Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Bernsteinsäure 96
Bernsteinsäure, auch Succinylsäure oder Butandisäure, E 363, ist eine farblose, kristalline aliphatische
Dicarbonsäure. Die Kristalle sind in siedendem Wasser gut löslich.
Vorkommen
Im Stoffwechsel aller Organismen kommt das Salz der Bernsteinsäure beim Abbau von Glucose als Zwischenstufe
bei der Regeneration des Akzeptors Oxalessigsäure vor. Es ist entsprechend ein Stoffwechsel-Zwischenprodukt des
Citratcyclus, außerdem kommt sie im Harnstoffzyklus vor. In der Natur kommt Bernsteinsäure zudem in vielen
Pflanzensäften sowie in Algen und Pilzen vor. [2]
Bernsteinsäure kann bei einigen anaerob lebenden Bakterien zudem ein Endprodukt des Stoffwechsels sein, so zum
Beispiel im Lebensraum Rindermagen. Dieser stellt ein System dar, in dem eine Reihe fakultativ anaerob lebender
Bakterien ihre Nahrungsgrundlage aus dem Nahrungsbrei beziehen. Von der Pansenflora, vor allem den enthaltenen
Pilzen, werden die β-glykosidischen Bindungen der Cellulose in der Nahrung aufgebrochen. Der so entstehende
Traubenzucker (Glucose) dient Mikroorganismen als Substrat. Die Produkte des Bakterienstoffwechsels sind vor
allem kurzkettige Carbonsäuren wie Essigsäure und Bernsteinsäure sowie Ethanol. Die bakteriell produzierte
Bernsteinsäure dient wiederum als Energiequelle für weitere Bakterien, die sie zu Propionsäure umsetzen.
Herstellung
Die technische Synthese von Bernsteinsäure erfolgt über eine Hydrierung der Maleinsäure, die Oxidation von
1,4-Butandiol (BDO) oder die Oxo-Synthese von Acetylen. [3]
Biotechnologie
Bernsteinsäure kann auch durch Fermentation aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden, insbesondere aus
Stärke und verschiedenen Oligosacchariden (C6- und C5-Zucker). [4] Hierbei kann das natürliche Vorkommen der
Bernsteinsäure im Stoffwechsel genutzt werden, um sie gezielt durch Mikroorganismen herstellen zu lassen. Dieser
Syntheseweg kann bislang allerdings aus Kostengründen noch nicht mit der Maleinsäuresynthese konkurrieren und
ist teilweise noch nicht vollständig für den großtechnischen Einsatz ausgereift.
Aufgrund der Fähigkeit, in anaerobem Milieu in einem Fermentationsprozess Bernsteinsäure zu produzieren sind vor
allem Bakterien von großem technischen Interesse und werden intensiv auf ihre Nutzbarkeit untersucht. Als
potenzielle Organismen werden Basfia succiniciproducens, [5] Mannheimia succiniciproducens [6]
sowie
Anaerobiospirillum succiniciproducens [7] erforscht. Auch der Modellorganismus Escherichia coli, der über
Metabolic Engineering für die Produktion hoher Mengen an Bernsteinsäure optimiert werden soll, steht im Fokus der
Forschung. [8]