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Symrise bedient die Märkte weltweit mit gefragten und nachhaltigen Produkten. Sie basieren ganz wesentlich auf der Arbeit hunderter Forscher und Entwickler rund um den Globus. Das neue Forschungszentrum in Holzminden bringt die besten Ideen der Wissenschaftler aus beiden Geschäftsbereichen zusammen und schafft Synergien – auch, wenn es um Prozesse und Technologien geht. Ein Einblick in die Innovationskraft von Symrise.

„Die Themen Nachhaltigkeit, Grüne Chemie und Natürlichkeit erfordern völlig neue Ansätze. Wir arbeiten von hier aus global für alle Märkte, eng zusammen mit den Kollegen vor Ort etwa in Brasilien, den USA oder China.“

Von drei Seiten scheint das helle Tageslicht herein, trifft auf ­weiße Säulen und den schlichten grauen Steinboden. Mitten in der großzügigen Halle stehen Gerhard Krammer und Torsten ­Kulke und unterhalten sich angeregt. Sie schauen auf einen Tablet-Computer, diskutieren die Verwendung eines bestimmten Rohstoffs. Die Symrise Forschungschefs treffen sich hier regelmäßig: im neuen Symrise Forschungszentrum in Holzminden. Seit April 2013 stehen dort 90 Arbeitsplätze sowie großzügige Kommunikations- und Konferenzbereiche zur Verfügung, unter­gebracht auf vier Stockwerken und 2.400 Quadratmetern Fläche.

Das gläserne Zentrum, in das Symrise 10 Mio. € investiert hat, verbindet gleich vier bestehende Gebäude miteinander. Hier sind Wissenschaftler beider Geschäftsbereiche zuhause. Insgesamt arbeiten rund 20 % der Belegschaft in der Forschung und Entwick­lung. „Die Themen Nachhaltigkeit, Grüne Chemie und Natürlichkeit erfordern in der Forschung die Entwicklung völlig neuer Ansätze. Oftmals entstehen diese in enger Zusammenarbeit aller Forschungs- und Entwicklungsbereiche. So wurde das Forschungs­zentrum für uns sofort zu einer Art Heimat“, sagt Flavor & Nutrition Forschungsleiter Krammer. Für ihn ist es auch ein Zeichen dafür, dass die Zusammenarbeit der Geschäftsbereiche immer enger wird. „Wir sehen eine steigende Zahl gemeinsamer Projektmöglichkeiten. Jetzt können wir uns gegenseitig noch besser einbinden – etwa bei wissenschaftlichen Veranstaltungen oder Kun­denevents, die hier stattfinden“, sagt Krammer. „Und für unsere Kunden und Spezialisten ist es inspirierend, wenn wir zum Beispiel beim Thema der botanischen Extrakte über eine nachhaltige Gewinnung und die Verarbeitungsmöglichkeiten sowohl in Kosmetikprodukten als auch in Getränken sprechen.“

Wenn von Synergien die Rede ist, fällt Torsten Kulke sofort die Kernkompetenz „Mint“ ein: „Mundpflege und Kaugummi sind zwei Anwendungsbereiche bei Symrise, in denen wir schon sehr lange gemeinsam erfolgreich Innovationen bis zur Marktreife entwickeln“, sagt der Forschungsleiter, der sich vor allem mit Düften, Aromamolekülen und Mundpflege beschäftigt. Ein anderer Rohstoff: Der Ingwer, der neben seinem Einsatz in Süßwaren auch als Heilpflanze für die Hautgesundheit einsetzbar ist. „Wir tauschen Daten aus, analysieren und bewerten Stoffe und lernen dabei von den Kollegen“, erklärt Kulke.

Gerhard Krammer setzt in seinem Gebiet auf die Erforschung funktionaler Inhaltstoffe für gesunde Ernährung, die natürlich und nachhaltig sein sollen. „Und gut schmecken müssen sie auch“, ergänzt der Forscher. „Das Geschmackserlebnis ist gerade in den vergangenen Jahren noch sehr viel wichtiger geworden.“ Krammer muss zudem die ganze Welt im Blick haben. „Wir arbeiten von hier aus global für alle Märkte, in enger Kooperation mit den Kollegen in Brasilien, den USA oder China.“

Torsten Kulke sieht weitere Trends, die die Forschung beeinflussen: „Viele Rohstoffe sind in den vergangenen zehn Jahren immer knapper und damit auch teurer geworden – bei steigenden Bevölkerungszahlen und weiter ansteigendem Bedarf.“ Symrise muss die Verfügbarkeit der Rohstoffe bei gleichbleibender Qualität sichern und die Prozesse verbessern, sie also effizienter machen.

