Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Chemische Nutzung heimischer Pflanzenöle II: Teilvorhaben 1: Biotenside und Folgeprodukte aus Triglyceriden/Kohlenhydraten

Anschrift
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 2 - Lebenswissenschaften - Institut für Biochemie und Biotechnologie
Spielmannstr. 7
38106 Braunschweig
Kontakt
Dr. Siegmund Lang
Tel: +49 531 391-5732
E-Mail: s.lang@tu-bs.de
FKZ
22017297
Anfang
01.04.1998
Ende
30.09.2001
Ergebnisdarstellung
Mit Hilfe des Bakteriums Tsukamurella spec. und der Hefe Candida bombicola ATCC 22214 konnten nachwachsende Rohstoffe als Kohlenstoffquelle erfolgreich in hochwertige Biotenside, d. h. Oligosaccharid- bzw. Sophoroselipide umgewandelt werden. Im 10 l bzw. 50 l Maßstab wurden bei Verwendung von ölsäurereichem Sonnenblumenöl 16 g/l Oligosaccharidlipide produziert. Die drei Hauptprodukte (Di-, Tri- und Tetrasaccharidlipide) wurden mittels NMR/MS in ihrer Struktur aufgeklärt. Darüber hinaus gelang es, die nativen Produkte durch chemo-enzymatische Reaktionen gezielt zu modifizieren, so dass z. B. neue Glycolipide mit neuem Lipidmuster oder verändertem Kohlenhydratanteil oder ungewöhnliche Fettsäuren entstanden. Kommerzielle Lipasen und Glycosidasen wurden hierbei sehr erfolgreich eingesetzt. Einige der Folgeprodukte zeigten sehr interessante biologische Aktivitäten. Das Tri- und das Tetrasaccharidlipid wurden u. a. durch Biokatalyse im organischen Lösungsmittel zu modifizierten Glycolipiden umgewandelt. Die Natur- sowie Folgepodukte zeigten unterschiedliche physikochemische und biologische Eigenschaften. Die nativen Oligosaccharidlipide erniedrigten die Oberflächenspannung von Wasser von 72 auf 25 mN/m. Die in großen Mengen herstellbaren Sophoroselipide von Candida bombicola ATCC 22214 erlaubten eine vielfältige Modifizierung dieser Naturstoffe. Durch alkalische Hydrolyse wurde eine optisch aktive 17-Hydroxy-Ölsäure gewonnen. Die anschließende Lactonisierung dieser ungewöhnlichen Säure gelang mit einer Lipase. Die chemo-enzymatische Epoxidierung mit 35%iger Wassersoffperoxidlösung und der Lipase Novozym 435 lieferte die epoxidierte Form der ungesättigten Hydroxysäure. Bei Modifikationsversuchen am nativen Pophoroselipid mit Hilfe von Glycosidasen (Naringinase) und Lipasen wurden ein neuartiges Glucoselipid sowie neue mono- und diacylierte Sophoroselipide hergestellt.
Aufgabenbeschreibung
Das Vorhaben ist Teil des Verbundes "Chemische Nutzung heimischer Pflanzenöle II". Ziel des Teilvorhabens der TU-Braunschweig ist die Biokonversion von Pflanzenölen und Kohlenhydraten zu Glykolipiden mittels Biokonversion. Dabei sollen neben Sophoroselipiden (Teil 1), Mannosylerythritol- und Cellobioselipiden (Teil 2) auch Oligosaccharide (Teil 3) hergestellt werden sowie biochemische Modifikationen von Zuckern und Zuckeralkoholen mit verschiedenen Fettsäuren (Teil 4) durchgeführt werden. Die Synthese der verschiedenen Lipide beinhaltet zum einen die Optimierung der Kultivierung in einem Bioreaktor, die Aufarbeitung und Produktisolierung sowie die physiko-chemische Charakterisierung. In jedem Teilprojekt sind neben der Synthese der Lipide darüberhinaus auch verschiedene Modifikationen der Lipide wie z.B. Hydrolyse, biochemische Cyclisierung, Acetylierung und biochemische Polykondensation geplant. Die durch die Modifikationen erhaltenen Folgeprodukte werden nach ihrer physiko-chemischen Charakterisierung auf ihre anwendungstechnische Verwendung untersucht.

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