Forscher knacken Panzer von Krustentieren

14. Februar 2012, 18:43
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Chitin-Abfälle dienen als Grundlage für die Herstellung von Arzneimitteln, Kunststoffen und anderen chemischen Substanzen

Schalentiere sind begehrte Objekte: nicht nur in Form von Krebsen, Krabben und Garnelen auf dem Teller, sondern auch in der Forschung. Ihre Panzer bestehen hauptsächlich aus Chitin. Und Chitin ist nach Zellulose das zweithäufigste Bio-Polymer der Erde. Es kommt nicht nur in Krustentieren, sondern auch in Insekten, Schnecken und Pilzen vor.

Schätzungen zufolge werden allein im Meer jährlich zehn Milliarden Tonnen Chitin gebildet - es handelt sich also um einen reichlich vorhandenen und nachhaltig nachwachsenden Rohstoff. Wie man diese Ressource sinnvoll verarbeiten kann, beschäftigt derzeit gleich zwei heimische Unis.

An der TU Wien wurde kürzlich eine neue Methode zur Herstellung von Arzneimitteln aus Krabbenschalen patentiert. Am Energieinstitut der Johannes-Kepler-Universität (JKU) in Linz wiederum wird innerhalb eines internationalen Projekts versucht, aus Chitin-Abfällen eine Basis für Bio-Kunststoffe oder andere chemische Produkte zu erzeugen. Bisher ist die Verwertung auf den Kunststoff Chitosan beschränkt, der in Asien aus Garnelenschalen hergestellt wird. Da europäische Garnelen mehr Kalk enthalten, ist diese Option wenig wirtschaftlich.

Säure gegen Viren

TU-Forschern ist es nun gelungen, Schimmelpilze der Gattung Trichoderma genetisch so zu manipulieren, dass sie Chitin abbauen - und in eine wertvolle Säure umwandeln, die in der Medikamentenherstellung eingesetzt werden kann. "Wir wussten, dass Trichoderma Chitin zu monomeren Aminozuckern abbauen kann - genau das macht der Pilz im Boden", sagt die Biotechnologin Astrid Mach-Aigner, die an der vom Wissenschaftsfonds FWF finanzierten Studie beteiligt war.

Indem sie und ihre Kollegen in den Schimmelpilz Gene einbauten, die in Bakterien vorkommen, konnten sie im Bioreaktor als Endprodukt N-Acetylneuraminsäure gewinnen. Die Chemikalie, die gewöhnlich 2000 Euro pro Gramm kostet, wird in Virusstatika verwendet, um bei viralen Infekten die Verbreitung des Virus im Organismus zu verhindern. Mit der neuen Methode kann die Substanz nun billiger und umweltfreundlicher produziert werden.

Stufenweise Bioraffinerie

Am Linzer Energieinstitut widmen sich Wissenschafter seit November vergangenen Jahres im EU-Projekt "ChiBio" verschiedenen Varianten der Weiterverarbeitung von Chitin. Laut Johannes Lindorfer müssen die Abfälle der Fischindustrie derzeit relativ aufwändig deponiert werden. Unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik im bayrischen Straubing versuchen die Forscher noch bis 2014, Mikroorganismen und Enzyme zu finden, die das Chitin in seine Bestandteile zersetzen, um daraus Zwischenprodukte für die chemische Industrie zu produzieren.

Anhand von Laborversuchen soll stufenweise ein Konzept für Bioraffinerien entstehen, die sämtlichen Krabben-Abfall möglichst umweltfreundlich verarbeiten. Die Wissenschafter legen großes Augenmerk auf das Lebenszyklus-Prinzip, wie Lindorfer betont. So sollen alle biologischen Nebenprodukte wie Protein- und Lipidreste, die den Schalen anhaften, verwertet werden, etwa in Biogasanlagen. (APA, kri/DER STANDARD, Printausgabe, 15.02.2012)

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