Kleine Lebewesen, große Wirkung!

Viele von uns wissen gar nicht, was Bakterien und Pilze zu unserem Alltag alles beitragen – nicht sichtbar, aber trotzdem allgegenwärtig, wie zum Beispiel beim Wäschewaschen. Den Einsatz von Mikroorganismen oder ihrer Produkte für die Herstellung industrieller Güter, wie beispielsweise die Produktion von Enzymen für Waschmittel, nennt man Weiße oder auch Industrielle Biotechnologie. Enzyme sind zumeist Proteine (Eiweiße), die die Umsetzung eines Substrates beschleunigen (katalysieren) können. Das Enzym kann nur dann aktiv werden, wenn das Substrat zu ihm passt (Schlüssel-Schloss-Prinzip).

Optimale Bedingungen für ein optimales Ergebnis…

Um die Ausbeute zu maximieren, kam Mitte der 80er Jahre die Gentechnik zum Einsatz, um die effektivsten Enzyme mit den leistungsfähigsten Produktionsstämmen zu kombinieren. Zudem tragen optimierte Bedingungen für Wachstum und Vermehrung der Mikroorganismen entscheidend zu einer effizienten Enzymgewinnung bei. Hierzu werden sie in großen, mit Wasser gefüllten Rührbehältern (Fermentern) permanent mit optimalen Sauerstoff- und Nährstoffkonzentrationen sowie ihrer Wohlfühltemperatur versorgt. Die Enzyme, die für die Waschmittelherstellung auf diese Weise produziert werden, nennt man Proteasen. Wie der Name schon ahnen lässt, sind Proteasen Enzyme, die Proteine abbauen. Man könnte in diesem Falle also auch sagen, dass Proteine (Enzyme) andere Proteine (zum Beispiel Verschmutzungen wie Hautschuppen oder Milch) abbauen.

Insbesondere alkalische Proteasen werden in großen Mengen durch die Bakterien Bacillus licheniformis und Bacillus subtilis für Waschmittel produziert und durch ihre Zellmembran ins umgebende Medium abgegeben, aus dem diese extrazellulären Enzyme dann anschließend isoliert werden können. Anschließend folgt die Weiterverarbeitung mit Stoffen wie Stärke, Wachs und Cellulose zu haltbaren Enzymgranulaten.

Die alkalischen Proteasen haben die Eigenschaft im alkalischen (basischen) pH-Bereich von 8-11 aktiv zu sein und hohen Temperaturen, von bis zu 70°C, Stand zu halten. Dadurch sind sie die perfekten Kandidaten, um sehr effektiv eiweißhaltige Verschmutzungen während des Waschvorgangs aus der Kleidung zu lösen.

Umweltschonend und energiesparend!

Die Umwelt profitiert in jedem Fall von diesen hocheffektiven Enzymen, denn im Vergleich zu vor 25 Jahren wird heute nur noch circa ein Drittel der Waschmittelmenge benötigt, um die Wäsche sauber zu bekommen, mal ganz abgesehen davon, dass viel weniger Wasser notwendig ist als damals. Ein weiterer Vorteil ist die Energieeinsparung von bis zu 50 Prozent im Vergleich zur damaligen Zeit, da diese Hochleistungsprodukte statt bei 60°C bereits bei geringen Waschtemperaturen von 40°C eine optimale Sauberkeit garantieren. Hierdurch lässt sich mehr als eine Million Tonnen Kohlenstoffdioxid (CO₂) pro Jahr allein in Deutschland einsparen. Zum Vergleich, bei der Verbrennung von einem Liter Benzin entstehen 2,37 kg CO₂, das heißt, die Einsparung von einer Million Tonnen CO₂ durch die neuen Waschmittel entsprechen einer Menge von fast 422 Millionen Litern verbranntem Benzin.

Wer jetzt allerdings Bedenken haben sollte, dass die großen Mengen der hierzu extra herangezüchteten, gentechnisch veränderten Mikroorganismen in irgendeiner Weise die Umwelt negativ belasten könnten, dem sei gesagt, dass der Umgang mit diesen Organismen sowie deren Entsorgung gesetzlich streng geregelt sind und diese nach der Enzymproduktion garantiert abgetötet werden.

Neben Waschmitteln sind Enzyme übrigens auch in vielen anderen Bereichen unseres Lebens von Bedeutung. Neugierig geworden? Dann schauen Sie doch mal hier: https://www.phywe.de/de/enzyme.html.

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