Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Lebensmittelchemie durchgeführt. Aim: Valorisation of side-streams of the Citrus industry using the genetic diversity of monokarya from the basidiomycete Pleurotus sapidus. The genetic diversity of the basidiospores of Pleurotus sapidus (MKs) obtained from two dikaryotic strains of P. sapidus (Dk421 and Dk3174) will be exploited. Mks with high growth rate on milled Citrus peel, pulp and seed of orange, tangerine, lemon will be selected and grown as solid state and submerged fermentation (SF). Metabolites will be extracted and evaluated for biological activities. Samples before and after the fungal transformation taken from SSF and SF cultures will be analysed. Rapid product analyses using TLC and established coupled HPLC-DAD-ELSD will focus on the most promising strains. Specific targets are flavonoids with an increased number of hydroxyl groups on the B-ring, unsaturated carbonyls and terpenoids from the oxo-functionalisation of limonene, citronellal and farnesene isomers. High resolution and multi-dimensional GC-MS and multireaction monitoring (varying MS collision energies) will be used. Extracts from various strain/culture combinations (SSF or SF) will be lyophilized. One fraction of each sample will be tested for its biopesticide action, and another one for its quality as a feed supplement. SSF will be carried out in a rotary drum solid-substrate fermentation system. The project is comprised of seven major work packages: 1. Generation and selection of the monokaryons (CITER) 2. Growth of the monokaryons (CITER) 3. Selection of the optimal culture conditions to obtain bioactive compounds using the selected Mk form step 2. (CITER, LUH, JLU, JUB) 4. Analytical evaluation of the biotransformation/conversion products (LUH, JLU) 5. Automated screening of Mks by chiral GC-GC (JLU) 6. Bioactivity test of crude extracts obtained from SSF and SF (IMBIV, IIB) 7. Bioprocess design and scale-up (JLU, JUB).
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die direkte Nutzung des Reservekohlenhydrats Inulin aus Topinambur nach geeigneter biotechnologischer Modifizierung und Optimierung in der Backwarenindustrie. Inulin erfüllt unmittelbar die Definition eines präbiotischen Lebensmittelbestandteils. Topinambur-Inulin ist innerhalb eines bestimmten Molmassebereiches am wirksamsten. Deshalb soll gezielt Einfluss auf die Kettenlänge der Inulinmoleküle genommen werden. Derzeit ist weitgehend unbekannt, wie sich Inulin bei der Herstellung von Backwaren verändert und in welchem Umfang es im Endprodukt wirksam wird. Zwei Verwertungsrichtungen sind relevant: 1. Der in der LIVEN GmbH gewonnene Ausgangsrohstoff aus Topinamburknollen wird im Ergebnis der bioverfahrenstechnischen Forschungsarbeiten als ein wirkungsoptimiertes Inulinprodukt zur Verfügung stehen. 2.Es werden Verfahrensuntersuchungen bei kleinstückigen Backwaren und Extrudaten im Labormaßstab am Institut für Lebensmitteltechnik und im kleintechnischen Maßstab in der Dr. Quendt Backwaren GmbH durchgeführt. Die präbiotische Wirkung wird durch den Einsatz des wirkungsoptimierten Inulinproduktes als qualitätsgebender Ausgangsstoff erreicht.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LIVEN GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die direkte Nutzung des Reservekohlenhydrats Inulin aus Topinambur nach geeigneter biotechnologischer Modifizierung und Optimierung in der Backwarenindustrie. Inulin erfüllt unmittelbar die Definition eines präbiotischen Lebensmittelbestandteils. Topinambur-Inulin ist innerhalb eines bestimmten Molmassebereiches am wirksamsten. Deshalb soll gezielt Einfluss auf die Kettenlänge der Inulinmoleküle genommen werden. Derzeit ist weitgehend unbekannt, wie sich Inulin bei der Herstellung von Backwaren verändert und in welchem Umfang es im Endprodukt wirksam wird. Zwei Verwertungsrichtungen sind relevant: 1. Der in der LIVEN GmbH gewonnene Ausgangsrohstoff aus Topinamburknollen wird im Ergebnis der bioverfahrenstechnischen Forschungsarbeiten als ein wirkungsoptimiertes Inulinprodukt zur Verfügung stehen. 