Dabei helfen Open-Innovation-Netzwerke, in denen Symrise mit Hochschulen, Zulieferern und Kunden in vielen Regionen zusammenarbeitet. „Wir treffen uns dazu oft im neuen Forschungszentrum, das einen schönen Nebeneffekt hat“, sagt Torsten Kulke: „Wir haben in unserem Bereich Platz gewonnen, weil Büroflächen und Besprechungsräume in den Neubau verlagert wurden. In den frei gewordenen Räumen konnten wir neue Einrichtungen wie das Katalyselabor etablieren und so wegweisende Ansätze wie die Grüne Chemie für Symrise ausbauen. Diese werden für uns zusehends wichtiger.“

Mit grüner Chemie zu nachhaltiger Produktion –
Kerstin Schroeder und Bernhard Rußbüldt

Im Grunde ist es ganz einfach: Wenn zwei gut zugängliche Alkohole miteinander reagieren, kommt am Ende Symrose® dabei heraus – ein synthetischer Rosenriechstoff, der eine sehr gute Alternative zu oftmals hautreizenden Naturstoffen ist. Im Jahr 2006 wurde er von Symrise patentiert und seither auch produziert. Die große Herausforderung besteht bisher darin, das Produkt in einer ausreichenden Menge und dabei zu wettbewerbsfähigen Kosten herzustellen.

„Wir haben einen steigenden Bedarf und wollen Symrose® gerne auch in größerem Umfang in Waschmitteln und Haushaltsprodukten einsetzen“, sagt Kerstin Schroeder, die für die Syntheseforschung des Geschäftsbereichs Scent & Care zuständig ist. Die Lösung liefert die Chemikerin gleich mit: Katalyse – ein Verfahren der grünen Chemie, bei dem Festbettkatalysatoren Reaktionsprozesse verbessern. „Wir haben Ende Oktober 2013 ein neues Labor eingerichtet, in dem wir diese Technologie für uns nutzbar machen und Verfahrensoptimierung betreiben“, sagt Kerstin Schroeder. Der Einsatz der heterogenen Katalyse hat einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren, wie Bernhard Rußbüldt am Beispiel von Symrose® erklärt. „Bisher bringen wir die Rohstoffe in einer so genannten Friedel-Crafts-Reaktion zusammen. Dabei entsteht eine große Menge an Nebenprodukten.“ Mit der Festbettkatalyse hingegen will der Chemiker einen umweltfreundlicheren Prozess schaffen – der Katalysator kann so über einen langen Zeitraum verwendet werden.

Bis der Prozess jedoch in den technischen Maßstab übertragen werden kann, wird Zeit vergehen. Denn zunächst testen die Forscher in einer kleinen Anlage verschiedene Katalysatoren, erklärt Bernhard Rußbüldt. Er startet mit einem Fingerhut voll Katalysator – im endgültigen Prozess können es beachtliche Mengen werden. Bis dahin untersucht er eine ganze Reihe von Einflussfaktoren: Bei der Katalyse können sehr unterschiedliche Parameter wie Druck, Temperatur und Rohstoffzugaben optimiert werden.

Der Forschungsaufwand wird sich lohnen, ergänzt Kerstin Schroe­der. „Wir werden zu geringeren Kosten ein Mehrfaches der ursprünglich erzielten Menge produzieren können, und das mit weniger Energieaufwand. Das schafft Vorteile für uns und unsere Kunden.“ Und ein weiterer Punkt ist ihr wichtig: „Das Know-how, das wir mit unseren Innovationspartnern entwickeln, zahlt sich aus. Durch den Aufbau eigener Technologien und Produktionskompetenzen steigt unsere Versorgungssicherheit und wir werden unabhängiger vom Markt.“

