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Bioenergie Biokraftstoff Xylem Phloem Zellulase Enzym Cellulose-EthanolWas mich an der Bioenergie, bzw. der energetischen Nutzung nachwachsender Rohstoffe, besonders fasziniert, ist ihre Vielfältigkeit. Es gibt zahlreiche Branchen die durch sie berührt werden und es entstehen ständig neue Ideen und mit hoher gesellschaftlicher Relevanz. Die Basis bilden die Land- und Forstwirtschaft mit den dazugehörigen Landnutzungssystemen und Lebensweisen, auf welche dann die verarbeitenden Gewerbe der Energie- und Materialwirtschaft aufbauen können. Außerdem trägt ein breites Spektrum an Wissenschaften zur Weiterentwicklung der regenerativen Bioenergie bei. Einen aktuellen wissenschaftlichen Ansatz aus dem Felde der Biochemie | Biotechnologie und seine Bedeutung für die Biokraftstoffe soll im folgenden Artikel näher vorgestellt werden.

Enzyme als Schlüssel zur Bioenergie

Ein Forschungsprojekt der Universität Berkeley (USA, Kalifornien) beschäftigt sich mit der Erforschung der Zellulase (Enzym). Die Ergebnisse wurden vor kurzem in einem Artikel des Journals „Biotechnology and Bioengineering“ veröffentlicht.

Dem Enzym kommt bei der Aufspaltung von Biomasse eine zentrale Funktion zu und ein besseres Verständnis über die Zellulase ist für die Weiterentwicklung von Biokraftstoffen der nächsten Generation (siehe Artikel) hochinteressant.  Die Forscher untersuchen wie Zellulase bei der Hydrolyse von Zellulose in seine Einfachzucker wirkt. Bisher sind die Prozesse die an der Pflanzenzellwand stattfinden für die Wissenschaftler noch weitgehend eine „Black Box“ und werden nur in den Grundzügen verstanden.

Die Forschergruppe an der Berkeley Universität hat deshalb ein Modell entwickelt, welches die Hydrolyse und die stattfindenden Prozesse genauer beschreibt. Durch das Einteilen der Hydrolyse in 3 Phasen (Adsorption, Komplexbildung, Reaktion) wird das systematische Betrachten und Quantifizieren der Einzelprozesse erleichtert und der Nebel lichtet sich zunehmend.

Mit Hilfe des Modells kann präziser über die Hydrolyse gesprochen werden, mit dem Ziel die Aufspaltung von Biomasse und die Herstellung von Biokraftstoffen zu optimieren. Aus dem Zucker der Zellulose wird anschließend eine Art von Bioethanol hergestellt (Link zu einem Artikel über Zellulose-Ethanol), welches nicht nur regenerativ gewonnen wurde, sondern auch aus den moralischen Kritikpunkten der Vergangenheit gelernt hat.

Wie Zellulose-Ethanol hergestellt werden kann, sehen Sie in diesem Film.

Biokraftstoff der 2.Generation

Das Besondere an der Zellulase ist, dass sie im menschlichen Organismus nicht vorkommt, die Zellulose demzufolge nicht vom menschlichen Verdauungstrakt aufgeschlossen werden kann und als Nahrungsquelle für den Menschen nicht in Frage kommt. Diese Eigenschaft bei der Auswahl der verwendeten Biomasse ist einer der Verbesserungsansätze der Biokraftstoffe der 2.Generation, welcher durch die Tank-oder-Teller-Diskussion angeregt wurde. Eine Liste der Biokraftstoffe der 2.Generation gibt es hier.

Hinweisen möchte ich auch auf einen früheren Artikel in dem ich über eine weitere Möglichkeit berichtet habe, wie Wissenschaftler versuchen mit Hilfe der Enzymtechnologie die hartnäckigen Zellwandbestandteile von Pflanzen  (Lignin und Zellulose) zu beeinflussen.

Vielleicht kann ein Biochemiker oder Doktorand mehr zum Potential dieses Forschungsansatzes sagen.

Diskutieren Sie mit! Danke.