2.Es werden Verfahrensuntersuchungen bei kleinstückigen Backwaren und Extrudaten im Labormaßstab am Institut für Lebensmitteltechnik und im kleintechnischen Maßstab in der Dr. Quendt Backwaren GmbH durchgeführt. Die präbiotische Wirkung wird durch den Einsatz des wirkungsoptimierten Inulinproduktes als qualitätsgebender Ausgangsstoff erreicht.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Quendt Backwaren GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die direkte Nutzung des Reservekohlenhydrats Inulin aus Topinambur nach geeigneter biotechnologischer Modifizierung und Optimierung in der Backwarenindustrie. Inulin erfüllt unmittelbar die Definition eines präbiotischen Lebensmittelbestandteils. Topinambur-Inulin ist innerhalb eines bestimmten Molmassebereiches am wirksamsten. Deshalb soll gezielt Einfluss auf die Kettenlänge der Inulinmoleküle genommen werden. Derzeit ist weitgehend unbekannt, wie sich Inulin bei der Herstellung von Backwaren verändert und in welchem Umfang es im Endprodukt wirksam wird. Zwei Verwertungsrichtungen sind relevant: 1. Der in der LIVEN GmbH gewonnene Ausgangsrohstoff aus Topinamburknollen wird im Ergebnis der bioverfahrenstechnischen Forschungsarbeiten als ein wirkungsoptimiertes Inulinprodukt zur Verfügung stehen. 2.Es werden Verfahrensuntersuchungen bei kleinstückigen Backwaren und Extrudaten im Labormaßstab am Institut für Lebensmitteltechnik und im kleintechnischen Maßstab in der Dr. Quendt Backwaren GmbH durchgeführt. Die präbiotische Wirkung wird durch den Einsatz des wirkungsoptimierten Inulinproduktes als qualitätsgebender Ausgangsstoff erreicht.
Das Projekt "ERA-NET Euro TransBio-11: ALFAPRO-Nutzung und Verwertung von Alfalfa außerhalb der klassischen Zuchtindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VivaCell Biotechnology GmbH durchgeführt. Alfalfa ist die am häufigsten angebaute Leguminosen in der Welt, aber wird bislang fast ausschließlich in der Zuchtindustrie verwendet. Alfalfa besitzt die Fähigkeit, Stickstoff und organische Substanz im Boden zu fixieren, dabei die Stabilität des Bodens zu verbessern und der Anbau hat wesentlich geringere negative Auswirkungen auf die Umwelt als beispielsweise der von Soja. Das ultimative Ziel dieses Projektes ist es, die Proteinderivate von Soja durch neue Proteinderivate von Alfalfa in vielen Anwendungen der Lebensmittelindustrie zu ersetzen. Das Projekt soll die Instantaneous Controlled Pressure Drop Technologie mit milden Extraktionstechniken in einer biochemisch integrierten Pilotanlage kombinieren, um mit hoher Effizienz eine breite Palette industriell relevanter Substanzen (Proteine für die Nahrung, Nutraceutical, funktionelle Lebensmittelzutaten, Pektin, Biotreibstoff und Faserstoffe für Bau- und Papierindustrie) zu gewinnen. Das Projekt zielt darauf ab, mindestens 70% der Proteinfraktion von Alfalfa für Anwendungen mit hohem Mehrwert zu gewinnen und eine 20%ige Reduktion des Treibhauspotentials im Vergleich zu Protein aus Sojabohnen zu realisieren. Das kombinierte Verfahren wird in der Lage sein, alle eingesetzten Chemikalien zu recyceln und kann wirtschaftlich selbsterhaltend betrieben werden. Es stellt ein Null-Abfall-Verfahren da, welches mehr als 95% der behandelten Luzerne in Form von festen Fraktionen für Anwendungen außerhalb der Zuchtindustrie nutzbar macht.
