Das Projekt "SHEMICELL: Stoffliche Verwertung hemicellulosereicher Wertstoffströme aus landwirtschaftlichen Reststoffen von Einjahrespflanzen, Teilvorhaben 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Technische Chemie.Primäres Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur stofflichen Verwertung von Hemicellulosen (HC). In Bioraffinerien beschränkt sich deren Verwertung derzeit weitestgehend auf die Erzeugung von Dampf, Strom oder Ethanol. Für letzteres existieren noch technische Herausforderungen damit sich dieses Vorhaben lohnt. Um HC erfolgreich zu Nutzen, ist eine gezielte Abtrennung und stoffliche Verwertung von HC ein essentieller Weg. Ziel ist es, HC beim Biomasseaufschluss möglichst vollständig von der Cellulose zu trennen und so zu isolieren, damit sie einer separaten stofflichen Nutzung zugefügt werden kann. Mögliche Einsatzgebiete der isolierten HC (Flotationsmittel, Flockungsmittel, Flammschutzmittel und Papieradditiv) sollen untersucht werden. Aussichtsreich ist die Anwendung der Flotationsmittel, wo derivatisierte Stäke als Produkt bereits Anwendung findet. 1) Charakterisierung der Stoffströme 2) Aufschluss, Isolierung und Reinigung von Hemicellulose (HC) aus Weizenstroh und Haferspelzen 3) Aufschluss, Isolierung und Reinigung von HC und Pektin aus Rübenschnitzel 4) Modifizierung und Derivatisierung der HC für den Flotationsprozess und Testung der Substanzen im Labormaßstab 5) Herstellung und Testung von Flammschutzmitteln auf Basis von HC und Pektinen 6) Herstellung und Testung von Papieradditiven auf Basis von HC 7) Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsstudie.
Das Projekt "ERA-Net: Bioraffinerie: Nutzung von Citrus Biomasse (CPW), Teilvorhaben: Uni Bremen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Jacobs University Bremen GmbH, School of Engineering and Science.
Das Projekt "Erbsenfaser 2.0: Neue Konzepte zur Erhöhung der Wertschöpfung und zur Optimierung der technofunktionellen sowie nutritiven Eigenschaften der bei der Erbsenverarbeitung anfallenden faserreichen Nebenprodukte, Erbsenfaser 2.0: Neue Konzepte zur Erhöhung der Wertschöpfung und zur Optimierung der technofunktionellen sowie nutritiven Eigenschaften der bei der Erbsenverarbeitung anfallenden faserreichen Nebenprodukte" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hamburg, Fachbereich Chemie, Abteilung Lebensmittelchemie.Die Zielstellung des Vorhabens besteht in der Erhöhung der Wertschöpfung der bei der Erbsenverarbeitung entstehenden Nebenprodukte (Erbsenschale und Kotyledonen-Rückstand), welche reich an Ballaststoffen und bioaktiven sekundären Pflanzenstoffen sind, aber bisher nur unzureichend vermarktet werden. Dabei sollen zum einen die technofunktionellen Eigenschaften der Außenfasern aus den Erbsenschalen durch kombinierte enzymatisch-mechanische Aufschlussverfahren verbessert werden und deren ernährungsphysiologisches Potential anhand der Gehalte an assoziierten Sekundärmetaboliten charakterisiert werden. Zum anderen verfolgt die Verfahrensentwicklung das Ziel, neben der Innenfaser, Pektin als zusätzlichen funktionellen Wertstoff aus dem Kotyledonen-Rückstand zu gewinnen und anhand seiner funktionellen Eigenschaften als Gelbildner und Emulsions- bzw. Schaumstabilisator zu bewerten. Der analytische Schwerpunkt des Vorhabens liegt auf der Ermittlung der Konzentrationen an Proteinen, Saponinen und Flavonoiden in den jeweiligen Zwischen- und Endprodukten und der Bewertung von Möglichkeiten zur Gewinnung und Nutzung dieser wichtigen ggf. gesundheitspräventiven Substanzen. Im Ergebnis der Forschungsarbeiten werden neue Wege zur nachhaltigen Nutzung heimischer Körnerleguminosen und deren anfallenden Nebenproduktströme für die Herstellung hochfunktioneller Lebensmittelzutaten aufgezeigt und somit ein wichtiger Beitrag für die Humanernährung und eine nachhaltige Be- und Verarbeitung geleistet.
