Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Fermentative Produktion von Edukten für Bulkchemiekalien, TV 3: Fermentative Produktion von Edukten für Bulk-Chemieprodukte auf Basis nachwachsender Rohstoffe am Beispiel von Homoserin

Anschrift
Creavis Gesellschaft für Technologie und Innovation mbH
Paul-Baumann-Str. 1
45772 Marl
Kontakt
Dr. Achim Marx
Tel: +49 15112025828
E-Mail: achim.marx@evonik.com
FKZ
22027905
Anfang
01.10.2006
Ende
30.09.2009
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen des Projektes wurde ein Escherichia coli Produktionsstamm und ein Prozess zur industriellen Herstellung von L-Homoserin entwickelt. Wichtige Schritte waren: (1) Verstärkung der Gene der Homoserin-Biosynthese, Blockade der weiteren Umsetzung zu Threonin; (2) Einbringung des Gens für die Pyruvat-Carboxykinase aus Corynebacterium glutamicum in den Stamm; (3) Entwicklung eines Kultivierungsverfahrens (Animpfschiene) für Produktionsversuche im Schüttelkolben und Fermenter, welches das metabole Netzwerk für die Produktion von Homoserin optimal vorbereitet und eine ausreichende Biomasse sicherstellt; (4) Entwicklung eines Kultivierungsverfahrens zur Leistungsbeurteilung von Produktionsstämmen im Schüttelkolben, welches die parallele Untersuchung von bis zu 100 Kulturen erlaubt; (5) Entwicklung eines HPLC-basierten Analyseverfahrens zur quantitativen Bestimmung von Homoserin in wässrigen Lösungen (Nachweisgrenze für Homoserin liegt bei etwa 4 mg/l); (6) Es wurde ein Fermentationsverfahren im 2 Liter Maßstab entwickelt. Mit dem E. coli Produktionsstamm wurden so bis zu 140 g/l Homoserin bei einer Zuckerausbeute von >50% erreicht. Die Fermentationsbrühen erreichen eine sehr hohe Reinheit; (7) Entwicklung eines Aufarbeitungsverfahrens durch Kombination von Anionen- und Kationentauscherschritt (99% Reinheit mit einer Ausbeute von > 50% ). Die Ergebnisse wurden erfolgreich in den Produktionsmaßstab übertragen. Ein Scale-up Verfahren im 10 Liter Maßstab wurde entwickelt. Anschließend wurde eine Fermentation im 50 m3 Produktionsmaßstab durchgeführt. Es wurde eine Zuckerausbeute von 33,8 % bei einem Produkttiter von 76,3 g/kg L-Homoserin erreicht Die Projektergebnisse führten zur Herstellung von einer Tonne des aufgearbeiteten Produktes. Dabei wurde eine Ausbeute von über 60% bei einer Produktreinheit von über 99% erreicht werden.
Aufgabenbeschreibung
Das Ziel des hier beantragten Projektes ist die stoffliche Nutzung nachwachsender einheimischer Rohstoffe für die Produktion des mikrobiellen Intermediates L-Homoserin. Die Ressourcenplanung beinhaltet die gentechnische Entwicklung mikrobieller Überproduzenten, die Prüfung der Überproduzenten in Fermentationen im Labormaßstab sowie die Entwicklung eines Laboraufarbeitungsverfahrens. L-Homoserin kann zu Pharmawirkstoffen und anderen chemischen Produkten umgesetzt werden.

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