabdruck als herkömmliche Produkte ohne Naturkautschuk.</p><h2 type="main">Von Löwenzahn bis Orangenschale</h2><p>Ein weiteres Problem des Naturkautschuks: Für die Plantagen werden Urwälder gerodet. Das zerstört Biotope und bedroht die Artenvielfalt. Es gibt deswegen Zertifizierungssysteme für nachhaltigen Kautschuk, etwa das Siegel des Forest Stewardship Councils (FSC). Der Reifenhersteller Pirelli etwa produziert seit 2021 als weltweit erstes Unternehmen FSC-zertifizierte Reifen, also Produkte aus entwaldungsfreiem Naturkautschuk. Auch entsprechende Kondome gibt es mittlerweile. Ende 2024 trat eine EU-Verordnung über entwaldungsfreie Produkte in Kraft. Unternehmen müssen ab Ende 2025 sicherstellen, dass ihre Produkte entwaldungsfrei sind. Lieferketten müssen transparent und nachverfolgbar sein.</p><p>Darüber hinaus gibt es Bestrebungen, Kautschuke auch aus anderen natürlichen Quellen zu gewinnen. Weltweit erzeugen 2500 Pflanzenarten Latex. Ein Beispiel ist die <link href="#nadc20254152417-fig-0002">Guayule oder auch Mexikanische Gummipflanze (Foto S. 43), die weniger Wasser braucht und sich häufiger ernten lässt als traditionell genutzte Kautschukpflanzen. Der Reifenhersteller Firestone setzt Guayule-Kautschuk bereits in Rennreifen ein.</p><figure xml:id="nadc20254152417-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimosz7eweh407ulf15av9bj"><figcaption><label>Abb.2: </label>Die mexikanische Gummipflanze (Guayule) erzeugt einen Milchsaft, aus dem sich Gummi herstellen lässt. Dieser wird bereits verwendet, etwa für Rennautoreifen. Foto: Biswarup Ganguly, GNU Free Documentation License, Version 1.2, <a href="https://t1p.de" target="_blank">t1p.de</a> / vni5x</figcaption></figure></figure><p>Auch Kautschuk aus dem in unseren Breiten gut gedeihenden vermeintlichen Unkraut <link href="#nadc20254152417-fig-0003">Löwenzahn (Foto) entwickelt sich derzeit von einer guten Idee zu einem marktgängigen Produkt. Das Unternehmen Continental hat seit 2025 einen Fahrradreifen aus Löwenzahnlatex im Programm.</p><figure xml:id="nadc20254152417-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmimot0i6vupy07t489mavcz1"><figcaption><label>Abb.3: </label>Beim Pflücken tritt ein weißer Saft aus dem Stängel des Löwenzahns aus. Dieser Latex eignet sich zum Herstellen von Kautschuk, beispielsweise für Fahrradreifen oder Gummistiefel. Foto: EkaterinaVladimirova / Adobe Stock</figcaption></figure></figure><p>Der Reifenproduzent Michelin arbeitet an Reifen, die zu bis zu 63 Prozent aus nachhaltigen Materialien bestehen. Er bietet bereits Pneus an, die statt auf Erdöl – ein typischer Zusatzstoff für Reifengummis – auf Sonnenblumenöl, Kiefernharz und Orangenschalen setzen. Bis 2050 will das Unternehmen komplett auf nachhaltige oder recycelte Rohstoffe umsteigen.</p><h2 type="main">Elastomer-Werkstoffe</h2><p>Gummi ist nicht der einzige Elastomer-Werkstoff, der für Dichtungen in Frage kommt. Bei manchen Anwendungen ist er ohnehin problematisch, etwa in Dichtungen von Windkraftanlagen, die die Hauptwelle vor Verschmutzung schützen – Mangelschmierung verursacht Verschleiß. Hier könnte der Konkurrent Polyurethan den Klassikern aus Nitrilkautschuk (NBR) oder seinem hydrierten Bruder HNBR in Sachen Abrieb den Rang ablaufen. Auch Elastomerfedern in Generator- und Rotorlagern, Getrieben, Kupplungen und Drehmomentstützen, Schwingungstilgern und Dämpfern sind bereits aus Polyurethan-Kautschuk. Entscheidend sind, wie so oft, die Kosten. Wenn es gilt, besonders hohe Ansprüche zu erfüllen, etwa hinsichtlich der Lebensdauer in ozonhaltiger Umgebung oder bei UV-Belastung, sind Polyurethane häufig die bessere Wahl als synthetische Spezialelastomere. In weniger kritischen Anwendungen ist Gummi dagegen oft die kostengünstigste Lösung.