Bioökonomie International 2016: PANDA - Gewinnung organischer Säuren aus natürlichen Rohstoffen durch Surface-Display-basiertes konsolidiertes Bioprocessing. Teilprojekt: Projektkoordination und Hemicellulasen zur effizienten Saccharifizierung von Maisstroh

Mit etwa 700 Megatonnen pro Jahr entfällt etwa ein Viertel der weltweiten Produktion von Stroh auf China. 37% davon sind Maisstroh, 28% Reisstroh und 20% Weizenstroh. Jedes Jahr werden 200 Megatonnen offen verbrannt, der Rest wird als Futter, Dünger und Festbrennstoff verwendet. Das Verbrennen ist nicht nur eine Verschwendung wertvoller Ressourcen, sondern ist einer der primären Treiber von Dunst und Smog. Das PANDA-Konsortium entwickelt einen konsolidierten Prozess von Biomasse (Maisstroh) zu finalem Produkt (Bernsteinsäure), der eine Wiederverwendung der Produktionsorganismen in multiplen Konversionszyklen ermöglicht und somit die Kosten der Konversion deutlich senkt. Die Universität Hamburg (UHH) legt den Fokus auf die Biomasse-Vorbehandlung, Autodisplay Biotech (ADB) und Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU) auf die Verzuckerung, die Nanjing Tech University (NJTU) auf die Fermentation von Glukose zu Bernsteinsäure. Im Rahmen des Projektes werden die Oberflächendisplay-Technologie von ADB und die Fermentationstechnologie der NJTU miteinander fusioniert. Verzuckerung und Fermentation können dann in einem gemeinsamen Schritt stattfinden. Am Ende der 36-monatigen Förderperiode steht ein Prozess, der im Anschluss an PANDA in China in die Pilotphase überführt wird. Maisstroh besteht aus bis zu einem Drittel aus Hemicellulose. Die Nutzung dieser Hemicellulose-Anteile des Maisstrohs ist essentiell notwendig, um den PANDA Prozess wirtschaftlich gestalten zu können. Die Hauptaufgabe der WWU ist die Entwicklung von Autodisplay-Zellen mit der Fähigkeit zur hocheffizienten Verzuckerung der Hemicellulose-Fraktion des Maisstrohs. Dazu werden zuerst geeignete Enzyme ausgewählt, diese in die Autodisplay-Technologie integriert und den notwendigen Prozessbedingungen angepasst. Die Enzyme werden dann in kombinierter Form für die Anwendung auf Maisstroh optimiert und in den Gesamtprozess eingefügt.