Bitte beachten Sie, dass es sich bei diesem Beitrag um keine Pressemitteilung, sondern um einen Blogpost handelt.

In der Natur bewirkt Lignin wahre Wunder! Lignin ist verantwortlich für die Verholzung von Pflanzen: Pflanzlichen Zellwänden verleiht Lignin Stabilität und ermöglicht so den Pflanzen, zu enormen Größen heranzuwachsen! In der Papier- und Zellstoffindustrie wird aus den pflanzlichen Zellen lediglich die Cellulose verwendet. Das Lignin fällt hier als Reststoff an, von dem weltweit jährlich in etwa 50 Millionen Tonnen produziert werden. Bisher wird der Reststoff Lignin leider großteils verbrannt, wodurch ein wertvoller Rohstoff verschwendet wird. Im Hinblick darauf, dass die Bundesbürger dieses Jahr bereits am 4. Mai ihre ökologischen Ressourcen für das gesamte Jahr 2023 aufgebraucht haben, d. h. der Erdüberlastungstag. jährlich weltweit früher erreicht wird, ist es höchste Zeit der Ressourcenverschwendung ein Ende zu setzen!

Wie können wir den Reststoff Lignin sinnvoll nutzen?

Inspiriert ist die Projektidee von der Natur! In pflanzlichen Zellwänden werden Ligninbausteine über Enzyme verknüpft. Enzyme sind kleine, molekulare Maschinen, die chemische Reaktionen katalysieren. Laccasen sind eine Gruppe von Enzymen, die in Pflanzen für die oxidative Verknüpfung von Ligninmolekülen verantwortlich sind. Können wir nun nicht einfach diesen Mechanismus nutzen und Lignin in vitro durch Enzyme verknüpfen, um neue Produkte aus Lignin herzustellen? Ganz so einfach gestaltet sich die Umsetzung dieser Idee jedoch nicht. Um einen enzymatischen Prozess zu etablieren, müssen einige Hürden genommen werden. Ein Problem ist zum Beispiel, dass Laccasen – also die Enzyme, die zur Verknüpfung von Holz führen – gleichzeitig auch zum Abbau von Holz führen. So müssen die Bedingungen im System so eingestellt werden, dass mehr Lignin polymerisiert als depolymerisiert. Hierbei ist die Aktivität der Enzyme entscheidend und hängt stark von den Umgebungsbedingungen wie dem pH-Wert, der Temperatur und dem Lösungsmittel ab. Im Projekt BioHolz3D haben wir uns zur Aufgabe gemacht, einen Prozess zu etablieren, der Holzreststoffe wie Lignin zum Teil enzymatisch verknüpft und so ein biobasiertes und bioabbaubares Material entsteht, das in einem 3D-Druck-Prozess eingesetzt werden kann!