Biotechnologie in der industriellen Anwendung

Biotechnologische Anwendungen in der industriellen Produktion wurden erstmals in der Ledergerbung genutzt: Röhm und Haas in Darmstadt produzierten bereits 1909 das erste industriell verwendete Enzymprodukt OROPON. Dieses Produkt bestand aus Enzymen, die Proteine abbauen, den so genannten Proteasen, und verbesserte entscheidend die Ledergerbung: Bisher waren zur Behandlung der Felle und Häute Beizen aus Hundekot und Taubenmist verwendet worden - sie konnten jetzt durch das wesentlich umweltfreundlichere und sauberere Produkt ersetzt werden.

Im Jahre 1928 entdeckte Sir Alexander Fleming (1881-1955) die keimtötende Wirkung, die von Schimmelpilzen der Spezies Penicillium notatum ausging. Die Erkenntnis führte zur Isolierung des ersten Antibiotikums, Penicillin. Penicillin wurde 1941 erstmals an einem Menschen getestet und bereits wenige Jahre später gelang es, einen Stamm der Spezies Penicillium chrysogenum aus einer verschimmelten Melone zu kultivieren, der "submers" wuchs. Das bedeutet, der Stamm wuchs nicht nur auf Oberflächen, wie dies für Schimmelpilze sonst typisch ist, sondern er war in einem flüssigen Medium kultivierbar. Mit diesem Stamm war es möglich, großvolumige Fermentationstechniken zu entwickeln, um das Penicillin in industriellem Maßstab herzustellen. 1944 wurde die erste Großanlage mit Submerskultur zur Penicillin-Produktion in Brooklyn, USA, eröffnet.

Die eigentliche wissenschaftliche Revolution begann mit den Entdeckungen der Molekularbiologie und Genetik in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, die die dynamische Entwicklung der modernen Weißen Biotechnologie vorantrieben. Heute wird unter Weißer oder Industrieller Biotechnologie weitgehend der Einsatz biotechnologischer Methoden innerhalb industrieller Prozesse verstanden. Die OECD identifiziert hierbei zwei Schwerpunkte: 1. Ersatz endlicher fossiler Brennstoffe durch nachwachsende Ausgangsstoffe, also Biomasse und 2. Ersatz konventioneller. nicht auf biologischen Prozessen beruhender Methoden der industriellen Produktion durch solche, denen biologische Systeme zugrunde liegen.

Die Weiße Biotechnologie bedient sich gewissermaßen der biologischen, evolutionär geschaffenen biosynthetischen Kreativität der belebten Natur. Neue Enzyme müssen nicht erst erfunden werden. Vielmehr produzieren Millionen unterschiedlicher Mikroorganismen eine fast unendliche Zahl von Enzymvarianten, die es zu entdecken und zu nutzen gilt. Die Erschließung dieser biosynthetischen Möglichkeiten ist mit den Methoden der modernen Molekularbiologie erst seit wenigen Jahrzehnten in systematischer Form möglich geworden - die revolutionäre Entwicklung dieser Technologie steht damit in unmittelbarem Zusammenhang.

Die moderne Weiße Biotechnologie hat ein enormes Potenzial für die Zukunft und bietet ökologische, ökonomische und funktionelle Vorteile: Biokatalysatoren sind biologisch abbaubar, bei Biokatalysen entstehen weniger Abfall und Nebenprodukte, die Produktion ist mit einer verbesserten Umweltbilanz unter milderen Bedingungen möglich. Der Energiebedarf und der Rohstoffeinsatz sinken. Die biotechnologische Synthese ist in weniger Schritten möglich, aufwändige Herstellungsverfahren werden überflüssig, die Reaktionen sind darüber hinaus hochspezifisch. Unternehmen haben auf diese Weise die Möglichkeit, Kosten zu reduzieren und neue Absatzmärkte zu erschließen, bei gleichzeitig verbessertem Schutz der Umwelt.

Zur Redakteursansicht
loading content