Druck mir ein Bier: Forscher entwickeln 3D-gedruckte Bioreaktoren

Forscher der University of Washington haben einen neuen Ansatz entwickelt, um Glukose in Ethanol umzuwandeln. Ihre Methode soll günstiger und effizienter sein als herkömmliche und könnte etwa bei der Herstellung von Bier eingesetzt werden. Unter der Leitung von Dr. Alshakim Nelson hat das Forscherteam dafür eigens einen 3D-Drucker konstruiert, der Bioreaktoren herstellen kann, berichtet «3druck.com». Ein Bioreaktor ist ein Behälter, in dem bestimmte Mikroorganismen, Zellen oder kleine Pflanzen unter möglichst optimalen Bedingungen kultiviert werden. Zum Einsatz kommen diese etwa in der Pharmaindustrie, aber eben auch bei der Herstellung von Bier oder Wein.

Die von den amerikanischen Wissenschaftlern entwickelten quadratischen Behälter sind aus einem speziellen Hydrogel hergestellt und einen Kubikzentimeter gross. Das transparente Hydrogel besteht zu 70 Prozent aus Wasser und zu 30 Prozent aus einem mit Hefe versetzten Polymer. Damit die Bioreaktoren nicht aus der Form fallen, werden sie mit UV-Licht bestrahlt, sobald diese aus dem 3D-Drucker kommen. Die Produktion eines Bioreaktors dauert lediglich fünf Minuten. Anschliessend tauchten die Forscher ihre Bioreaktoren in eine Glukose-Lösung. Danach konnten sie beobachten, dass die Hefezellen anfingen, den Zucker in Alkohol umzuwandeln – und das während mehreren Monaten, solange sie regelmässig mit einer frischen Lösung versorgt wurden. Das Hydrogel macht die Hefen also länger haltbar, ohne dabei ihre Fermentationsfähigkeit zu beeinflussen.

Die Technik kann jedoch nicht nur zum Brauen von Bier eingesetzt werden: laut Forschungsleiter Nelson eigne sie sich etwa auch zur Herstellung von Medikamenten. Die Fermentation werde nämlich auch in der Pharma-Industrie standardmässig angewendet. «Wir sind überzeugt, dass unsere Strukturen aus dem 3D-Drucker dabei helfen können, die Effizienz von Fermentations-Prozessen zu verbessern», sagte er dem Tech-Portal  «Digital Trends». Denn bei der Fermentation gibt es zwei verschiedene Vorgehensweisen – den kontinuierlichen und den Batch-Betrieb. Bei Letzterem wird nach einem Produktionsdurchgang der gesamte Behälter geleert und gereinigt. Die Bioreaktoren des Forschungsteams könnten diese aufwändige Methode ersetzen und den ökonomischeren fortlaufenden Gärprozess ermöglichen.