{"id":41531,"date":"2017-04-04T06:42:18","date_gmt":"2017-04-04T04:42:18","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fbakterien-produzieren-bio-kunststoffe-und-zwischenprodukte.html"},"modified":"2017-03-24T16:01:00","modified_gmt":"2017-03-24T15:01:00","slug":"bakterien-produzieren-bio-kunststoffe-und-zwischenprodukte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/bakterien-produzieren-bio-kunststoffe-und-zwischenprodukte\/","title":{"rendered":"Bakterien produzieren Bio-Kunststoffe und Zwischenprodukte"},"content":{"rendered":"

Im Juli 2015 richtete das Bayerische Staatsministerium f\u00fcr Umwelt und Verbraucherschutz den Projektverbund \u201eRessourcenschonende Biotechnologie in Bayern \u2013 BayBiotech\u201c ein. Ziel ist es, durch anwendungsbezogene Forschungsvorhaben im Bereich der Biotechnologie einen Beitrag zur Ressourcenschonung zu leisten und die Umstellung auf eine nachhaltige Bio\u00f6konomie zu unterst\u00fctzen. Wissenschaftler der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen (TUM) und der Universit\u00e4t Bayreuth stellten heute in Erlangen ihre Forschungsergebnisse vor.<\/strong><\/p>\n

Angesichts endlicher Vorr\u00e4te an Erd\u00f6l und Erdgas geht die Entwicklung klar in Richtung ressourcenschonender und nachhaltiger Produktion von Kunststoffen und chemischen Zwischenprodukten mit biotechnologischen Verfahren. Dazu hat das Bayerischen Ministerium f\u00fcr Umwelt und Verbraucherschutz den Projektverbund \u201eRessourcenschonende Biotechnologie in Bayern \u2013 BayBiotech\u201c auf den Weg gebracht.<\/p>\n

\"Geh\u00e4usedeckel
Geh\u00e4usedeckel aus einer Mischung von Polyhydroxy-Butters\u00e4ure mit Polypropylencarbonat \u2013 Bild: Andreas Battenberg \/ TUM<\/figcaption><\/figure>\n

\u201eWir wollen unsere bisherigen Erfolge beim Schutz der Umwelt auf dem Weg zu einer nachhaltigen Bio\u00f6konomie weiter ausbauen. Der Projektverbund will mit Hilfe der Biotechnologie innovative und umweltfreundliche Produktionsverfahren vorantreiben. Mit dem Werkzeugkasten der Natur k\u00f6nnen wir die Produkte von morgen aus Pflanzen und Bakterien gewinnen. Was heute der Pullover aus Wolle ist, kann morgen der Autoreifen aus pflanzlichen Stoffen sein. Unser Ziel ist eine nachhaltige Bio\u00f6konomie, die \u00d6kologie und Wirtschaft durch die verantwortungsvolle Nutzung biologischer Ressourcen miteinander verbindet\u201c, sagte Ulrike Scharf, Bayerische Staatsministerin f\u00fcr Umwelt und Verbraucherschutz, deren Ministerium den Projektverbund mit rund 2 Millionen Euro finanziert.<\/p>\n

Ma\u00dfgeschneiderte Bio-Kunststoffe<\/h3>\n

Einen Schwerpunkt des Projekts bildet die biotechnologische Herstellung ma\u00dfgeschneiderter Kunststoffe aus Polyhydroxybutters\u00e4ure (PHB). Dieses Biopolymer wird von Bakterien als Speicherstoff produziert. PHB hat \u00e4hnliche Eigenschaften wie das aus Erd\u00f6l hergestellte Polypropylen, ist jedoch deutlich spr\u00f6der und daher sehr viel schwerer zu verarbeiten.<\/p>\n

Die Bakterien verkn\u00fcpfen die Einzelbausteine immer in der gleichen Art und Weise. Daher bildet das Material kristalline Bereiche und ist spr\u00f6de. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Lehrstuhl f\u00fcr Chemie Biogener Rohstoffe und der Professur f\u00fcr Biogene Polymere in Straubing zeigten im Rahmen des Projekts, wie die mechanischen Eigenschaften des Biopolymers durch Zugabe anderer Kunststoffe, beispielsweise biogenen Polylactiden, ver\u00e4ndert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Neue M\u00f6glichkeiten er\u00f6ffnet die Trennung der Herstellung der Einzelbausteine von der Polymerisierung. Das Team von Thomas Br\u00fcck, Professor f\u00fcr Industrielle Biokatalyse der TU M\u00fcnchen, entwickelte eine ressourcenschonende Produktion der Monomere aus Kleie, die als kosteng\u00fcnstiges Nebenprodukt bei der Mehlherstellung anf\u00e4llt.<\/p>\n

