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ASA Spezialenzyme GmbH - Mehr Biogas dank optimierter Enzyme

Ob Enzyme zur schnelleren Biogasproduktion, Entrostung oder für den Einsatz neuer Biokunststoffe im Automobilbau - die ASA Spezialenzyme GmbH hat für alles eine Lösung. Mit neuen Ideen für den biotechnologischen Markt ist das Unternehmen seit 1991 erfolgreich.

Enzyme für die industrielle Anwendung nutzbar zu machen ist eine der Aufgaben, die sich Dr. Arno Cordes bei der Gründung der ASA Spezialenzyme GmbH vorgenommen hat. Der promovierte Biotechnologe wagte 1991 den großen Schritt in die Selbstständigkeit. Neben Spezialenzymen umfassen die Geschäftsfelder des Unternehmens weiterhin mikrobielle Mischkulturen und andere biotechnologische Produkte. Aber auch die Auftragsforschung stellt einen großen Geschäftszweig dar, in dem das Unternehmen Enzyme und Mikroorganismen auf den speziellen Bedarf des Kunden anpasst.

Bakterien reduzieren Algenwuchs

Ein Teich vor und nach der Behandlung mit Mischkulturen. © ASA Spezialenzyme GmbH

„Die Mischkulturen sind unser umsatzstärkster Zweig“, berichtet Arno Cordes. Um das Ökosystem von Aquakulturen, Teichen und Seen zu erhalten, bietet die ASA Spezialenzyme GmbH Bakterien-Mischkulturen an. Die in den Kulturen enthaltenen nitrifizierenden und denitrifizierenden Bakterien reduzieren Ammonium, Ammoniak, Nitrit und Nitrat im Gewässer und sorgen für eine gute Wasserqualität. Die entstandene Schlammschicht sowie ein erhöhter Algenwuchs werden ebenfalls reduziert. In anderen Mischkulturen werden die von den Mikroorganismen produzierten Lipasen zur Entfernung von Fettrückständen in Großküchen verwendet.

Ein weiterer Produktionsschwerpunkt liegt in der Herstellung von Enzymen. Cellulasen können cellulose- und hemicellulosehaltige Rohstoffe, wie Stroh, Raps und Gras, zu Glucose abbauen, die von Mikroorganismen zu Bioethanol oder Biogas vergoren werden kann. „Die Cellulasen verkaufen wir hauptsächlich im Bereich Bioenergie“, berichtet Cordes. In einem neuen Projekt möchte das Unternehmen die Ausbeute von Biogasanlagen erhöhen. Durch den Zusatz von einem auf die Biogasanlage zugeschnittenen Enzymsystem könnte es innerhalb der Anlage zu einem besseren Substrataufschluss kommen. So könnte die Methanbildung beschleunigt werden. Die durch den Enzymeinsatz während der Hydrolyse gebildeten kleinen Bruchstücke der Polymere können von den Bakterien leichter aufgenommen und so schneller fermentiert werden. „Es ist immer unser Ziel die Enzyme zu verbessern“, erklärt Cordes, denn die auf dem Markt befindlichen Enzyme sind noch lange nicht perfekt.

Biotechnikum © ASA Spezialenzyme GmbH

Neben den Projekten mit Cellulasen arbeitet die ASA Spezialenzyme GmbH auch an der Herstellung verbesserter Phytasen. Die Enzyme, die als Zusatzstoff in der Futtermittelindustrie angewendet werden, setzen durch hydrolytischen Abbau das Phosphat der Phytinsäure frei. Da dem Menschen und den meisten Tieren diese Enzyme fehlen, können diese nicht auf  das in der Phytinsäure gebundene Phosphat zurückgreifen und scheiden es aus. „Das in die Kläranlage dann durch Bakterien freigesetzte Phosphat sorgt so für eine Eutrophierung der Gewässer“, erklärt Cordes. Die zum Tierfutter zugesetzten Phytasen sorgen somit für einen guten Phosphathaushalt der Nutztiere und für eine gute Wasserqualität. In einem Forschungsprojekt ist es ASA Spezialenzyme gelungen, verbesserte Phytasen herzustellen. Der neue Stamm wird nun optimiert und vielleicht bald den Weg auf den Markt finden.

