Kunststoffe : Grazer Forscher finden ein Enzym, das Bioplastik zerlegen kann
Bioplastik gilt als biologisch abbaubar. Das stimmt unter einer Voraussetzung: Es gibt Sauerstoff. In Biogasanlagen allerdings, wo Sauerstoff fehlt, wird dieses Material kaum abgebaut. Weil es zunehmend in solchen Anlagen landet, haben Forscher des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) nach Enzymen gesucht, die Biokunststoff auch ohne Sauerstoff auflösen - mit Erfolg.
Zunehmend landen auch vermeintlich abbaubare Bioplastiksackerln, Essensverpackungen oder Mulchfolien in der Biotonne. Kommt genügend Sauerstoff dazu, zerlegt sich dieses Material auch wie erwartet. Doch in den über 200 österreichischen Biogasanlagen, wo aus landwirtschaftlichen Reststoffen und organischen Abfällen Biogas erzeugt wird, gibt es keinen Sauerstoff.
"Unter diesen anaeroben Bedingungen können aus bestimmten Polymerarten gefertigte Sackerl nur langsam abgebaut werden. Sie setzen den Biomüll nicht frei und stören den Prozess erheblich", erklärte Doris Ribitsch vom Grazer Kompetenzzentrums acib gegenüber der APA.
Gemeinsam mit Kollegen einer acib-Arbeitsgruppe am Standort Tulln hat die Wissenschafterin zunächst in Datenbanken nach Enzymen gesucht, die Polymere zerlegen können und unter anaeroben Bedingungen arbeiten. Sie schränkte dabei die Suche einerseits auf extrazelluläre Enzyme ein ("das Plastik kommt ja nicht in die Zelle hinein"), andererseits auf Mikroorganismen, die in Biogasanlagen schon vorkommen. Das Bakterium "Clostridium botulinum" entpuppte sich nach mehrjähriger Suche als Joker.
Abbau von Polyester - auch PET
"Wir haben uns die von diesem Bakterium produzierten Enzyme genauer angeschaut, sie in größerem Maßstab hergestellt und Versuche damit gemacht", sagte Ribitsch. Vor allem ein von den Forschern isoliertes Enzym erwies sich dabei als besonders geeignet für den Abbau von Polyester, speziell das biologisch abbaubare PBAT. In Kooperation mit der ETH Zürich stellten die Wissenschafter eine optimierte Enzymvariante her, die dann in Biogasanlangen getestet wurde. Die Versuche waren vielversprechend, die Enzyme kurbelten auch unter anaeroben Bedingungen den Zersetzungsvorgang an. "Nach einem solchen Enzym hatte man schon jahrelang gesucht."
"Das Enzym schneidet wie eine Schere die langen Polymerketten in immer kürzere Bausteine, bis nur noch die kleinsten molekularen Bestandteile übrig sind, die dann von Mikroorganismen zerlegt werden können", so die Forscherin Ribitsch. Am Ende des Prozesses ist das Bioplastiksackerl vollständig aufgelöst und wird zusammen mit dem Biomüll in Biogas umgewandelt. Auch das bekannteste Polyester, das etwa für Plastikflaschen verwendete PET, wird von dem Enzym zerlegt, "allerdings ist da die Aktivität geringer als bei PBAT", sagte die Forscherin des acib, das zwei Patente angemeldet hat. (apa/red)