CD-Labor for Glycerin Biotechnologie

Glycerin fällt in auf Pflanzenöl basierten Bioraffinerien z.B. bei der Gewinnung von Biodiesel als Nebenstrom an. Dieses CD-Labor entwickelt Technologien zur mikrobiellen Umwandlung dieses Rohglycerins in vielfältige Wertstoffe.

Bei der chemischen Umwandlung von Triglyceriden aus Ölpflanzen, wie z.B. Sonnenblumen, Raps oder Ölpalmen zu Biodiesel, verbleiben etwa 10% des Pflanzenöls als Glycerin. In Zukunft wird es besonders in Europa im Zuge der Bemühungen um eine Energiewende in großen Mengen anfallen. Daher besteht ein Bedarf, Glycerin über das bisherige direkte Verwendungsspektrum (in der Nahrungsmittelindustrie, Kosmetik und der Medizin/Pharmazie) hinaus einem Upcycling in wertvolle Folgeprodukte zuzuführen. Produkte, welche industriell interessant und durch mikrobielle Zellfabriken herstellbar sind, umfassen Grundstoffe für die Kunststoffherstellung (1,3-Propandiol, 3-Hydroxypropionsäure, 2,3-Butandiol), Lösungs- und Kältemittel (1,3-Propandiol, n-Propanol), Grundstoffe für die Lebensmittelindustrie (Zitronensäure, Zuckeralkohole als Süßstoffe) und die pharmazeutische Industrie (3-Hydroxypropionaldehyd, L-DOPA, Aminosäuren) und Substanzen, welche erneut den Bioraffinerien als Rohstoff zugeführt werden können (Lipide, Ethanol, Lipasen).

Um den Weg zur Herstellung von künftigen Produkten aus Glycerin zu ebnen, sollen zwei mikrobielle Zellfabriken charakterisiert werden. Eine dieser Zellfabriken ist das Milchsäurebakterium Lactobacillus diolivorans, welches bereits erfolgreich zur Herstellung von 1,3-Propandiol eingesetzt wurde. Ein weiterer Organismus ist die Hefe Yarrowia lipolytica, welche sehr gut auf Glycerin wächst und dabei ein interessantes Produktspektrum aufweist.

Der Lactobacillus diolivorans gewidmete Bereich des CD-Labors, beschäftigt sich insbesondere mit den Stoffwechselvorgängen des Mikroorganismus, sowie mit der Erforschung biopharmazeutischer Anwendungen. So soll der Redoxhaushalt der Zelle, welcher entscheidend für die Herstellung verschiedener Produkte aus Glycerin ist, untersucht werden. Weiters werden die bakteriellen Mikrokompartimente charakterisiert, welche bestimmte Stoffwechselaktivitäten innerhalb der Zelle isolieren, wodurch gezielte biochemische Reaktionen und eine Steigerung der Effizienz ermöglicht werden.

Der Yarrowia lipolytica gewidmete Bereich des CD-Labors zielt darauf ab, Kreisläufe bei der Biodieselherstellung zu schließen. Mithilfe der Hefe werden aus dem Abfallprodukt Glycerin Lipide, Lipasen und Alkohole hergestellt, welche erneut der Biodieselherstellung zugeführt werden können. Yarrowia lipolytica bildet verschiedene morphologische Strukturen aus, welche maßgeblich ihre Produktivität als Zellfabrik beeinflussen. Daher wird bei Yarrowia lipolytica auch der Zusammenhang von Morphologie und Produktivität untersucht.