Forschung braucht Kommunikation –
Johannes Panten

Zuhören, Zusammenbringen, Übertragen: Das sind drei aus zahllosen weiteren Begriffen, die Johannes Pantens Arbeit beschreiben. Seit vier Jahren leitet der Chemiker, der bei Symrise vor 22 Jahren im Labor begann, die Abteilung Technology Scouting & Sustain­ability für die Forschungsbereiche Fragrances, Aroma Molecules und Oral Care. „Wir verbessern unsere Prozesse und Methoden laufend oder entwickeln neue. Dafür sind unsere internen Kräfte sehr wichtig, aber auch der genaue Blick auf das, was außerhalb von Symrise geschieht.“

„Open Innovation“ lautet der Oberbegriff, unter dem Panten seine vielen Kontakte zu Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen zusammenfasst. „Sinn dieses Netzwerks ist es, erst einmal zu überprüfen, ob wir Technologien selbst im Portfolio haben oder ob wir sie mit Partnern abdecken können.“ Der Weg dorthin kann höchst unterschiedlich sein: „In einigen Fällen haben wir einen konkreten Forschungsauftrag, den ein Institut dann in kurzer Zeit für uns bearbeitet“, erzählt der gebürtige Kieler. „Oder wir finanzieren im Grundlagenbereich eine Doktorarbeit, deren Ergebnisse wir nutzen.“ Das kann bis zu einem gemeinsamen Patent führen.

Johannes Panten betreut momentan mehr als 20 Projekte, an denen interne und externe Fachleute zusammenarbeiten. Außerdem koordiniert er eines von drei Scientific Advisory Boards. Viel intensiver geworden ist in den vergangenen Jahren auch die Zusammenarbeit mit dem Geschäftsbereich Flavor & Nutrition. „Manchmal wenden die Kollegen Verfahren an, mit denen wir bei der Duftherstellung sehr viel weniger Erfahrung haben. Dieses Know-how nutzen wir immer stärker.“

In der weißen Biotechnologie etwa sieht Panten eine große Zukunft, auch für seinen Bereich. „Die Prozesse sind selektiv, das bedeutet, sie erzeugen ein sehr reines Produkt.“ Das funktioniert, indem Enzyme mit einem Rohstoff reagieren. Ein Paradebeispiel ist die Herstellung von Vanillin, das ein Grundstein für die Firmengründung vor fast 140 Jahren war. Damals wurde das Aroma mithilfe einer chemischen Synthese aus Lignin gewonnen, heute hingegen ist natürliches Vanillin ein Schlüsselprodukt für Symrise: „Ergänzend zu nachhaltig erzeugter Bourbon-Vanille aus Madagas­kar setzen wir auf unsere Spezialität SymVanil. Das natürliche, biotechnologische Herstellverfahren nutzt Nebenströme, die aus Reishülsen gewonnen werden.“ Der Effekt dieses Prozesses, den Symrise auch für den Duftbereich nutzen will, ist groß: Bei der Produktion muss weniger Energie eingesetzt und es kann auf manche Chemikalien verzichtet werden, außerdem entstehen weniger Abfallstoffe. „Unsere Arbeit ist an dieser Stelle aber nicht beendet“, sagt Panten. „Wir wollen die Methode für uns noch effizienter und nachhaltiger nutzen.“

Forschungsschwerpunkt: Gesunde Lebensmittel –
Sabine Widder

Stoffwechselstörungen können das Leben eines Menschen tiefgreifend verändern. Beispielweise kann ein Enzymdefekt dazu führen, dass bestimmte Lebensmittelinhaltsstoffe im Körper nicht oder nur unzureichend abgebaut werden. Dadurch kommt es zu einer Anhäufung bestimmter Substrate oder aber auch zu einem Mangel an Stoffwechselprodukten. In der Folge entstehen Krankheitsbilder mit unterschiedlichsten Ausprägungen. „Das kann durch eine spezielle Ernährung verhindert werden“, sagt Sabine Widder, die bei Symrise die Health & Nutrition Forschung leitet. Die Betroffenen müssen darauf achten, so wenig wie möglich von den unverträglichen Inhaltsstoffen zu sich zu nehmen. Ergänzend benötigen sie häufig so genannte bilanzierte Diäten, um das Wachstum zu ermöglichen und die Körperfunktionen zu erhalten.

