Das Projekt "Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur selektiven Produktion von Carotinoid-Spaltungsprodukten durch Einsatz neuartiger Dioxygenasen im integrierten Bioprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Durch den oxidativen Abbau von Carotinoiden entstehen Apocarotinoide, die vielfältige Bioaktivitäten aufweisen, z. B. Aromastoffe, Farbstoffe und Vitamine. Die etherischen Öle vieler Pflanzen enthalten die zu den Apocarotinoiden zählenden C13-Norisoprenoide, z. B. Ionon und Damascenon, die entscheidend zu den Geruchseigenschaften dieser Pflanzen beitragen und damit interessante natürliche Aromen darstellen. Aufgrund der geringen natürlichen Konzentrationen ist ein Extraktion zur Gewinnung der Reinsubstanzen nicht ökonomisch durchführbar. Biotechnologisch lassen sie sich bisher nur durch eine unspezifische enzymatische Cooxidation durch verschiedene Oxidasen, z. B. Lipoxygenasen, in Gegenwart von Cooxidantien wie Linolsäure herstellen. In den letzten Jahren wurden die ersten pflanzlichen Carotinoid-spaltenden Dioxygenasen (CCD) identifiziert, eine neuartige Enzym-Untergruppe, die die selektive Oxidation von Doppelbindungen in Carotinoiden katalysiert.
Im Rahmen dieses Projektes soll ein integrierter Bioprozess entwickelt werden, um mit Hilfe rekombinanter CCDs selektiv Norisoprenoid-verbindungen aus natürlichen Carotinoiden zu synthetisieren. Die Stabilisierung des Biokatalysators, die Darreichungsform der Substrate und die in situ-Produktisolierung der Zielverbindungen stellen dabei die entscheidenen Entwicklungsziele dar.