Indem sie diese Monomere mit solchen mischen, die aus beta-Butyrolacton hergestellt wurden, k\u00f6nnen Forschende der Lehrst\u00fchle f\u00fcr Makromolekulare Chemie und f\u00fcr die Chemie Biogener Rohstoffe gezielt Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten in das Polymer einbauen und so die Materialeigenschaften f\u00fcr die jeweilige Anwendungen ma\u00dfschneidern. Auch verbesserte metallische und biogene Katalysatoren f\u00fcr die \u00d6ffnung des Butyrolacton-Rings sind Teil der Forschungsarbeit.<\/p>\n

Biotechnologische Produktion chemischer Zwischenprodukte<\/h3>\n

Viele biotechnologische Prozesse nutzen sich spontan bildende Biofilme. Allerdings sind diese oft sehr empfindlich und nicht an alle gew\u00fcnschten Reaktionen anzupassen. Teams der Lehrst\u00fchle f\u00fcr Bioprozesstechnik und f\u00fcr Makromolekulare Chemie II der Universit\u00e4t Bayreuth entwickelten daher k\u00fcnstliche Biofilme, bei denen die Mikroorganismen in eine ma\u00dfgeschneiderte synthetische Polymermatrix eigebettet werden. Dadurch sind die Bakterien sehr viel robuster und k\u00f6nnen f\u00fcr unterschiedlichste Einsatzf\u00e4lle genutzt werden.<\/p>\n

Essigs\u00e4urebakterien werden bereits f\u00fcr die Produktion von Vitamin-C genutzt. Da das Bakterium in der Natur auf verschiedenste Umweltreize reagieren muss, besitzt es verschiedenste Enzyme an seiner Oberfl\u00e4che. Mit neu entwickelten molekularbiologischen Methoden gelang es den Forscherinnen und Forschern der Lehrst\u00fchle f\u00fcr Mikrobiologie am TUM-Standort Weihenstephan und am Lehrstuhl f\u00fcr Bioverfahrenstechnik in Garching, nicht ben\u00f6tigte Enzyme zu entfernen. Die Energie des Bakteriums konzentriert sich damit auf die f\u00fcr die erw\u00fcnschte biotechnologische Umsetzung relevanten Enzyme. Die Aktivit\u00e4t steigt und Nebenreaktionen werden unterbunden.<\/p>\n

Verbindungen, die sich wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten, sind wichtige Bausteine f\u00fcr die Synthese pharmazeutischer Produkte. Sogenannte Enreduktasen k\u00f6nnen Wasserstoffatome an Doppelbindungen anlagern und damit diese Chiralit\u00e4t genannte Eigenschaft erzeugen. Beispielsweise entsteht so aus dem im K\u00fcmmel\u00f6l vorkommenden Carvon das chirale Dihydrocarvon. Mit verschiedenen Methoden des Protein Engineerings ver\u00e4nderten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Lehrstuhl f\u00fcr Bioverfahrenstechnik der TU M\u00fcnchen ein entsprechendes Enzym so, dass es eine mehr als viermal h\u00f6here Aktivit\u00e4t erreicht.<\/p>\n

Synergie der Verbundforschung<\/h3>\n

\u201eDie erfolgreiche Arbeit des Forschungsverbunds zeigt beispielhaft den gro\u00dfen Nutzen der interdisziplin\u00e4ren Arbeit im Verbund \u00fcber verschiedene Standorte hinweg\u201c, sagte Thomas Br\u00fcck, Professor f\u00fcr Industrielle Biokatalyse der TU M\u00fcnchen. \u201eDie Verkn\u00fcpfung der drei TUM-Standorte Straubing, Weihenstephan und Garching spannt den Bogen von der Grundlagenforschung bis zur Anwendungsentwicklung und beschleunigt den Weg zur tats\u00e4chlichen Umsetzung enorm.\u201c<\/p>\n

Auf Seiten der TU M\u00fcnchen waren der Lehrstuhl f\u00fcr Chemie Biogener Rohstoffe und die Professur f\u00fcr Biogene Polymere in Straubing, der Lehrstuhl f\u00fcr Mikrobiologie in Weihenstephan sowie die Lehrst\u00fchle f\u00fcr Bioverfahrenstechnik, f\u00fcr Makromolekulare Chemie und f\u00fcr Industrielle Biokatalyse in Garching, beteiligt. Weitere Mitglieder des Verbunds sind die Lehrst\u00fchle f\u00fcr Bioprozesstechnik und f\u00fcr Makromolekulare Chemie II der Universit\u00e4t Bayreuth sowie der Lehrstuhl f\u00fcr Bioverfahrenstechnik der Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg, der den vom Bayerischen Staatsministerium f\u00fcr Umwelt und Verbraucherschutz finanzierten Projektverbund koordiniert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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