Fleißige Enzyme 23.02.2016, 12:47 Uhr

Uralte Pilze aus dem Ziegenmagen liefern Biosprit

Tierisch gut ist eine Entdeckung von US-Forschern. Sie verheißt dem umstrittenen Biosprit doch noch eine gute Zukunft. Denn in den Mägen von Ziegen wurde ein wahrer Enzym-Schatzkasten gefunden, mit dem Biotreibstoff viel unproblematischer hergestellt werden kann. Raps und Mais können auf den Teller, müssen nicht eigens für den Tank angebaut werden.

Die Darmpilze von Ziege und Co. besitzen ein erstaunlich großes Arsenal an Enzymen zum Abbau von Pflanzenmaterial. Sie können für die Produktion von Biosprit genutzt werden.

Die Darmpilze von Ziege und Co. besitzen ein erstaunlich großes Arsenal an Enzymen zum Abbau von Pflanzenmaterial. Sie können für die Produktion von Biosprit genutzt werden.

Foto: Peter Allen/UC Santa Barbara

Ökologisch sinnvoll ist die Erzeugung von Biotreibstoff nur dann, wenn dieser aus Pflanzenabfällen und holzigen Pflanzenteilen gewonnen wird. Deshalb haben Forscher nun gutmütigen Pflanzenfressern wie Ziegen, Schafen und Pferden einmal gründlich in den Magen geschaut, weil diese Tiere genau das leisten. Zum Ziel führte ein eher unappetitlicher Weg: Die Wissenschaftler untersuchten zunächst die Darmflora der Pflanzenfresser. Sie wühlten im Kot der Tiere herum, um Hinweise auf potenziell nützliche Mikroben für die optimale Verwertung von Pflanzenresten in den Tiermägen zu finden.

„Die Natur hat diese Pilze optimiert“

Sie fanden tatsächlich gleich drei vielversprechende Vertreter winziger, im Darm der Tiere lebender Pilze. „Diese Pilze machen nur rund acht Prozent der Darmflora aus, zersetzen aber bis zu 50 Prozent der aufgenommenen Pflanzennahrung“, erklärt Kevin Salomon von der University of California in Santa Barbara. Diese Pilze gehören zu den ältesten auf der Erde. Und das hat sie offenbar zu wahren Könnern erzogen. „Die Natur hat diese Pilze so optimiert, dass sie offenbar das weltweit größte Repertoire an Enzymen zum Abbau von Biomasse besitzen“, berichtet Studienleiterin Michelle O’Malley von der University of California. 

Geringer Aufwand 

Dieses Enzym-Arsenal aus dem Ziegenbauch könnte sich als wahre Schatzkammer für die Produktion von Biotreibstoffen und auch Chemie-Rohstoffen aus Pflanzenabfällen erweisen. Denn sämtliche bisher entwickelten industriellen Verfahren haben den gravierenden Nachteil, dass die holzigen Pflanzenteile oder Gras vor der Umwandlung in Biodiesel aufwändig unter hohen Temperaturen und unter Zusatz von Chemikalien vorbehandelt werden müssen.

Studienleiterin Michelle O'Malley hat sich intensiv damit beschäftigt, wie die Darmpilze von Ziegen arbeiten. 

Studienleiterin Michelle O’Malley hat sich intensiv damit beschäftigt, wie die Darmpilze von Ziegen arbeiten. 

Quelle: Sonia Fernandez/UC Santa Barbara

Ohne diesen Aufwand ist ein wirtschaftlicher Betrieb solcher Anlagen nicht möglich. Und selbst dann erweisen sich einige Komponenten der Pflanzen als nicht verwertbar für die bisher kommerziell eingesetzten und meist aufwändig gentechnisch modifizierten Enzyme.

Enorm anpassungsfähige Pilze

Die Darmpilze von Ziege, Schaf und Pferd hingegen produzieren ohne Zusatzaufwand und ohne Probleme hunderte von Enzymen, mit denen sie selbst Lignozellulose und andere sehr widerstandsfähige Pflanzenkomponenten abbauen können.  Diese Pilze können nicht nur Gras, holzige Teile und andere robuste Pflanzenabfälle abbauen, sie sind noch dazu enorm anpassungsfähig.

Pilze stellen ihre Enzymproduktion um 

Die Forscher waren kreativ und gaben den drei Pilzkulturen alles Mögliche als Nahrung: Es galt für die Pilze, Zellulose, Hemizellulose, Lignin, Glukose oder auch den Holzinhaltsstoff Xylan zu zersetzen. Die Pilze zögerten nicht lange und stellten einfach ihre Enzymproduktion um und das auch noch in kürzester Zeit. „Weil diese Darmpilze mehr Werkzeuge zum Umbau von Biomasse in Treibstoff besitzen, können sie schneller und bei einer größeren Vielfalt von Pflanzenmaterialien arbeiten“, sagt O’Malley. „Das eröffnet viele Chancen für die Biotreibstoff-Industrie.“

 

Von Detlef Stoller

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