Plastikmüll: Verändertes Enzym recycelt Kunststoff

Ein Enzym, das die Schutzschicht von Blättern kleinkriegt, wird auch mit Plastikflaschen fertig.

Artikel veröffentlicht am 9. April 2020, 15:18 Uhr, Werner Pluta

Plastikmüll: Das PET verliert nicht an Qualität. (Bild: China Photos/Getty Images)

Tüten, Flaschen, Verpackungen: Plastik ist überall, die Entsorgung ist jedoch schwierig. Bei mechanischem Recycling nimmt die Qualität des Kunststoffs ab. Chemisches Recycling ist noch nicht sehr verbreitet. Das französische Unternehmen Carbios hat möglicherweise eine Lösung für das Problem gefunden: ein Enzym, das Plastik zersetzt.

Mit dem Enzym soll der Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET) recycelt werden. Das Enzym zerlegt das PET in seine beiden Bausteine Terephthalsäure und Ethylenglykol. Das Team um Alain Marty, wissenschaftlicher Leiter von Carbios, und Isabelle André von der Universität Toulouse zeigte, dass das Enzym in der Lage ist, 200 Gramm PET in 10 Stunden zu 90 Prozent abzubauen. Aus den beiden Bestandteilen konnten die Wissenschaftler dann neues PET erzeugen. Die daraus hergestellten Plastikflaschen seien genauso stabil wie die aus konventionellem PET, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Nature.

Das Enzym mit der Bezeichnung LCC (von Leaf-Branch Compost Cutinase) hatten japanische Forscher 2012 auf einem Komposthaufen entdeckt. Es bricht die wachsartige Schicht auf, die die Blätter vieler Pflanzen schützt. Allerdings arbeitete das originale Enzym nur sehr langsam und zerfiel nach wenigen Tagen bei 65 Grad Celsius. Das ist die Temperatur, bei der PET weich wird, was es dem Enzym erleichtert, in das Polymer hineinzugelangen.

Das Enzym LCC war schon vergessen

Zu Beginn ihres Projekts testeten Marty und André sehr viele Mikroorganismen, ob sie sich für ein biologisches Recycling von Kunststoffen eignen. Dabei stießen sie auch auf LCC. Das Enzym sei bereits in Vergessenheit geraten gewesen, sagte Marty der britischen Tageszeitung The Guardian. Es habe sich aber als das Beste erwiesen.

Das Team experimentierte dann mit Aminosäuren, um das Enzym zu verändern. Zum einen erreichten die Forscher, dass das Enzym auch bei 72 Grad stabil ist - die Temperatur, bei der PET schmilzt - und nicht wie das Original zerfällt. Zum anderen ist das veränderte Enzym 10.000 Mal effizienter.

Der Einsatz von LCC beim Recycling könnte einige Vorteile haben: So müssen die Plastikflaschen nicht sortiert werden: Für das mechanische Recycling muss Kunststoff nach Sorten sowie nach Farben getrennt werden. Das entfällt. Das Enzym ignoriere Farben und andere Kunststoffe, sagte John McGeehan der Fachzeitschrift Science. Er ist Leiter des Centre for Enzyme Innovation an der Universität von Portsmouth und war an dem Projekt nicht beteiligt. "Das ist ein wichtiger Schritt nach vorne."

Carbios will das Enzym als Produkt auf den Markt bringen. Dazu kooperiert das Unternehmen mit dem dänischen Biotechnologieunternehmen Novozymes, das das Enzym mit Hilfe von Pilzen in großer Menge herstellen soll. "Wir sind das erste Unternehmen, das diese Technologie auf den Markt bringt", sagte Martin Stephan, stellvertretender Chef von Carbios, dem Guardian. "Unser Ziel ist es, bis 2024, 2025, im industriellen Maßstab einsatzbereit zu sein".