Technische Enzyme

Die Anwendung technischer Enzyme gewinnt an Bedeutung. Neben den klassischen Bereichen werden zunehmend neue Anwendungen erschlossen, beispielsweise in der Zellstoff- und Papierindustrie, der Textilindustrie sowie für die Modifikation von Lignocellulose zur stofflichen und energetischen Verwertung nachwachsender Rohstoffe. Die Gewinnung von Cellulasen und Hemicellulasen ist international weit vorangeschritten. Die unterschiedlichen Applikationen (z.B. für Cellulase/Xylanase) erfordern eine applikationsoptimierte Zusammensetzung des jeweils zum Einsatz kommenden Enzymkomplexes. Darüber hinaus erfordern diese sog. „Billigenzyme“ eine hohe Effektivität der Enzymproduktion.

Die Hauptaktivitäten des SIAB betreffen die Entwicklung von Produktionsstämmen zur Gewinnung von Cellulasen und Hemicellulasen (Xylanase), insbesondere für die Verzuckerung von Zellstoff aus Lignocellulose sowie für den Einsatz im sog. SSF-Prozess der simultanen Verzuckerung und Vergärung von Cellulose zu Ethanol. Die auf Basis von Dünnschlempe fermentierten Trichoderma reesei-Cellulase-/Xylanase-Komplexe sind auch für die Modifikation von Lignocellulose-Faserstoff zur Herstellung von Werkstoffen (z.B. mitteldichte Faserplatten) ohne Zusatz von Bindemitteln geeignet (EP1184144). Die bisher gewonnenen regulationsveränderten T. reesei-Stämme weisen mittels einer speziellen feed-back-kontrollierten fed-batch-Technik eine over all Enzymexkretionsrate von 15 mg Protein je Gramm Mycel und Stunde auf. Die entwickelten Penicillium verruculosum-Produktionsstämme bilden einen erhöhten Anteil ß-Glucosidase im Cellulasekomplex.

Referenzprojekte:

Development of a process for the utilization both the carbohydrate and the lignin content from lignocellulosic materials of annual plants for the production of valuable products (www.era-ib-lignocellulose.eu) – BMBF

Verwertung von Schlempe aus der Alkoholherstellung zur Gewinnung von Werkstoffen – FNR

Herstellung von Ionenaustauschern auf der Basis nachwachsender Rohstoffe und deren Anwendung zur Reinigung industrieller Abwässer; Biotechnische Modifikation und Charakterisierung der Lignocellulosen für die Herstellung von Ionenaustauschern (Verbundprojekt) – SAB

Entwicklung von Verfahren zur enzymatischen Modifikation von lignozellulosen Fasern zur Herstellung biologisch abbaubarer Werkstoffe (Teilprojekt im Verbund mit IHPT und TU Dresden) – SMUL

Entwicklung eines Verfahrens zur Energieeinsparung und zur Verbesserung der Festigkeit von Holzstoff in der Papier-und Dämmplattenindustrie durch Einsatz hydrolytischer Enzyme – AIF

Kontakt: Dr. Gerhard Kerns

Poster: