Projekt \u201eBranLact\u201c<\/a> hat sich ein deutsch-chinesisches Forscherteam auf Reststoffe der Reisverarbeitung konzentriert. In dem 2016 gestarteten Dreijahresprojekt wurde eine Methode entwickelt, um entfettete Reiskleie f\u00fcr die Milchs\u00e4urefermentation nutzbar zu machen und sie als Ausgangsstoff f\u00fcr die Herstellung biobasierter Kunststoffe auf Milchs\u00e4urebasis zu erschlie\u00dfen. Das Vorhaben wurde im Rahmen der F\u00f6rderma\u00dfnahme “Bio\u00f6konomie International” vom Leibniz-Institut f\u00fcr Agrartechnik und Bio\u00f6konomie (ATB) in Potsdam koordiniert und vom Bundesforschungsministerium mit rund 367.000 Euro gef\u00f6rdert. Projektpartner war die University of Chemical Technology in Beijing (BUCT).<\/p>\nMit Reststoffen Milchs\u00e4ure kosteng\u00fcnstig herstellen
\nDas Team um Projektkoordinator Joachim Venus ist auf Milchs\u00e4urefermentation spezialisiert und hat schon mit verschiedensten Roh- und Reststoffen experimentiert. Venus wei\u00df um die Herausforderung, solch neue Verfahren zu etablieren: \u201eWenn wir Biokunststoffe auf den Markt bringen wollen, m\u00fcssen sie vom Preis her wettbewerbsf\u00e4hig sein und gleiche oder sogar bessere Eigenschaften bieten. Deshalb m\u00fcssen wir mit solchen Materialien reingehen, die besonders g\u00fcnstig sind.\u201c Die Nutzung von Reststoffen wie der Reiskleie ist demnach ein wichtiger Kostenfaktor, um den Prozess der Milchs\u00e4urefermentation wirtschaftlich attraktiv zu machen. Der Grund: Biomasse bringt von Natur aus Kohlenstoff und N\u00e4hrstoffe mit, die als Nahrung f\u00fcr die Mikroben andernfalls extra gekauft werden m\u00fcssten.<\/p>\n
Prozess bei h\u00f6heren Temperaturen sichern
\nZugleich muss aber auch der Fermentationsprozess reibungslos \u00fcber die B\u00fchne gehen und am Ende ein Produkt liefern, das hochgradig rein ist. Ziel des Projektes BranLact war es daher, einen stabilen kontinuierlichen Prozess der Milchs\u00e4urefermentation aus Reiskleie zu etablieren, der bei h\u00f6heren Temperaturen abl\u00e4uft.<\/p>\n
Zun\u00e4chst musste aber die Reiskleie charakterisiert werden. Es galt zu kl\u00e4ren, in welchem Ma\u00dfe sie Zucker, St\u00e4rke, Fette oder andere N\u00e4hrstoffe enth\u00e4lt. \u201eHier haben wir gesehen, dass viele Bestandteile von unseren Mikroorganismen gar nicht direkt verstoffwechselt werden k\u00f6nnen. Daher mussten wir den Reststoff erst vorbehandeln, damit die Bakterien Zucker zur Verf\u00fcgung haben, die sie f\u00fcr ihren Stoffwechsel verwenden und daraus Milchs\u00e4ure herstellen k\u00f6nnen\u201c, erkl\u00e4rt Venus.<\/p>\n
Zahlreiche Tests waren n\u00f6tig, um zu sehen, welche Bakterienst\u00e4mme unter welchen Bedingungen schlie\u00dflich ausreichend Milchs\u00e4ure aus der Reiskleie fermentieren k\u00f6nnen. Die Temperatur spielt dabei eine besondere Rolle. \u201eWenn wir bei relativ moderater Temperatur von 40 Grad arbeiten w\u00fcrden, k\u00f6nnten sich alle Keime, die im Wasser, an der Luft oder den Oberfl\u00e4chen haften, \u00fcber unseren Zucker hermachen, den wir eigentlich unseren Milchs\u00e4urebakterien zum Fra\u00df vorwerfen\u201c, erl\u00e4utert Venus. Andererseits: Bei zu hohen Temperaturen sind Bakterien meist nicht mehr arbeitsf\u00e4hig. Hier konnte das ATB-Team von seinen langj\u00e4hrigen Erfahrungen bei der Milchs\u00e4urefermentation und der eigenen Stammsammlung profitieren. \u201eIn China wurde bereits mit Bakterien experimentiert, die bei 40 Grad Celsius fermentiert wurden. Wir haben neue Bakterien verwendet, die auch bei 52 Grad ihre Arbeit verrichten\u201c, sagt Venus.<\/p>\n
