Biobrandstof kan worden gewonnen uit zeewier

Biobrandstof uit een rare hoek. In Science van 20 januari beschrijft een internationale groep onderzoekers een methode om grote hoeveelheden ethanol (alcohol) uit zeewier te produceren. In een hoogstandje op het gebied van genetische manipulatie is een E. coli-bacterie van precies die informatie voorzien die hem in staat stelt alle suikerachtige stoffen uit bruinwieren in alcohol om te zetten. Per hectare en per jaar kan nu uit een teelt van bruinwier in principe twee keer zoveel bio-ethanol worden gewonnen als uit een suikerrietplantage. En zonder de traditionele landbouw concurrentie aan te doen. Eerste auteur van het artikel is Adam Wargacki van het Bio Architecture Lab (BAL) in Berkeley.

Bruinwier, dat van nature alleen op rotsachtige kusten groeit, maar dat ook uitstekend op touwconstructies is te kweken, bevat ongewoon veel suikers en suikerachtige verbindingen die zijn om te zetten in alcohol. Meest voorkomende zijn alginaat, mannitol en glucaan. Het is een aantrekkelijke bron omdat bruinwiercellen geen lignine in hun wanden bezitten, waardoor de suikers makkelijk voor fermentatie bereikbaar zijn. Het probleem is dat gangbare industriële microorganismen wel mannitol en glucaan kunnen omzetten maar niet alginaat.

Nu hebben de BAL-onderzoekers een E. coli-stam zover gemanipuleerd dat-ie alles kan. Ze voorzagen zijn genoom van genen uit een wilde zeebacterie die coderen voor een enzym dat alginaat in grove stukken breekt en schoven er op goed geluk fragmenten DNA bij van de bacterie Vibrio splendidus die deze stukken verder verwerkt. Het DNA van de bacterie Zymomonas mobilis leverde de informatie voor de alcoholvorming. Ten slotte werden nog wat coli-genen uitgeschakeld om de alcoholproductie verder te maximaliseren. Daarna wist de nieuwe E. coli in een brij van het bruinwier Saccharina japonica (kombu) een alcoholgehalte van 4,7 volumeprocent op te wekken, wat neer komt op 80 procent van het maximaal haalbare.

Heeft bruinwieralcohol de toekomst ? Dat valt nog te bezien. Met grootschalige bruinwierteelt is in Japan, China en Chili al veel ervaring opgedaan. Maar de teelt is arbeidsintensief en het is nog onbekend hoeveel energie er wordt verbruikt op de weg tussen de voorteelt van het wier (in de kas) en de uiteindelijke destillatie van het alcohol. En dan nog: er is berekend dat een zeegebied van 100 bij 100 km net genoeg alcohol kan leveren voor de vervanging van 1 procent van de benzine die Amerikanen jaarlijks verbruiken. Het is een begin, maar nog geen game-changer, noteert een commentaar.

Karel Knip