Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Biberach, Institut für Angewandte Biotechnologie (IAB) durchgeführt. Carotinoide sind fettlösliche gelb bis rot gefärbte Pigmente, die große wirtschaftliche und technologische Bedeutung haben. Sie dienen als Nahrungsergänzungsmittel für Tier und Mensch sowie als Farbstoffe in Lebensmitteln. Im Projekt RhoCrt soll das Purpurbakterium Rhodospirillum rubrum - ein natürlicher Produzent von Carotinoiden - als industriell relevanter Organismus zur biotechnologischen Produktion von Carotinoiden etabliert werden. Rhodospirillum rubrum kann mit Fruktose als Kohlenstoffquelle - einem günstigen und in großen Mengen verfügbaren Abfallprodukt der Nahrungsmittelindustrie - wachsen und gleichzeitig sämtliche für eine Carotinoidproduktion notwendigen Vorstufen bereitstellen. Ziel des Projektes ist es, die Stoffwechselwege im Bakterium so zu lenken, dass aus diesen Vorstufen spezielle hochwertige Carotinoide maßgeschneidert produziert werden können. Hierfür sollen die bakteriellen Enzyme, die die Carotinoid-Produktion im Bakterium möglich machen, in einem rationalen Ansatz mit Methoden der Synthetischen Biologie gezielt verändert und ihre neuen Spezifitäten ausführlich charakterisiert werden. Bei diesem Produktionsprozess werden im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren für Carotinoide keine aufwendigen und teuren Trennungs- und Aufreinigungsschritte benötigt. Ein weiterer Vorteil dieses neuen und kostengünstigen Produktionssystems liegt - im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft - in der Nutzung von Abfällen der Nahrungsmittelindustrie als nachhaltigen Rohstoff.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme, Abteilung für biobasierte Materialien durchgeführt. Carotinoide sind fettlösliche gelb bis rot gefärbte Pigmente, die große wirtschaftliche und technologische Bedeutung haben. Sie dienen als Nahrungsergänzungsmittel für Tier und Mensch sowie als Farbstoffe in Lebensmitteln. Im Projekt RhoCrt soll das Purpurbakterium Rhodospirillum rubrum - ein natürlicher Produzent von Carotinoiden - als industriell relevanter Organismus zur biotechnologischen Produktion von Carotinoiden etabliert werden. Rhodospirillum rubrum kann mit Fruktose als Kohlenstoffquelle - einem günstigen und in großen Mengen verfügbaren Abfallprodukt der Nahrungsmittelindustrie - wachsen und gleichzeitig sämtliche für eine Carotinoidproduktion notwendigen Vorstufen bereitstellen. Ziel des Projektes ist es, die Stoffwechselwege im Bakterium so zu lenken, dass aus diesen Vorstufen spezielle hochwertige Carotinoide maßgeschneidert produziert werden können. Hierfür sollen die bakteriellen Enzyme, die die Carotinoid-Produktion im Bakterium möglich machen, in einem rationalen Ansatz mit Methoden der Synthetischen Biologie gezielt verändert und ihre neuen Spezifitäten ausführlich charakterisiert werden. Bei diesem Produktionsprozess werden im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren für Carotinoide keine aufwendigen und teuren Trennungs- und Aufreinigungsschritte benötigt. Ein weiterer Vorteil dieses neuen und kostengünstigen Produktionssystems liegt - im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft - in der Nutzung von Abfällen der Nahrungsmittelindustrie als nachhaltigen Rohstoff.
Das Projekt "Erhöhung der Winterfestigkeit von Saflor (Carthamus tinctorius)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Exsemine GmbH durchgeführt. Mit dem Vorhaben wird die Zielstellung verfolgt, einen Winterungsanbau von Saflor - nach Aussaat im Herbst - in Deutschland zu ermöglichen und durch die damit erreichte Verlängerung der verfügbaren Vegetationszeit die Ertragssicherheit und Anbauwürdigkeit als Ölpflanze zu erhöhen. Das der Pflanzenzüchtung zuzuordnende Vorhaben zielt auf die Diversifizierung und die Erhöhung der Ressourceneffizienz in der Landwirtschaft. Saflor, auch Saflor- oder Färberdistel genannt, liefert das allseits bekannte Distelöl. Safloröle sind hochwertige Lebensmittel, aber auch gefragte industrielle Rohstoffe für die Herstellung von Farben und Lacken und als Basisöle für Kosmetikprodukte sowie als Quelle für Linol- oder Ölsäure. Pressrückstände weisen einen erheblichen Rohproteingehalt auf und werden als Futtermittel verwendet. Saflorfrüchte bzw. Pressrückstände stellen zudem interessante Quellen für biologisch aktive sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe (Lignane und Konjugate von Phenylpropansäuren) dar, die sich für nutrazeutische Zwecke nutzen lassen.
