Braurückstände nachhaltig verwerten Das Beste sind die Reste: Wie Bier zum Chemierohstoff wird

Etwa 104 Liter Bier hat jeder Deutsche im Jahr 2016 im Schnitt getrunken. Beim Brauen des beliebten Gerstensafts fallen viele Rückstände an – rund 400.000 Tonnen kommen europaweit jährlich zusammen. Nur ein Teil davon wird als Tierfutter wiederverwertet. Dabei könnte der Abfall noch viel nachhaltiger genutzt werden, etwa als Rohstoff für die chemische Industrie oder als Quelle für pharmakologische Wirkstoffe. An diesen Verwertungswegen arbeiten Forscherteams aus drei Fachbereichen an der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) in einem europäischen Projekt.

Wie entsteht der „Bierabfall“?

Beim Brauen setzen Hefen die im Malz enthaltenen Zucker während der Gärung zu Alkohol und Kohlendioxid um. Weitere Bestandteile aus dem Getreidemalz benötigen die Mikroorganismen, um zu wachsen und sich zu vermehren. Trotzdem fällt hierbei viel Abfall an. In diesen Rückständen, in Fachkreisen auch Treber genannt, stecken viele wertvolle Inhaltsstoffe. Hier setzt das Projekt an, an dem drei Arbeitsgruppen der TUK gemeinsam mit Kooperationspartnern forschen und das untersucht, wie der Treber künftig nachhaltig und ressourcenschonend genutzt werden kann.

Bioplastik und Glyzerin aus Bierresten

Bei Professor Dr. Roland Ulber im Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik geht das Team um die Doktoranden Jens Weiermüller und Alexander Akermann der Frage nach, welche Substanzen anfallen, wenn die Braurückstände weiter fermentiert werden. „Wir nutzen dazu verschiedene Mikroorganismen wie Pilze und Bakterien“, sagt Akermann. Bei diesen Prozessen fallen eine Vielzahl von chemischen Produkten an, wie etwa Milchsäure. Sie könnte zum Beispiel in Zukunft als Ausgangsstoff für Bioplastik für die Industrie dienen.

In der Anorganischen Chemie beschäftigt sich das Forscherteam um Professor Dr. Werner Thiel und die Doktoranden Ranja Saynisch und Pascal Weingart mit den Fetten, die im Treber vorkommen. „Sie enthalten beispielsweise zahlreiche ungesättigte Fettsäuren, die die Hefen bei der Gärung nicht brauchen“, sagt Thiel. Diese Stoffe möchten die Chemiker zunächst genauer identifizieren. In einem nächsten Schritt möchten sie daraus Produkte für die Industrie aufbereiten. „Aus den Fetten lässt sich etwa Glyzerin gewinnen, das zu Zwischenprodukten für die chemische Industrie umgewandelt werden kann“, fährt der Professor fort. „Aus den ungesättigten Fettsäuren kann man unter anderem Vorprodukte für die Kunststoffherstellung gewinnen. Dazu werden wir die nötigen Katalysatoren entwickeln.“

Erkenntnisse für die Behandlung von Diabetes

Das Team vom Fachgebiet Lebensmittelchemie und Toxikologie um Professorin Dr. Elke Richling mit den Doktorandinnen Daniela Becker und Verena Kirsch wird Substanzen als auch Extrakte, die unter anderem von Projektpartnern aus dem Treber gewonnen werden, auf ihre biologische Aktivität untersuchen. So werden diese zunächst hinsichtlich möglicher toxikologischer Wirkungen geprüft. „Wir müssen uns rückversichern, dass bei den Stoffen keinerlei Gefahr für die Gesundheit besteht“, sagt Kirsch. Darüber hinaus werden sie untersuchen, wie die Substanzen den Zuckerstoffwechsel des Menschen beeinflussen.

„Es gibt einige Hinweise darauf, dass verschiedene Stoffe aus dem Treber die Aufnahme von Zucker ins Blut unterbinden“, sagt Becker weiter. „Wir werden uns anschauen, welchen Einfluss sie genau haben.“ Möglicherweise ließe sich mit den gewonnenen Erkenntnissen eines Tages der Glukosestoffwechsel beeinflussen. Dies ist bei der Behandlung von Diabetes von großer Bedeutung.

Am Projekt „Bioval“ sind neben der TUK die Saar-Uni sowie die Universitäten in Lothringen, Luxemburg und Lüttich sowie das belgische Unternehmen Celabor beteiligt. Auf der Achema stellen die Forscher ihr Vorhaben vor (Halle 9.2, Stand A86a).