Brauereien produzieren täglich Abfall in industriellem Maßstab - und kaum jemand redet darüber. Allein in Deutschland fallen beim Bierbrauen täglich rund 4.000 Tonnen Biertreber an, jene braune, faserige Masse aus ausgemaischten Gerstenkörnern, die nach dem Läutervorgang übrig bleibt. Weltweit schätzt man das jährliche Aufkommen auf 30 bis 40 Millionen Tonnen. Der Großteil landet als Tierfutter oder im Müll. Ein Studierendenteam aus Düsseldorf will das ändern - und zwar nicht mit einem weiteren Brotrezept, sondern mit synthetischer Biologie.
Projekt "Cozyme": Biertreber als Rohstoff für die Landwirtschaft
Ein studentisches Team der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf tritt zum elften Mal beim internationalen iGEM-Wettbewerb an. Mit dem Projekt "Cozyme" wollen die Studierenden aus Brauabfällen mittels lichtgesteuerter Mikroorganismen wertvolle Pflanzenstärkungsmittel herstellen.
Der Ansatz ist technisch präzise: Das Team entwickelt mit "Cozyme" ein modulares System zur Verwertung von Biertreber. Durch lichtgesteuerte Mikroorganismen entsteht ein geschlossener biologischer Kreislauf zwischen Bierproduktion und Landwirtschaft.
Im Zentrum stehen dabei Jasmonate. Im Fokus des iGEM-Teams der HHU stehen unter anderem die sogenannten Jasmonate - Phytohormone, also pflanzliche Signalstoffe, die in der Landwirtschaft als biologischer Dünger und als Mittel zur Pflanzenstärkung verwendet werden. Jasmonsäure, ihr methyliertes Derivat Methyljasmonat sowie das Konjugat mit Isoleucin werden kollektiv als Jasmonate bezeichnet und sind Phytohormone, die mehrere physiologische und Entwicklungsprozesse in Pflanzen regulieren. Jasmonate spielen eine kritische Rolle bei der Resistenz von Pflanzen gegenüber Insektenschädlingen, Krankheitserregern und abiotischem Stress.
Was sind Jasmonate? Jasmonate sind natürlich vorkommende Phytohormone, die Pflanzen als Signalmoleküle nutzen, um auf Stress zu reagieren — etwa Schädlingsbefall oder Trockenheit. Als exogen applizierter Wirkstoff können sie die Widerstandskraft von Nutzpflanzen gezielt erhöhen, ohne synthetische Pestizide einzusetzen.
Der Kreislaufgedanke: Gerste stärkt Gerste
Was das Projekt von anderen Biertreber-Verwertungsansätzen unterscheidet, ist die inhärente Logik des Kreislaufs. Mit Hilfe der Jasmonate lassen sich beispielsweise mehr und gesündere Getreide, so auch Gerste, effizienter anbauen. Gerste ist der Hauptrohstoff für Bier. Wer also mehr und bessere Gerste anbaut, produziert mehr Bier - und damit mehr Biertreber als Ausgangsstoff für neue Jasmonate.
Teammitglied Ole Nielsen bringt es auf den Punkt: "Im Endeffekt wird so die Rohstoffbasis für Bier gesichert, wodurch wir wiederum mehr Biertreber als Ausgangsstoff für die Produktion neuer Jasmonate nutzen können - ein perfekter biologischer Kreislauf."
Das ist keine Metapher. Es ist ein konkretes Systemdesign: Brauerei-Output wird zum Landwirtschafts-Input, der wiederum den Brauerei-Input sichert. Für die produzierende Industrie ist das ein Muster, das weit über Bier hinaus relevant ist.
Photo: Ray S / UnsplashModular und skalierbar: Das eigentliche Versprechen
"Die Besonderheit unseres Systems ist, dass es nicht nur für Jasmonate anwendbar sein wird, sondern durch die modulare Aufbauweise auch andere Stoffe hergestellt werden können. Wir haben uns im ersten Schritt für die Produktion von Jasmonaten entschieden, weil sie einen direkten Kreislaufbezug zur Bierbranche haben, gut erforscht sind und uns gleichzeitig die Möglichkeit geben, den modularen Charakter unseres Systems unter Beweis zu stellen", erklärt Teammitglied Aniela Jakimowicz.
Das ist der industriell relevante Kern der Aussage. Nicht ein Spezialprodukt für eine Nische, sondern eine Plattformtechnologie: Dieselbe Infrastruktur aus lichtgesteuerten Mikroorganismen und Biertreber als Substrat könnte künftig für verschiedene biobasierte Wirkstoffe genutzt werden. Das Prinzip ähnelt dem einer modularen Produktionsanlage - einmal aufgebaut, lässt sich der Output durch Umprogrammierung der biologischen Schaltkreise anpassen.