</p><p>Solarzellen sind statt mit Gummi abgedichtet oft in Folien eingekapselt, etwa aus Ethylenvinylacetat. Dieses ist lichtdurchlässig und witterungsbeständig; es ist zwar kein klassisches Elastomer, lässt sich aber, je nach Vinylacetat-Anteil, als elastomerähnliches Material betrachten. An einer nachhaltigeren Variante der Folie arbeiten Unternehmen, indem sie einen möglichst hohen Anteil des Rohstoffs aus fossilen Quellen durch biobasiertes Zuckerrohr-Ethylen ersetzen.</p><p>Manche Start-ups wollen Solaranlagen nachhaltiger machen, indem sie auf ganz andere Werkstoffe setzen – etwa indem sie in den Aufbauten Holz statt Stahl verwenden.</p><h2 type="main">Gegen Hochwasser und für grüne Dächer</h2><p>Durch den Klimawandel kommt auf Gummi auch die eine oder andere neue Aufgabe zu, etwa beim Hochwasserschutz. Gummiprofile dichten kleine Öffnungen und Spalten gegen Wasser ab, Gummiläufer dienen als Stopper vor Türen oder Garagen, Gummiplatten schützen Wände, Böden oder andere Flächen. Im Boden verschraubbare Gummibarrieren halten Wassermassen bei Starkregen in Schach und reduzieren deren Fließgeschwindigkeit. Mobile Hochwasserschutzwände enthalten neben Gummi auch abriebfeste Polyurethan-Elastomere; Hochwasserbarrieren als Sandsack-Alternative bestehen meist aus Polyvinylchlorid oder Silikon.</p><p>Folien aus EPDM-Gummi eignen sich für begrünte Dächer, die das Stadtklima verbessern, Energie sparen helfen und Lärmbelastungen verringern. Etwa einen Millimeter starke Folien aus EPDM-Gummi sind wasserdicht und leicht, resistent gegen Wurzelwachstum und geben keine Weichmacher ab. Sie werden etwa als Wurzelschutz über Abdichtungen verlegt, auch auf dem Dach – neben Bahnen aus PVC und Bitumen. Während Dachpappe aus Teer oder Bitumen eine Lebensdauer von zehn bis zwanzig Jahren prognostiziert wird, sollen die – allerdings teureren – EPDM-Folien mehr als 50 Jahre halten.</p><h2 type="main">Energiespeicher</h2><p>Eine Idee, Gummiwerkstoffe zu nutzen, um Energie zu speichern, hat ein Forschungsteam vom Georgia Institute of Technology in Atlanta und dem Korea Advanced Institute of Science and Technology: Eine Art Superautobahn aus synthetischem Kautschuk soll Lithiumionen transportieren und helfen, klassische Lithiumionen-Batterien zu ersetzen. In den Kautschukelektrolyten sollen die Ionen schneller als in bisher erhältlichen Batterien wandern; Lithiumdendriten, die herkömmliche Lithiumionen-Akkus vorschnell altern lassen, sollen sich im Kautschuk nicht bilden. Die Kautschukbatterien sollen zudem eine höhere Energiedichte haben und sicherer sein als derzeit genutzte Lithiumionen-Batterien, die etwa in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen.</p><p>Von noch einer etwas exotisch anmutenden Art, Energie mit Gummi zu speichern, berichteten Forscher der University of Massachusetts in Amherst: Sie arbeiten an einem elastomagnetischen Material – einem Gummi, in das kleine magnetische Partikel eingebettet sind. Dieses Material soll große Mengen Energie speichern und sehr schnell sprunghaft wieder abgeben können, so wie man es bisher nur von Phasenübergängen kennt.</p><p>Fest steht: Es war eine Messe, die zeigte, wie man mit erneuerbaren Energien und Klimaschutz Geld verdient, ohne sich Gedanken über die Werkstofftechnik dahinter machen zu müssen. Das ist doch auch eine schöne Nachricht für die Menschen, die dieses Milliardenbusiness mit ihrem technischen und materialwissenschaftlichen Know-how ermöglichen. Chemie steht letztlich am Anfang von (fast) allem.</p><h2 type="main">Der Autor</h2><p>Der promovierte Chemiker Stefan Albus arbeitet seit dem Jahr 1997 als Wissenschafts- und Fachjournalist für große und kleine Unternehmen der Kunststoffbranche sowie etliche Fachmedien. Zudem ist er als Künstler tätig. Für die Nachrichten aus der Chemie besuchte er die Messe „E-World energy &amp; water“.</p>

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