Die Extraktion anorganischer Komponenten aus Böden ergibt aus ihrer Untersuchung eine spezielle Form bodenanalytischen Daten. Es handelt sich um bodenchemische Daten. Sie werden im Labor des LUNG M-V erhoben (Meß-Rohdaten, kombinierte Daten, Meßreihen, statistische Aussagen über Daten). Sie sind verteilt abgelegt in Laborbüchern, Rohdatenfiles der Meßgeräte, Spreadsheet-Daten. Es existieren Daten zu den Extraktionsmitteln Doppellactat, Dithionit, Reinstwasser, Oxalat, Calciumchlorid, Strontiumchlorid und Azetaten.
Das Projekt "Sub project: Seasonal dynamic of yeast fungi in soils along land use gradients of beech forests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH durchgeführt. Alteration of natural ecosystems by human activity is one of the most serious concerns nowadays. This is also true for forest sites as they are repeatedly affected by environmental change and land management. Forestry and agriculture cause biodiversity losses in many functional groups. Previous studies showed that forest management induces pronounced shifts in soil yeast communities. It remained, however, uncertain whether these changes are found throughout the vegetative season. In this project, we studied seasonal changes in soil yeast communities in natural and managed beech forests in order to distinguish forest management effects from seasonal changes. We analysed soil samples collected in two regions, Hainich and Schwäbische Alb. Using advances of our previous studies, we have further optimized cultivation approach and tested several common additives to cultivation media. We found that application of Rose Bengal substantially changes yeast species composition recovered from soil samples. Unlike plates supplemented with lactate and kanamycin, plates containing Rose Bengal yielded dimorphic fungi of the genus Trichosporon only. Despite reports on antifungal activity of soil yeasts Trichosporon porosum, we found no negative effect of media acidification with lactate on yeast species compositions. Also, plates supplemented with lactate yielded as many different species as plates containing kanamycin. In contrast to our expectations, our project revealed minor contribution of plant-related yeasts to the soil community. Specifically, pigmented phylloplane-related species have been found in the end of the vegetative season only. These were abundant in areas exposed to forest litter making up to 30% of the total abundance but did not exceed 5% in probes protected from litter fall, i.e. samples collected underneath wood logs. This project revealed substantial changes in soil yeast community composition and structure throughout the vegetative season and supported previous observations regarding effects of forest management on yeast community parameters. Abundance of ascomycetous yeasts reflects well the forest management. In the same time, fermenting ascomycetes from genera Candida, Kazachstania, Schwanniomyces were present in high quantity in soil communities in spring and summer, and were replaced by fermenting basidiomycetes, Mrakia spp. in autumn. Thereby, our results display an interesting successional trend in soil microbial communities but also suggest that yeasts likely to provide an important community service. Another interesting seasonal trend is the increasing number and diversity of psychrophilic yeasts in the end of the vegetative season. Specifically, we have isolated yeasts, which were previously found in Antarctica and glaciers in Alps. This observation suggests that so-called cold-adopted yeasts are not restricted to extreme habitats but are present in forest soils during cold periods. Abridged text
Das Projekt "Teilprojekt Uni Ulm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie durchgeführt. Die globale Erderwärmung und die Versorgung mit Treibstoffen und Basischemikalien aus fossilen Quellen erfordern die Entwicklung alternativer, nachhaltiger Synthesewege für solche Substanzen. Biotechnologische Verfahren bieten eine Lösung, allerdings nur mit Substanzen, die nicht mit der menschlichen Ernährung konkurrieren. Neben Lignocellulose kommen dafür nur Gase wie CO2 oder CO in Frage. Hier soll CO2 mit Hilfe rekombinanter autotropher acetogener Bakterien in die industriell wichtige Plattformchemikalie 3-Hydroxypropanoat umgewandelt werden. Das ermöglicht eine kostengünstige Herstellung dieser Substanz, für die es keine ökonomisch tragfähige Synthese aus Rohölprodukten gibt, und die Reduktion eines bedeutenden Treibhausgases. Das Gen für Pyruvat-Synthase aus Acetobacterium woodii wird durch PCR amplifiziert und in einen geeigneten Schaukelvektor subkloniert (pJIR750). Zur Expression wird der Promoter des Acetat-Kinase-Gens aus A. woodii verwendet. Dann wird das Gen für Lactat-Dehydrogenase amplifiziert und subkloniert. Als Wirt für dieses Gen dient z.B. Clostridium acetobutylicum. Das dritte Gen kodiert eine Coenzym A-Transferase (Katalyse der Reaktionen: Lactat in Lactyl-CoA und 3-Hydroxypropanoyl-CoA in 3-Hydroxypropanoat). Als Wirt dient Megasphaera elsdenii. Es folgen Amplifikation und Subklonierung. Das vierte Gen kodiert eine Lactyl-CoA-Hydratase (Katalyse der Reaktion: Lactyl-CoA in Acrylyl-CoA). Als Wirt dient M. elsdenii. Es folgen Amplifikation und Subklonierung. Das fünfte Gen kodiert eine Acrylyl-CoA-Hydratase (Katalyse der Reaktion: Acrylyl-CoA in 3-Hydroxypropanoyl-CoA). Als Wirt dient Chloroflexus aurantiacus. Es folgen Amplifikation und Subklonierung. Analoge Gene werden auch aus C. propionicum, C. homopropionicum und C. neopropionicum kloniert und analysiert, um möglicherweise Patente zu generieren. Zum Schluss erfolgen Optimierung von Operon-Struktur und -Expression sowie Produktionstest in Laborkulturen und Kleinfermentern.
