Das Bioeconomy Science Center (BioSC) ist ein Kompetenzzentrum für die Bioökonomieforschung. Es wurde 2010 gemeinsam von der RWTH Aachen, den Universitäten Bonn und Düsseldorf und dem Forschungszentrum Jülich gegründet. Vom Standort in Jülich koordiniert, arbeiten hier Biologen, Ingenieurswissenschaftler und Ökonomen unter einem Dach. Das Land Nordrhein-Westfalen (NRW) hat bereits 40 ein- und zweijährige Projekte in der ersten Phase gefördert. Nun stellt das Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung (MIWF) weitere sieben Millionen Euro für eine neue, dreijährige Projektphase zur Verfügung. Dabei sollen das Themenfeld "Smartes Management der Pflanzenproduktion", eine neue Kompetenzplattform „Ökonomie, Strategie und Konzepte“ sowie drei Focuslabs gefördert werden.

Biotenside nachhaltig und günstig produzieren

Das Focuslab Bio² nimmt die Herstellung von Biotensiden in den Fokus. Tenside besitzen die Eigenschaft, wasserabweisende und wasserlösliche Substanzen miteinander zu verbinden. Ihre Anwendung ist deshalb mannigfaltig. Sie finden sich beispielsweise in Waschmitteln, Lebensmitteln,  Kosmetikartikeln, Medikamenten, Pflanzenschutzmitteln und Druckertinte. Zudem werden sie in der Industrie und Biochemie benötigt. Tenside können aus Erdöl oder nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden. Biotenside sind biologisch abbaubar und weniger giftig als konventionell hergestellte. Im Bio² FocusLab tüfteln der Verfahrenstechniker Lars Regestein und sein Team an einem innovativen und konkurrenzfähigen Bioraffinerieprozess zur Herstellung von Biotensiden. Er soll auf Zuckern und zersetzten Pflanzenbestandteilen basieren. Regestein: „Bisher ist die Herstellung von Biotensiden recht teuer. Wir suchen nach einem Weg, Biotenside im Sinne der nachhaltigen Bioökonomie herzustellen.“

Bioraffinerie an Zellulosegehalt der Pflanzen anpassen

Im FocusLabs AP³ dreht sich wiederum alles um das Thema Bioraffinerie. "Unser Projekt setzt am Anfang der Wertschöpfungskette an. Wir untersuchen die nachhaltige Verwertung der Biomasse mehrjähriger Pflanzen, die nicht in Konkurrenz zu Nahrungsmitteln stehen“, so Biologe Holger Klose  vom Institut für Botanik und Molekulare Genetik der RWTH Aachen, Leiter des AP³ FocusLab. Dabei wird zunächst der Zellulosegehalt der Pflanzen ermittelt. Anschließend wird die Biomasse in einem speziell angepassten Raffinerieprozess in ihre Bestandteile Zellulose, Zucker und Lignin zerlegt. Diese können als Ausgangsstoff für biobasierte Produkte wie Tenside verwendet werden. „Auch das Schließen von Stoffkreisläufen ist wesentlicher Bestandteil des Projektes, beispielsweise die Rückführung von Prozesswasser und Enzymen sowie die Rückgewinnung von Nährstoffen wie Phosphat.“

Naturstoffe und biobasierte Chemikalien durch synthetische Biologie 

Um Naturstoffe geht es beim dritten geförderten Focuslab CombiCom. „Wir nutzen die modulare Biotransformation zur Herstellung hochwertiger Chemikalien“, erläutert Anita Loeschcke vom Institut für Molekulare Enzymtechnologie der Universität Düsseldorf, die das FocusLab CombiCom leitet. Ausgangsbasis sind hier Naturstoffe, die Pflanzen beispielsweise zur Immunabwehr produzieren. Diese sogenannten Sekundärmetabolite sind eine vielversprechende Quelle für biologisch wirksame Substanzen. CombiCom will die nachhaltige Herstellung von Naturstoffen und biobasierten Chemikalien mittels synthetischer Biologie ermöglichen. Im Ergebnis sollen die neuen Produkte können ihren Einsatz in der Landwirtschaft oder der Pharmaproduktion finden. 

bp