Pflanzliche cellulosehaltige Biomasse kann im Biogasprozess häufig nur unvollständig und mit sehr langen Verweilzeiten im Fermenter umgesetzt werden. Für die Hydrolyse dieser Biomassen als ersten und häufig limitierenden Schritt des biologischen Abbaus werden von den beteiligten Mikroorganismen Enzyme synthetisiert und sekretiert. Die Enzymproduktion wird dabei durch die Präsenz verschiedener induktiv wirkender Moleküle, sogenannter Elicitoren, gesteuert.
Ziel des Vorhabens war es, durch gezielte katabolische Induktion einen höheren Abbaugrad von schwer abbaubaren cellulosehaltigen Fraktionen im Biogasprozess zu erreichen. An einem modellhaften Biogasprozess sollte im Labormaßstab die Wirksamkeit ausgewählter Substanzen mit Blick auf ihr Elicitorpotenzial zur Steigerung der Substratabbauleistung und der Biogasproduktion getestet werden.
In Laborbiogasreaktoren wurde eine Cellulosemonovergärung bei 44 °C mit definiertem, synthetischem Medium etabliert und erfolgreich ohne Biomasserückhaltung bis zu einer Raumbelastung von 8,3 goTR/(ld) bei einer hydraulischen Verweilzeit von 9,3 Tagen betrieben. Verschiedene Saccharide wurden als potenzielle Elicitoren in mehreren Konzentrationen zugesetzt und ihr Effekt auf die Abbaukinetik der Cellulose untersucht. Begleitend erfolgte ein Monitoring der Population ausgewählter Clostridien als cellulolytische Leitspezies. Im Ergebnis konnte eine Steigerung der Abbaukonstante der Cellulose nach einer Kinetik 1. Ordnung um den Faktor 1,6 erreicht werden. Für einen wirtschaftlichen Einsatz sollte die spezifische Wirkung des Elicitors allerdings noch ausgeprägter sein.
