Forscher optimieren gemeinsam mit der Kaesler Nutrition GmbH Futtermittel.
Die meisten Futtermittel bestehen zu gut 90 Prozent aus pflanzlichen Komponenten. Fische und andere Nutztiere können die darin enthaltenen Phosphate jedoch nicht aufnehmen. Sie benötigen zusätzlich das Enzym Phytase, das Futtermitteln weitläufig zugesetzt wird. Das Enzym spaltet Phosphat von einem pflanzlichen Speicherstoff ab und macht es für die Nutztiere verfügbar. Je besser dies gelingt, desto mehr kann auf die Zugabe und damit den Abbau von mineralischem Phosphor verzichtet werden. Dabei handelt es sich allerdings um eine endliche Ressource, deren Lagerstätten sich über Jahrmillionen aufgebaut haben, ähnlich wie Erdöl.
Das Wissenschaftlerteam an der Jacobs University forscht daran, industriell relevante Eigenschaften des Enzyms zu verbessern, aber auch dessen Herstellungsprozess umweltgerechter zu gestalten. Phytase muss bei der Herstellung hohe Temperaturen aushalten, wird aber bei niedrigen an die Fische verfüttert. Es muss also hitzestabil und kälteeffizient sein. „Wenn es bei niedrigen Temperaturen effizienter arbeitet, muss nicht nur weniger an anorganischem Phosphat zugefüttert werden, die Tiere scheiden auch geringere Mengen an Phosphat aus“, erläutert Ulrich Kleinekathöfer, Professor für theoretische Physik an der Jacobs University. Das wirke sich auch positiv auf die Gewässerqualität aus. Die Gefahr der Überdüngung sinkt.
Während Kleinekathöfer mittels Computersimulationen an der Verbesserung der Enzymstruktur forscht, beschäftigt sich Elke Nevoigt, Professorin für Molekulare Biotechnologie, mit dem Herstellungsverfahren des Enzyms. Es entsteht in einer Hefe. Nevoigt will dazu das Substrat Glycerin einsetzen statt des bislang genutzten Methanols. „Das ist für die Umwelt weniger bedenklich“, sagt sie. Die Expertin auf dem Gebiet der Hefeforschung schätzt das Projekt nicht nur deshalb, weil es ihr Kernforschungsgebiet erweitert, sondern auch, weil sie mit einem Unternehmen aus der Nachbarschaft, aus Bremerhaven, kooperiert.
Nah an der Anwendung
Das sieht der theoretische Physiker Kleinekathöfer ähnlich. „Ein Enzym zu modifizieren sodass es bestimmte Eigenschaften hat, ist akademisch interessant. Mich reizen aber auch die Anwendungsnähe und der Umweltschutzaspekt.“ Nach Berechnungen der Kaesler Nutrition GmbH könnten im Verlauf von zehn Jahren 35 000 Tonnen Phosphoremissionen im Bereich der Aquakulturen und bis zu 7600 Tonnen in der Landwirtschaft eingespart werden.
Das Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (Efre) und des Landes Bremen über die BIS Bremerhavener Wirtschaftsförderungsgesellschaft gefördert. Die Gesamtfördersumme beträgt 740 000 Euro.
