Mikroorganismen liefern mehr Biosprit
US-amerikanische Wissenschaftler beseitigen letzte Hürde für eine industrielle Produktion
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Dickicht des Waldes enthält Ressourcen für Biosprit (Foto: Bo & Lill/pixelio.de) |
Livermore/Emeryville (pte018/18.06.2019/11:30) Zucker, der in großen Mengen in Pflanzen aller Art steckt, lässt sich zur Herstellung von Treibstoffen und Chemikalien nutzen. Am besten geht es mit Nahrungsmitteln wie Zuckerrohr, Getreide und Zuckerrüben. Das ist umstritten, weil es die Nahrungsgrundlage der Menschheit schmälert. Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory http://llnl.gov (LLNL) und des Joint BioEnergy Institute http://jbei.org haben einen Weg gefunden, Zucker aus nicht essbaren Pflanzen zu gewinnen.
Molekulare Pumpe "umgebaut"
Die Wissenschaftler haben eine Imidazolium-basierte ionische Flüssigkeit (IIL) eingesetzt, die als Lösungsmittel fungiert. Das haben auch andere schon gemacht, doch den nächsten Schritt bekamen sie nicht hin: den Zucker von der Flüssigkeit zu trennen, sodass auch keine Spuren zurückbleiben. Denn die Flüssigkeit verhindert den Anschlussprozess: das Vergären mithilfe von Mikroorganismen, sodass Ethylen entsteht, also Alkohol. Dieser ist ein chemischer Grundstoff und lässt sich auch als Treibstoff nutzen, entweder in reiner Form oder als Beimischung, wie etwa E10.
In Mikroorganismen haben die Forscher einen molekularen Mechanismus entdeckt, der sich so manipulieren lässt, dass IIL-Reste keine negativen Auswirkungen mehr haben. Die Vergärung wird von so manipulierten Hefen und anderen Mikroorganismen nicht mehr behindert. "IIL-Verunreinigungen sind eine schwer zu nehmende Hürde in vielen biosynthetischen Prozessen in der Industrie", sagt LLNL-Biologe Michael Thelen. "Zum Glück haben wir Mikroorganismen gefunden, die IIL-resistent sind." Thelens Mitarbeiter Douglas Higgins fand heraus, dass Mikroorganismen eine interne Pumpe besitzen, mit der sie Schadstoffe herausbefördern, bevor sie gefährliche Konzentrationen erreichen. Diese Pumpe "bauten" die Forscher ein wenig um, sodass sie auch IIL entfernt.
Zuckerausbeute wird verbessert
Die Forscher glauben zudem, dass es mit ihren Mikroorganismen möglich ist, die Zuckerausbeute bei der Nutzung von Pflanzen zu verbessern, den Treibstoff beziehungsweise den chemischen Grundstoff also zu verbilligen. Damit könnte der Verbrauch von Erdöl eingeschränkt und das Klima entlastet werden. Denn es würde bei der Nutzung nur soviel CO2 frei, wie die Pflanze zuvor aus der Atmosphäre entnommen hat, um Biomasse zu bilden.
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