Wie man Kunststoff aus einer Kartoffelschale herstellen kann
In den Ländern der EU-15 werden jährlich etwa 192 Millionen Tonnen Abfälle und Nebenprodukte in der Obst und Gemüse verarbeitenden Industrie erzeugt. Diese Lebensmittelabfälle enthalten wertvolle Biomasse, die die Petrochemie als Kohlenstoffquelle für gewerbliche Produkte ersetzen könnte. Hohe Verarbeitungskosten und unzureichende Kenntnisse zu der erforderlichen Technologie erschweren aber ihre breit angelegte Umsetzung. Das EU-finanzierte Projekt TRANSBIO (Biotransformation of by-products from fruit and vegetable processing industry into valuable bioproducts) entwickelte kostengünstige Möglichkeiten, Nebenprodukte der Obst- und Gemüseproduktion in drei wertvolle industrielle Produkte zu verwandeln. In Zusammenarbeit mit der Industrie produzierte TRANSBIO biologisch abbaubare Kunststoffe (Polyhydroxybutyrat (PHB)) für Verpackungen, Bernsteinsäure für Lebensmittelanwendungen und Enzyme für den Einsatz in Waschmitteln. Nachdem sie geeignete Bakterien und Hefestämme identifiziert haben, entwickelten die Forscher Möglichkeiten, um Zucker aus Nebenprodukten verschiedener Obst- und Gemüsesorten zu lösen und als Kohlenstoffsubstrate für die Fermentation zu nutzen. Um die Produktausbeuten zu verbessern, entwickelten sie auch verschiedene Fermentationsstrategien für jede Kombination aus Mikrobe, Nebenprodukt und Industrieprodukt. Zu den Durchbrüchen gehört die Identifizierung von Bakterien, die PHB aus Nebenprodukten wie Kartoffelschalen und Bananenzellstoff bilden, und von Hefestämmen, die hohe Konzentrationen von Bernsteinsäure tolerieren. Darüber hinaus entwickelten die Forscher neue Fermentationsprotokolle für Enzym produzierende Pilze, die Vorteile gegenüber herkömmlichen Fermentationsverfahren bieten. In der Endphase des Projekts taten sich die Forscher mit Partnern aus der Industrie zusammen, um ihre Fermentationsprotokolle zu modifizieren und zu skalieren. Außerdem veränderten sie genetisch Mikroorganismen wie das verbreitete Laborbakterium Escherichia coli, um höhere Erträge zu erhalten und damit große Mengen an PHB zu erzeugen. Die Mitglieder von TRANSBIO untersuchten auch, ob sie die Abfallmengen noch weiter reduzieren könnten, indem sie Biogas und Dünger aus der Biomasse erzeugen, die bei ihren Fermentationsreaktionen übrig bleibt. Schließlich untersuchten die Wissenschaftler die ökologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen aller Projektphasen, von der Freisetzung des Zuckers eines Nebenprodukts bis zur Purifizieren von Fermentationsreaktionen. Die Förderung von sicheren und nachhaltigen industriellen Verfahren wird die europäische Biotechnologieindustrie wettbewerbsfähiger machen und gleichzeitig die Umweltbelastung reduzieren.
Schlüsselbegriffe
Obst und Gemüse, Nebenprodukte, Lebensmittelverarbeitung, Biomasse, Kohlenstoffquellen, TRANSBIO