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02.10.2020

Biotenside aus Lignocellulose gewinnen

Ein Biotechnologen-Team hat Bakterien die Produktion von Rhamnolipiden beigebracht und einen Industrieprozess entwickelt. Diese sind für den Einsatz in Reinigungsmitteln interessant.

Forscher haben harmlosen Bakterien die Produktion von Rhamnolipiden beigebracht und einen Industrieprozess entwickelt.
Tenside haben eine zentrale Funktion in Reinigungsmitteln wie in Pflegeprodukten und bestimmten unter anderem das Schaumverhalten.
Quelle: 
Rudy and Peter Skitterians/Pixabay; CC0

Ohne Tenside wäre die Welt um einiges schmutziger: Die oberflächenaktiven Moleküle bilden die Grundlage für Spülmittel, Waschmittel, Haushaltsreiniger und Körperpflegeprodukte. Ihre einfachste Form, die Seife, stellen Menschen schon seit Jahrtausenden her. Lange dominierten den Markt synthetische Tenside, die jedoch meist wenig hautfreundlich sind, auf Erdöl basieren und nicht biologisch abgebaut werden können. Letzteres konnten Forscher zwar in neueren Produkten lösen, doch die Zukunft, da sind sich Experten einig, gehört den sogenannten Biotensiden.

Biologisch abbaubare Biotenside

Biotenside werden von Mikroorganismen aus nachwachsenden Rohstoffen produziert. Sie sind biologisch abbaubar, unempfindlich gegen Wasserhärte und sanft zur Haut. Doch erst in den vergangenen Jahren kamen die ersten kommerziellen Produkte auf den Markt. Einen wichtigen Beitrag dazu hat nun das vom Bundeslandwirtschaftsministerium geförderte Verbundprojekt „Rhamnolipide dritter Generation – hergestellt auf Basis von Xylose“ geleistet.

Rhamnolipide, Verbindungen aus einer Fettsäure und einem Zuckerbaustein, eignen sich gut als Biotenside. Bekannt ist außerdem, dass das Bakterium Pseudomonas aeruginosa diese natürlicherweise produziert. Der Haken ist jedoch nicht nur, dass dies nur unter bestimmten, wachstumslimitierenden Bedingungen geschieht. Viel größer ist das Problem, dass P. aeruginosa ein Krankheitserreger ist, der wegen seiner multiresistenten Eigenschaften in Krankenhäusern gefürchtet wird.

Nebenprozess zur Lignocelluseherstellung

Wissenschaftlerteams der Universitäten Hohenheim und Ulm sowie der TU Braunschweig haben daher den Stoffwechselweg identifiziert, auf dem P. aeruginosa Rhamnolipide produziert und diesen mit gentechnischen Methoden in das harmlose Bakterium Pseudomonas putida übertragen. Zusätzlich ist es gelungen, dass die Mikrobe als Nährstoffe Xylose und weitere Zuckerfraktionen verwendet, die bei der Gewinnung von Lignocellulose aus Holz anfallen. Auch den Fermentationsprozess konnte das Team gemeinsam mit Industriepartner Evonik Industries AG optimieren.

Wertschöpfung für Holzwirtschaft

In Realversuchen bei Evonik wurde der neue Prozess mit den modifizierten Bakterien bereits erfolgreich getestet. Nun besteht die Hoffnung, durch die Kombination mit der Herstellung von Rhamnolipiden eine neue Wertschöpfung für die Lignucelluloseproduktion aus deutschen Wäldern zu generieren.

bl

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