Das Projekt "Fermentative Herstellung von L-Milchsäure aus Stroh zur Herstellung von Polymilchsäure (STROLA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BluCon Biotech GmbH durchgeführt. Weltweit besteht ein hoher Bedarf an Kunststoffen. Konventionelle Kunststoffe basieren allerdings auf fossilen Rohstoffen, sind nicht biologisch abbaubar und belasten die Umwelt. Eine gute Alternative sind biobasierte Kunststoffe wie PLA. Diese sind biologisch abbaubar und durch ihre Eigenschaften für viele Anwendungen geeignet. PLA wird aus Milchsäure hergestellt. Diese wiederum wird derzeit auf Basis von Zucker oder stärkehaltiger Substrate wie Mais produziert und steht somit in Konkurrenz zur Nahrungsmittelindustrie. Ziel dieses Projektes ist daher die Erprobung eines neuartigen Verfahrens zur nachhaltigen Herstellung von Milchsäure aus land- oder forstwirtschaftlichen Reststoffen (z.B. Stroh) durch deren Fermentation. Diese Reststoffe enthalten Lignocellulose. Mittels cellulolytischer, extremophiler Bakterien kann das vorbehandelte Lignocellulosematerial in Milchsäure umgesetzt werden. So wird eine Verwertung der Reststoffe ermöglicht und ein Beitrag zur Kreislaufwirtschaft geleistet. Das im Labormaßstab etablierte Verfahren soll nun in einen größeren Maßstab für den industriellen Einsatz überführt werden.
Das Projekt "Bewertung des Potentials von raffiniertem Mehl aus Maniok (Manihot esculenta C.) und chinesischer Kartoffel (Colocasia esculenta L.) für die Verwertung als Rohstoff für die Herstellung von Milchsäure (CACHIPLA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V., Abteilung Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Angesichts der Vorgaben zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen in der industriellen Produktion und mit Blick auf die Verknappung fossiler Ressourcen besteht die Notwendigkeit der verstärkten Nutzung biogener Ressourcen. Wachstumschancen für biobasierte Produkte sind dort groß, wo biotechnologische Konversion von Stärke, Zucker, Cellulose u.ä. zu Ausgangsstoffen für (Basis-)Chemikalien (z.B. Milchsäure für Biopolymere) zur ökonomisch interessanten Alternative für auf Erdöl basierende Verfahren wird. Tropenregionen wie Kolumbien spielen eine bedeutende Rolle für die Erzeugung von ldw. Primärprodukten und für die Verwertung von Reststoffen/Nebenprodukten aus der Verarbeitung. Bei etablierten Rohstoff- und Produktlinien (z.B. Kaffee oder Cassava) fehlt eine entwickelte Infrastruktur, um Potentiale der Reststoffnutzung voll auszuschöpfen. Besonders die hier adressierten stärkehaltigen, nicht mit Nahrungsmitteln konkurrierenden Stoffe bieten beste Voraussetzungen als Substrate für biotechnologischen Verwertung. Das ATB betreibt langjährig Forschung auf dem Gebiet der Milchsäurefermentation und ist bestrebt, die Rohstoffpalette zu erweitern, um ggf. gängige Substrate zukünftig durch bislang kaum genutzte substituieren zu können. Arbeitsschritte: Analyse der Reststoffe und Verwendungsmöglichkeiten; Methodenevaluierung d. Inhaltsstoffgewinnung und -optimierung; scale-up der Aufarbeitung; Produktmusterherstellung (Lactate u.ä.); mittelfristige Umsetzung in lokale Pilot-/Demoanlage.
