Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und Hefen sind die unsichtbaren kleinen Helfer der Bioökonomie. Mit ihrer Hilfe können biologische Ressourcen erschlossen, neue biobasierte Produkte hergestellt und Produktionsprozesse nachhaltiger gemacht werden. Um auf die Mikrobenvielfalt und deren großes Anwendungspotenzial aufmerksam zu machen, wählen die Mitglieder der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) jedes Jahr die Mikrobe des Jahres. In diesem Jahr steht Bacillus subtilis im Rampenlicht.

Robust und effizient

Mit Bacillus subtilis ehrt die Vereinigung ein Multitalent, das sowohl für die Gesundheit von Mensch und Tier als auch für die Industrie schon heute von großer Bedeutung ist und ein enormes Potenzial für die Zukunft hat. Der Grund dafür ist die Vielfältigkeit der Mikrobe. Sie besitzt das Talent, dauerhaft Sporen in unterschiedlichsten Lebensformen zu bilden. So können die Sporen ausgewählter Stämme eine Hitzebehandlung etwa von Tierfutter und die saure Umgebung in Magen und Dünndarm überleben, Krankheitserreger im Körper hemmen und Darmbarriere sowie Immunsystem stärken. Der Organismus ist aber nicht nur sehr robust. Die Mikrobe wächst zudem sehr schnell und kann organische Substrate sehr effizient in biotechnologische Produkte umsetzen.

Gut für Mensch, Tier, Pflanze und Boden

Auf Grund dieser Eigenschaften wird Bacillus subtilis für zahlreiche Produktionsprozesse genutzt – etwa zur Herstellung von Vitamin B2 (Riboflavin) und Vitamin B5 (Pantothensäure) und γ-Polyglutaminsäure, die als Verdicker, Befeuchter oder Gefrierschutzmittel in der Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie Verwendung finden. Als Probiotikum wird die Mikrobe bereits in vielen Lebensmitteln eingesetzt. In Asien wird sie etwa zum Fermentieren von Sojabohnen verwendet, um traditionelle Lebensmittel wie Natto herzustellen, die reich an Mineralien und Vitaminen sind. Als Nahrungsbestandteil im Tierfutter kann es den Einsatz von Antibiotika in der Tierhaltung reduzieren, in der Landwirtschaft das Pflanzenwachstum fördern, vor Krankheitserregern schützen und die Nährstoffaufnahme aus dem Boden unterstützen.

Biofilm-Bildner und Beton-Reparateur

Doch die Mikrobe kann noch mehr. Sie produziert Enzyme wie Amylasen, Proteasen und Lipasen, die beispielsweise im Waschmittel zum Einsatz kommen und Stärke, Eiweiße und Fette bei niedrigen Temperaturen aus der Wäsche entfernen können. Als Zusatz im WC-Spülwasser sorgen die harmlosen Bakterien zudem schnell für hygienische Verhältnisse. Und sie haben das Talent, an Oberflächen komplexe und robuste Biofilme zu bilden, und könnten so Nervenzellen vor der Alzheimererkrankung schützen. Im Tiermodell war dieser Versuch bereits erfolgreich.

Selbst in der Baubranche hat sich Bacillus subtilis bewährt und gezeigt, dass es Risse im Beton durch die Bildung von Carbonat-Ionen (CO₃²⁻) heilen kann. Das durch die Risse eindringende Wasser lässt hier die Sporen wachsen, die dann Carbonat bilden und so die Spalten schließen.

bb