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Bakterien unter dem Mikroskop

Bakterien machen aus Abfall Rohstoff

Etwa eine halbe Million Tonnen Lävulinsäure fällt jährlich als Nebenprodukt in der Zuckerindustrie an. Forscher der Technischen Universität (TU) Wien haben nun eine Methode für die Wiederverwertung entwickelt: Genetisch modifizierte Bakterien helfen beim Recycling.

Technologie 23.02.2015

Ziel der Wissenschaftler war es, aus der Lävulinsäure den Grundstoff 3-HPA ("3-Hydroxypropionsäure") herzustellen, der bisher aus Erdöl gewonnen wird. Aus dieser Chemikalie lassen sich dann viele weitere Substanzen herstellen, beispielsweise der Superabsorber Natriumpolyacrylat, der für Babywindeln oder Verbandsmaterial eingesetzt wird.

Bisherige Versuche, aus Lävulinsäure 3-HPA zu gewinnen, scheiterten am hohen Aufwand: Es werden dabei höhere Temperaturen und 90-prozentiges Wasserstoffperoxid benötigt, eine sehr korrosive, hochexplosive Substanz, die auch als Raketentreibstoff verwendet wird.

Studie

Die entsprechende Studie "Non-hazardous Baeyer–Villiger oxidation of levulinic acid derivatives: alternative renewable access to 3-hydroxypropionates" ist am 13.1.2015 im Fachblatt Chemical Communications erschienen (doi: 10.1039/C4CC08734H).

Zusatzgene für Mikroben

Statt Raketentreibstoff setzt Michael Fink vom Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien auf Bakterien. Ausgangspunkt war eine Anfrage eines Firmenpartners, der sich für Methoden zur Aufwertung der Lävulinsäure interessiert hat, sagt Fink.

Zunächst identifizierten die Forscher eine Reihe von Enzymen, die bei der Verarbeitung von Lävulinsäure oder ähnlichen Stoffen hilfreich sein könnten. Dann schrieben sie den Bauplan für diese Enzyme in kleine DNA-Moleküle (Plasmide), die sie anschließend in Bakterien (Escherichia coli) einbrachten.

"Die Bakterien nehmen die Plasmide nicht in ihr Erbgut auf, der Bauplan wird aber genauso abgelesen, wie die eigene Erbsubstanz", sagte Fink. So produzierten die Mikroben die in Frage kommenden Enzyme und die Forscher können direkt im Bioreaktor ausprobieren, welche davon für den gewünschten Prozess am besten geeignet sind.

Das Verfahren auf eine großtechnische Dimension anzupassen sollte laut Fink keine fundamentalen Schwierigkeiten machen, sei aber mit erheblichen Aufwand verbunden.

science.ORF.at/APA

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