Neuerfassung und -bewertung von Inhibitoren während der Bioethanolfermentation

In den kommenden Jahren soll Bioethanol, vorzugsweise Bioethanol der 2. Generation, als Ersatz oder auch als Zusatz für Benzin verwendet werden. Aufgrund des relativ komplexen Prozesses ergeben sich derzeit noch gravierende Probleme bei der Herstellung, wodurch die Ausbeute noch gering ist. Dies ist teilweise auf die Entstehung von Nebenprodukten (Essigsäure, Ameisensäure usw.) während der Vorbehandlung „Steam Explosion“, welche sowohl Einfluss auf die Hydrolyse als auch auf die Fermentation haben, zurückzuführen. Ebenso können, die im Enzymkomplex befindlichen Konservierungsmittel, Sorbinsäure und Benzoesäure aufgrund einer Anreicherung einen inhibierenden Effekt ermöglichen. Daher wurde das Hemmpotential der Nebenprodukte und der Konservierungsmittel Sorbinsäure und Benzoesäure mittels Fermentationsansätze im Labormaßstab ermittelt. Daraus konnte abgeleitet werden, ob und in welchen Konzentrationen die Fermentation mit der Hefe Saccharomyces cerevisiae inhibiert wird. Aufgrund dieser Tests konnte beobachtet werden, dass die Fermentation mit Saccharomyces cerevisiae bei Konzentrationen ab 5 g/L Essigsäure und 1 g/L Ameisensäure gehemmt wird. Propionsäure, Hydroxymethylfurfural (HMF) und Furfural liegen in Konzentrationsbereichen, die keinen Einfluss auf die Fermentation haben. Weiters konnte festgestellt werden, dass sowohl Benzoesäure, als auch Sorbinsäure ab einer Konzentration von 0,3 g/L einen inhibierenden Effekt haben. Diese Ergebnisse dienen nun als Grundlage für weitere Forschungen im Bereich der Abtrennung von Ameisensäure und Essigsäure durch Membrantechnik und der Hefenadaptierung.