Das Projekt "ERA-NET SUSFOOD OATPRO - Engineering von Haferproteinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie, Fachgebiet Lebensmitteltechnologie und -materialwissenschaften durchgeführt. Die Weltbevölkerung wächst zunehmend an und damit steigt der Bedarf an Nahrungsmitteln. Die künftige Sicherung der Versorgung mit Protein als Energiequelle gewinnt immer mehr an Bedeutsamkeit. Für Industrieländer stellt eine Unterversorgung mit Protein kein großes Problem dar. Es besteht in den entwickelten Ländern eher ein gesteigertes Interesse an der Veränderung der Ernährungsgewohnheiten hin zu weniger tierischem und mehr pflanzlichem Protein. Dieses Interesse ist begründet in gesundheitlichen Aspekten und Umweltfaktoren, da die extensive Fleischproduktion umweltbelastend ist und eine geringe Nachhaltigkeit aufweist. Die Verfügbarkeit nachhaltiger Quellen für pflanzliches Protein kann sichergestellt werden durch die Entwicklung neuer Quellen oder vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit durch eine effizientere Nutzung der Existierenden. In der Getreideverarbeitung fallen Neben- bzw. Seitenströme an, die wenig genutzt und trotz ihres hohen Anteils an gesundheitsfördernden Komponenten wie Ballaststoffen, Proteinen und bioaktiven Komponenten verworfen werden. Hafer wird traditionell in der Form von Flocken oder als Porridge konsumiert. Industriell dient Hafer als Quelle für Ballaststoffe, das beta-Glucan. Bei der beta-Glucan-Produktion fällt als Nebenprodukt eine proteinreiche Fraktion an, welche ihre Anwendung als pflanzliche Proteinquelle in Lebensmitteln finden könnte. Darüber hinaus besitzt Hafer eine hervorragende Aminosäurezusammensetzung, die dem Haferprotein gegenüber anderen Getreideproteinen eine gesteigerte ernährungsphysiologische Wertigkeit verleiht. Für die Verwendung von Haferprotein als Lebensmittelzutat ist zum einen die Konsumentensicht auf mit Haferprotein angereicherte Lebensmittel bedeutsam, so dass eine Verknüpfung der Produktentwicklung mit der Konsumentenforschung unumgänglich ist. Zum anderen begrenzen die funktionellen Eigenschaften des ursprünglichen Haferproteins selbst die Produktpalette zur Anwendung im Lebensmittel. Insbesondere die Löslichkeit und Emulgiereigenschaften müssen verbessert werden, um Haferprotein für ein breites Spektrum an Lebensmitteln nutzbar zu machen. Ziel des vorliegenden Projektes ist die Nutzung des Haferprotein Nebenproduktes, welches bei der beta Glucan Produktion anfällt, als Inhaltsstoff für proteinangereicherte Lebensmittel. Durch vorangegangene Konsumentenstudien wird ermittelt, in welchen Lebensmitteln Haferprotein von Konsumenten akzeptiert und favorisiert wird. Durch das Überdenken der Produktionskette und effizientere Nutzung von Hafer als pflanzliche Proteinquelle kann die Selbstversorgung mit Protein in Europa gesteigert werden. Letztendlich profitiert die Umwelt von dieser Nutzung, da tierische Proteinquellen mehr und mehr ersetzt werden können. (Text gekürzt).
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie durchgeführt. Großvolumige Nebenströme der industriellen Citrus-Verarbeitung werden mit Basidiomyceten fermentiert, um neben Pilzbiomasse hochwertige Metabolite wie Aromen und funktionelle Lebensmittelinhaltsstoffe zu gewinnen. Monokaryotische Stämme (Mks) des Basidiomyceten Pleurotus sapidus werden auf Schrägagar direkt in Headspace-Vials auf dem Multi-Purpose-Sampler eines Gaschromatographiesystems kultiviert und vollautomatisiert mittels GC-Tandemmassenspektrometrie analysiert. Interessante Stämme werden anschließend zusätzlich olfaktometrisch mittels GC-MS/MS-O untersucht. Die potentesten Stämme werden in Emers- und Submerskulturen überführt und die jeweils gebildeten Aromastoffe qualitativ und quantitativ erfasst. Nichtflüchtige Aromapräkursoren werden zudem hochsensitiv mittels UHPLC-MS/MS detektiert. Mittels multidimensionaler Gaschromatographie in Kopplung mit einem massenspektrometrischen Detektor werden chirale Verbindungen getrennt und charakterisiert. Um den Partnern hinreichende Mengen an Probenmaterial für die Testung der insektiziden und fungiziden Aktivität ebenso wie für die Fütterungsexperimente mit Fischen zur Verfügung stellen zu können, ist eine weitere Maßstabsvergrößerung des Fermentationsprozesses ebenso erforderlich wie die Entwicklung eines geeigneten Downstream-Processings. Am LCB werden dafür Submerskulturen im 150 L-Bioreaktor mit 100 L Medium geführt. Kulturüberstand und Myzel werden mittels Filtration voneinander getrennt, das Myzel eingefroren, ggf. zur