Das diesjährige Team besteht aus 15 engagierten Mitgliedern unterschiedlicher Studiengänge und Semester: sieben Studierenden des Bachelorstudiengangs Quantitative Biologie, eine Biochemie-Studentin sowie sieben Masterstudierenden der Biologie. Interdisziplinarität ist beim iGEM-Wettbewerb kein Zufall, sondern Programm.
iGEM: Der Wettbewerb hinter dem Projekt
Der interdisziplinäre "international Genetically Engineered Machine"-Wettbewerb (iGEM) ist ein Wettbewerb für Studierende aller Fachrichtungen, die selbstständig an einem synthetisch-biologischen Projekt arbeiten möchten. Über den Verlauf eines Jahres planen gut 350 Teams aus aller Welt ihre kreativen Lösungen für aktuelle Probleme, um sie am Ende des iGEM-Jahres auf einer großen Konferenz zu präsentieren.
Das HHU-Team nimmt 2026 zum elften Mal am iGEM-Wettbewerb teil und hat in den Vorjahren siebenmal Gold, zweimal Silber und einmal Bronze gewonnen. Das ist eine Erfolgsbilanz, die zeigt: Düsseldorf ist in der synthetischen Biologie kein Anfänger.
Der Wettbewerb wurde in den USA am Massachusetts Institute of Technology ins Leben gerufen und wird seit 2003 jährlich ausgetragen. Er ermöglicht studentischen Teams aus der ganzen Welt, ein eigenes Projekt im Bereich der synthetischen Biologie umzusetzen und beim Finale, der Jamboree, auf der großen Bühne vor einer Fachjury und Vertretern der Industrie zu präsentieren.
Was das für die Industrie bedeutet
Der Biertreber ist ein symptomatisches Beispiel für ein strukturelles Problem: Beim Bierbrauen entstehen in Deutschland täglich rund 4.000 Tonnen Biertreber - Getreiderückstände wie "verbrauchte" Gerstenkörner. Die braune, faserige Masse macht etwa 85 Prozent der Nebenprodukte in der Brauerei-Industrie aus. Ein Teil wird als Tierfutter, Kompost oder zur Methanisierung verwendet, er wandert aber ebenfalls häufig in den Müll.
Das ist kein Brauerei-spezifisches Problem. Nahezu jede Branche der Lebensmittel- und Prozessindustrie kennt analoge Restströme: Molke in der Milchwirtschaft, Trester in der Fruchtsaftproduktion, Schlempe in der Bioethanolherstellung. Die Frage, wie sich diese Ströme in hochwertige Zwischenprodukte überführen lassen, ist eine der zentralen Fragen der Bioökonomie.
Das Cozyme-Projekt liefert darauf keine fertige Antwort - es ist ein Forschungsprojekt, kein Industrieprodukt. Aber es demonstriert ein Prinzip: Synthetische Biologie kann die Lücke zwischen Abfallstrom und Wertschöpfung schließen, wenn das System von Anfang an auf Modularität und Kreislauffähigkeit ausgelegt wird.
Was ist Biertreber genau?
Biertreber (englisch: Brewer's Spent Grain) sind die festen Getreiderückstände, die beim Maischen und Läutern im Brauprozess entstehen. Sie bestehen hauptsächlich aus Gerstenschalen und -kernen und fallen vor der Gärung an — enthalten also keinen Alkohol. Biertreber macht rund 85 Prozent aller Nebenprodukte der Brauindustrie aus.
Was sind Jasmonate und wozu werden sie in der Landwirtschaft eingesetzt?
Jasmonate sind Phytohormone — natürliche Signalstoffe der Pflanze. Sie aktivieren Abwehrmechanismen gegen Schädlinge und Krankheitserreger und stärken die Stresstoleranz. In der Landwirtschaft werden sie als biologisches Pflanzenstärkungsmittel eingesetzt, das ohne synthetische Pestizide auskommt.
Was ist der iGEM-Wettbewerb?
iGEM (international Genetically Engineered Machine) ist der weltweit größte Wettbewerb für synthetische Biologie, gegründet am MIT. Jährlich nehmen rund 350 bis 400 studentische Teams teil. Die HHU Düsseldorf ist seit 2016 regelmäßig vertreten und gehört zu den erfolgreichsten deutschen Teilnehmern.
Ist das Cozyme-Projekt bereits marktreif?
Nein. Cozyme ist ein Forschungs- und Wettbewerbsprojekt im Rahmen von iGEM 2026. Das Team präsentiert seine Ergebnisse beim Finale (Jamboree) im Herbst 2026. Bis zur industriellen Anwendung sind weitere Entwicklungsschritte notwendig — das Projekt demonstriert aber ein skalierbares Prinzip.
Der Weg von der Laboridee zur industriellen Anwendung ist lang. Aber die Richtung stimmt: Wer Abfallströme als Rohstoffquelle begreift und dafür biologische Systeme mit technischer Präzision entwirft, denkt Produktion so, wie sie künftig gedacht werden muss.
