Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundprojekt: Polymere Tenside aus nachwachsenden Rohstoffen mit optimierten Performance-Eigenschaften; Teilprojekt 4: Entwicklung von neuen Enzymen

Anschrift
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Biologie - Forschungszentrum Jülich - Institut für Molekulare Enzymtechnologie im Forschungszentrum Jülich
52428 Jülich
Wilhelm-Johnen-Str.
Kontakt
Prof. Dr. Karl-Erich Jaeger
Tel: +492461613716
E-Mail: k.-e.jaeger@fz-juelich.de
FKZ
22012208
Anfang
01.10.2008
Ende
30.09.2011
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Projektes ist die Entwicklung neuer biobasierter Tensidsysteme, die möglichst zu 100 % auf Basis nachwachsender Rohstoffe und über grüne Reaktionstechnik hergestellt werden sollen. Dazu ist geplant, pflanzliche Lipide intelligent mit Proteinen und Kohlenhydraten zu neuen polymeren "Biotensiden" zu verknüpfen. Die Nutzung einer Kombination von Nachhaltiger Chemie, Enzymkatalyse und Fermentation in enger Kopplung mit modernen Aufarbeitungstechnologien soll eine schnelle Umsetzung der Projektideen hin zu Produktmustern und Herstellprozessen gewährleisten. Die Zielprodukte sollen in hoher Qualität und Reinheit hergestellt werden, die auch kosmetischen Anforderungen genügen. Neben positiven Anwendungs- und Formulierungseigenschaften steht auch die gute biologische Abbaubarkeit der Zielprodukte im Fokus. Die Umweltverträglichkeit der Produkte soll über Life Cycle Assessment Studien verifiziert werden. Ziel des Teilvorhabens ist es, neue Enzyme zur regiospezifischen Modifizierung von Zuckern zu identifizieren und bereitzustellen. Kommerziell erhältliche Enzyme werden auf ihre Eignung zur Acylierung von Zuckern getestet. Außerdem werden neue Enzymgene in Datenbanken identifiziert und chemisch-synthetisch hergestellt, sowie aus Metagenom-Bibliotheken mit geeigneten Screening-Systemen identifiziert, exprimiert und biochemisch charakterisiert.
Ergebnisdarstellung
Im Verbundvorhaben wurden biobasierte Tenside wie Oligosaccharid-basierte Tenside, Alkylpolyglykoside, Sophoroselipid-Derivate, Peptid-basierte Tenside und Glukose- sowie Ethylglukose-basierte Acyl- und Acrylderivate untersucht und weiterentwickelt. Für die Herstellung der möglichst vollständig auf Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellten Tenside wurden heimische Pflanzenöle (insbesondere Rapsöl), Di- und Polysaccharide (insbesondere Zuckerrüben und Mais) sowie Proteine (insbesondere Weizen und Mais) eingesetzt und zu deren Konversion vorrangig enzymatische bzw. mikrobielle Methoden angewendet. Das Teilprojekt 4 hatte insbesondere zum Ziel, neue Enzyme zu identifizieren und anschließend zu testen, ob mit Ihnen die biokatalytische Modifizierung verschiedener Oligosaccharide möglich ist. Insgesamt 13 Glykosidasen und 15 Lipasen wurden auf ihre Eignung zur Kondensation von Sacchariden mit Fettalkoholen oder Fettsäuren getestet. Die Glycosidase-katalysierte Alkylierung verschiedener Saccharide mit Nonan-1-ol gelang nicht befriedigend. Die Glykosylierung von Cellulose mit einer Cellulase lieferte ein Produkt, welches nicht identifiziert werden konnte. Die biokatalytische Transesterifizierung von Methyl-?-D-glucosid mit Laurinsäuremethylester gelang mit vier kommerziellen Lipasen und einer selbst isolierten Lipase aus Burkholderia glumae. Eines der Produkte, nämlich 6-O-Lauryl-methyl-?-D-glucosid konnte präparativ mit einer Ausbeute von 11g synthetisiert werden und wurde vom Projektpartner BASF-PCN auf seine Biotensideigenschaften getestet.

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