Standardisierung lyophilisiert und den Projektpartnern zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "CEREAL; Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung durchgeführt. Das internationale Verbundprojekt CEREAL zielt darauf ab, die Nachhaltigkeit bei der Herstellung von frisch geschnittenen Obst- und Gemüseerzeugnissen zu verbessern. Ein Kernpunkt des Vorhabens ist die Einsparung von Prozesswasser. In einem geschlossenen Wasserkreislauf sollen große Mengen an Waschwasser durch neu konzipierte Ultrafiltrationsmembranen mit biozider Ausstattung aufbereitet und sowohl mögliches Biofouling bei den Membranen, als auch die mikrobielle Belastung im Prozesswasser vermindert werden. Angestrebt wird eine Reduktion des Wasserverbrauchs um mindestens 50 Prozent. Mit gepulsten Gasentladungen wird eine energieeffiziente und kostengünstige Technologie zur Ozonerzeugung für die synergistische Wasseraufbereitung in Kombination mit den Membranmodulen erforscht, als Alternative für gesundheitsbedenkliche und umweltbelastende Desinfektionsmittel wie zum Beispiel Chlor. Durch den Einsatz funktioneller Verpackungsmaterialien mit antimikrobieller Wirkung soll die mikrobiologische Sicherheit und Haltbarkeit pflanzlicher Lebensmittel erhöht und Lebensmittelverluste in der Branche reduziert werden. Dabei werden biologische Rückstände aus der Lebensmittelindustrie zur nachhaltigen Herstellung der Verpackungsmaterialien (z. B. Nanocellulose) verwendet, wodurch Einsparungen von herkömmlichen erdölbasierten Kunststoffverpackungen um etwa 20 Prozent erreicht werden sollen. Die technische Leistungsfähigkeit sowie die Wirtschaftlichkeit der neu entwickelten Membranen und Verpackungsmaterialien werden im Projekt überprüft und deren Auswirkung auf die Produktqualität und -sicherheit sowie Haltbarkeit analytisch untersucht. Durch die Erstellung einer Ökobilanz erfolgt eine Bewertung des ökologischen Nutzens der angestrebten Lösungen sowie deren Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit (z. B. Ressourcenströme). Als Ergebnis werden technisch-ökonomisch-ökologisch optimierte Gesamtkonzepte ausgearbeitet und für die industrielle Umsetzung vorgeschlagen. Projektbegleitend sind Maßnahmen für einen effektiven Wissenstransfer in die Industrie vorgesehen. Das Verbundprojekt wird in Kooperation von acht Forschungseinrichtungen aus fünf europäischen Ländern bearbeitet und wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der europäischen Initiative Era-Net SUSFood gefördert.
Das Projekt "Entwicklung eines hochsensitiven Immunnachweises zur Detektion von ZNS-Gewebe unterschiedlicher Tierarten in Lebensmitteln und Kontaminationsgeweben bei der Schlachtung bzw. Zerlegung (Erl 3)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz durchgeführt. BSE-Forschung im Rahmen des Forschungsverbundes FORPRION. Im Zusammenhang mit dem Auftreten der ersten BSE-Fälle in Bayern wurden von der Bayerischen Staatsregierung Ende 2000 zusätzliche Maßnahmen zur Bekämpfung der Prionenkrankheiten beschlossen. Dazu wurde Anfang 2001 der Bayerische Forschungsverbund Prionen (FORPRION) gegründet. (Siehe auch www.abayfor.de/forprion) Ziel von FORPRION ist die Erforschung der Grundlagen der Prionenkrankheiten und anwendungsorientierter Fragestellungen in diesem Bereich. Durch die Ergebnisse sollen Fortschritte in der Pathogenese, Diagnostik, Therapie und dem Verbraucherschutz erzielt werden. Die Laufzeit des Forschungsverbundes wurde auf mindestens 5 Jahre festgelegt. Am Beispiel BSE wird deutlich, wie Krankheiten beim Tier auch zur Gefahr für den Menschen werden können. Nach wie vor sind im Bereich der Prionenforschung viele Fragen ungeklärt und werden auf internationaler Ebene diskutiert. Risikovorsorge und Forschung müssen daher weiterhin konsequent und im engen Zusammenwirken aller Fachdisziplinen betrieben werden. Nachweis von Risikogeweben in Lebensmitteln. Der Ausschluß dieser potentiell Prionen-tragenden Gewebe aus der Nahrungskette von Mensch und Tier ist die entscheidende Maßnahme zur Prophylaxe der bovinen und anderer übertragbarer spongiformer Encephalopathien (TSE). Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines zweistufigen Immunnachweises von ZNS-Geweben, der in der routinemäßigen Lebensmittelüberwachung eingesetzt werden kann. Analog zu dem in der Serodiagnostik der HIV-Infektion üblichen Vorgehen soll ein sensitives, aber kostengünstiges Screeningverfahren Verwendung finden, das bei Verdacht auf Kontamination durch ZNS-Gewebe durch eine zweiten immunbiochemischen Nachweis (Western-Blot) bestätigt wird.
