Technologieführer BRAIN liefert neue Biopolymer-bildende Mikroorganismen an Degussa

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Das Biotechnologie-Unternehmen BRAIN AG und das weltweit führende Spezialchemie-Unternehmen Degussa AG haben eine Forschungs- und Entwicklungskooperation in der weißen Biotechnologie erfolgreich abgeschlossen. Ziel dieser Zusammenarbeit war die Bereitstellung neuer Mikroorganismen zur Herstellung neuartiger „biologischer Kunststoffe“ aus Zuckerrüben, Zuckerrohr und anderer nachwachsender Rohstoffe. Degussa strebt dadurch eine größere Unabhängigkeit von klassischen petrochemischen Rohstoffen an. Gleichzeitig werden sehr umweltfreundliche Produktionsverfahren entwickelt.

Wasserlösliche, polymere Verdicker haben eine große wirtschaftliche Bedeutung und werden in vielen Industriezweigen verwendet. Dazu zählen unter anderem die Lebensmittel- und Kosmetikindustrie sowie technische Anwendungen als Bohr- oder als Flockungshilfsmittel. Der Gesamtmarkt für diese Anwendungen liegt bei mehreren 100.000 Tonnen pro Jahr. Zur Zeit handelt es sich bei den Verdickern häufig um Polyacrylate sowie Derivate. Diese zumeist preiswerten Produkte zeigen zwar gute anwendungstechnische Eigenschaften, sie sind jedoch nicht biologisch abbaubar und stellen somit eine ökologische Belastung dar. Zudem basieren die Produkte auf immer knapper und damit teurer werdenden petrochemischen Ressourcen.

Dies ist Anlass, die Suche nach alternativen Quellen für biologische Polymere zu beschleunigen, da sie im Bereich technischer Anwendungen heute noch ein Schattendasein führen. Ziel des nunmehr abgeschlossenen Projekts unter Leitung von Degussa und mit Beteiligung von BRAIN war deshalb die Etablierung eines wettbewerbsfähigen, biotechnologischen Verfahrens zur Herstellung mikrobieller Biopolymere als wasserlösliche Verdicker. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) aus Mitteln des Programms „Nachhaltige Bioproduktion“ gefördert.

Im Rahmen des Projektes hat die BRAIN AG ihre proprietären und hochkomplexen BioArchive sowie über ein rationales Bioprospecting weitere lukrative Habitate (Früchte, verschiedene Nahrungsmittel, marine Lebensräume, spezielle zuckerreiche Umweltproben etc.) durchmustert. Dem Projektpartner Degussa wurden eine Vielzahl interessanter, Biopolymere-bildende Mikroorganismen zur Verfügung gestellt und dort nach stringenten Kriterien - wie z.B. Viskositätseigenschaften - bewertet. Die von BRAIN eingebrachten Mikroorganismen zeigten dabei trotz des hohen Screening-Anspruchs der Degussa eine erfreulich hohe Hitrate. Die gefundenen EPS-Bildner werden zur Zeit im technischen Maßstab angezogen und für eine Marktproduktion evaluiert.

Ein anderer Schwerpunkt der erfolgreichen Kooperation war die Optimierung eines Produktionsstammes zur Herstellung von Scleroglucan, ein weiteres innovatives Biopolymer mit vielfältigen technischen Anwendungen.

„Durch die Identifizierung und den Einsatz von neuartigen Polysacchariden wollen wir bestehende industrielle Prozesse zur Herstellung von Verdickern wirtschaftlicher gestalten und dabei unser Produktportfolio erweitern“, so Dr. Volker Sieber, Leiter des BMBF-Projektes im Projekthaus ProFerm der Degussa. „Die intensive Zusammenarbeit mit BRAIN im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprojekts liefert dabei einen raschen Zugang zu neuen Technologien und erlaubt eine schnellere Umsetzung von der Idee hin zu Produktionsprozessen“, erklärt Dr. Andreas Karau, Leiter des Projekthauses ProFerm.

