Oplosmiddelen in verf (esters) zijn momenteel meestal gemaakt uit aardolie. Foto Shutterstock Veel speciale organische stoffen zoals esters worden gemaakt van aardolie. Met het promotieonderzoek van Anna Bohnenkamp zorgt een bacterie voor een duurzaam alternatief.
Esters zijn organische stoffen die worden gebruikt als smaakstoffen in eten en drinken, maar ook als bijvoorbeeld oplosmiddelen in de industrie. Momenteel worden veel van deze stoffen gemaakt uit aardolie. Om te verduurzamen zoeken wetenschappers naar bio-based alternatieven. Anna Bohnenkamp (Bioprocess Engineering) paste de bacterie Escherichia coli zo aan dat hij efficiënt ethylacetaat, een korte ester, produceert. Ze promoveerde op afgelopen november op dit onderzoek.
Gen uit gist
E. coli maakt van nature geen ethylacetaat. Een paar gisten doen dat wel, maar kunnen het niet zonder zuurstof. Een zuurstofloos milieu maakt de productie van ethylacetaat echter efficiënter. Bohnenkamp haalde het gen uit de gisten dat codeert voor het enzym “Eat1” (ethanol acetyltransferase). Dit enzym zet ethanol en acetyl-coënzym A om in ethylacetaat.
Vervolgens bracht Bohnenkamp het gen over naar E. coli in een anaeroob milieu. Ze hoefde de bacterie enkel glucose te voeren. Na verdere verfijning van de reactie wist ze de productie van ethylacetaat in de bacterie te verdubbelen ten opzichte van de beginsituatie, tot een opbrengst van 60 procent van het theoretisch maximum.
Opschalen
De wereldwijde vraag naar ethylacetaat bedraagt momenteel 4.75 miljoen ton. De ester wordt vooral gebruikt in verf- en coatingindustrie. Die markt zal naar verwachting verder groeien. Bohnenkamp voerde haar experimenten uit op labschaal in fermentaties van een halve liter.
Hoewel de opbrengst van de ester uit E. coli vergelijkbaar is met die uit de gisten, verwacht Bohnenkamp dat het systeem waarin E. coli groeit makkelijker is op te schalen. Er is namelijk geen zuurstof nodig die goed verdeeld moet zijn in de reactor. Ook is de productiviteit per cel in E. coli hoger dan in de gisten, omdat bij de bacterie de groei rechtstreeks samenhangt met de productie van ethylacetaat.