Das Projekt "Suche nach und Verwendung von Enzymen marinen Ursprungs zur gezielten Hydrolyse sulfatierter Polysaccharide" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Auf der Suche nach alternativen Quellen von Stoffen mit hoher Bioaktivität und weniger unerwünschten Nebenwirkungen richtet sich der Fokus verstärkt auf Substanzen aus der Natur. Dabei sind die Weltmeere aufgrund der hohen Biodiversität und der nahezu unerschöpflichen Ressourcen eine interessante Quelle biologisch aktiver Verbindungen. Einer dieser Stoffe, der aus marinen Braunalgen gewonnen wird, ist Fucoidan. Fucoidan ist ein sulfatiertes Strukturpolysaccharid, welches in der amorphen Fraktion der Zellwand von Braunlagen zu finden ist und dessen Verwendung als Arzneimittel oder als Functional Food vielversprechend ist. Fucoidane besitzen nachweislich antivirale und antibakterielle Eigenschaften. Fucoidan aus der Braunalge Fucus vesiculosus ist ein á-1,3-1,4 verknüpftes hochmolekulares Polysaccharid, hauptsächlich bestehend aus dem Monosaccharid Fucose. Die Sulfatester an den Positionen 2, 3 oder 4 sitzend, sind essentiell für die Bioaktivität. Für intrazelluläre, wie z.B. antiinflammatorische Effekte ist es notwendig, dass diese Polysaccharide in kleineren Molekulargewichten vorliegen da nur dann ein Transport oder eine Diffusion durch die Membran möglich ist. Säurehydrolyse zur Verringerung der Molekulargewichte von Zuckern ist in dem Fall der sulfatierten Polysaccharide nicht ratsam, da Hitzeeinwirkung in tiefen pH-Bereichen zur Spaltung der Sulfatester und somit zu einer Beeinträchtigung der Bioaktivität führt. Das Mittel der Wahl zur schonenden Hydrolyse der Fucoidane besteht im Einsatz spezifischer Enzyme. Obwohl diese sogenannten Fucosidasen oder Fucoidanasen auch Bestandteile terrestrischer Flora und Fauna sind, sind diese jedoch vorwiegend in marinen Bakterien und Pilzen zu finden, die im Habitat der Algen leben. Versuche einer Ganzzelltransformation der Fucoidane zeigten lediglich geringe Enzymaktivitäten. Desweiteren sind die Wachstumsraten der marinen Organismen unbefriedigend. Die bevorzugte weitere Vorgehensweise besteht daher in der rekombinanten Expression dieser Enzyme in E. coli. Durch Literaturrecherche und Sequenzalignment mit veröffentlichten Fucosidasegenen wurden die Fucosidasen aus den Bakterien M. fucanivorans, S. erythraea und P. atlantica T6c zur heterologen Expression ausgewählt. Die Aufreinigung der gehistaggten Enzyme erfolgt über Metall-Chelat-Chromatographie. Die Charakterisierung der Enzyme im Hinblick auf Aktivität und chemische Eigenschaften steht ebenso im Vordergrund wie strukturelle Untersuchungen.
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