Je zou kunnen zeggen dat lignine het duurzame bestand van hout is. Bovendien zit die stof vol met energie, is niet schaars en vult zich voortdurend aan. Scheikundigen hebben nooit vat kunnen krijgen op die hardnekkige verbinding, maar de natuur kan dat natuurlijk wel. Onderzoekers hebben nu een ongewone bodembacterie gevonden, Sphingobium sp. of ook SYK-6 genoemd, die er geen  probleem mee hebben om lignine open te breken. Daarmee zou lignine wel eens de nieuwe  ‘aardolie’, de uitgangsstof voor een heel scala aan chemicaliën, materialen, brandstoffen en andere dingen die de mens denkt nodig te hebben. Overigens is op dit terrein al vaker een ‘doorbraak’ aangekondigd.
Lignine vormt samen met cellulose de droge biomassa van planten. Deze houtstof is overvloedig aanwezig, maar het lukt de mens niet goed om het materiaaal op een commercieel bruikbare manier chemisch af te breken tot zijn ‘bouwstenen’ en daarmee te dienen als grondstof voor onze grote behoefte aan organische verbindingen in de vorm van brandstoffen, kunststoffen e.d. Het is al vaak geprobeerd en, zoals gezegd, zijn al vaker ‘doorbraken’ aangekondigd, die uiteindelijk kennelijk niets hebben opgeleverd.
Onderzoekers van het Amerikaanse Sandia-lab rond Seema Singh denken nu weer die noot gekraakt te hebben met de vondst van een bodembacterie.
Singh: “Lignine is een ongebruikte grondstof, maar heeft als basis voor hoogwaardige chemicaliën een enorme waarde, die weer de basis kunnen zijn voor kunststoffen als polyurethaan, nylon en andere polymeren.”

Biobrandstoffen zijn duur

Biobrandstoffen zijn nog steeds geen goed alternatief voor fossiele omdat ze duur zijn: niet alleen in geld uitgedrukt, maar ook energetisch gezien. Het kan natuurlijk niet zo zijn dat je meer energie stopt in de productie van biobrandstoffen dat er uiteindelijk uitkomt in de vorm van beweging of wat dan ook. Het economische plaatje zou verbeteren als je daar hoogwaardige chemische grondstoffen aan zou kunnen toevoegen, een beetje zoals bij aardolie. Singh: “Benzine is een laagwaardig ruim voorhanden product. 6 tot 10% van een vat bestaat uit hoogwaardige materialen.”
Lignine is voor de mens hooguit geschikt als brandstof. De waarde zou volgens Singh vertienvoudigen als je lignine als grondstof voor de chemische industrie zou kunnen gebruiken in plaats van het te verbranden in een krachtcentrale.
“We weten natuurlijk dat bacteriën en schimmels lignine afbreken”, zegt de onderzoekster. “Als we weten hoe, dan kunnen we de natuur gebruiken om uit lignine biobrandstoffen en chemicaliën te maken.” Omdat bacteriën voor een industrieel proces makkelijker zijn te gebruiken dan schimmels, richtten de onderzoekers hun aandacht op die micro-organismen. Uit hun speurtocht rolde Sphingobium sp., oftewel SYK-6, als beste kandidaat. Die bacterie werd gevonden in de ligninerijke afvalstroom van een houtpulpfabriek.
SYK-6 is een opmerkelijk beestje, omdat het alleen leeft op lignine. De meeste bacteriën leven op suikers omdat daar veel makkelijker energie uit te halen is. Singh: “Thermodynamische gezien is dat dom. Die bacterie gebruikt geen suiker. Hoe overleeft die dan toch? We wisten dat SYK-6 een speciale manier heeft om de bindingen in het polymere lignine af te breken.”
Door koolstofatomen te ‘volgen’ in de stofwisselingsprocessen van de bacterie kwamen de onderzoekers er achter hoe die chemische gezien verlopen. “Dit was de eerste keer dat het stofwisselingsverloop is geanalyseerd van de afbraak van lignine in een micro-organisme”, zegt de onderzoekster. Dat bleek niet heel simpel. Volgens Singh zijn uiteindelijk de stukjes van een puzzel samengekomen.

Manipuleren

De volgende stap is de bacterie genetisch zo te manipuleren dat die op het voor de mens juiste moment met de stofwisseling stopt. Ook een combinatie met een ander micro-organisme zoals de E. coli, bijvoorbeeld voor de productie van biobrandstoffen, behoort tot de mogelijkheden. Singh: “Dit onderzoek werpt een ander licht op lignine. Nu we beginnen te begrijpen hoe we gebruik van lignine kunnen maken opent zich een heel nieuwe wereld.” Ik moet het allemaal nog zien.

Bron: Science Daily