Biokonversion von Fettsäuren heimischer Ölpflanzen zu bioaktiven Naturstoffen für Lebensmittel-, Kosmetik- und Pharmaindustrie

Bild Forschungsprojekt
Laufzeit:  01.02.2007-31.08.2009
Partner:  TU München
Geldgeber:  BMELV
Arbeitsgruppe:  Bioverfahrenstechnik

Aliphatische Aldehyde und Alkohole sind für die Aroma- und Riechstoffindustrie von großer Bedeutung, insbesondere die als "Grünnoten" ("green notes") bezeichneten C6-Komponenten. Bisherige Verfahren zur Herstellung natürlicher C6 Aldehyde basieren auf der Umsetzung der Fettsäuren mit Sojabohnenmehl und Homogenisaten tropischer Früchte als natürliche Enzymquellen (Guaven, Wassermelone-Blätter). Die Enzymaktivitäten dieser komplexen pflanzlichen Biomassen, die importiert werden müssen, sind jedoch gering, gleichzeitig sind unerwünschte Nebenaktivitäten unvermeidbar. Die Ausbeuten sind niedrig.
Das Forschungsvorhaben nutzt die Vorteile der modernen Molekularbiologie und Bioprozesstechnik. Mittels neuartiger Vektoren sollen die Gene in die Tabakpflanze Nicotiana benthamiana überführt und transient exprimiert werden, wodurch die korrespondierenden Enzyme in vielfach höheren Konzentrationen und damit Gesamtaktivität als in ihren natürlichen Quellen angereichert werden (bis zu 80% des löslichen Proteins der Pflanzenzellen). Anschließend werden die so hergestellten nativen Enzyme der pflanzlichen Aldehyd-Biosynthese in Form von Rohextrakten in einen geschlossenen Bioreaktorprozess als hochaktiver Biokatalysator eingesetzt. Leistungsfähige Hefestämme, die dieselben pflanzlichen Gene (co-)exprimieren, werden vergleichend auf ihre Eignung als spezifische Biokatalysatoren geprüft und ggf. in Kombination mit den Pflanzenhomogenisaten eingesetzt.
Es soll ein effizienter Bioprozess durch moderne verfahrenstechnische Maßnahmen etabliert werden. Eine simultane in situ Abtrennung der Zielprodukte aus dem Bioreaktor soll dazu dienen, die Inhibierung der Biokatalysatoren durch die akkumulierenden Produkte zu umgehen und das anschließende Downstream-Processing zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten.

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Greennotes, Grünnoten, Hexanal, Hexenal, LOX, HPL
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