Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Forschungsverbund: Integrierte chemisch-biotechnologische Herstellung von Synthesebausteinen auf Basis nachwachsender Rohstoffe in einer Bioraffinerie; Teilvorhaben 4: Rohstoffaufbereitung, Entwicklung und Produktion von Katalysatoren sowie Gewinnung der Synthesebausteine

Anschrift
EUCODIS Bioscience GmbH Deutschland
06120 Halle (Saale)
Heinrich-Damerow-Str. 4
Kontakt
Dr. Jan Modregger
Tel: +43 1 890 08 04-20
E-Mail: modregger@eucodisbioscience.com
FKZ
22001309
Anfang
01.05.2009
Ende
31.10.2014
Aufgabenbeschreibung
Das Projekt ist getragen von der Vision der Integrierten Verbundproduktion auf Basis nachwachsender Rohstoffe und der durchgängigen Entwicklung vom Labor- bis zum Produktionsmaßstab. Dieser Ansatz ist neuartig und wurde bisher noch nicht realisiert. Die durchgängige Entwicklung von Prozessen und Verfahren zur Nutzungnachwachsender Rohstoffe vom Labor- bis zum Produktionsmaßstab in einer Bioraffinerie ist ein entscheidender Faktor für die erfolgreiche Umsetzung des vorgeschlagenen Konzeptes. AP1: Auswahl alternativer heimischer pflanzlicher Öle mit technologisch wichtigen funktionellen Inhaltsstoffen.AP2: Screening nach und Charakterisierung von Esterasen und Lipasen.AP3: Enzymscreening, Untersuchung und verfahrenstechnische Optimierung der vollständigen und partiellen enzymatischen Fettspaltung, Enzymscreening, Untersuchung und verfahrenstechnische Optimierung der regioselektiven Fettspaltung. Die identifizierten und optimierten Enzyme werden patentiert und danach als Enzyme vermarktet und in Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Produkten eingesetzt werden. Die Resultate dieses Projekts würden daher auf zwei Wachstumsmärkten (Transformation nachwachsender Rohstoffe, Industrieenzyme) kommerzialisiert werden und hier die führende Stellung des Standortes absichern. Für die Firma EUCODIS Bioscience selbst wäre dies ein weiterer Meilenstein für seine strategische Entwicklung (eigene Produkte, Erreichen der kritischen Größe für einen IPO).
Ergebnisdarstellung
Im Teilvorhaben 4 wurde eine Vielzahl neuer Lipasen hergestellt und hinsichtlich Fettsäurespezifität, Pflanzenölhydrolyse, Regiospezifität sowie Umesterungs- und Veresterungsfähigkeit untersucht und charakterisiert. Diese Daten über die Eigenschaften der neuen Biokatalysatoren waren die Voraussetzung für den gezielten Einsatz der Enzyme in hochspezifischen Prozessen. Zur Spaltung langkettiger Derivate eigneten sich insbesondere die später für Öl-und Fettsäureverarbeitung favorisierten 1,3-spezifischen Eucodis Lipasen EL012, EL013, EL016 und EL070. Die Hydrolyse von emulgiertem Senföl, Drachenkopföl, Krambeöl und Holunderkernöl wurde im Rahmen des Projekts optimiert und quantifiziert. Die effiziente, maximal eintägige Inkubation von Pflanzenöl und Lipase unter Einsatz von geringsten Mengen Lösemitteln resultierte bei 30°C in einem vollständigen Abbau aller Triglyceride. Weitere Optimierung wird später den kompletten Verzicht auf organische Lösemittel ermöglichen. Die erfolgreiche Veresterung von Fettsäuren mit Methanol gelang zunächst für Oktan-, Öl und Arachinsäure in Toluol, später zusätzlich für Palmitinsäure mit Isopropanol, Cetylalkohol und Retinol. Ein lösemittelfreier Prozess wurde für die Synthese von Oleyloleat etabliert. Die enzymatische Umesterung der Pflanzenöle zu Fettsäuremethylestern wurde ebenfalls analysiert und optimiert. Während EL012 und EL070 Produkte gleich der chemischen Umesterung lieferten, kam es mit EL013 zu einer Akkumulation von Palmitinsäure und trans-Ölsäure sowie zu einer Abreicherung langkettiger Fettsäuren. Diese Prozesse werden bisher fast ausschließlich klassisch-chemisch durchgeführt, und erfordern neben dem Einsatz von starken Säuren und Basen auch höhere Prozessenergien, da diese Prozesse bei hohen Temperaturen (>100-120°C) durchgeführt werden. Durch den Einsatz der Lipasen können die Prozesse nun bei geringeren Temperaturen (<60°C) unter Verzicht auf starke Säuren und Basen umweltverträglich durchgeführt werden.

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