Das Projekt "ERA-IB 7: YEASTPEC: Engineering der Hefe Saccharomyces cerevisiae für die Biokonversion pektinhaltiger agro-industrieller Nebenströme^Teilvorhaben GEM: Hydrolytische Enzyme, Teilvorhaben JUB: Redoxbilanz" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Jacobs University Bremen gGmbH - Life Sciences & Chemistry.Die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae hat sich als ein beliebter Produktionsorganismus in der industriellen Biotechnologie etabliert. Dies beruht auf der außergewöhnlichen Einfachheit, mit der man hier zielgerichtete genetische Modifikationen durchführen kann. Tatsächlich konnten bereits einige natürliche Limitationen der Bäckerhefe überwunden werden, die anfangs einer Nutzung von Abfallbiomasse als Rohstoff entgegenstanden. Ein robuster genetisch veränderter Industriestamm, der Inhibitoren in Lignozellulose-haltigen Hydrolysaten tolerieren und neben Glukose auch Xylose zu Ethanol vergären kann, steht als Ausgangsplattform für das YEASTPEC Projekt zur Verfügung. Neben Lignozellulose-haltigen Abfallströmen gibt es preiswerte agro-industrielle Nebenströme, die reich an Pektin sind und daher ebenfalls attraktive Substrate für die industrielle Biotechnologie darstellen. In Europa, ist vor allem das gepresste Fruchtfleisch von Zuckerrüben (Zuckerindustrie) und Früchten (Fruchtsaftindustrie) in hohen Mengen verfügbar. Außer Glukose, sind die Hydrolysate dieser bisher weitgehend unerschlossenen Rohstoffe reich an Galakturonsäure (GalA) und Arabinose. Innerhalb des YEASTPEC Projektes soll ein robuster Industriestamm entwickelt werden, der Enzyme für die Hydrolyse der Polysaccharide in pektinhaltigen Abfällen ausscheiden und alle im Hydrolysat vorherrschenden Zucker, d.h. Glucose, GalA und Arabinose zu Ethanol vergären kann. Das inherente Redoxproblem des Stoffwechselweges für die GalA Vergärung soll durch Zufütterung von Glycerol gelöst werden, wodurch zusätzliche Reduktionsequivalente bereit gestellt werden. Glycerol ist das hauptsächliche Nebenprodukt der gegenwärtigen Biodieselproduktion und steht daher ebenfalls in hohen Mengen preiswert zur Verfügung. Der generierte Industriestamm soll zusätzlich für eine erhöhte Robustheit während der industriellen Fermentation, insbesondere gegenüber schwachen Säuren, verbessert werden.
Das Projekt "Erbsenfaser 2.0: Neue Konzepte zur Erhöhung der Wertschöpfung und zur Optimierung der technofunktionellen sowie nutritiven Eigenschaften der bei der Erbsenverarbeitung anfallenden faserreichen Nebenprodukte^Erbsenfaser 2.0: Neue Konzepte zur Erhöhung der Wertschöpfung und zur Optimierung der technofunktionellen sowie nutritiven Eigenschaften der bei der Erbsenverarbeitung anfallenden faserreichen Nebenprodukte, Erbsenfaser 2.0: Neue Konzepte zur Erhöhung der Wertschöpfung und zur Optimierung der technofunktionellen sowie nutritiven Eigenschaften der bei der Erbsenverarbeitung anfallenden faserreichen Nebenprodukte" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie, Fachgebiet für Lebensmittelverfahrenstechnik.
