Abgeschlossene Projekte

Ein Teil des Projekts zielte auf die Integration von saccharidhaltigen Restströmen aus der agroindustriellen Verarbeitung in eine etablierte Enzymkaskade und deren Optimierung für die profitable Produktion von Bulk- und/oder Plattformchemikalien. Hierzu wurde die Enyzmkaskade weiterentwickelt und auf die Verwertung von Lactose (Milchzucker) angepasst. Es wurden zwei Kaskadenvarianten untersucht, die in mehreren enzymatisch katalysierten Schritten Saccharide zu Ethanol bzw. Isobutanol umsetzen. Die Kaskadenvariante zur Herstellung von Ethanol konnte erfolgreich auf Lactose aus Molkereiabwasser mit einem Lactoseumsatz von >90% und einem Galactoseumsatz von >50% realisiert werden. In der Gesamtkaskade zur Bildung von Ethanol wurden Ausbeuten von bis zu 66,4% erhalten. Für die Kaskadenvariante zur Synthese von Isobutanol wurde die Verbesserung des Kaskadenenzyms KARI adressiert. Dabei wurde ein umfangreiches System zu Produktion, Vorselektion und Ultrahochdurchsatz-Screening für diese Enzymklasse erarbeitet, das als essentielle Basis für die Bereitstellung neuer, hocheffizienter Biokatalysatoren zu sehen ist.

Ein weiterer Teil zielte auf die Extraktion und Modifizierung von Proteinen aus Prozessströmen der agroindustriellen Verarbeitung mit Blick auf die Integration der Technologie in bestehende Produktionsprozesse. Der Fokus lag hier auf der Separation von Proteinen aus Prozesswasser (Kartoffelfruchtwasser) der Kartoffelstärkeproduktion. Neue Regelungen in der Gesetzgebung erschweren die landwirtschaftliche Verwertung derartiger stickstoffhaltiger Restströme und erfordern damit eine bessere Rückgewinnung von Proteinen. Im Rahmen des Vorhabens wurde die industrielle Prozesskette der Proteinabtrennung durch Hitzekoagulation in den Labormaßstab überführt und der Einfluss von Kartoffelsorte und Anbaubedingungen auf die Proteinabtrennung untersucht. In Summe konnte ein Überblick über die Bandbreite der Stickstoffgehalte in den Kartoffelfruchtwassern von Stärkekartoffeln sowie ihre Hitzefällbarkeit erhalten werden. Die Erkenntnisse bilden eine erste Grundlage für potentielle Züchtungsprogramme, um neben guten Stärkeerträgen auch Sorten mit verbesserter Proteinfällbarkeit zu erhalten. Desweiteren konnte eine enzymbasierte Methode zur Verbesserung der Proteinabtrennung bei der Hitzekoagulation aufgezeigt werden. 

Über 80% der jährlich in Europa produzierten Farben und Lacke (nahezu 1 Million Tonnen) basieren auf fossilen Rohstoffen. Eine Reduktion des Impacts dieser Farben und Lacke wäre ein großer Fortschritt im Hinblick auf die Klimaschutzambitionen Europas. PERFECOAT geht diese Herausforderung mit der Entwicklung und Validierung einer neuen Generation industrieller Holz- und Dekolacke mit über 25% biobasiertem Anteil an. Das Projekt fokussiert sich auf drei wichtige, hochvolumige Marktsegmente: UV-vernetzbare Klarlacke sowie wasserbasierte do-it-yourself Wand- und Bautenfarben. Die TUM trägt mit ihren Technologien im Bereich mikrobielle Polysaccharide und mikrobielle Pigmente und Füllstoffe bei.