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Ethanol 06.02.2024, 09:26 Uhr
Forscher nutzen Bioabfall für neuen Alkohol
Ein neues Verfahren von Forschern der University of Illinois Urbana-Champaign spart die Verwendung von Nahrungsmitteln als Rohstoff bei der Herstellung von Ethanol künftig aus.
Denn zum Einsatz kommen statt Zuckerrohr und Mais lediglich Bioabfälle. Der Hefestamm Saccharomyces cerevisiae ist der wichtigste Helfer der Bierbrauer. Er verwandelt Zucker in Alkohol. Auch abseits der Genuss- und Vieltrinker ist die Hefe gefragt, etwa zur Herstellung von Alkohol für die Mobilität. In Brasilien etwa werden grosse Mengen an Zuckerrohr in Sprit für Autos umgewandelt, in den USA ist meist Mais der Rohstoff.
Hefestämme statt Solisten
Die Experten haben versucht, die Bierhefe genetisch so zu manipulieren, dass sie auch über Xylose herfällt und auch sie in Alkohol verwandelt. Doch Glukose blieb das Lieblingsnahrungsmittel, sodass die Ausbeute an Alkohol unwirtschaftlich klein blieb. Yong-Su Jin und sein Kollege Ting Lu verfolgten eine andere Idee. Wenn man zwei Hefen einsetzten könnte, von denen eine Glukose, die andere Xylose verstoffwechselt, müsste sich die Ausbeute drastisch erhöhen lassen, glaubten sie.
"Wir haben daraufhin eine künstliche mikrobielle Gemeinschaft aufgebaut, die aus zwei manipulierten Hefestämmen besteht: einem Glucose-Spezialisten und einem Xylose-Spezialisten. Meine Gruppe widmet sich also dem Design, der Analyse und der Entwicklung synthetischer mikrobieller Gemeinschaften, die auf Glykose beziehungsweise Xylose spezialisiert waren", so Lu.
Produktion stark gesteigert
In zahlreichen Experimenten haben die Wissenschaftler herausgefunden, dass zum Prozessbeginn die Xylose-Hefe eingesetzt werden sollte. Wenn sich 14 bis 29 Stunden später die Glukose-Spezialisten dazugesellten, steigerte sich die Ethanol-Produktion dramatisch. Der Ertrag liess sich so mehr als verdoppeln.