Bernsteinsäure ist die neue Hoffnung unter den erneuerbaren Kunststoffen. Wir erklären dir, was die organische Säure alles kann und was an den Versprechen dran ist.
Bernsteinsäure ist eine organische Säure, die natürlich in fossilen Harzen wie Bernstein oder auch Braunkohle vorkommt. Ebenfalls ist sie in Lebensmitteln wie unreifen Weintrauben, Rhabarber, Tomaten, Algen und Pilzen zu finden. Bernsteinsäure kann aber auch durch Fermentation aus Kohlenhydraten und Zuckern gewonnen werden. Dies verleiht ihr großes Potential im Bereich der erneuerbaren und biologisch abbaubaren Kunststoffe.
Dem lateinischen Namen für Bernstein nach ist die Säure ebenfalls als Succinylsäure bekannt. Die Salze und die Esther der Bernsteinsäure heißen Succinate und werden besonders häufig in der Lebensmittel- und Technikindustrie eingesetzt. Als Zusatzstoff findest du sie auf Zutatenlisten unter dem Kürzel E 363. Seit ihrer Entdeckung im 16. Jahrhundert findet die Bernsteinsäure zudem als Basis verschiedener Medikamente Verwendung.
Bernsteinsäure kommt im menschlichen Organismus als Abbauprodukt des Glucosestoffwechsels und im Harnstoffzyklus vor. Aus diesem Grund ist sie als Zusatzstoff wenig bedenklich, eine erwiesene Höchstmenge ist jedoch bisher nicht erforscht worden. Die USA-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) betont, dass in Lebensmitteln nur so wenig beigesetzt wird, dass dies immer unbedenklich sei. Bei Bernsteinketten für Kleinkinder solltest du laut FDA jedoch lieber vorsichtig sein, da nicht eindeutig ist, wie viel Bernsteinsäure in den Körper gelangt und wie viel Babys tolerieren können.
Bernsteinsäure und ihre Verwendung
Sowohl die Lebensmittelindustrie als auch die Baustoff- und Technikindustrie verwenden Bernsteinsäure in verschiedenen Bereichen. Außerdem wird sie als Basis für Medikamente und Kosmetika benutzt.
Lebensmittelindustrie:
- Als Geschmacksverstärker wird Bernsteinsäure (E 363) wegen ihres sowohl sauren als auch salzigen bis fleischigen Umami-Geschmacks in Fertigdesserts, Trocken- und Getränkepulver und in Konserven verwendet.
- Als Bestandteil bei der Weingärung verleiht Bernsteinsäure Wein einen entweder bitteren oder nach weiterer Verarbeitung („Veresterung“) mild-fruchtigen Geschmack.
- Gewürze und generelle Geschmacksverstärker
Bau- und Technikindustrie:
- Autoteile (Stecker, Isolatoren, Radblenden, Schaltknüppel, u.v.m.)
- Weichmacher und Lösungsmittel (aus sogenanntem nachhaltigen „Bioethanol 2.0„)
- Lacke und Farbstoffe
- Enteisungsmittel
- Fotoentwickler
Medizin und Kosmetik:
- macht Medikamente wasserlöslich und länger haltbar
- hilft dabei, dass medizinische Stoffe leichter vom Körper aufgenommen werden
- kann einem anaphylaktischen Schock (akuter allergische Reaktion) vorbeugen
- medizinische Kunststoff- und Einmalartikel
- Bernsteinketten für Babys (gegen den Schmerz beim Zahnen)
- Bestandteil von Parfums
- Seifen, Lotionen, Feuchtigkeitscremes
- Kosmetikverpackungen
- Anti-Akne-Mittel: Wenn Bernsteinsäure örtlich angewendet wird, kann sie die Entzündung von Aknepickeln hemmen. Dies wurde bisher zumindest in einem Test an Mäusen nachgewiesen.
Plastik aus Bernsteinsäure: Nachhaltiger Kunststoff der Zukunft?
Bernsteinsäure birgt großes Potential im Bereich der biologisch abbaubaren Kunststoffe. Sie kann nicht nur aus fossilen Rohstoffen, sondern auch aus erneuerbarer, pflanzlicher Biomasse mit Hilfe von Fermentation verschiedener Pflanzenteile und Getreide gewonnen werden:
- Saccharose (aus Zuckerrohr)
- Stärke (aus Mais, Gerste und Weizen)
- Zellulose (aus Holz und Pflanzenabfällen)
Der Nachteil hierbei ist, dass Getreide und Zuckerrohr auch Nahrungsquellen für Menschen und Tiere sind. Somit steht Bernsteinsäure in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Ein Ausbau der Bernsteinsäureproduktion könnte bedeuten, dass Menschen in ärmeren Ländern statt Nahrungsmitteln Rohstoffe für Bernsteinsäure anbauen müssen. Es kann auch die Rodung weiterer Wälder mit sich ziehen. Laut Umweltbundesamt belastet der Anbau von Rohstoffen wie Mais vor allem durch die große Menge an Düngemitteln unsere Böden immens. Der Vorteil in der noch kleinen Produktion der Bernsteinsäure-Kunststoffe ist jedoch, dass auch Pflanzenabfälle der verschiedenen Getreide und Pflanzen verwendet werden können.
Die biologisch abbaubaren Kunststoffe, die mit Hilfe von ebenfalls erneuerbarem 1,4-Butandiol aus der Bernsteinsäure gewonnen werden, nennen sich Polybutylensuccinate – kurz PBS. Dabei handelt es sich um ein Biopolymer, das sowohl im Boden als auch im Meerwasser in Biomasse, Wasser und CO2 zerfällt. Der Prozess dauert in der Natur oder im Heimkopost wegen der kristallinen Struktur von PBS laut Umweltbundesamt bis zu 160 Tage. Deshalb ist auch hier in Zukunft Mülltrennung nicht unwichtig, da industrielle Kompostieranlagen mit einer erhöhten Temperatur und angereicherten Bodenlebewesen das PBS-Plastik effizienter zum Zerfallen bringen.
Das europäische Projekt SUCCIPAK, das 18 verschiedene Unternehmen aus Europa vereint, möchte PBS zu einem der Standardverpackungsmaterialien für Lebensmittel machen. Es hat vergleichbare Eigenschaften mit handelsüblichen Kunststoffen wie Polypropylen. In Zukunft solle PBS sogar einen besseren Schutz für deine Lebensmittel bieten. SUCCIPAK arbeiten noch an der Verbesserung einer antimikrobiellen Beschichtung.
Da es nicht nur umweltfreundlich ist, sondern auch besonders flexibel, hitzebeständig und vor allem kostengünstig zu produzieren, ist PBS für den Markt vielversprechend. So kann es eines Tages vielleicht auch für hitzebeständige Einwegbecher und Abfallbeutel für Bioabfälle eingesetzt werden.
Nur weil PBS draufsteht, ist es noch lange nicht gut für die Umwelt: Heutzutage wird PBS noch größtenteils aus fossilen und erdölbasierten Rohstoffen hergestellt. Deshalb muss ein spezielles Siegel her, das garantiert, dass das verwendete PBS nachweislich aus erneuerbaren und biologisch abbaubaren Stoffen wie Bernsteinsäure besteht. Bisher existiert ein solches Siegel noch nicht.