Diese Diätprodukte beinhalten alle wichtigen Bausteine einer ­gesunden Ernährung, außer eben dem entsprechenden Inhaltsstoff. „Das Problem ist leider, dass diese Formulierungen oft sehr bitter, salzig und metallisch schmecken“, sagt die Lebensmittelchemikerin. Einen solchen unerwünschten Beigeschmack zu maskieren ist keine leichte Übung – aber Aufgaben wie diese sind die Spezialität von Sabine Widders sechsköpfigem Team. „Bis zu einem halben Jahr kann so ein Entwicklungsprozess dauern: wir überprüfen einzelne Aroma- und Geschmacksstoffe sensorisch auf ihre Wirksamkeit und kombinieren sie schließlich miteinander,“ erklärt Sabine Widder. „Dabei arbeiten wir eng mit dem Ingredient Research Team zusammen, das uns neue, eigens entwickelte effektive Stoffe zur Verfügung stellt. Das Ergebnis ist ein komplexes Aroma, das den Beigeschmack maskiert und die Formulierung gut schmecken lässt.“

Noch ein weiterer Trend sorgt für einen vollen Tagesplan. „Immer mehr Menschen leiden an ernährungsbedingten Krankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes Typ 2 oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen.“ Einer der Gründe dafür: Vieles von dem, was den Konsumenten rund um die Welt gut schmeckt, beinhaltet große Mengen Zucker, Fett oder Salz. Als Alternativen stehen zunehmend Produkte mit gesünderen Nährwertprofilen zur Verfügung. „Damit deren Geschmack auch den Wünschen der Konsumenten gerecht wird, arbeiten wir an der Entwicklung komplexer natürlicher Aromenformulierungen,“ sagt Sabine Widder, die seit 18 Jahren bei Symrise arbeitet.

Ein weiteres Feld ihrer Arbeit im Hinblick auf die zunehmende Verbreitung von Übergewicht sind bioaktive Naturstoffe: „Wir ­haben uns die Frage gestellt, ob es nicht Aromen gibt, die satt machen.“ Gemeinsam mit der Universität Wien starteten Sabine Widder und ihre Kollegen ein Forschungsprojekt. „Wir sind auf ­einem sehr guten Weg und haben bereits erste vielversprechende Ergebnisse“, sagt die Wissenschaftlerin. „Das Thema ge­sunde Lebensmittel ist vielfältig und spannend. Das macht die Arbeit, auch wenn es manchmal nur kleine Erfolge sind, sehr ­befriedigend.“

Das richtige Aroma und der richtige Prozess für jedes Produkt –
Gerald Glaubitz und Christopher Sabater

Ein verführerischer Duft nach Weißwein, Käse und Zwiebeln durchzieht das Labor von Gerald Glaubitz. Der Symrise Flavorist entwickelt ein Aroma für eine französische Zwiebelsuppe. Seine Herausforderung geht weit über die richtige Kombination verschiedener Aromastoffe hinaus – Temperatur, pH-Wert, Luft und viele weitere Faktoren verändern ein Aroma bei der Herstellung und Zubereitung des Lebensmittels. Und sie beeinflussen das Geschmackserlebnis. Bei Symrise arbeiten Flavoristen und Lebensmitteltechnologen daher eng zusammen, denn: „Nur ein Produkt, das die Vorlieben der Verbraucher auf den Punkt trifft, kann dauerhaft erfolgreich sein.“

„Lebensmittel sind hoch komplexe Naturprodukte“, erklärt Symrise Forscher Christopher Sabater. „Für die Entwicklung eines „Winning Taste“ werten wir daher zunächst unter Nutzung der „Sensory Guided Analysis“ Methode die analytischen Daten des Lebensmittels aus und übersetzen unsere Erkenntnisse in erste Aromakompositionen. Da jede Lebensmittelmatrix Aromen unterschiedlich freisetzt, wenden wir die Kompositionen dann direkt an und evaluieren sensorisch, ob der erwünschte Effekt erzielt wurde. So nähern wir uns schrittweise dem vom Konsumenten erwarteten Geschmackserlebnis.“

Manche Produkte erfordern ein besonderes Freisetzungsverhalten des Aromas, wie zum Beispiel einen lang anhaltenden Geschmack bei Kaugummi. Bei anderen Applikationen kann auch der Schutz der empfindlichen Aromakomponenten im Vordergrund stehen, beispielsweise wenn es um den Erhalt der Frische über die gesamte Lagerdauer geht. In diesen Fällen wenden die Forscher Tech­nologien zur Verkapselung an. Symrise stehen zahlreiche solcher Verfahren zur Verfügung. „Wir arbeiten ­daran, diese noch effektiver zu machen“, erklärt Sabater. „So können wir künftig besonders flüchtige Frischenoten erhalten und Aromaprofile von der Herstellung bis zum Verzehr besser schützen. Das eröffnet uns und unseren Kunden vollkommen neue Möglichkeiten.“

