Waschmittel, Textilien und Kosmetika sind Alltagsprodukte, bei deren Herstellung Chemikalien in die Umwelt eingetragen werden und viel Energie und Wasser verbraucht wird. Ein vielversprechender Weg, diese Produkte ressourcen- und umweltschonender herzustellen, besteht im verstärkten Einsatz von Enzymen in den industriellen Prozessen.
Ein Forscherteam des HHU-Instituts für Molekulare Enzymtechnologie am Forschungszentrum Jülich um Prof. Dr. Karl-Erich Jaeger ist an dem kürzlich gestarteten Forschungsprojekt „FuturEnzyme“ beteiligt, in dessen Rahmen neue mikrobielle Enzyme entwickelt werden sollen. Mit ihnen sollen umweltfreundlichere Konsumgüter, insbesondere Textilien, Waschmittel und Kosmetika hergestellt werden können. FuturEnzyme wird von der Europäischen Kommission aus dem Rahmenprogramm Horizon 2020 mit knapp sechs Millionen Euro gefördert. Das multidisziplinäre Forschungskonsortium umfasst Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von 16 akademischen und industriellen Partnern in Spanien, Deutschland, Italien, Österreich, Portugal, Großbritannien und der Schweiz.
Obwohl entsprechende Enzyme bereits auf dem Markt existieren, werden sie bei weniger als zehn Prozent der gegenwärtigen Produkte eingesetzt; entweder aus Kostengründen oder weil natürlich vorkommende Enzyme weniger leisten als benötigt. „Aktuell verfügbare Enzyme können im Chemiereaktor oft nicht gut arbeiten, dies steht ihrer Verwendung zur Verbesserung der Umweltverträglichkeit von Alltagsprodukten und deren Herstellung im Wege. Es ist daher entscheidend, intelligente Technologien auf der Grundlage einer neuen Generation von Enzymen mit höherer Aktivität und Stabilität zu entwickeln, die gleichzeitig die Herstellungskosten senken“, erläutert Projektkoordinator Prof. Dr. Manuel Ferrer vom Institut für Katalyse des Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) in Madrid.
Um dies zu erreichen, setzt FuturEnzyme bei Alltagsprodukten an, die auf dem Markt erhältlich sind. „Es geht nicht darum, Waschmitteln, Kosmetika oder Sportbekleidung von Grund auf neu zu entwickeln, was Jahre bis zur Marktreife dauern würde. Wir wollen vielmehr bestehende Produkte verbessern, um sie umweltfreundlicher, funktionaler und nachhaltiger zu machen“, ergänzt Prof. Jaeger.
Das Konsortium will neue, vielversprechende Enzyme dafür in Umweltproben suchen. Die Herausforderung: Aus Tausenden oder sogar Millionen dort gefundener Enzyme müssen die am besten geeigneten Enzyme für jedes Produkt identifiziert werden. Im nächsten Schritt werden dann Methoden entwickelt, um die gefundenen Enzyme im größeren wirtschaftlichen Maßstab bereitzustellen, um sie anschließend in die Produktionsprozesse einzuführen bzw. die Endprodukte zu formulieren.
Dabei helfen Supercomputer bei der ultraschnellen Analyse biologischer Daten, molekularbiologische Methoden zur Enzymoptimierung und Tests zur industriellen Anwendung. Dieses Methodenportfolio von FuturEnzyme war bislang nicht verfügbar.
Dr. Stephan Thies, der das Projekt an der HHU koordiniert, erläutert: „Die Forscherinnen und Forscher der HHU bringen insbesondere ihre Expertise bei der Erschließung neuer Enzyme aus Mikroorganismen, deren gezielter Optimierung und der Entwicklung neuer Enzymtests in das Projekt ein.“
Weitere Informationen: Webseiten von FuturEnzyme