Dr.rer.nat. Jelka Ondruschka
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31.03.2006

Die bearbeiteten Pilzmycelien waren Abfallprodukte der Zellulase-, Hemizellulase- und Inulaseproduktion, die unter verschiedenen Fermentationsbedingungen im Maßstab von 30 L und 100 L kultiviert wurden. Dem Substrat wurde 50% Dünnschlempe, ein Abprodukt der Kornbrennerei, zugesetzt. Da hierfür nur die Transportkosten anfallen, gestaltet sich der Prozess bedeutend preiswerter. Nach Ernte des Mycels erfolgte dessen Aufarbeitung zum Chitosan analog der Krabbenschalen. Die Deacetylierungsgrade der gewonnenen Pilzchitosane liegen zwischen 80 % und 90 % und sind sehr gut mit denen der handelsüblichen Krabbenchitosane vergleichbar. Die Erträge liegen bei 7-9 % Chitosan der Myceltrockensubstanz, d.h. bei 0,7-0,9 g Chitosan pro Liter Fermentationsmedium. Die Chitosanausbeuten der Aufarbeitung der Restmycelien des Brauprozesses und der Speisepilze betrugen lediglich 2% der Myceltrockensubstanz und sind somit vergleichbar mit der Menge, die aus Krabben gewonnen wird. Für die Gewinnung von Chitosan aus Pilzmycelien der Zygomyceten Absidia coerulea und Mucor rouxii wurden diese unter verschiedenen Bedingungen fermentiert, um optimale Wachstumsparameter, preiswerten Rohstoffeinsatz und maximale Ausbeuten an Chitosan zu gewährleisten. Unter sterilen, optimierten Bedingungen im Batch-Prozess mit 50% Dünnschlempe als Substrat wurden 7% Chitosan, das sind 0,7 g Chitosan pro Liter gewonnen. Die in der Literatur angegebenen Konzentrationen von 30% Chitosan in der Zellwand der Mucoralien konnte in keinem der Versuchsansätze gefunden werden. Bei der Aufarbeitung wird beim Einsatz der Zygomyceten der zeit- und energieintensive Schritt der Deacetylierung eingespart, dafür ist aber eine Fermentation ausschließlich zur Chitosangewinnung notwendig. Die Viskositäten unserer hergestellten Pilzchitosane liegen im niedrigviskosen Bereich. Auf Grund dieser Tatsache ist auch auf ein niedriges Molekulargewicht zu schließen. Als Vorteil sehen wir, dass diese sich durch Proteinfreiheit auszeichnen.

Es wird das Ziel verfolgt, ein Verfahren zur Gewinnung und Modifizierung von Chitosan zu erarbeiten. Durch eine fermentative Herstellung des Chitosans soll eine definierte und gleichbleibende Qualität des Produktes gewährleistet werden. Die zu erwartenden Ausbeuten liegen bei rd. 10% und damit deutlich höher als bei der jetzigen Gewinnung aus Krabben (2,5%). Das Chitosan soll zum Einen aus Pilzmycelien, welche als Nebenprodukt bei biotechnologischen Verfahren, insbesondere aus Trichoderma reesei-Mycel der Cellulase-/ Xylanaseproduktion anfallen, durch Deacetylierung des Chitins der Zellwand und zum Anderen durch Direktfermentation von Mucorales gewonnen werden. Die beiden Verfahren werden einem wirtschaftlichen Vergleich unterzogen. Im Erfolgsfall sollte ein vermarktungsfähiges Verfahren zur Gewinnung von Chitosan für den Einsatz im pharmazeutischen bzw. kosmetischen Bereich vorliegen.