Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

ERA-IB: Herstellung, Charakterisierung und anwendungstechnische Untersuchung neuer polymerer Materialien aus der Spaltung pflanzlicher Öle mit Hilfe neuer Enzymsysteme (NOEL), Teilvorhaben 2: Enzymproduktion

Anschrift
AB Enzymes GmbH
64293 Darmstadt
Feldbergstr. 78
Kontakt
Dr. Kim Langfelder
Tel: +4961513680373
E-Mail: kim.langfelder@abenzymes.com
FKZ
22008708B
Anfang
01.03.2009
Ende
28.02.2012
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Enzym-gestützten Technologien zur Aufwertung von ungesättigten Fettsäuren zu funktionalen Oleochemikalien, die dann als Beschichtung, Schmiermittel oder Kunststoffe eingesetzt werden können. Im Einzeln sollen i) neue Lipoxygenasen (LOX) isoliert und hergestellt werden, die in der Lage sind, ungesättigte Fettsäuren in die korrespondierenden Hydroperoxide umzuwandeln, ii) Methoden entwickelt werden, diese enzymatisch hergestellten Hydroperoxide in Fettsäurealkohole, Fettsäurealdehyde or Fettsäuredimere umzuwandeln, iii) von den Lipid-Zwischenprodukten anschließend funktionale Oleochemikalien hergestellt werden, und iv) eine technische und wirtschaftliche Evaluierung der entwickelten Prozesse durchgeführt werden. Bei diesem grenzüberschreitenden Projekt soll nicht nur über Ländergrenzen hinweg zusammengearbeitet werden, sondern es steht hier auch die Kooperation zwischen traditioneller chemischen Industrie und Biotechnologie im Vordergrund. Dieses Projekt stärkt somit sowohl die chemische Industrie in Europa wie auch die weiße Biotechnologie und die Firmen, die in großtechnischem Maßstab Enzyme produzieren. Zudem leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Nutzung der vorhandenen Biomasse, in dem die Nutzung von natürlich vorkommenden Ölen um ein Vielfaches effektiver wird. Das Projekt soll dazu beitragen, dass die Nutzbaren Rohstoffe für die chemische Industrie signifikant erweitert werden. Die Entwicklung von neuen und umweltfreundlichen Technologien zur effizienteren Nutzung von natürlich vorkommenden Ölen hat jetzt und in der Zukunft ein großes wirtschaftliches Potential. Die Ergebnisse dieses Projektes werden sein i) neue Lipoxygenasen (LOX) aus mikrobiellen und pflanzlichen Quellen, ii) effiziente Systeme zur Herstellung dieser Enzyme im großtechnischen Maßstab, iii) neue, Enzym-basierende Prozesse zur Herstellung von funktionalen Lipiden und Feinchemikalien aus natürlichen Rohstoffen (z.B., Leinsamenö
Ergebnisdarstellung
In dem Teilprojekt der AB Enzymes GmbH wurden verschiedene Lipoxygenase-Gene aus öffentlichen und nicht-öffentlichen Datenbanken kloniert und in dem filamentösen Pilz Trichoderma reesei überexprimiert. Dabei gab es signifikante Unterschiede in der Expression zwischen einzelnen Gene. Um die entsprechende Lipoxygenase-Aktivität nachweisen zu können wurden verschiedene analytische Methoden getestet, die sowohl für die Detektion von Lipoxygenase-Aktivität (Qualitativ z.B., im Plattenassay) als auch für die Bestimmung der Aktivität (Quantitativ) eingesetzt werden konnten. Geeignete Methoden wurden etabliert. Im Laufe des Projektes wurden durch VTT und durch Datenbanksuchen weitere Lipoxygenase-Gene identifiziert und ebenfalls in T. reesei exprimiert. Durch die erfolgreiche Produktion von Lipoxygenasen in Trichoderma reesei konnten Muster der Enzyme an die anderen Partner im Konsortium, insbesondere die Universitäten Wageningen (NL), Aveiro (POR) und Aarhus (DK) geliefert werden, die dann die Lipoxygenasen mit verschiedenen biochemischen Methoden charakterisiert haben. Nachdem aus den verschiedenen Lipoxygenasen diejenigen Ausgewählt wurden, die die höchste Ausbeute zeigten und auch bei den biochemischen Untersuchungen positive Eigenschaften zeigte, wurde diese durch die AB Enzymes GmbH im Pilotmaßstab hergestellt und dem Partner VTT (FIN) für die Etablierung von technischen Prozessen zur Verfügung gestellt. Nach der Optimierung der Prozessführung durch VTT wurde dann der Prozess im Labormaßstab bei der AB Enzymes GmbH durchgeführt, um Enzym-behandeltes Material (TOFAs - Fettsäuren aus Tallöl), um dem Fraunhofer ICT die reaktiven Hydroperoxide für die weiteren Versuche zur Verfügung zu stellen, um daraus Polymere herzustellen.

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