Gentechnik 07.08.2018, 07:00 Uhr

Biodiesel aus Ernteabfällen

Mit Gentechnik zu effizientem Biosprit – eine Forschungsgruppe an der Universität Graz arbeitet daran, den Kraftstoff aus Ernteabfällen zu gewinnen. Ihre Geheimwaffe ist dabei eine auf Fett getrimmte Hefe.

Maiskolben im Feld

 

Foto: panthermedia.net/pat138241

Biodiesel, etwa aus Mais, hat das Problem, dass er kaum wirtschaftlich ist. Außerdem steht er in der Kritik, Ackerflächen zu nutzen, die auch Lebensmittel hervorbringen könnten. Klaus Natter von der Uni Graz fragt sich: Wieso eigentlich nicht beides auf einmal lösen? Würde statt dem Maiskolben der Rest der Pflanze zu Biodiesel werden, schlüge man zwei Fliegen mit einer Klappe.

Biodiesel braucht die optimale Hefe

Natter ist Assoziierter Professor am Institut für Molekulare Biowissenschaften und hilft Hefen, fett zu werden. Denn sie sollen zukünftig Abfälle aus der Landwirtschaft, die zum Großteil aus Cellulose bestehen, zerlegen und in Lipide umwandeln. Diese sollen weiter zu Biodiesel verarbeitet werden. Die Fähigkeit, große Fetttröpfchen zu bilden, ist daher entscheidend. „In der Grundlagenforschung zur Fettproduktion von Hefe sind wir inzwischen sehr weit. Jetzt geht es darum, das in die Anwendung zu bringen“, erklärt Natter in einem Interview mit Scilog, dem Magazin des Wissenschaftsfonds FWF.

Konkret realisieren möchte seine Forschungsgruppe das über eine Änderung im Erbgut der Bier- und Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae. Dabei handelt es sich um einen gut dokumentierten Modellorganismus in der Biologie, der mit einem natürlichen Fettgehalt von 5-10% eher mager ist. Die Forscher haben auch mit der Fetthefe Yarrowia lipolytica experimentiert – sie lagert bis zu 20% ihres Gewichts in Lipiden ein. Beide Arten haben die Grazer hinsichtlich des Fettgehalts optimiert und ihn im Vergleich zu den Wildtypen um ein Vielfaches erhöht. Natter spricht von 50-60% in der Fetthefe. Doch die Bäckerhefe ist sehr viel besser erforscht. Welche Hefe uns letztlich mit Biodiesel in unseren Tanks beliefern wird, steht daher noch aus.

Aus der Hefezelle in den Tank

Wichtige Puzzlestücke fehlen dem biologischen Rohstoffprozess noch: Einerseits können die Hefen noch keine Cellulose spalten, denn dafür bräuchten sie spezielle Enzyme. Andererseits gestaltet es sich schwierig, das Fett aus der Zelle zu bekommen; der sogenannte Zellaufschluss.

„Das Extrahieren der Fetttröpfchen aus der Zelle ist ein aufwändiger Prozess“, so Natter. Eine Alternative wäre es, die Zelle dazu zu bringen, das Fett selbstständig zu exkretieren – allerdings existiert diese Lösung bislang nicht. Grundsätzlich sei es auch möglich, die Hefezelle direkt Diesel herstellen zu lassen. Doch die Ausbeute sei dabei sehr viel schlechter als über die angereicherte Fettspeicherung.

Biosprit ist ein Forschungsfeld, das Selbstzünder nachhaltiger machen soll. Dabei bedienen sich die Wissenschaftler auch skurril anmutender Funde wie der Pilze aus Ziegenmägen. Auch Algen können als Lieferant von Biokraftstoffen dienen. Selbst Kaffeesatz kann als Kraftstoff herhalten.

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