FunNPE
Neue Naturstoffe und Enzyme aus nicht-konventionellen Pilzen
Das Projekt FunNPE hat zum Ziel, Strategien der Kreislaufbioökonomie im Forschungsbereich der industriellen Biotechnologie umzusetzen. Hierfür wird ein one-pot Zwei-Produkt-Prozess genutzt, um das Mühlennebenprodukt Weizenkleie mittels neuartiger Pilzstämme nachhaltig in natürliche Enzymmischungen für umweltzertifizierte Waschmittel und natürliche Produkte für Wundpflegeprodukte zu konvertieren.
Die Auswahlparameter im Screening-Prozess der nicht konventionellen filamentösen Pilze orientieren sich an den industriellen Anforderungen für Enzyme in Waschmittelanwendungen. Der Fokus liegt hierbei auf Stabilität und hoher Bioaktivität unter alkalischen Bedingungen bei niedrigen Temperaturen. Selektierte Pilzstämme werden in einem Medium auf Weizenkleie-Basis fermentiert, welches ein Nebenprodukt der Mehlproduktion ist. Das Substrat wird in großen Mengen vom lokalen assoziierten Partner, dem Bayerischen Müllerbund e. V. (BMB) bereitgestellt.
Weizenkleie besteht größtenteils aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin. Während der Wachstumsphase werden diese komplexen Polymere durch die ins Medium freigesetzten natürlichen Enzyme, wie z. B. Cellulasen, Amylasen, Xylanasen, Pektinasen, Mannanasen Arabinasen und Proteasen, hydrolysiert. Der Produktionsprozess wird auf Basis verschiedener Parameter, wie pH-Wert, Temperatur und Kultivierungsdauer optimiert. Die Produkte der selektierten Pilzstämme werden auf 50 Liter in einer kontrollierten (Fed-) Batch-Fermentation hochskaliert, um eine höhere Produktausbeute zu erzielen und den Übergang zur industriellen Produktion zu ermöglichen.
Die Durchführung der Versuche soll mit taxonomisch verifizierten Pilzstämmen erfolgen. Dies wird sowohl durch morphologische als auch durch molekularbiologische Methoden erreicht, wie beispielsweise multiomics-Ansätzen, einschließlich Hi-Fi-Long-Read-Sequenzierung (PACBIO), in-house RNA-Sequenzierung und verschiedenen proteomischen und metabolomischen Analyseverfahren, die dem Werner-Siemens-Lehrstuhl (TUM-WSSB) zur Verfügung stehen.
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