Bakterien produzieren Bio-Kunststoffe

Biotechnologische Herstellung maßgeschneiderter Kunststoffe aus Polyhydroxybuttersäure (PHB).

Das Bayerische Ministerium für Umwelt und Verbraucherschutz hat den Projektverbund „Ressourcenschonende Biotechnologie in Bayern – BayBiotech“ auf den Weg gebracht. Einen Schwerpunkt des Projekts bildet die biotechnologische Herstellung maßgeschneiderter Kunststoffe aus Polyhydroxybuttersäure (PHB). Dieses Biopolymer wird von Bakterien als Speicherstoff produziert. PHB hat ähnliche Eigenschaften wie das aus Erdöl hergestellte Polypropylen, bildet jedoch kristalline Bereiche und ist deutlich spröder und sehr viel schwerer zu verarbeiten. Die mechanischen Eigenschaften des Biopolymers können jedoch durch Zugabe anderer Kunststoffe wie biogene Polylactide, verändert werden. Die monomeren Bausteine können z.B. aus Kleie, die als kostengünstiges Nebenprodukt bei der Mehlherstellung anfällt, hergestellt werden.Durch Einbau von beta-Butyrolacton in die Polymerkette können gezielt Unregelmäßigkeiten in das Polymer einbauen werden, dadurch die Bildung kristalliner Bereiche verhindern und so die Materialeigenschaften für die jeweilige Anwendung mßschneidern. Auch verbesserte metallische und biogene Katalysatoren für die Öffnung des Butyrolacton-Rings sind Teil der Forschungsarbeit. Die Forscher entwickelten künstliche Biofilme, bei denen die Mikroorganismen in eine maßgeschneiderte synthetische Polymermatrix eingebettet werden. Dadurch sind die Bakterien sehr viel robuster und können für unterschiedlichste Einsatzfälle genutzt werden. Mit neu entwickelten molekularbiologischen Methoden gelang es,  nicht benötigte Enzyme zu entfernen. Die Energie des Bakteriums konzentriert sich damit auf die für die erwünschte biotechnologische Umsetzung relevanten Enzyme. Die Aktivität steigt und Nebenreaktionen werden unterbunden.

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5.4.17
AK

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