Knapp ein Drittel der Holzbiomasse wird bislang ungenutzt als Abfall verbrannt. Bakterien sollen jetzt helfen, aus der Substanz Lignin den Nylongrundstoff Adipins\u00e4ure herzustellen. Biotechnologen aus dem Saarland haben die Mikroben gentechnisch so umger\u00fcstet, dass sie die chemischen Ringstrukturen des Lignins nun knacken k\u00f6nnen. Gelingt es, den Laborprozess industrietauglich zu machen, wartet ein potenzieller Milliarden-Markt.<\/p>\n
Industrietaugliche Prozesse zu entwickeln ist f\u00fcr Christoph Wittmann kein Neuland. Der frisch an die Universit\u00e4t des Saarlandes berufene Professor f\u00fcr Systembiotechnologie hat mit der Ludwigshafener BASF SE bereits an der Herstellung von Bio-Bernsteins\u00e4ure geforscht, die das Unternehmen seit kurzem vom Partner Purac, einer CSM-Tochter, im spanischen Montmelo kommerziell herstellen l\u00e4sst. Sobald im April die neuen Labore eingerichtet sind, machen er und seine zehn Mitarbeiter sich nun daran, eine Komponente mikrobiell herzustellen, die es f\u00fcr Bio-Nylon braucht \u2013 die Adipins\u00e4ure. Da die biotechnologische Herstellung der Adipins\u00e4ure eine echte Alternative zur energiefressenden und Klimagas-produzierenden petrochemischen Synthese bietet, w\u00e4re das Interesse der weltweit 20 bis 25 Gro\u00dfproduzenten hoch. Allerdings erst, nachdem alle H\u00fcrden genommen sind, um den bereits vorhandenen Laborprozess industriekompatibel und wirtschaftlich zu machen. \u201eIn der Industrie findet bereits ein Umdenken in Richtung biobasierte Prozesse statt. Viele sind aber skeptisch, solange nicht gezeigt ist, dass die Produktqualit\u00e4t stimmt und das Biotech-Produkt sich genauso gut wie das petrochemische in den vorhandenen Anlagen verarbeiten l\u00e4sst\u201d, so Wittmann zu biotechnologie.de. \u201eDas wissenschaftlich und wirtschaftlich zu schaffen, ist die Herausforderung in unserem neuen Projekt.\u201c<\/p>\n
Mit einer 1,4 Millionen Euro-F\u00f6rderung durch die BMBF-F\u00f6rderinitiative \u201eValidierung des Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung\u201d (VIP) wollen die aus Braunschweig nach Saarbr\u00fccken gewechselten Stoffwechselingenieure die Basischemikalie mit optimierten Pseudomonas putida-Bakterien in drei Jahren im Kilogramm-Ma\u00dfstab gewinnen. In einem ersten Schritt wollen Wittmann und Mitarbeiter mit Partnern ein Verfahren finden, das effizient die zur Biosynthese von Adipins\u00e4ure ben\u00f6tigten aromatischen Verbindungen pyrolytisch aus Holz herausbricht. Dass Bakterien des Sicherheitsstammes KT2440 die stabilen Ringstrukturen mit Hilfe von Co-faktor-abh\u00e4ngigen Dioxygenasen \u00f6ffnen k\u00f6nnen, hat Wittmans Mitarbeiter Joost van Duuren bereits im Labor gezeigt und patentrechtlich sch\u00fctzen lassen.<\/p>\n
Die aus der biokatalytischen Spaltung resultierende cis-cis-Mucons\u00e4ure k\u00f6nne laut Wittmann direkt hydriert werden, um Adipins\u00e4ure zu erhalten. Allerdings steckt der Teufel im Detail. Obgleich van Duuren im Labor mit einer Mutante schon achtmal h\u00f6here Produktionsraten als mit bisher bekannten Prozessen erzielte, sollen die Produzenten durch weiteres molekulare Ver\u00e4nderungen noch wesentlich verbessert werden. Obgleich die Bodenbakterien einiges aushalten, sind laut Wittmann \u201eLignin-basierte Rohstoffe eine Herausforderung\u201c. Das Ziel \u2013 ein Prozess, der m\u00f6glichst nahe am Marktpreis der Spitzenchemikalie von derzeit 1,30 Euro pro Kilogramm liegt \u2013 nennt er ambitioniert. F\u00fcr die Umwelt w\u00e4re die Biotech-Produktion allemal ein Gewinn. Mit Phenol als Substrat konnten die Forscher den Energiebedarf des Herstellungsprozesses gegen\u00fcber der petrochemischen Produktion um 25 bis 50 Prozent senken. Doch Wittmann stapelt tief: \u201eNoch stehen wir ganz am Anfang. Es m\u00fcssen viele Dinge passen, damit es gelingt, einen industrie\u00adtauglichen Prozess zu entwickeln.\u201dWas sich hinter dem Begriff Bio\u00f6konomie verbirgt, erkl\u00e4rt Jan Wolkenhauer in der 115. Folge der Kreidezeit.<\/p>\n
Wie alle 1:1 ersetzbaren Chemikalien verspricht Bio-Adipins\u00e4ure gute Marktperspektiven. \u201eDerzeit w\u00e4chst die weltweite Jahresproduktion von fast 3 Millionen Tonnen des Grundstoffes f\u00fcr die Herstellung von 6,6-Nylon um 3,5 Prozent\u201d, so Wittmann. \u201eRund 90 Prozent werden f\u00fcr die Nylonproduktion genutzt, daneben dient Adipins\u00e4ure als Grundstoff f\u00fcr Lebensmittelzus\u00e4tze, D\u00fcnger, Pharmazeutika und Pflanzenschutzmittel. Laut dem Forscher sei ein \u201ewachsendes Interesse der Industrie an Bio-Nylon\u201c deutlich zu sp\u00fcren. Wie schnell neue Biotech-Basischemikalien den Markt ver\u00e4ndern k\u00f6nnen, zeigt eine Studie aus dem M\u00e4rz 2013. Nachdem Coca-Cola den Biokunststoff PET seit Ende 2012 f\u00fcr seine \u201eGreen Bottle\u201c nutzt, soll der aktuelle Markt von derzeit 620.000 auf 5 Millionen Jahrestonnen wachsen und so PET zum weltweit meistproduzierten Biokunststoff machen (mehr<\/a>…). \u00c4hnliches Wachstumspotenzial sprechen die Studienautoren auch anderen Ersatzchemikalien zu.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Knapp ein Drittel der Holzbiomasse wird bislang ungenutzt als Abfall verbrannt. Bakterien sollen jetzt helfen, aus der Substanz Lignin den Nylongrundstoff Adipins\u00e4ure herzustellen. Biotechnologen aus dem Saarland haben die Mikroben gentechnisch so umger\u00fcstet, dass sie die chemischen Ringstrukturen des Lignins nun knacken k\u00f6nnen. Gelingt es, den Laborprozess industrietauglich zu machen, wartet ein potenzieller Milliarden-Markt. Industrietaugliche […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[75,187],"class_list":["post-19525","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-basf-se","supplier-bundesministerium-fuer-bildung-und-forschung-bmbf"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/19525","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=19525"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/19525\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=19525"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=19525"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=19525"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=19525"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}