Aus Abfall wird Zucker

Der Marburger Physiker Professor Dr. Peter Lenz untersucht zusammen mit drei Partnern, wie sich die Zuckergewinnung aus Biomasse verbessern lässt. Das Team erhält 1,5 Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium und Europäischen Partnerorganisationen für sein Vorhaben, das im Rahmen des 6. Forschungsrahmenprogramms der Europäischen Union gefördert wird.

Professor Dr. Peter Lenz übernimmt die theoretische Analyse beim neuen Forschungsprojekt der Europäischen Union zum Biomasse-Abbau. (Foto: Philipps-Universität/AG Lenz)

Unter Biomasse versteht man organische Stoffgemische. „Biomasse ist die älteste Energiequelle der Menschheit“, hebt Lenz hervor, der Theoretische Physik an der Philipps-Universität lehrt.  „Die direkte Verbrennung war früher die einzige Möglichkeit, Wärme zu gewinnen.“ In Zeiten zunehmender Ressourcenknappheit gewinnen aber auch andere Arten der energetischen Nutzung von Biomasse an Bedeutung. So ist Biomasse nicht allein Ausgangsmaterial zur direkten Gewinnung von Energie, sondern auch ein wichtiger Lieferant chemischer Produkte wie Glukose oder anderer Zuckerarten. Diese können als Ausgangsstoffe für Bioproduktionsanlagen dienen, in denen zum Beispiel Bioethanol hergestellt wird.

Das Herauslösen von Glucose aus der Biomasse geschieht durch hydrolytische Enzyme. Solche Enzyme kommen in den unterschiedlichsten Mikroorganismen vor, etwa in Hefe, aber auch in Bakterien wie Escherichia coli oder Cellulomonas fimi . „Es ist jedoch schwierig, diese Freisetzung von Zucker aus Biomasse biotechnologisch effektiv umzusetzen, so dass das Verfahren großindustriell eingesetzt werden kann“, erläutert Lenz.

Der Marburger Hochschullehrer verfolgt gemeinsam mit seinen Partnern Professor Dr. Alistair Elfick von der Universität im schottischen Edinburgh, Professor Dr. Ariel Lindner vom französischen Gesundheitsforschungsinstitut „INSERM“ in Paris und dem Biotechnologieunternehmen „Ingenza“ aus Edinburgh das Ziel, eine genetische Plattformtechnologie zu entwickeln, die das Zusammenspiel hydrolytischer Enzyme bei der Verarbeitung von Biomasse optimiert. „Hierzu setzen wir eine neuartige Methode der Synthetischen Mikrobiologie ein, die es ermöglicht, Enzyme aus unterschiedlichen Organismen schneller als bislang in einem Wirtbakterium zusammen zu bringen“, führt Lenz aus; dessen Teilvorhaben besteht darin, mit Methoden der Theoretischen Physik den optimalen Enzymcocktail zu berechnen, der den effizientesten Abbau der Biomasse garantiert.

Ermöglicht wird dieser theoretische Zugang, indem die experimentellen Gruppen die beteiligten Enzyme quantitativ charakterisieren. Die EU unterstützt das Gesamtprojekt finanziell im Rahmen ihrer Förderlinie „European Research Area Network“ ERA-IB.

Weitere Informationen:

Ansprechpartner: Professor Dr. Peter Lenz,
Fachbereich Physik und „LOEWE“-Zentrum für Synthetische Mikrobiologie
Tel.: 06421 28-24326
E-Mail: peter.lenz@physik.uni-marburg.de