Gewinnung von Levanen und Fructo-Oligosacchariden des Levantyps aus Reststoffen der Zuckerrübenverarbeitung (LeFOS)
Ganzheitliche und integrierte Nachhaltigkeitsbewertung der innovativen Gewinnung von Zuckern aus Reststoffen der Zuckerrübenverarbeitung
Projektbeschreibung:
Der Anbau von Zuckerrüben und die Gewinnung von Rübenzucker spielen eine wichtige Rolle im mitteldeutschen Revier. Allerdings werden Zuckerrübenreste wie Zuckerrübenblätter bisher nicht genutzt, während die Reststoffe aus der Zuckergewinnung hauptsächlich als Tierfutter verwendet werden und nicht zur Gewinnung hochwertiger Lebensmittelbestandteile. Dadurch besteht ein hoher Bedarf nach einer verbesserten chemisch-stofflichen Verwertung dieser Stoffströme. Daher soll ein nachhaltiges Verfahren entwickelt werden, das die Nutzung der genannten pflanzlichen Rohstoffe für die biotechnologische Gewinnung von Levanen und Fructo-Oligosacchariden (FOS) des Levantyps ermöglicht. Diese funktionellen Kohlenhydrate können mithilfe von Milchsäurebakterien oder rekombinanten Enzymen aus Saccharose hergestellt werden und besitzen ein hohes Anwendungspotential als Hydrokolloid, Fettersatz oder Zuckerersatz. Zur Gewinnung von Levanen sollen Milchsäurebakterien und Pichia pastoris-Stämme ausgewählt bzw. entwickelt werden, die in eigens entwickelten, zuckerrübenbasierten Medien wachsen und hohe Levanausbeuten liefern. Die aus den Medien aufgereinigten Levane sollen mithilfe digital optimierter Levanasen in FOS des Levantyps überführt werden. Bei der Entwicklung der einzelnen Verfahrensschritte kommen jeweils verschiedene digitale Methoden (u.a. verschiedene Machine-Learning-Tools, digital gestütztes Enzyme Engineering) zum Einsatz. Nach der Etablierung geeigneter Bedingungen soll die Herstellung von Levanen und Levan-FOS in den Pilotmaßstab überführt werden. Zudem wird die Anwendbarkeit der Produkte in verschiedenen Lebensmittelmodellsystemen ermittelt. Über die durch das entwickelte Verfahren angestrebte, verbesserte chemisch-stoffliche Verwertung von Zuckerrüben sollen neue Wertschöpfungsketten im mitteldeutschen Revier etabliert werden.
Am UFZ wird im Rahmen einer Begleitforschung für die dieses Projekt eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertung mit der UFZ-Methode HILCSA erstellt.
UFZ-Projektleitung:
Projektdaten:
Fördermittelgeber: BMBF
FKZ: 031B1449E
UFZ-Förderung: 242.654,00 €
Projektlaufzeit: 01.04.2024 bis 31.12.2028
Projektkoordinator: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU)
Partner: Fraunhofer Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP)