Die Pro­duk­ti­ons­for­men von Zitro­nen­säure sind viel­fäl­tig gewor­den. Auch Schim­mel­pilze wer­den dafür ver­wen­det. In einem neuen Chris­tian Dopp­ler Labor for­schen nun TU Wien und Fir­men­part­ner Jung­bunz­lauer an neuen Her­stel­lungs­ver­fah­ren für indus­tri­elle Anwendungen. 

Zitro­nen­säure wird nicht mehr nur aus Zitro­nen gemacht. Es gibt schon län­ger neue und effi­zi­en­tere Ver­fah­ren. Ein Bei­spiel sind spe­zi­elle Stämme eines Schim­mel­pil­zes, die unter pas­sen­den Labor­be­din­gun­gen wert­volle Bio­che­mi­ka­lien pro­du­zie­ren. Um nun sol­che Pro­zess­ab­läufe effi­zi­en­ter zu machen, wird in einem neuen Chris­tian Dopp­ler Labor an der TU Wien an Bio­che­mie und Gene­tik die­ser Pilz-Stämme geforscht. Ziel ist eine qua­li­ta­tiv und ope­ra­tiv ver­bes­serte Pro­duk­tion von Zitro­nen­säure, und das, ohne Gen­ma­ni­pu­la­tion, die kom­pli­zier­tere Zulas­sungs­ver­fah­ren und ent­spre­chende Kenn­zeich­nung nötig machen würde.

Das neue Labor wurde am Insti­tut für Ver­fah­rens­tech­nik, Umwelt­tech­nik und tech­ni­sche Bio­wis­sen­schaf­ten eröff­net. Finan­ziert wird es vom Bun­des­mi­nis­te­rium für Arbeit und Wirt­schaft (BMAW) und vom Unter­neh­mens­part­ner Jung­bunz­lauer. „Zitro­nen­säure fun­giert als essen­zi­el­ler Inhalts­stoff in der Pro­duk­tion von Lebens­mit­teln oder auch in der Kos­me­tik­in­dus­trie. Die Erfor­schung der bio­lo­gi­schen Pro­zesse hin­ter Pro­duk­ti­ons­ab­läu­fen wird diese effi­zi­en­ter wie nach­hal­ti­ger machen und damit auch die wei­tere Pro­duk­tion in Öster­reich for­cie­ren“, sagt Mar­tin Kocher, Bun­des­mi­nis­ter für Arbeit und Wirtschaft.

Der Schim­mel­pilz aus der Badewanne
Nach­hal­tig und umwelt­freund­lich soll unsere Wirt­schaft wer­den. Ein wich­ti­ger Schlüs­sel dafür ist die nach­hal­tige Her­stel­lung wich­ti­ger Grund­che­mi­ka­lien. Diese wird in vie­len Indus­trie­be­rei­chen benö­tigt, von der Lebens­mit­tel­pro­duk­tion bis hin zur phar­ma­zeu­ti­schen Indus­trie. Ein Bestand­teil davon ist die Zitro­nen­säure. Der welt­weite Bedarf an die­ser Che­mi­ka­lie liegt bei über zwei Mil­lio­nen Ton­nen pro Jahr, Ten­denz steigend.

Zitro­nen­säure wird seit rund hun­dert Jah­ren indus­tri­ell mit Hilfe des Schim­mel­pil­zes Asper­gil­lus niger her­ge­stellt. Die­ser Schim­mel­pilz ist sozu­sa­gen aus dem All­tag bekannt, er gedeiht oft­mals in Bade­zim­mern, auf ver­dor­be­nen Lebens­mit­teln, oder auch in Gieß­kan­nen, wes­halb er auf Deutsch auch als „schwar­zer Gieß­kan­nen­schim­mel“ bezeich­net wird.

Nach­hal­tig­keit und Inno­va­tion bei Jungbunzlauer
Mit Schim­mel aus der Bade­wanne kann aller­dings nicht Zitro­nen­säure her­ge­stellt wer­den. „Nur ganz bestimmte Stämme die­ses Pil­zes kön­nen für indus­tri­elle Pro­duk­tion von Che­mi­ka­lien genutzt wer­den“, erklärt Mat­thias Stei­ger, Lei­ter des neuen Chris­tian Dopp­ler Labors. „Wir wol­len nun bio­che­misch genau ver­ste­hen, wie der Pilz Zucker in Zitro­nen­säure umwan­delt, und wie das von den Genen des Pil­zes gesteu­ert wird.“ In den letz­ten Jah­ren gab es hier bereits große Fort­schritte in Form der Iden­ti­fi­ka­tion von Genen, die für den Stoff­wech­sel des Pil­zes eine ent­schei­dende Rolle spie­len. Mit die­sem Wis­sen kön­nen nun gezielt die erfolg­ver­spre­chends­ten Pilz-Stämme aus­ge­wählt werden.

“Bei Jung­bunz­lauer ist die Nach­hal­tig­keit eines unse­rer Kern­an­lie­gen. Durch die Kol­la­bo­ra­tion mit der TU Wien und durch Unter­stüt­zung die­ser inno­va­ti­ven For­schung zie­len wir dar­auf ab, unsere Pro­duk­ti­ons­pro­zesse zu ver­bes­sern, in einer Weise, die unse­rem Enga­ge­ment für die Umwelt­ver­ant­wor­tung gerecht wird”, erläu­tert Anne Wag­ner, VP Rese­arch, Deve­lo­p­ment & Inno­va­tion bei Jungbunzlauer.

Opti­mie­rung ohne gen­tech­ni­sche Veränderung
Durch tech­ni­sche Gen­ma­ni­pu­la­tion in das Genom des Pil­zes ein­zu­grei­fen ist nicht das Ziel des Pro­jekts. Gerade im Lebens­mit­tel­be­reich soll das ver­mie­den und natur­nahe Mög­lich­kei­ten gefun­den wer­den, um effi­zi­ente Pilze zu erhal­ten. „Wir sehen uns daher an, wie man den Pilz durch die pas­sende Umge­bung dazu brin­gen kann, sich von selbst so zu ent­wi­ckeln, wie wir das wol­len“, sagt Mat­thias Stei­ger. „Wenn wir den Zusam­men­hang zwi­schen dem Stoff­wech­sel des Pil­zes und sei­ner Evo­lu­tion genau ver­ste­hen, dann kön­nen wir im Labor für einen Evo­lu­ti­ons­druck sor­gen, der immer bes­sere Pilz-Stämme hervorbringt.“

Beglei­tet wird das nicht nur von Gen­ana­ly­sen des Pil­zes, son­dern auch von neuen, prä­zi­sen Mess­me­tho­den, mit denen die bio­che­mi­schen Abläufe direkt wäh­rend des Pro­duk­ti­ons­ver­fah­rens genau über­wacht wer­den kön­nen. „Die Pilz-Stämme, die wir auf diese Weise im CD-Labor ent­wi­ckeln, wer­den die Zitro­nen­säu­re­pro­duk­tion deut­lich ver­bes­sern“, unter­streicht Mat­thias Stei­ger, Lei­ter des neuen Chris­tian Dopp­ler Labors.