BioSurf – Neue Produktionsstrategien für Biotenside

Tenside sind ein fester Bestandteil unseres täglichen Lebens mit Anwendungen, die weit über unseren hygienischen Bedarf hinausgehen, vom Asphalt über Kraftstoffzusätze bis hin zu Lebensmitteln und Verbindungen mit antibiotischer Wirkung. Ziel des Projekts ist es, petrochemisch hergestellte Tenside verstärkt durch Biotenside aus nachwachsenden Rohstoffen zu ersetzen.

Zellen des Brandpilzes Ustilago maydis
© Fraunhofer CBP

Zellen des Brandpilzes Ustilago maydis, Cellobioselipide (CL) setzen sich bei hohen Produktkonzentrationen als nadelförmige Kristalle ab.

Ziele

Zentrale Themen des Projekts sind die Identifizierung neuartiger Enzyme und Mikroorganismen für eine neue und effizientere Biotensidproduktion, das Verständnis zellulärer regulatorischer Prozesse bei der Biotensidproduktion und daraus resultierendes Metabolic Engineering zur Verbesserung der jeweiligen Mikroorganismen (auch in Bezug auf die Stressresistenz während der Produktion), das Enzymdesign, das rationale und/oder evolutionäre Methoden zur enzymatischen Synthese von Tensiden kombiniert, und das Scale-up von Bioprozessen einschließlich innovativer Downstream-Verarbeitungsprozesse unter Verwendung von Membrantechnologien und Biokatalysator-Recycling.

 

Vorhaben

Diese Ziele werden durch die Verbindung von fünf technischen Arbeitspaketen erreicht, die die gesamte Wertschöpfungskette der Biotenside abdecken. Zu den erwarteten Ergebnissen gehört die Identifizierung neuer, patentierbarer mikrobieller und enzymatisch synthetisierter Biotenside mit erheblichem wirtschaftlichem Nutzungspotenzial für industrielle Anwendungen. Das Engineering neuer Produktionsstämme für Biotenside mit verbesserter Produktivität ist ebenso vorgesehen wie das neuer Enzymprodukte mit vorteilhaften Eigenschaften für die Synthese oder Modifikation von Biotensiden. Darüber hinaus werden neue Technologien für die Fermentation und die anschließende Verarbeitung von Tensiden entwickelt, einschließlich immobilisierter Enzyme und die In-situ-Entfernung von Produkten aus Fermentationen oder biochemischen Umwandlungen. Durch die Kopplung von Fermentations- und Trenntechnik erwarten wir nicht nur eine Verbesserung des Downstream-Prozesses, sondern auch eine Verbesserung der Tensidproduktion durch Vermeidung von Produkthemmungsbedingungen.

 

Auswirkungen

Ecover ist Hersteller und Lieferant von Waschmitteln und Biotensiden. Ecover verfügt sowohl über die Marketing- als auch über die Vertriebskraft, um die erzielten FuE-Ergebnisse zu Produkten weiterzuentwickeln und am Markt zu platzieren. Die im Konsortium entwickelten Enzyme und Stämme werden von c-LEcta und die technischen Entwicklungen der In-situ-Produktrückgewinnung (ISPR) von Tormans, beide KMU, kommerzialisiert.

Projektinformationen

Projekttitel

BioSurf – Neue Produktionsstrategien für Biotenside

 

Projektlaufzeit

März 2011 – März 2014

 

Kooperationspartner

  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart
  • Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe
  • c-LEcta GmbH, Leipzig
  • Flemish Institute for Technological Reserach, Mol
  • Tormans Engineering Noord BVBA, Geel
  • Ecover Belgium NV, Malle
  • LISBP, Toulouse

Förderung

BioSurf wird durch die 2. gemeinsame Ausschreibung des ERA-NET Industrial Biotechnology unterstützt, die von den jeweiligen nationalen und regionalen Behörden finanziert wird.

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