Das Projekt "ERA-IB 7: YEASTPEC: Engineering der Hefe Saccharomyces cerevisiae für die Biokonversion pektinhaltiger agro-industrieller Nebenströme, Teilvorhaben GEM: Hydrolytische Enzyme" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Institut für Botanik und Mikrobiologie, Lehrstuhl für Mikrobiologie.Das YEASTPEC-Konsortium will die fermentative Verwertung von Pektin bzw. Pektinbausteinen (v.a. D-Galakturonsäure, GalA, und Arabinose, Ara), einem Reststoff der Agroindustrie, durch entsprechend modifizierte Stämme der Hefe Saccharomyces cerevisiae erreichen. In dem Teilvorhaben des Verbundpartners GEM sollen Enzyme identifiziert werden, die für die Freisetzung der monomeren Bestandteile von Pektin geeignet sind und in Hefe exprimiert werden können.
Das Projekt "ERA-NET Euro TransBio-11: ALFAPRO-Nutzung und Verwertung von Alfalfa außerhalb der klassischen Zuchtindustrie" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: VivaCell Biotechnology GmbH.
Das Projekt "ERA-IB 3: Herstellung organischer Säuren für die Polymersynthese (POAP), Teilvorhaben 2: Enzymentwicklung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: ASA Spezialenzyme GmbH.Ziel dieses Teilprojektes ist die Entwicklung neuer Enzyme für die Extraktion von Polysaccharariden und anderen Stoffen aus Orangenschale und Getreidespreu. Dabei soll die Freisetzung von Monosacchariden und Zuckersäuren verbessert werden. Weiterhin sollen Mikroorganismenstämme entwickelt werden, die entweder Cellulose oder Hemicellulosen oder Pektin spalten, um selektiv entweder Hexosen oder Pentosen oder Galakturonsäure zu erhalten. Die neuen Enzyme sollen mit gentechnischen Methoden hinsichtlich Endprodukthemmung, pH-Optimum und Prozessstabilität optimiert werden. Abschließend wird eine biochemische Charakterisierung der neu entwickelten Enzyme durchgeführt. Zunächst werden neue mikrobielle Stämme des Projektpartners VTi auf ihre Enzymbildung untersucht. Bei den effektivsten Stämmen wird versucht, die Produktion von nicht erwünschten Enzymaktivitäten durch Gen-Knockout zu verhindern. Zur Verringerung der Endprodukthemmung, zur Erhöhung der Prozessstabilität sowie zur Optimierung des pH-Spektrums wird die Methode der ortsspezifischen Mutagenese eingesetzt. Abschließend werden biochemische Arbeitstechniken wie Gelelektrophorese, HPLC und Photometrie eingesetzt, um die neuen Enzyme zu charakterisieren.
Das Projekt "IPTOSS (Innovations for optimal use of organic side-streams and waste)" wird/wurde gefördert durch: Bundesamt für Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesamt für Umwelt.Biowastes and side-streams from food and beverage processing plants, such as vegetable processing and brewing are generally rich in a variety of sophisticated and valuable natural molecules i.e. cellulose, hemicellulose, lignin and pectin that have a great potential to be directly exploited in the chemical, pharmaceutical, cosmetic, feed and energy industry and/or used as biological substrates for the production of high added-value functional bioproducts. Great attention is raised toward a side-stream from the beverage industry, brewers spent grain (BSG), is here used as feedstock resource to produce fuel and valuable biomolecules. The current biowaste and side-stream valorisation and the novel biotechnological approaches for the transformation of waste into bioproducts are still relatively limited, primarily due to the lack of readily exploitable technologies. More than 33 million tonnes of BSG is generated worldwide every year. In the EU, this is close to 10 million tonnes, which equates to almost 10Prozent of the EUs annual food and drink industry waste production. Large portions of these materials are disposed by means of anaerobic digestion and composting, incineration or landfilling, the latter becoming increasingly restricted by the EU regulations in order to reduce its intrinsic environmental (i.e. greenhouse gas emission) and health hazards (Landfill Directive, 1999/31/EC, and other related EU Legislation). Eco-efficient management of organic waste is a worldwide growing issue. The groundwork for enzymatic fractionation of BSG has been already carried out in the EU project REPRO ('Reducing Food Processing Waste'). The present project is part of the European ECO-INNOVERA research program IPTOSS. The following institutions/organisations are partners in the consortium engaged in this program Aims: 1 Aim of the project The aim of the project is to develop a concept based on suitable fractionation by which the biochemical content of the material flow is better utilized for the production of new, valuable molecules. In close cooperation with the industry the sustainability of the innovation is shown and brought to the market. 2 Aims for this project of FHNW and Bionactis The aim is to develop and apply a new biocatalytic nanomaterialbased process for the value-adding depolymerization of lignocellulosic fraction of Brewers spent grain (BSG).