Bacillus coagulans \u00fcberzeugt als Milchs\u00e4urebildner
\nUm Milchs\u00e4ure aus der Reiskleie zu fermentieren, kamen so genannte Milchs\u00e4urebildner zum Einsatz \u2013 also Bakterien, die in der Lage sind, Milchs\u00e4ure zu erzeugen. 43 Bacillus-St\u00e4mme wurden in einem ersten Schritt im Sch\u00fcttelkolben getestet. Bei 52 Grad Celsius und einem pH-Wert von 5,5 \u00fcberzeugten drei Kandidaten bei der Milchs\u00e4urebildung. Diese wurden in einem zweiten Schritt unter konstanten Bedingungen nochmals einem H\u00e4rtetest im Fermenter unterzogen. Ein Hefeextrakt diente hierbei als Turbo, um die Milchs\u00e4urebildung zu beschleunigen. Im Ergebnis war es der Bakterienstamm Bacillus coagulans, der unter diesen Bedingungen die meiste Milchs\u00e4ure aus der Reiskleie herausholte.<\/p>\n
1.000 Liter Milchs\u00e4ure aus Reiskleie gewonnen
\n\u201eZum Schluss kam es darauf an, sowohl einen stabilen kontinuierlichen Prozess zu demonstrieren als auch in einem gr\u00f6\u00dferen Ma\u00dfstab.\u201c Ein ganz entscheidender Parameter bei der kontinuierlichen Kultivierung war die richtige Durchflussrate, so Venus. Sie bestimmt, welche Zeit die Bakterien im Fermenter zur Verf\u00fcgung haben, um die Reiskleie zu verstoffwechseln. Seine erfolgreichen Laborversuche konnte das ATB-Team anschlie\u00dfend in der hauseigenen Pilotanlage best\u00e4tigen. Nach Angaben des Projektkoordinators konnten 1.000 Liter Milchs\u00e4ure im Fermenter aus dem Reststoff Reiskleie gewonnen werden \u2013 und das auch in der f\u00fcr die sp\u00e4tere Kunststoffverarbeitung n\u00f6tigen hohen Reinheit.<\/p>\n
Prozess auf andere Rohstoffe \u00fcbertragbar
\nDer von den Potsdamer Forschern entwickelte Fermentationsprozess zur Milchs\u00e4ureherstellung ist aber keinesfalls auf Reiskleie beschr\u00e4nkt. Daher hoffen die Wissenschaftler, auch in Deutschland Partner zu gewinnen. \u201eDie Ergebnisse aus dem Projekt sind auch auf andere Rohstoffe \u00fcbertragbar, wie etwa Reststoffe, die in St\u00e4rke- und Zuckerfabriken anfallen. De facto k\u00f6nnen wir der Industrie Informationen in die Hand geben, wie solche Verfahren in Zukunft m\u00f6glich sind.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Milchs\u00e4ure ist nicht nur Bestandteil vieler Lebensmittel, sondern l\u00e4ngst ein wichtiger Kandidat bei der Herstellung biobasierter und biologisch abbaubarer Kunststoffe. Der wohl bekannteste Biokunststoff ist die Polymilchs\u00e4ure (PLA). Milchs\u00e4ure wird biotechnologisch mithilfe verschiedener Bakterien hergestellt. Ausgangsstoff f\u00fcr die Milchs\u00e4urefermentation sind h\u00e4ufig nat\u00fcrliche Rohstoffe wie Pflanzenreste. Im Projekt \u201eBranLact\u201c hat sich ein deutsch-chinesisches Forscherteam auf Reststoffe […]<\/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":[10763,10608,11229],"supplier":[16970,187,755],"class_list":["post-74140","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-biokunststoffe","tag-biooekonomie","tag-biotechnologie","supplier-beijing-university-of-chemical-technology-buct","supplier-bundesministerium-fuer-bildung-und-forschung-bmbf","supplier-leibniz-institut-fuer-agrartechnik-potsdam-bornim-ev-atb"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74140","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=74140"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74140\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=74140"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=74140"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=74140"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=74140"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}