„Mit der Identifizierung zahlreicher neuer, Biopolymere-bildenden Mikroorganismen durch rationales Bioprospecting erleben wir ein weiteres Beispiel für die steigende Bedeutung der industriellen Biotechnologie für innovative Entwicklungslinien“, sagt Dr. Jürgen Eck, Forschungsvorstand bei der BRAIN AG. „Wir freuen uns, dass wir in der positiv abgeschlossenen Kooperation mit Degussa eine Vielzahl neuer hoch effektiver Biopolymer-Produzenten für technische Prozesse zur Verfügung stellen konnten“, ergänzt Dr. Eck.

Neben Degussa und BRAIN sind an dem Projekt in einem interdisziplinären Team mit biologischen und chemischen Kompetenzen die akademischen Partner Prof. Dr. Alfred Pühler von der Universität Bielefeld, Prof. Dr. Ulf Stahl von der TU Berlin sowie die KMUs INSILICO biotechnology in Stuttgart und DASGIP in Jülich beteiligt.

Über die BRAIN AG:

BRAIN - Biotechnology Research And Information Network AG ist als forschendes und entwickelndes Unternehmen im Bereich der Enzyme, Wirkstoffe und technischen Proteine tätig. Die innovative EvoSolution® Technologieplattform erschließt die biochemische und katalytische Vielfalt mikrobieller und pflanzlicher Biodiversitäten mit modernen Methoden der Molekularbiologie. Das Unternehmen in Zwingenberg - inmitten der Forschungs- und Industrieregion Rhein-Main-Neckar - verfügt über ein umfangreiches BioArchiv mit über 120 Millionen Genen einzigartiger und nicht-kultivierter Mikroorganismen. Unter Nutzung dieser Ressource identifiziert BRAIN neue Enzyme für die Chemie- und Life Science-Branche sowie neue bioaktive Substanzen und Entwicklungskandidaten für den Pharma- und Kosmetikmarkt und erarbeitet die Grundlagen zu deren industriellem Einsatz. Das 1993 in Darmstadt gegründete Unternehmen beschäftigt 48 Mitarbeiter.

Über die Degussa AG:

Als weltweite Nummer Eins in der Spezialchemie schafft Degussa mit innovativen Produkten und Systemlösungen Unverzichtbares für den Erfolg ihrer Kunden. Dies fassen wir in dem Anspruch „creating essentials“ zusammen. Im Geschäftsjahr 2005 erwirtschafteten rund 44.000 Mitarbeiter weltweit einen Umsatz von 11,8 Mrd. Euro und ein operatives Ergebnis (EBIT) von 940 Mio. Euro.

Ziel des Projekthauses ProFerm ist es, den Potentialen der weißen Biotechnologie, das heißt der industriellen Anwendung der Biotechnologie, zum Durchbruch zu verhelfen. Schwerpunkt ist dabei die Produktion von Spezialchemikalien durch Fermentationsprozesse. Demnach spielen Forschung, Planung und Anwendung von Fermentationsprozessen sowie entsprechende Mikroorganismen im Projekthaus ProFerm, welches im Januar 2004 gegründet wurde, eine große und wichtige Rolle. ProFerms Portfolio umfasst Projekte, die sich auf neue Produkte fokussieren sowie Projekte, die sich auf neue Verfahren und Methoden beziehen. Alle Kernkompetenzen - von der klassischen Stammentwicklung und dem rationalen Stoffwechseldesign bis hin zur Verfahrenstechnik - werden im interdisziplinären Team von ProFerm miteinander verbunden. Durch ein starkes Kooperationsnetzwerk mit Partnern aus den Degussa-Geschäftsbereichen sowie anderer Firmen und Hochschulen wird auf zusätzliche Kompetenzen zugegriffen.

Quelle: Zwingenberg und Hanau-Wolfgang [ Degussa - BRAIN ]