Biotechnische Entrostung

Zusammen mit Prof. Dr. Peter M. Kunz von der Hochschule Mannheim konnte die ASA Spezialenzyme GmbH in einem dreijährigen Forschungsprojekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) einen Bakterienstamm entwickeln, der Siderophore in hoher Ausbeute produziert. Prof. Kunz, der das Unternehmen immer noch berät, hatte entdeckt, dass die eisenbindenden Peptide der Bakterien auch zur Entrostung geeignet sind. In den Folgejahren konnte ASA Spezialenzyme ein Gel entwickeln, das heute über die Firma Adolf Würth GmbH & Co. KG weltweit vertrieben wird. ASA Spezialenzyme bietet zudem ein Tauchbad mit Siderophoren an.

Die ASA Spezialenzyme GmbH ist auch in einem weiteren BMBF-Forschungsprojekt aktiv: im Cluster-Projekt ARBOCAR haben sich sieben Partner zusammengefunden, um einen neuen Biowerkstoff auf Ligninbasis zu entwickeln. Durch den Einsatz neuer Enzyme soll die Verwendung des Werkstoffs im Automobilinnenraum ermöglicht werden. „Wir versuchen den im Automobilinnenraum nicht erwünschten Eigengeruch des Lignins durch Laccasen zu verringern“, berichtet Cordes. Die sonst zur Entfärbung von Jeans verwendeten Laccasen katalysieren die Oxidation phenolischer Substanzen und sollen für eine Geruchsverbesserung des Ligninwerkstoffs sorgen, damit der Biokunststoff ARBOFORM demnächst in Lenkrädern und Schalthebeln zu finden ist.

Glossar

  • Bakterien sind mikroskopisch kleine, einzellige Lebewesen, die zu den Prokaryoten gehören.
  • Biotechnologie ist die Lehre aller Verfahren, die lebende Zellen oder Enzyme zur Stoffumwandlung und Stoffproduktion nutzen.
  • Enzyme sind Katalysatoren in der lebenden Zelle. Sie ermöglichen den Ablauf der chemischen Reaktionen des Stoffwechsels bei Körpertemperatur.
  • Ein Peptid ist eine organisch-chemische Verbindung, die aus mehreren Aminosäuren (AS) besteht, die miteinander zu einer Kette verbunden wurden. Die Aminosäuren sind über Peptidbindungen miteinander verknüpft. Als Peptide bezeichnet man relativ kurze Aminosäurenketten (20 - 100 Aminosäuren), dagegen bezeichnet man längere Aminosäurenketten (>100) als Proteine.
  • Lignin ist ein hochmolekularer, aromatischer Stoff aus verschiedenen monomeren Bausteinen, der sich in die Zellwand von Pflanzen einlagern kann und dadurch zur Verholzung führt.
  • Glucose ist ein Monosaccharid (Einfachzucker). Sie kommt als D-Glucose in fast allen süßen Früchten vor und trägt den Trivialnamen Traubenzucker. Glucose bildet den Mittelpunkt des Kohlenhydrat-Stoffwechsels.
  • Cellulasen sind Enzyme, die am Abbau von Cellulose beteiligt sind.
  • Ein Polymer ist eine aus gleichartigen Einheiten aufgebaute kettenartige oder verzweigte chemische Verbindung. Die meisten Kunststoffe sind Polymere auf Kohlenstoffbasis.
  • Bioethanol (Ethylalkohol) gehört zu den Biokraftstoffen. Es handelt sich dabei um Ethanol, das ausschließlich aus nachwachsenden Kohlenstoffträgern, nämlich auf Basis zucker- oder stärkehaltiger Feldfrüchte oder aus zellulosehaltigen Pflanzenbestandteilen (Zuckerrübe, Rohrzucker, Getreide) hergestellt wurde. Die Stärke wird enzymatisch in Glukose aufgespalten und diese anschließend mit Hefepilzen zu Ethanol vergoren.
  • Biogas ist ein brennbares Gasgemisch, das bei der Zersetzung von Biomasse (Fäkalien, Bioabfall, Stroh u. a.) entsteht. Dabei wird das komplexe organische Material mit Hilfe verschiedener Mikroorganismen unter Luftabschluss hauptsächlich in Kohlendioxid und Methangas umgewandelt.
  • Als Ökosystem wird das Zusammenleben zwischen den Lebewesen in ihrer Umwelt bezeichnet.
  • In einem Cluster arbeiten Unternehmen – die auch miteinander in Wettbewerb stehen können – mit weiteren Partnern aus Forschung, Wissenschaft und Verbänden in einem Wirtschaftsraum zielbezogen zusammen, um gemeinsam einen höheren Gesamtnutzen zu erzielen. Die Kombination von inhaltlicher und räumlicher Nähe der verschiedenen Akteure entlang der Wertschöpfungskette eröffnet die Möglichkeit, Innovationsprozesse zu implementieren.
  • Ein Stoff aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe und somit eine chemische Verbindung. Es ist geruchslos, farblos und brennbar. In der Industrie wird es oft als Heizgas verwendet.
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung

Glossar

  • Bakterien sind mikroskopisch kleine, einzellige Lebewesen, die zu den Prokaryoten gehören.
  • Biotechnologie ist die Lehre aller Verfahren, die lebende Zellen oder Enzyme zur Stoffumwandlung und Stoffproduktion nutzen.
  • Enzyme sind Katalysatoren in der lebenden Zelle. Sie ermöglichen den Ablauf der chemischen Reaktionen des Stoffwechsels bei Körpertemperatur.
  • Lytisch zu sein ist die Eigenschaft eines Bakteriophagen, seine Wirtszelle bei der Infektion zu zerstören.
  • Fermentiation ist die Bezeichnung für die Umsetzung von biologischen Materialien mit Hilfe von Mikroorganismen oder durch Zusatz von Enzymen (Fermenten). Im eigentlichen Sinn handelt es bei der Fermentation um die anaerobe Oxidation von Zuckern zum Zwecke der Energiegewinnung des metabolisierenden Organismus.
  • Ein Peptid ist eine organisch-chemische Verbindung, die aus mehreren Aminosäuren (AS) besteht, die miteinander zu einer Kette verbunden wurden. Die Aminosäuren sind über Peptidbindungen miteinander verknüpft. Als Peptide bezeichnet man relativ kurze Aminosäurenketten (20 - 100 Aminosäuren), dagegen bezeichnet man längere Aminosäurenketten (>100) als Proteine.
  • Lignin ist ein hochmolekularer, aromatischer Stoff aus verschiedenen monomeren Bausteinen, der sich in die Zellwand von Pflanzen einlagern kann und dadurch zur Verholzung führt.
  • Glucose ist ein Monosaccharid (Einfachzucker). Sie kommt als D-Glucose in fast allen süßen Früchten vor und trägt den Trivialnamen Traubenzucker. Glucose bildet den Mittelpunkt des Kohlenhydrat-Stoffwechsels.
  • Cellulasen sind Enzyme, die am Abbau von Cellulose beteiligt sind.
  • Ein Polymer ist eine aus gleichartigen Einheiten aufgebaute kettenartige oder verzweigte chemische Verbindung. Die meisten Kunststoffe sind Polymere auf Kohlenstoffbasis.
  • Bioethanol (Ethylalkohol) gehört zu den Biokraftstoffen. Es handelt sich dabei um Ethanol, das ausschließlich aus nachwachsenden Kohlenstoffträgern, nämlich auf Basis zucker- oder stärkehaltiger Feldfrüchte oder aus zellulosehaltigen Pflanzenbestandteilen (Zuckerrübe, Rohrzucker, Getreide) hergestellt wurde. Die Stärke wird enzymatisch in Glukose aufgespalten und diese anschließend mit Hefepilzen zu Ethanol vergoren.
  • Biogas ist ein brennbares Gasgemisch, das bei der Zersetzung von Biomasse (Fäkalien, Bioabfall, Stroh u. a.) entsteht. Dabei wird das komplexe organische Material mit Hilfe verschiedener Mikroorganismen unter Luftabschluss hauptsächlich in Kohlendioxid und Methangas umgewandelt.
  • Als Ökosystem wird das Zusammenleben zwischen den Lebewesen in ihrer Umwelt bezeichnet.
  • In einem Cluster arbeiten Unternehmen – die auch miteinander in Wettbewerb stehen können – mit weiteren Partnern aus Forschung, Wissenschaft und Verbänden in einem Wirtschaftsraum zielbezogen zusammen, um gemeinsam einen höheren Gesamtnutzen zu erzielen. Die Kombination von inhaltlicher und räumlicher Nähe der verschiedenen Akteure entlang der Wertschöpfungskette eröffnet die Möglichkeit, Innovationsprozesse zu implementieren.
  • Ein Stoff aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe und somit eine chemische Verbindung. Es ist geruchslos, farblos und brennbar. In der Industrie wird es oft als Heizgas verwendet.
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung
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