Apfelperspektive: 
Fakultät Natur­wissenschaften

Agrarbiologie beschäftigt sich mit Fragen zur Biologie und Ökologie der Obstgewächse. Sie beschäftigt sich mit der Züchtung von Apfelsorten, analysiert Blütenaufbau, Blütenbildung, Bestäubung und Befruchtung, Fruchtansatz, Fruchtwachstum und -entwicklung bei verschiedenen Apfelsorten. Untersucht Fruchtbehangsregulierung, Phytohormone und Wachstumsregulatoren und deren Auswirkungen auf Ertrag und Fruchtqualität.

Es geht um die Optimierung der Qualität, Modellierung von Wachstumsprozessen sowie um Aspekte der Verarbeitung und Lebensmitteltechnologie. Außerdem werden in der Agrarbiologie Möglichkeiten zur Verbesserung der Pflanzengesundheit und der Ertragssteigerung erforscht sowie die Auswirkungen des Apfelanbaus im ökologischen System berücksichtigt. 

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Die Biologie erfasst die ganze Breite des Lebens, von der Entstehung der Lebewesen aus einer Zelle, ihrem Wachstum und ihrer Fortpflanzung bis zur Interaktion mit anderen Lebewesen, denen sie als Nahrung dienen, die sie selber fressen oder mit denen sie in einer Symbiose kooperieren. So wird die Apfelblüte durch Insekten bestäubt, wodurch die Eizelle im Fruchtknoten durch die Pollenkörner (Samenzellen) befruchtet wird und sich daraufhin die Frucht mit Kerngehäuse, Fruchtfleisch und Stiel entwickelt. Die notwendige Energie gewinnt der Apfelbaum in Form von Kohlehydraten im komplizierten biochemischen Prozess der Photosynthese aus dem Sonnenlicht. Nach dem Verzehr des reifen Apfels durch den Menschen erfolgt die Aufnahme und der Abbau der organischen Stoffe zum Beispiel mit Hilfe von Enzymen. Dabei werden hochmolekulare Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße in niedermolekulare Verbindungen umgewandelt. Doch auch andere Säugetiere, Vögel, Insekten und Mikroorganismen wie Hefen oder Schimmelpilze leben von den Früchten und den Blättern des Apfelbaums, der sich dagegen auch mit eigenen sekundäre Pflanzenstoffen schützt. 

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Biologie Lehrkräfte unterrichten das Fach Biologie an Schulen und vermitteln den Schüler:innen die ganze Breite des Lebens. So erklären sie, warum die Apfelblüte mit ihren Kron- und Kelchblättern ganz besonders gebaut ist und wodurch sie sich deutlich von den Blüten anderer Pflanzenarten unterscheidet. Den Schüler:innen wird beigebracht, wie die Apfelblüte durch mutualistische Insekten bestäubt wird, wodurch die Eizelle im Fruchtknoten durch die Pollenkörner (Samenzellen) befruchtet wird und sich daraufhin der Apfel entwickelt, der sich wiederum von den Früchten anderer Pflanzen unterscheidet.

Mit didaktischer Kompetenz vermitteln Lehrkräfte am Beispiel des Apfels verschiedene natur- und umweltbezogene Aspekte: Die notwendige Energie gewinnt der Apfelbaum in Form von Kohlenhydraten durch den biochemischen Prozess der Photosynthese aus dem Sonnenlicht. Der Apfel steht zudem sinnbildlich für eine gesunde Ernährung des Menschen; die im Apfel enthaltenen organischen Stoffe werden im menschlichen Körper in einem weiteren biochemischen Prozess wieder abgebaut. Auch die Larve des Apfelwicklers, der sprichwörtliche „Wurm im Apfel“, ernährt sich vom Fruchtfleisch und macht deutlich, dass der Apfel Teil eines Ökosystems ist. Schüler:innen werden dazu angeregt, sich mit der Frage auseinanderzusetzen, wie der Mensch diese „Konkurrenz“ bekämpft – mit Pestiziden oder mit umweltfreundlicheren Methoden wie dem Einsatz von Pheromonen. 

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Ernährungswissenschaftler:innen wissen, welche Enzyme in Speichel, Magen und Darm für den Verdau des Apfels verantwortlich sind und bei welchen Reaktionen bestimmte Inhaltsstoffe wie z.B. Vitamine, Ballaststoffe oder Polyphenole des Apfels ihre Wirkung entfalten. Außerdem untersuchen sie mit Hilfe wissenschaftlicher Methoden den Einfluss der Inhaltsstoffe auf die Gesundheit: So werden zum Beispiel die Zusammenhänge zwischen dem Konsum von Äpfeln und Apfelprodukten auf die Gewichtsreduktion bei Übergewicht erforscht – und das sowohl in der Petrischale als auch in klinischen Studien. Darauf aufbauend beschäftigen sie sich mit der Frage, welche Anreize und Einflüsse Verbraucher:innen zum Apfelverzehr animieren oder auch davon abhalten und entwickeln anhand dieser Erkenntnisse Strategien zur Optimierung der Ernährungsgewohnheiten.  

Für die Erforschung des Apfels unter dem Gesundheitsaspekt gibt es viele Ansatzpunkte: Die Apfelsorte, ein konkreter Inhaltsstoff, die Verzehrmenge oder die Verzehrdauer sind Beispiele für Parameter, die bei der Erforschung relevant sein könnten. 

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Die Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie beschäftigt sich mit der Be- und Verarbeitung von biologischen Rohwaren zu Lebensmitteln und Gesundheitsprodukten. Lebensmittelwissenschaftler:innen analysieren Qualitätsparameter der zu verarbeitenden Äpfel und erforschen Verfahren und Technologien, mit denen u.a. neue Produkte aus Äpfeln entwickelt werden, wie z.B. Apfelchips, Smoothies, Apfelfrischprodukte zur Weiterverarbeitung in Backwaren. Dabei kennen sie die biochemischen Reaktionen, die beim Be- und Verarbeiten von Äpfeln zu berücksichtigen sind, und die technischen Verfahrensschritte für die verschiedenen Endprodukte.

Das Thema Nachhaltigkeit spielt in der Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie ebenfalls eine wichtige Rolle, indem z.B. versucht wird aus Resten wie Apfelschalen Pektine zu gewinnen oder Biogas zu erzeugen. Dadurch wird die Rohware vollständig verwertet. Auch die Optimierung von Prozessschritten, um z.B. Energie und Wasser einzusparen, trägt zu einer nachhaltigen Produktionsweise bei. 

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