Das Projekt "Machbarkeitsstudie (FSP: biob. Kunststoffe): Thermochrome Kunststoffe aus natürlichen Rohstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Ziel der Machbarkeitsuntersuchungen im Rahmen dieser Studie ist es, einen thermochromen Kunststoff auf der Basis von Biopolymeren und natürlichen, nicht giftigen, farbgebenden Additiven zu entwickeln. Dabei kommen Rohstoffe zum Einsatz, deren Verfügbarkeit und Preis eine technische Umsetzung in konkurrenzfähige Produkte ermöglichen. Im Rahmen der Studie soll die Eignung von Anthocyanen sowie weiterer Natur- und Lebensmittelfarbstoffe für die Entwicklung dieser thermochromen Komposite und deren Anwendung in thermochromen Verpackungsmaterialien untersucht werden. Bei den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten dieser thermochromen Materialien bilden Verpackungsfolien für temperatursensitive Produkte der Medizin- und Pharma- sowie der Lebensmittelbranche einen Schwerpunkt mit hohem Marktpotenzial. Die Nutzung der materialimmanenten Temperatursensorfunktion ermöglicht die Überwachung der Kühlkette ohne technische Hilfsmittel. Neben den grundlegenden Untersuchungen zur Materialentwicklung im Rahmen des Projekts soll auch ein technologischer Ansatz zur Folienherstellung aus den biobasierten thermochromen Kunststoffen entwickelt werden. Die technischen Arbeitsziele werden in zwei Demonstratorfolien mit definierten mechanischen und thermochromen Eigenschaften umgesetzt. Am Ende der Machbarkeitsstudie steht eine klare Bewertung des technologischen Ansatzes bezüglich seines Potenzials und Entwicklungsstandes für eine Überführung in produktorientierte Entwicklungen mit Industriepartnern in Folgeprojekten.
Das Projekt "Teilprojekt: Rekonstruktion der Entwicklung des Bengal Fächers mittels sedimentphysikalischer Eigenschaften (ReconFan)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Das Projekt ReconFan basiert auf meinen vorangegangenen Arbeiten und Veröffentlichungen zu den verschiedenen Ablagerungsräumen des Bengal Fächers und den Wissenslücken, die sich daraus ergeben. Der Fokus liegt bei den während der IODP Expedition 354 gewonnenen sedimentphysikalischen und optischen Daten. Die generellen Ziele sind (i) die Geschichte der Wechsellagerungen von turbiditischen und hemipelagischen Sedimenten des Bengal Fächers als Ergebnis der Interaktion von Erosion des Himalaya und der Entwicklung des Asiatischen Monsuns zu entschlüsseln, (ii) eine hochauflösende Alterskontrolle mittels orbitalem Tuning, Biomagnetostratigraphie und der Identifizierung von Aschelagen zur Verfügung zu stellen, und (iii) die Resonanz auf die Klima- und Monsunsteuerung in unterschiedlichen Zeitskalen zu studieren. Die Ziele wurden bereits teilweise erreicht innerhalb der derzeitigen Finanzierung. Es wurden drei Manuskripte erstellt: eines davon befindet sich in der Begutachtung, ein weiteres ist bereit zur Einreichung und ein drittes ist fast fertig. Während der Verlängerungsphase sollen laufende Untersuchungen abgeschlossen und bisher noch nicht eingesetzte, neue Methoden verwendet werden. Es sollen so mindestens zwei neue Publikationen als Erstautor entstehen. Für die Pleistozänen Abschnitte wurden Altersmodelle, basierend auf orbitalem Tuning und Spektralanalysen, für alle Bohrkerne der IODP-Expedition 354 unter Zuhilfenahme von Paläomagnetik und Biostratigraphie erstellt. Weiterhin wurde die Fourier-transformierte Infrarotspektroskopie eingesetzt, um die Gesamtgeochemie zu bestimmen. Diese Arbeiten sollen nun auf Plio-Miozäne Kernabschnitte ausgedehnt werden. Vor allem sollen sedimentphysikalische (Feuchtraumdichte, Kompressionsschallwellen-Geschwindigkeit und magnetische Suszeptibilität) und sedimentoptische (LaCie-Farben L*, a*, b*) Eigenschaften genutzt werden, um eine Fazieszuordnung treffen zu können, d. h. mittels geochemischer Kalibrierung die relativen Anteile der drei Hauptsedimentkomponenten Detritus, biogenes Karbonat und biogener Opal, zu bestimmen. Weiterhin soll eine neue Methode, der sogenannten Q4/7 Analyse, genutzt werden, um zu testen, ob die Faziesvariationen mittels geochemischer Eigenschaften unterschieden werden können. Weiterhin werden, basierend auf Korngrößenanalysen, die relativen Anteile von Sand, Silt und Ton für die detritische Fraktion bestimmt, um hochauflösende Sedimentbudgets für Turbidite erstellen zu können. Die ultimativen Ziele der Untersuchungen liegen darin, wichtige Informationen zur Entschlüsselung der Erosionsgeschichte, den damit verbundenen fluviatilen Transport entlang des Ganges-Brahmaputra Flusssystems, die Verlagerung der Depocenter relativ zur Meeresspiegelschwankungen, und die langzeitliche Monsun- und Klimaentwicklung zu erhalten, die auf dem unteren Bengal-Fächer dokumentiert sind.