Das Projekt "L-Xylulose Reductasen aus Pilzen" wird/wurde gefördert durch: Der Wissenschaftsfonds (FWF). Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Brennstofftechnik und Umwelttechnik.Eine große Anzahl filamentöser Pilze wächst auf totem oder verrottendem Pflanzenmaterial und trägt so zu einer schnellen Umsetzung von Lignin und verschiedenen Polysacchariden - wie Cellulose, Hemicellulose und Pektin - bei. Hemicellulosen und Pektine sind Heteropolysaccharide, die hauptsächlich aus Pentosen, Hexosen und Zuckersäuren bestehen. Ihre Primärstruktur ist Organismus spezifisch und kann sogar zwischen verschiedenen Geweben ein und derselben Pflanze variieren. Die Pentose L-Arabinose kommt sowohl in Hemicellulosen als auch Pektin vor. Ein L-Arabinose Abbauweg ist daher für viele Mikroorganismen, die auf totem Pflanzenmaterial wachsen, von Vorteil und hat auch einen Einfluss auf mikrobielle Fermentation in denen erneuerbare Rohstoff wie billige Pflanzenbiomasse verwendet werden, um sie entweder in wertvolle Feinchemikalien umzuwandeln oder daraus billige Enzyme zu produzieren. Pilze haben spezifische Abbbauweg für Pentosen wie L-Arabinose oder D-Xylose entwickelt. Die meisten für diesen Abbauweg verantwortlichen Gene wurden kloniert und funktionell charakterisiert. Das Enzym L-Xylulose Reductase katalysiert die dritte Stufe des fünfstufigen Prozesses, die Reduktion der L-Xylulose zum Xylitol. Ein für eine L-Xylulose Reductase kodierendes Gen wurde aus dem filamentösen Pilz Hypocrea jecorina (Anamorph: Trichoderma reesei) kloniert. Die Rolle diese Gens im L-Arabinose Stoffwechsel wurde durch ein paar Ergebnisse in Frage gestellt. Unsere Daten deuten eher darauf hin, dass es sich bei diesem Enzym um eine D-Mannitol 2-dehydrogenase handelt, die in Prozesse wie Sporulation oder Sporenkeimung involviert ist. Enzyme mit L-Xyluloseaktivität sind zusätzlich in eine Reihe anderer wichtiger metabolischer Prozesse involviert. Dazu gehören der D-Galactose Stoffwechsel und die Induktion der Zellulasen. In diesem Projekt sollen daher Enzyme mit L-Xylulosereduktaseaktivität in H. jecorina identifiziert und charakterisiert werden und ihre Rolle in den verschiedenen Stoffwechselwegen geklärt werden. Der filamentöse Pilz unserer Wahl ist Hypocrea jecorina, ein Organismus mit einer breiten biotechnologischen Anwendung im Bereich der Weißen Biotechnologie. Auf Grund seiner exzellenten Sekretionskapazitäten, werden von diesem Pilz produzierte Enzyme in den verschiedensten Industrie und Nahrungsmittelbereichen eingesetzt. Die Sequenzierung seines Genoms wurde abgeschlossen und bildet eine exzellente Basis für die weitere Forschung mit diesem Organismus.
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