Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Biotechnologische und chemische Modifizierung pflanzlicher Proteine (Weizenkleber) für neuartige Bindemittel für die Papierherstellung und - verarbeitung, Teilvorhaben Cerestar Deutschland GmbH

Anschrift
Cargill Deutschland GmbH - Application Centre Paper & Corrugating
Düsseldorfer Str. 191
47809 Krefeld
Kontakt
Andreas Voigt
Tel: +49 2151 575-598
E-Mail: avoigt@de.cerestar.com
FKZ
22006200
Anfang
01.05.2003
Ende
30.06.2005
Ergebnisdarstellung
In den Projektphasen I und II wurde versucht, Weizengluten enzymatisch so zu modifizieren, dass ein, hinsichtlich der Eigenschaften, ähnliches Produkt zu Sojaproteinprodukt Procote erhalten wird. Daher wurden zunächst die Proteinfragmentstrukturen aller verwendeten Proteinquellen mittels Gelelektrophorese untersucht, damit Anhaltspunkte für den erforderlichen Abbau des Weizenglutens erhalten werden. Danach wurden in Reihenuntersuchungen nach Enzymen (hier (endo-)Proteasen) gesucht, die Weizengluten so hydrolysieren können, dass die erhaltenen Proteinfragmentgrößen denen von Procote ähnlich sind. In der Tat wurden einige Proteasen gefunden, die das gewünschte Fragmentmuster aufwiesen. Dabei zeigte sich aber, dass auch mit sehr aktiven Proteasen, das Weizengluten niemals vollständig abgebaut wurde. Neben einem 70%igen Proteinanteil enthält natives Weizengluten noch Lipide, Kohlenhydrate und Fasern. Zusammenfassend muss man aber feststellen, dass es nicht gelang aus Weizenproteinhydrolysaten zu geeigneten Beschichtungsmaterialien zu gelangen. Die ursprüngliche Annahme, dass Glutenhydrolysate mit Proteinfragmentstrukturen ähnlich denen zu Procote, auch vergleichbare makroskopische Eigenschaften haben sollten, erwies sich als falsch. In der Projektphase III wurde schließlich versucht, direkt aus nativem Weizengluten bzw. aus partiell hydrolysiertem Weizengluten (PHW) der Cerestar - Produkte die aus höhermolekularen Proteinfragmenten bestehen - Materialien mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen. Dieses gelang dadurch, dass die Proteinfraktionen erst a) mit Thioglykolsäure reduziert und b) anschließend mit z.B. Glutaraldehyd vernetzt wurden. Nach Optimierung entsprechender Reaktionsparameter (Konzentration etc.) konnten schließlich Phasen hergestellt werden, die hinsichtlich ihrer Viskosität mit dem Standard Procote vergleichbar waren. In manchen Fällen konnten sogar höhere Viskositäten bei geringerer Konzentration beobachtet werden.
Aufgabenbeschreibung
Herstellung neuartiger Bindemittel für die Papiererzeugung und -Veredlung durch chemische und biotechnologische Modifizierung von Weizenprotein. Ersatz von synthetischen, auf Petrochemie basierenden Polymeren durch den nachwachsenden Rohstoff Weizenkleber im Bereich der Barrierestriche. Ein Barrierestrich findet hauptsächlich bei der Veredelung von Verpackungs-Karton statt, um die Durchlässigkeit gegenüber Luftsauerstoff und Wasserdampf zum Schutz des Verpackungsguts herabzusetzen. Herstellung chemisch und/oder biotechnologisch modifizierter Proteine (Uni W'tal) - Anwendungstechnische Prüfung der modifizierten Proteine im Labormassstab (Cerestar) - Milestone - Herstellung der geeignetsten Produkte im Pilotmassstab - Streichversuche auf einer Pilotstreichanlage. Weizenkleber ist ein Nebenprodukt der Weizenstärkeherstellung. Eine Kapazitätserweiterung in unserem Werk hängt unter anderem auch davon ab, ob ausserhalb des Lebensmittelbereichs neue Industrielle Einsatzmöglichkeiten für Weizenkleberprodukte geschaffen werden können. Ein Überschuss an Kleber würde den Marktpreis drücken und die Rentabilität einer Weizenstärkeproduktion gefährden.

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