Kohlendioxid als Rohstoff zu nutzen, kann Emissionen senken und neue biobasierte Wertschöpfungsketten eröffnen. Ein Forschungsteam hat Mischkulturen aus Mikroorganismen so angereichert, dass sie CO₂ und Bikarbonat in Zwischenprodukte und anschließend in den Biokunststoff PHB umwandeln. Die Studie erschien am 10. Januar 2026 in Scientific Reports.

Vom Treibhausgas zu organischen Bausteinen

Zunächst arbeiteten die Forschenden mit anaeroben Mischkulturen, die ohne Sauerstoff wachsen. Als Inokulum dienten unter anderem anaerober Schlamm sowie mikrobielle Gemeinschaften aus der Tierhaltung. Durch Vorbehandlungen und eine schrittweise Anreicherung sollten vor allem acetatbildende Mikroorganismen gefördert werden, die CO₂ in flüchtige Fettsäuren umsetzen. Diese organischen Säuren sind zentrale Vorstufen, weil sie sich im nächsten Schritt als Kohlenstoffquelle nutzen lassen. Im CO₂-basierten Versuch lagen die Fettsäurekonzentrationen laut Studie bei rund 2 bis 3,5 Gramm pro Liter; für den anaeroben Prozess nennen die Autoren eine CO₂-Reduktionsleistung von etwa 70 Prozent.

Zwei Stufen für PHB

Anschließend wurden die erzeugten Fettsäuren in eine aerobe Kultur überführt. Unter Sauerstoff kann PHB entstehen, ein biologisch abbaubarer Polyester, den viele Bakterien als Energiespeicher anlegen. Im zweistufigen Ansatz stieg der PHB-Anteil nach Angaben des Teams auf rund 6,5 Prozent. Durch Sequenzierung von rRNA aus der Kultur identifizierten die Forschenden zudem dominante Bakteriengruppen und leiteten mögliche Stoffwechselwege ab. Mischkulturen könnten industrielle Prozesse robuster machen, weil sie oft weniger empfindlich auf Schwankungen reagieren und nicht zwingend streng sterile Bedingungen erfordern. Für die Skalierung müssen jedoch Ausbeuten, Energiebedarf und Gasübertragung weiter verbessert werden.

ag