Hefe kann Biodiesel erzeugen
Grazer Forscher suchen nach Alternativen zur Treibstoffherstellung.
Weltweit wird die Nachfrage nach Biotreibstoffen immer größer und Anbauflächen für Nutzpflanzen der Biodiesel-Produktion geopfert. Eine Forschungsgruppe aus Graz will das Dilemma mit einer unkonventionellen Hefesorte lösen. Sie kann Fett erzeugen, das dann in Biodiesel umgewandelt werden könnte.
Pflanzenöle sind die wichtigsten Grundstoffe für die Herstellung von Biodiesel. Forscher suchen weltweit nach Alternativen, damit die Erzeugung von hochwertigen dieselartigen Treibstoffen künftig weniger stark mit der Lebensmittelproduktion konkurriert. Eine davon wäre, das Fett nicht am Acker, sondern von Hefezellen aus dem Labor produzieren zu lassen.
Die Fähigkeit der Bäckerhefe, Kohlenhydrate zu Kohlendioxid und Alkohol umzusetzen, wird bei der Lebensmittelherstellung genutzt. Mit „Fetthefen“wie Yarrowia lipolytica arbeite man allerdings erst seit kurzem, sagt der Grazer Molekularbiologe Klaus Natter von der Universität Graz. „Sie ist wegen des namensgebenden Fettgehalts interessant.“Der Hefepilz Yarrowia lipolytica zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, Fette in Form von Triacylglyceriden in großen Mengen in Lipidtröpfchen innerhalb der Zelle einzulagern. 20 Prozent der Biomasse und mehr seien durchaus üblich. Diese Eigenschaft macht sie attraktiv für die biotechnologische Produktion von lipidbasierenden Chemikalien wie Biodiesel.
Natters Forschungsgruppe hat in den vergangenen zwölf Monaten ein computersimuliertes Modell der Stoffwechselprozesse der Zelle erstellt und versucht die Gene zu identifizieren, die die Lipidsynthese noch steigern könnten. Danach folgende Experimente haben die Computersimulationen bestätigt. Letztlich gelang es durch genetische Manipulationen die Fetteinlagerungen auf bis zu 60 Prozent zu steigern. Die veränderten Hefen seien ganz normal lebensfähig, würden allerdings etwas langsamer als ihre Vorfahren wachsen.
Es zeigte sich, dass auch die Bäckerhefe Potenzial in sich trägt: Hier konnte der Fettgehalt von üblicherweise fünf bis zehn Prozent „um ein Mehrfaches“gesteigert werden. „Das zeigt, dass die Unterteilung in fette oder nicht fette Hefe nicht ganz korrekt ist“, stellte Natter klar, der auch die Bäckerhefe als aussichtsreichen Kandidaten zur Fettproduktion betrachtet.
Aus Sicht der Grazer Forscher gibt es allerdings noch zahlreiche Hürden am Weg zu einer industriellen Umsetzung: „Um den Prozess nachhaltig zu machen, müsste der Nährstoff für diese Hefen aus Abfällen bestehen“, betonte Natter. Zellulose, die von Enzymen zuvor zerlegt wurde, wäre eine Möglichkeit. „Dann würden beim Abernten eines Maisackers nicht mehr die Maiskolben, sondern der Rest zur Biodieselproduktion verwendet werden“, wie der Forscher erklärte. Im Moment sei das Verfahren allerdings noch nicht wirtschaftlich.