Ob Farbstoffe, Omega-3-Fettsäuren oder Proteine: Mikroalgen können viele Wertstoffe produzieren und sind daher ein Hoffnungsträger für die Bioökonomie. Nicht nur die Hersteller von Lebens- und Futtermitteln oder Kosmetika setzen auf sie. Auch für die Herstellung von Biosprit und neuen Kunststoffen gewinnen Mikroalgen zunehmend an Bedeutung. Doch auch für die Landwirtschaft könnte die Zucht dieser Wasserpflanzen neue Geschäftsfelder eröffnen.
Fossile Rohstoffe müssen dringend durch erneuerbare Alternativen ersetzt werden, um die Klimaschutzziele zu erreichen und die Wirtschaft krisenfest und wettbewerbsfähig aufzustellen. Das gilt auch für die chemische Industrie, deren Produkte auf dem Element Kohlenstoff basieren, das bislang überwiegend aus Erdöl oder Erdgas stammt. Um Arzneimittel, Kunststoffe oder Chemikalien in Zukunft klimaneutral aus erneuerbarem Kohlenstoff herstellen zu können, braucht es neue Lösungen.
Ustilago maydis ist ein parasitischer Brandpilz, der vor allem Maispflanzen befällt und die Krankheit Maisbeulenbrand auslöst. Die Beulen, sogenannte Gallen, erinnern dabei an tumorartige Gewebewucherungen. Auch im Zellinneren der Wirtspflanze wütet der Erreger: Die von dem Pilz ausgeschütteten Moleküle, sogenannte Effektoren, manipulieren den Stoffwechsel, blockieren das Immunsystem und treiben das Zellwachstum voran. Vor allem aber greifen sie in den Signalweg der Pflanze ein, der durch das Pflanzenhormon Auxin gesteuert wird.
Was die Spezifität von Synthesen betrifft, sind Enzyme ungeschlagen: Die in allen lebenden Zellen vorhandenen Katalysatoren können komplexe Moleküle erzeugen und das meist ohne unerwünschte Nebenreaktionen. Das haben sie der chemischen Synthese voraus, die zwar hohe Ausbeuten erzielen kann, aber neben energieintensiven Reaktionsbedingungen häufig auch problematische Nebenprodukte mit sich bringt. Eine Forschungsgruppe am Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock (LIKAT) möchte die Vorteile beider Welten verbinden.
Die Forschung in der industriellen Biotechnologie in Deutschland auf internationalem Spitzenniveau weiterentwickeln – das ist das erklärte Ziel des Chemiekonzerns Wacker und der Technischen Universität München (TUM). Dazu haben beide Partner jetzt das „TUM WACKER Institute for Industrial Biotechnology“ gegründet. Bereits zum kommenden Wintersemester soll das Institut die Arbeit aufnehmen. Wacker fördert die dortige Forschung mit 6 Mio. Euro verteilt über sechs Jahre.
Manche Revolution bahnt sich langsam an. So wie die Forschungsarbeit der französischen Carbios, die zehn Jahre ihre Idee verfolgte, ein Polyethylen-(PET)abbauendes Enzym zu entwickeln. Bereits 2013, nur zwei Jahre nach Gründung, gelang dem Biochemie-Unternehmen der Sprung an die europäische Börse Euronext. Seither reihten sich einige Industriepartnerschaften aneinander.
Auf unserer Haut siedeln Millionen Mikroorganismen, die uns vor Krankheitserregern schützen und das Hautbild prägen. Doch mit dem Alter verändert sich das Mikrobiom der Haut. Die Folge: Die Haut verliert an Elastizität, Falten bilden sich. Mit Probiolift und Postbiolift bringt der Unternehmensbereich Care Creations von BASF zwei neue kosmetische Inhaltsstoffe auf den Markt, die erstmals auf die Kraft hauteigener Bakterien setzen und zum Erhalt einer jugendlicheren und frischen Haut beitragen sollen.
Ob als Speisepilz oder zur Herstellung von Arzneimitteln und Kosmetika: Die Nachfrage nach Kulturpilzen steigt seit Jahren und damit auch der Bedarf an Kultursubstraten und Abdeckerden. Das Problem: Kulturpilze wie Champignon, Mandelpilz oder Seitling wachsen auf Kompost- und Pferdemistsubstraten, die mit einer torfhaltigen Schicht abgedeckt werden. Für den Torfabbau werden jedoch Moore zerstört und damit wichtige CO2-Speicher. Das soll sich ändern.
Produkte wie Joghurtbecher, Flaschen oder Kinderspielzeug bestehen heutzutage zunehmend aus biobasierten Kunststoffen. Marktführer unter den Biokunststoffen ist PLA (Polylactid), das aus Milchsäure hergestellt wird, die wiederum durch Fermentation aus einer Kohlenhydratquelle wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen wird. Vor allem in der Verpackungsindustrie haben sich Kunststoffe aus Polymilchsäure durchgesetzt. Doch PLA-Kunststoffe haben einen Nachteil: Sie sind oft steif und spröde und daher in der Anwendung begrenzt. Das könnte sich nun ändern.
Am 4. Juli 2022 ist die feierliche Eröffnung erfolgt: Das Leibniz-Instituts für Katalyse (LIKAT) in Rostock hat ein Technikum bekommen. Mit der Möglichkeit, chemische Versuche im Kilogramm-Maßstab durchzuführen, soll es die Brücke schlagen zwischen Grundlagenforschung und Praxis. Für den Bau hatten der Bund und das Land Mecklenburg-Vorpommern insgesamt rund 12 Mio. Euro bereitgestellt. Die Bauzeit betrug dreieinhalb Jahre.