Wenn die Zwiebelsuppe schließlich duftet und schmeckt wie ihr kulinarisches Vorbild und wenn sie Konsumenten aus aller Welt einen Genuss bereitet, dann freuen sich Gerald Glaubitz und Christopher Sabater über ein weiteren Erfolg auf der Suche nach dem „Winning Taste“.

Mit effizienten Screening-Technologien zu neuen ­natürlichen Aromastoffen – Jakob Ley

Grüner Tee ist gesund. Ihm werden dutzende positive Wirkungen zugesprochen. Aber: Der erste Aufguss schmeckt bitter. Was tun? Noch einmal aufgießen. Wenn es hingegen um die industrielle Produktion von Instanttees geht, ist die Alternative eine andere: Die unangenehm schmeckenden Katechine herausfiltern. Aber auch hierbei gibt es ein Problem. Die Bitterstoffe können so natürlich nicht die ihnen nachgesagte gesunde Wirkung im Körper entfalten.

Eine Lösung kann sein, Zucker zur Ablenkung hinzuzufügen – oder den unerwünschten Geschmack isoliert abzumildern. Genau diese so genannte Maskierung mit Hilfe von Aromasystemen bietet Symrise seinen Kunden an. Jakob Ley machte sich schon vor mehr als zehn Jahren auf die Suche nach Molekülen, die diese Vorgaben erfüllen. Diese stammen meist aus Pflanzen, die traditionell für die Herstellung von Nahrungsmitteln oder aromatisierenden Extrakten verwendet werden.

Die Herausforderung für den Naturstoffchemiker ist daher groß, denn im Gegensatz zum Aroma eines Extrakts, das leicht riech- oder schmeckbar ist, gibt es nur wenige bekannte Anhaltspunkte, die auf geschmacksverändernde Eigenschaften der daraus stammenden Moleküle schließen lassen. „Wir müssen aus tausenden Molekülen die wirksamen Geschmacksmodulierer herausfiltern“, beschreibt Jakob Ley die ehrgeizige Aufgabe.

Der Prozess funktioniert bisher so: Das Unternehmen zieht aus Pflanzen oder deren Extrakten Proben, die von spezialisierten Unternehmen oder Kooperationspartnern rund um die Welt gesammelt wurden. Anschließend werden die Proben oder daraus abgeleitete Moleküle analytisch und – nach einer toxikologischen Bewertung – schließlich auch sensorisch getestet.

Um Zeit und Kosten zu sparen, setzt Symrise verstärkt auf ein virtuelles Screening. „Wir nutzen Computerprogramme, um aus ­einer großen Zahl bereits wissenschaftlich beschriebener Naturstoffe mithilfe vorher berechneter Wirkstoffmodelle mögliche Kandidaten vorzuselektieren“, sagt Ley. Der Effekt: „Wir reduzieren durch diese Vorauswahl den Aufwand der Probenbeschaffung und müssen nur noch eine kleine Zahl an Substanzen der aufwändigen sensorischen Analytik unterziehen.“ Beim Thema Bittermaskierung etwa blieben nach dem virtuellen Screening aus mehreren tausend Testproben zwei besonders erfolgsversprechende Kandidaten übrig. „Das Verfahren werden wir in Zukunft ausbauen.“

Die Moleküle, die das Ingredient Research Team um Jakob Ley dabei entdeckt, sind meist natürlichen Ursprungs – und das soll auch in der späteren Anwendung so bleiben. Symrise konzentriert sich daher darauf, die Aroma- und Geschmackstoffe durch moderne Extraktions- und Trennverfahren aus nachwachsenden Rohstoffen zu isolieren oder mithilfe biotechnologischer Prozesse zu gewinnen. „Wir verzichten bei immer mehr Produkten auf die chemische Synthese“, sagt Ley. „Auf diese Weise gewinnen wir innovative Aromasysteme, die vollständig durch natürliche Prozesse hergestellt werden.“

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