{"id":109603,"date":"2022-05-23T07:32:00","date_gmt":"2022-05-23T05:32:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=109603"},"modified":"2022-05-17T14:03:02","modified_gmt":"2022-05-17T12:03:02","slug":"neu-entdecktes-enzym-zersetzt-pet-kunststoff-in-rekordzeit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/neu-entdecktes-enzym-zersetzt-pet-kunststoff-in-rekordzeit\/","title":{"rendered":"Neu entdecktes Enzym zersetzt PET-Kunststoff in Rekordzeit"},"content":{"rendered":"\n
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Plastikflaschen, Obstschalen, Folien: Diese leichten Verpackungen aus PET-Kunststoff werden zum Problem, wenn sie nicht recycelt werden. Wissenschaftler:innen von der Universit\u00e4t Leipzig haben nun ein hocheffizientes Enzym entdeckt, das PET in Rekordzeit abbaut. Mit dem Enzym PHL7, das die Forscher auf einem Leipziger Komposthaufen fanden, k\u00f6nnte biologisches PET-Recycling deutlich schneller als bislang angenommen m\u00f6glich werden. Die Ergebnisse wurden jetzt in dem wissenschaftlichen Journal ChemSusChem<\/em> ver\u00f6ffentlicht und als Titelthema ausgew\u00e4hlt.<\/strong><\/p>\n\n\n\n
Dr. Christian Sonnendecker und sein Team entdeckten ein Enzym, das PET-Kunststoff in Rekordgeschwindigkeit abbaut. Foto: Swen Reichhold<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Enzyme werden in der Natur zum Beispiel von Bakterien genutzt, um Pflanzenteile zu zersetzen. Dass einige Enzyme, sogenannte polyesterspaltende Hydrolasen, auch PET abbauen k\u00f6nnen, ist schon l\u00e4nger bekannt. Als ein besonders effektiver \u201ePlastikzersetzer\u201c gilt beispielsweise das Enzym LCC, das 2012 in Japan entdeckt wurde. Nach bislang unbekannten Vertretern dieser biologischen Helfer sucht das Team um den Nachwuchswissenschaftler Dr. Christian Sonnendecker von der Universit\u00e4t Leipzig im Rahmen der EU-gef\u00f6rderten Drittmittelprojekte MIPLACE und ENZYCLE. Auf dem Leipziger S\u00fcdfriedhof wurden sie f\u00fcndig: Die Forscher:innen hatten dort gezielt Proben von Laubkompost genommen und fanden in einer Probe den Bauplan eines Enzyms, das im Labor in Rekordgeschwindigkeit PET zersetzte.<\/p>\n\n\n\n
Die Forscher:innen vom Institut f\u00fcr Analytische Chemie hatten sieben verschiedene Enzyme gefunden und untersucht. Der siebte Kandidat mit dem Titel PHL7 erreichte im Labor deutlich \u00fcberdurchschnittliche Ergebnisse: In den Versuchen gaben die Forschenden PET in Beh\u00e4lter mit einer w\u00e4ssrigen L\u00f6sung, die entweder PHL7 oder LCC, also den bisherigen Spitzenreiter bei der PET-Zersetzung, enthielt. Dann ma\u00dfen sie die Menge an Plastik, die in einer bestimmten Zeitspanne abgebaut wurde, und verglichen die Werte miteinander.<\/p>\n\n\n\n
PHL7 doppelt so aktiv wie der bisherige Spitzenreiter<\/h3>\n\n\n\n
Das Ergebnis: Innerhalb von 16 Stunden zersetzte PHL7 das PET zu 90 Prozent, in der gleichen Zeit schaffte LCC einen Abbau von gerade einmal 45 Prozent. \u201eUnser Enzym ist also doppelt so aktiv wie der Gold-Standard unter den polyesterspaltenden Hydrolasen\u201c, erkl\u00e4rt Sonnendecker. Eine Kunststoffschale, in der im Supermarkt zum Beispiel Weintrauben verkauft werden, lie\u00df sich mit PHL7 in weniger als 24 Stunden zersetzen. Die Forscher fanden heraus, dass ein einziger Baustein des Enzyms f\u00fcr die \u00fcberdurchschnittlich hohe Aktivit\u00e4t verantwortlich ist: An der Stelle, wo andere bereits bekannte polyesterspaltende Hydrolasen einen Phenylalanin-Rest enthalten, tr\u00e4gt PHL7 ein Leucin.<\/p>\n\n\n\n
