ChitoTex – Entwicklung und Produktion neuer Insektenchitosane und chitosanbasierter funktioneller Beschichtungen für Garne und Textilien

Ziel dieses Projektes ist die Weiterentwicklung von Insektenchitin als nachhaltige Chitinquelle für den Einsatz als funktionelle Oberflächenbeschichtung für Garne sowie für textile Flächen, speziell für technische Anwendungen. Dabei soll die gesamte Wertschöpfungskette in Betracht gezogen werden: von der Produktion von Chitin aus Nebenströmen der industriellen Insektenkultivierung, über eine gezielte enzymatische und chemischen Modifikation von Chitin und Chitosan, bis zur Anwendung zur funktionellen Beschichtung von textilen Flächen und Garnen.

© Fraunhofer IGB

Nach der letzten Häutung der Puppe zur Fliege bleiben chitinhaltige Exuvien zurück.

Insekten-Chitin als Quelle für Chitosan

Insektenbasiertes Protein wird derzeit als Haustierfutter genutzt und wurde im Sommer 2017 als Fischfutter in der Aquakultur zugelassen. Die Nebenprodukte der Proteinher­stellung besitzen hohe Anteile an Chitin, einem stickstoffhaltigen acetylierten Poly­saccharid. Derzeit wird der Hauptteil des deacetylierten Derivats Chitosan noch aus Krabben­schalen gewonnen. Die Nutzung von regional verfügbarem insektenbasierten Chitosan zur An­wendung als Textilbeschichtung ist der Fokus in ChitoTex.

 

Biotechnologische Herstellung von Chitosan

Die Identifikation von Reststoffströmen mit einem Chitingehalt von mehr als 30 Prozent, basierend auf eigens dafür entwickelten Analysemethoden, legte den Grundstein zur Etablierung von Aufreinigungsverfahren des Polysaccharids. Zusammen mit seinen Partnern hat das Fraunhofer IGB 15 chitindegradierende Enzyme identifiziert und her­gestellt, die den Weg für eine rein biotechnologische Wert­schöpfungskette zur Chitosan­herstellung ebnen. Das Insektenchitosan zeigte in physikalisch-chemischen Untersuchungen zu Krabbenchitosan analoge Eigenschaften und ist aufgrund dieser für die Anwendung als Schlichtemittel geeignet. Neben der anwendungstechnischen Charakterisierung konnte das unmodifizierte Chitosan bereits zur Textilbeschichtung getestet und erste Unter­such­ungen hinsichtlich der hydrophoben Modifikation des Chitosans erfolgreich abge­schlossen werden.

 

Ausblick

Insektenbasiertes Chitosan hat sich als lokale Alternative zu krabbenbasiertem Chitosan in vielerlei Hinsicht etabliert. Auf der Basis dieser Resultate wurde bereits ein Nachfolgeprojekt zur Anwendung von hydrophobisiertem Chitosan zur Textilbeschichtung initiiert. Zudem sollen in Kooperation mit den Proteinherstellern die Forschungsaktivitäten verstärkt und auch auf andere Reststoffströme ausgeweitet werden.    

Projektinformationen

Projekttitel

ChitoTex – Entwicklung und Produktion neuer Insektenchitosane und chitosanbasierter funktioneller Beschichtungen für Garne und Textilien

 

Projektlaufzeit

März 2015 – Februar 2018

 

Kooperationspartner

  • Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV), Denkendorf
  • Textilchemie Dr. Petry GmbH, Reutlingen
  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart
  • Lauffenmühle GmbH & Co. KG, Lauchringen
  • Eucodis Bioscience, Wien, Österreich
  • Protix Biosystems, Amsterdam, Niederlande
  • Norwegian University of Life Sciences, Oslo, Norwegen

Förderung

Wir danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung des Projekts »ChitoTex – Entwicklung und Produktion neuer Insektenchitosane und chitosanbasierter funktioneller Beschichtungen für Garne und Textilien«, Förderkennzeichen 031A567A.