Welche Probleme gibt’s, die man biotechnologisch lösen könnte? – Das fragten sich zwei Mikrobiologen und drei Pflanzenwissenschaftler, allesamt Absolventen der TU Graz. Sie suchten nach einer Idee, um bei einem Bio-Inkubator in Irland mitzumachen und kamen so auf Biokunststoff. Bei Saphium sind Bakterien die Produzenten. Sie stellen abbaubares Plastik her: eine ungiftige Alternative, umweltfreundlich und zu 100 Prozent kompostierbar. Ein weiterer Vorteil: “Unser Material ist wasserfest. Nicht wie bei anderen kompostierbaren Bioplastik-Säcken, die irgendwann doch durchlässig werden. Das kann bei unserem Material nicht passieren”, sagt Christof Winkler-Hermaden aus dem Team der jungen Entwickler. Das Saphium-Bioplastik ist zudem abbaubar: In etwa drei Monaten zersetzen die Mikroorganismen im Boden das Material.

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Bakterien wachsen mit CO2 und Wasserstoff

Konventionelles Plastik hingegen basiert auf Erdöl. Es dauert hunderte Jahre bis, es abgebaut ist und es beinhaltet giftige Zusatzstoffe, die der Mensch auch aufnimmt. Ganz zu schweigen von Umweltverschmutzung im Meer und am Land sowie der globalen Erwärmung. “Unsere erste Idee war aus Algen, CO2 und Sonne Bioplastik zu machen”, erzählt Winkler-Hermaden. Da braucht man auch keine Ackerflächen für den Anbau. “Dann sind wir aber draufgekommen, dass das mit Algen nicht funktioniert und haben umgeschwenkt auf Bakterien, also Mikroorganismen”. Die können auf CO2 und Wasserstoff wachsen. Es gebe zwar auch andernorts Versuche dazu, aber weltweit mache das bisher niemand ernsthaft.

Wie kommt der Kunststoff aus den Zellen?

Bei diesen biotechnologischen Mikroorganismen handelt es sich um natürlich vorkommende Polyester, die von den Bakterien gebildet werden. In der Natur passiert das durch Fermentation von Zucker oder Fetten. Deswegen füttert man in der herkömmlichen Industrie die Bakterien mit Lebensmittelabfallstoffen oder Rapsöl. Das sei sehr teuer und für die Massenproduktion ungeeignet. Das Saphium-Team hat festgestellt, dass das Herauslösen des Kunststoffes aus den Zellen, der Kostentreiber ist und arbeitet an einem physikalischen Verfahren.

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Irischer Bio-Inkubator als Starthilfe

Da kommen so ein Erstinvestment und eine Laborzeit im irischen Cork schon ganz recht. RebelBio ist ein Inkubator für Biotechnologie. Pro Jahr werden etwa zehn Startups aus der ganzen Welt aufgenommen. Dafür will sich SOS Ventures, die Firma hinter RebelBio, aber mit acht Prozent am Unternehmen beteiligen. Neben 50.000 Euro bekommen Startups noch einmal so viel in Sachleistungen. Das heißt im Fall von Saphium: Laborflächen für drei Monate, davor ein Monat Vorbereitungszeit und Businessmodelentwicklung. “Wir waren damals in unterschiedlicher Besetzung im Labor in Cork”, berichtet Winkler-Hermaden, “manchmal zu fünft, dann doch wieder zu dritt. Es empfiehlt sich zu zweit und zu dritt nach Cork zu gehen”, ergänzt er. Mittlerweile haben schon drei österreichische Startups bei RebelBio mitgemacht: Valanx Biotech entwickeln ein Protein-Anker-System für synthetische Biologie, Kilobaser machen ein “Nespresso-System” für DNA-Synthese.

“Biotechnologie early stage”

Im Anschluss, es war im Herbst 2015, ging für Saphium die Forschung im Science Park Graz weiter. “Wir machen noch Biotechnologie early stage. So ist es schwierig ein Investment zu bekommen und schon gewinnbringend zu sein”, sagt Winkler-Hermaden. Schließlich sind die Produktionskosten stark vom Maßstab abhängig: Mit einem 500.000 Liter-Bioreaktor enstehen für Saphium für die gleiche Menge an Bio-Plastik rund ein Hundertstel der Kosten, die mit einem 300 Liter-Reaktor zu zahlen sind.

Win-win mit Knöllchenbakterien: Boost für das Startup und die Käferbohne

Um erste Umsätze zu generieren, Investoren zu locken und die Reaktoren an der Produktionsstätte anders zu verwenden, startete das Startup nun ein zweites großes Projekt: In den Tanks – produziert wird übrigens am Gelände des südsteirischen Weinguts der Familie Winkler-Hermaden – wachsen auch sogenannte Rhizobien. Diese Knöllchenbakterien bewohnen Ackerböden. Sie können Stickstoff aus der Luft fixieren und Pflanzen, zum Beispiel Hülsenfrüchte wie die Mungo- oder Käferbohne und Soja mit Stickstoff versorgen. Das unterstützt ihr Wachstum. Laut Winkler-Hermaden steigern die Rhizobien den Ertrag von fünf bis zu 30 Prozent. “Die Pflanzen wachsen mehr, der Humusaufbau wird unterstützt, die Bodenqualität ist besser”, schwärmt der Biologe. Zusätzlich zum Stickstoff werden nämlich Pflanzenhormone ausgeschüttet. Sie signalisieren der Pflanze, dass sie loswachsen soll. Und noch eine dritte Funktion erwähnt er: “Die Leguminosen, also Hülsenfrüchtler, können aus dem Boden Nährstoffe aufbereiten und Phosphat freisetzen.”

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Link: saphium.eu