Das Projekt "Einfluss von Schneeakkumulation und -schmelze auf die Grundwasserneubildung am Gebirgsstandort Stoderzinken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein (HBLA) durchgeführt. Die Kenntnis wie viel Wassermenge in einer Schneedecke gebunden ist (Schneewasseräquivalent), wird vorwiegend zur Vorhersage des Lawinen- und Hochwassergefahrenpotentials herangezogen. Diese Kenngröße, kann zusammen mit Auskünften über Relief, Windverfrachtung wichtige Informationen hinsichtlich Einfluss von Schneeakkumulation und -schmelze auf die Grundwasserneubildung liefern. Ergebnisse aus früheren Untersuchungen zeigen im Untersuchungsgebiet an der Westseite des Stoderzinkens (1830 m) eine doch recht beträchtliche Diskrepanz zwischen Niederschlägen im Herbst und Winter und den anfallenden Sickerwassermengen. Es konnte bisher auf diesem Standort keine Beziehung zwischen Winterniederschlägen, Schneewasseräquivalent und Schmelzwasser bzw. Grundwasserneubildung während der Schmelzperiode hergestellt werden. In der vorliegenden Studie soll durch Messungen auf einem Schneekissen auf einem Lysimeter und durch computergestützte Modellierung ein verbessertes Verständnis von Schneeakkumulation und -schmelzprozessen hergestellt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass das Niederschlagsmesssystem 'Pluvio' vergleichsweise reproduzierbarere Niederschlagsmesswerte als das System 'Parsivel' liefert und daher für die weiteren Analysen über Schneeakkumulation und -schmelze herangezogen wurde. In der Gegenüberstellung der Resultate mit Modellierungsergebnissen, weist aber auch das System 'Pluvio' eine Unterschätzung des Niederschlages im Vergleich mit gemessenen Werten auf. Ergebnisse hinsichtlich lateraler Umverlagerung von Schnee und Schneeschmelzwasser, stellen Relief und Wind als starke Einflussgrößen dar. Das Schneewasseräquivalent am Untersuchungsstandort wurde durch mehrere Messmethoden ermittelt. Im parallelen Vergleich von Stechzylinder, Schneekissen und Computermodel zeigt sich, dass sowohl Schneehöhe als auch Schneewasseräquivalent deutlich voneinander abweichen. Diese Tatsache ist ein erneuter Hinweis, dass Schneedrift und Relief eine wichtige Rolle bei der Abschätzung von Schneehöhe und Schneewasseräquivalent sind. Um die Umverlagerung von Schneeschmelzwasser testen zu können, wurde ein Tracer-Versuch mit Lebensmittelfarbe durchgeführt. Das Ergebnis dieses Versuches weist eine klare laterale Verlagerung von Schneeschmelzwasser in der Abschmelzphase auf einer 'Harschschicht' aus. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Einflussgrößen auf die Diskrepanz zwischen Niederschlägen im Winter und den anfallenden Sickerwassermengen durch diese Studie bekannt und teilweise quantifiziert wurden. Nichts desto trotz, bedarf es weiterer Untersuchungen die diese Ergebnisse erhärten und die Einflussgrößen weiter quantifizieren.
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