Seifenblasen aus Holz

Einen mikrobiellen Produktionsprozess für oberflächenaktive Rhamnolipide aus Xylose und Nebenprodukten der Holzverarbeitung entwickelten Forscher der Universität Hohenheim, der Universität Ulm und der Technischen Universität Braunschweig. Schon lange ist bekannt, dass das Bakterium Pseudomonas aeruginosa natürlicherweise Rhamnolipide erzeugt, die sich als Biotenside eignen. Leider lässt sich der Prozess nicht industriell nutzen, da das pathogene Bakterium in Krankenhäusern wegen seiner breiten Antibiotikaresistenz gefürchtet ist und Rhamnolipide nur unter limitierten Wachstumsbedingungen produziert.

Hydrolyse lignocellulosehaltiger Biomasse

Mittlerweile ist es gelungen, die Fähigkeit zur Rhamnolipid-Synthese auf das nicht human-pathogene Bakterium Pseudomonas putida zu übertragen. Im nun abgeschlossenen Verbundprojekt „Rhamnolipide dritter Generation – hergestellt auf Basis von Xylose“ wurde P. putida so modifiziert, dass es Xylose und andere Zuckerfraktionen aus der Hydrolyse lignocellulosehaltiger Biomasse als Substrat nutzen kann. Dabei wurden entscheidende Fortschritte in der Optimierung des Fermentationsprozesses erzielt.

Als Industriepartner war die Evonik Industries AG in die Arbeiten involviert, die weltweit das erste Unternehmen ist, das biotechnologisch hergestellte Tenside in industriellen Mengen produzieren konnte. In Realversuchen bei Evonik haben die rekombinanten Bakterienstämme ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt. Xylose und Hydrolysefraktionen aus der Holzverarbeitung sind für mikrobielle Produktionen ökonomisch attraktiv. Können sie für eine industrielle Herstellung von Rhamnolipiden genutzt werden, eröffnet sich eine neue Wertschöpfung für Lignocellulose auch aus deutschen Wäldern.

Tenside sind waschaktive Substanzen. Sie bewirken, dass zwei eigentlich nicht miteinander mischbare Flüssigkeiten, wie beispielsweise Öl und Wasser, fein vermengt werden können. Tenside werden nicht nur für die Herstellung von Seifen, Waschmitteln und Kosmetika benötigt, sondern spielen auch in vielen industriellen Prozessen eine wichtige Rolle. Hergestellt werden Tenside größtenteils aus fossilen Rohstoffen. Dabei liefert uns die Natur ein breites Spektrum an Biotensiden, die in Bezug auf Tensidwirkung, Abbaubarkeit und Nachhaltigkeit synthetischen Tensiden vergleichbar oder überlegen und daher für viele Anwendungsbereiche, gerade auch in der Industrie, interessant sind. Aufgrund der hohen Produktionskosten werden sie bisher nur in Nischenbereichen eingesetzt. Glykolipide sind die am weitesten verbreiteten Biotenside. Sie bestehen aus einem Zuckerbaustein und einer Fettsäure. Wenn der Zuckerbaustein eine Rhamnose (Einfachzucker) ist, spricht man von Rhamnolipiden.

Weitere Informationen zu den Projekten: www.fnr.de