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Biokatalysatoren: Neu entdeckte Enzyme im Ziegen-Kot steigern Ertrag von Biogasanlagen

Der Aanbau von Mais als Energiepflanze könnte überflüssig werden. Enzyme im Verdauungstrakt von Pflanzenfressern wandeln Bioabfälle in Zucker um, aus dem beim Vergären Biogas entsteht. Die Biokatalysatoren werden sogar mit Holz fertig.

Biogas

(Bild: Peter Allen Illustration)

Ziegen, Schafe, Pferde, Kaninchen und andere Pflanzenfresser können die Biogasproduktion ankurbeln und ein altes Streitthema beilegen. Wenn sich eine Entdeckung von Michelle O’Malley und einiger Forscherkollegen an der University of California in Santa Barbara als technisch nutzbar erweist, können die Betreiber der Anlagen auf Mais und andere Futter- und Nahrungsmittel verzichten. Dann reichen Bioabfälle aller Art, auch Holzreste und Stroh. Die Wissenschaftler haben im Gedärm von Tieren Pilze gefunden, die die Fähigkeit haben, Holz in Zucker umzuwandeln, der vergoren werden kann. Holz und holzähnliche Biomaterialien sind bisher ungeeignet, weil die üblichen Mikroorganismen sie nicht zersetzen und umwandeln können.

Beneidenswert großes Arsenal an Enzymen

„Diese Pilze machen nur rund acht Prozent der Darmflora aus, zersetzen aber bis zu 50 Prozent der aufgenommenen Pflanzennahrung“, so Kevin Solomon, der an den Forschungsarbeiten beteiligt ist. Die Untersuchung der anaeroben Pilze, die nur unter Luftabschluss überleben, zeigte, dass sie über ein beneidenswert großes Arsenal an Enzymen verfügen, die gemeinsam in der Lage sind, selbst Lignin zu zersetzen, das Material, das die Pflanzenfasern wie ein Klebstoff zusammenhält, sodass Holz entsteht. Dabei sind die Mikroorganismen keineswegs anspruchsvoll. Sie stellen sich innerhalb kürzester Zeit auf das jeweilige Nahrungsangebot ein und produzieren die gerade benötigten Enzyme.

Aus Holz wird ein Chemierohstoff

Diese Biokatalysatoren lassen sich prinzipiell auch nutzen, um Holz in Zucker zu verwandeln, der dann als chemischer Rohstoff dienen kann. Möglich ist auch die Herstellung von Treibstoffen, etwa Ethanol oder Methanol. Weil die Darmpilze schwer zu kultivieren sind weiß man noch nicht sehr viel über sie. Das wollen O`Malley und ihre Kollegen nun ändern. Ziel ist es, die genetischen Mechanismen aufzuklären, die zur Produktion der Enzyme führen. Letztlich sollen sie industriell oder biotechnisch in großen Mengen hergestellt werden.

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