Biologisches PET-Recycling weist einige Vorteile im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Recyclingmethoden auf. Diese setzen vor allem auf thermische Verfahren, bei denen der Plastikm\u00fcll bei hohen Temperaturen eingeschmolzen wird. Dieser Prozess kostet viel Energie und die Qualit\u00e4t des Kunststoffs sinkt mit jedem Recyclingzyklus. Enzyme hingegen ben\u00f6tigen f\u00fcr ihre Arbeit lediglich eine w\u00e4ssrige Umgebung und eine Temperatur von 65 bis 70 Grad Celsius. Ein weiterer Pluspunkt: Sie zersetzen das PET in seine Bestandteile Terephthals\u00e4ure und Ethylenglycol, aus denen sich im Anschluss wieder neues PET herstellen l\u00e4sst \u2013 ein geschlossener Kreislauf entsteht. Bislang wird biologisches PET-Recycling jedoch nur von einer Pilot-Anlage in Frankreich erprobt.<\/p>\n\n\n\n
Versuchsaufbau zur Zersetzung einer PET-Flasche. Foto: Christian Sonnendecker<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Umweltfreundliches Verfahren zur Wiederverwendung von Plastik<\/h3>\n\n\n\n
\u201eDas in Leipzig entdeckte Enzym kann einen wichtigen Beitrag bei der Etablierung von alternativen energiesparenden Plastikrecyclingverfahren leisten,\u201c sagt Prof. Dr. Wolfgang Zimmermann<\/strong>, der den Forschungsbereich zu enzymbasierten Technologien an der Universit\u00e4t Leipzig ma\u00dfgeblich aufgebaut hat. \u201eAufgrund der enormen Probleme, die durch die weltweite Belastung der Umwelt mit Plastikabf\u00e4llen entstanden sind, gewinnen umweltfreundliche Verfahren zur Wiederverwendung von Plastik in einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft immer mehr an Bedeutung. Der jetzt in Leipzig entwickelte Biokatalysator hat sich als hochwirksam bei der schnellen Zersetzung von gebrauchten PET-Lebensmittelverpackungen gezeigt und eignet sich f\u00fcr eine Anwendung in einem umweltfreundlichen Recyclingverfahren, bei dem aus den Abbauprodukten wieder neues Plastik hergestellt werden kann.\u201c<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n
Biologisches Recycling soll kosteng\u00fcnstiger werden<\/h3>\n\n\n\n
Die Forscher:innen aus Leipzig hoffen, dass das neu entdeckte Enzym PHL7 das biologische Recycling auch in der Praxis weiter voranbringen wird und suchen daf\u00fcr nach Industriepartnern. Sie sind \u00fcberzeugt, dass durch die h\u00f6here Geschwindigkeit die Kosten f\u00fcr das Recycling deutlich reduziert werden k\u00f6nnen. In den kommenden zwei bis drei Jahren soll ein Prototyp entstehen, der es erlaubt, die \u00f6konomischen Vorteile ihres schnellen biologischen Recyclingverfahrens genauer zu beziffern.<\/p>\n\n\n\n
Von einer Obstschale aus PET (links) blieben nach dem Versuch lediglich Farbstoff und Reste von Schnittkanten zur\u00fcck. Foto: Christian Sonnendecker<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Die Wissenschaftler:innen am Institut f\u00fcr Analytische Chemie im Arbeitskreis von Prof. Dr. J\u00f6rg Matysik wollen au\u00dferdem die Struktur und die Funktionsweise der Enzyme mittels NMR-Spektroskopie aufkl\u00e4ren. Dar\u00fcber hinaus arbeiten sie an einer neuen Vorbehandlungsmethode, die ein Problem des biologischen Recyclings l\u00f6sen soll: Die PET-Zersetzung durch Enzyme funktioniert bislang nur f\u00fcr sogenanntes amorphes PET, das zum Beispiel f\u00fcr Obstverpackungen verwendet wird, nicht aber f\u00fcr Plastikflaschen, die aus sogenanntem gestrecktem PET bestehen.<\/p>\n\n\n\n
![\"Dr.](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2022\/05\/csm_pic_d252a2005720220512145120_331a0dc090.jpg\")
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