Das Projekt "New biotechnologies for production of food grade lactic acid from raw starchy materials" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Technische Mikrobiologie durchgeführt. The Project aimed to develop and evaluate the biotechnological potential of lactic acid production from raw starch directly; passing its precooking and hydrolysis what will permit an efficient utilization of agricultural wastes and use of waste less technology. The efficient amylolytic microbial strains should be obtained, including by gene engineering, studied and characterized. Various starchy materials, amylolytic enzyme complexes of the producers and fermentation kinetics will be studied to establish fermentation of lactic acid. For the continuous production of lactic acid the immobilized microbial cells and membrane technologies will be investigated. Based on the efficient method for lactic acid production planning to prepare and to test new lactate derivatives, particularly biodegradable polymers. The distinct objectives of the Project include: - Screening and comparative study of lactic acid production by amylolytic lactobacteria and acidophilic spore -forming bacteria; - Evaluation of efficient continuous production of lactic acid from raw starchy materials with application of immobilized cells and membrane technology; - Obtaining of the lactate derivatives and biodegradable polymers of lactic acid; - Development of microbiological methods for obtaining of the lactate-based polymers and study of their biodegradability; Planning to create the Culture Collection with database of amylolytic the selected perspective strains producing lactic acid, their derivatives and polymers.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie durchgeführt. METAFOR entwickelt einen eleganten und wirtschaftlichen Hybridansatz für die elektrochemische CO2-Reduktion zu C1-Verbindungen und die nachfolgende biologische Umwandlung zu wichtigen Basischemikalien. Die methylotrophe Hefe Ogataea polymorpha wird zu einem Plattformorganismus für die Umsetzung der C1-Verbindungen Methanol und Formiat zu Wertprodukten aufgebaut. Hierfür wird sowohl die native Fähigkeit der Methanolassimilation ausgenutzt als auch ein synthetischer Formiatverwertungsweg entwickelt. Der rekombinante Stamm wird in METAFOR beispielhaft eine organische Säure (Laktat), einen Alkohol (Isobutanol), ein Isoprenoid (Isopren) und ein Keton (Aceton) synthetisieren. Basierend auf den in METAFOR entwickelten Metabolic Engineering Werkzeugen für den Organismus kann die Plattform leicht auf weitere relevante Chemikalien ausgeweitet werden. METAFOR kombiniert den mikrobiellen Prozess mit einer vorgeschalteten chemischen CO2-Reduktion zu Formiat. Dazu wird der chemische Prozess so optimiert, dass das Formiat in einer biokompatiblen, wässrigen Lösung bereitgestellt wird, die direkt in die nachfolgende Fermentation eingespeist werden kann. Hierdurch wird eine Aufreinigung des C1 Edukts unnötig und die Prozessökonomie verbessert. Durch die Kombination chemischer und biologischer Prozesse zur C1 Umwandlung nutzt METAFOR die Vorteile beider wirkungsvoll aus: Die chemische Gaskonversion erlaubt eine kosteneffektive Reduktion von CO2 zu einfachen C1-Verbindungen, die katalytische Überlegenheit biologischer Systeme erlaubt die effiziente Umwandlung in komplexere Wertprodukte. Die Verwendung nicht-gasförmiger C1 Substrate umgeht die Stofftransportlimitationen von Gasfermentationen. Die METAFOR Strategie trägt damit direkt zur Lösung prominenter Herausforderungen der C1-basierten Produktsynthese bei und liefert somit einen starken Beitrag zur Etablierung einer nachhaltigen Bioökonomie und einer verringerten Abhängigkeit der chemischen Produktion von fossilen Ressourcen.
Das Projekt "Fermentative Nutzung von Obst- und Gemuesetrester und Bioabfall fuer die Herstellung neuartiger Produkte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Lebensmitteltechnologie durchgeführt. Objective: The project aims to increase the value of various agro-food processing wastes through fermentation. The processing of fruit and vegetables for making juices and wines leads to large amounts of vegetable residues (pomace), which are land filled or fed to animals. Bio waste, another type of residue is the biodegradable fraction of municipal household waste and is often collected separately. The high crude fibre content of vegetable pomace suggests its utilization as a dietary fibre bread improver. An enrichment of different products with crude fibre compounds can raise the dietary fibre uptake of the population. Processing of the vegetable residues to a dietary fibre food additive can be done by lactic acid fermentation, leading to a transformation of low molecular materials and to a microbial stabilization. Potato waste can be used as a substrate for the low-cost microbial production of enzymes like alpha-amylase, widely used in the food industry and the textile industry. After enzyme extraction, a pomace remains that can be used for the production of technical-grade lactic acid. Grape waste can be used for the production of wine-pip-oil, colourings and grape flavour. All of the three processes can be performed in a much more efficient way if enzymatic treatment steps are involved. The remaining pomace can be processed to lactic acid. Bio residue products with too low an overall quality cannot be upgraded to food grade products and will be used for low-cost production of lactic acid for use as a floc-forming supplement in wastewater treatment. Indeed, the loading capacity of a biological aerobic or anaerobic wastewater treatment system is essentially determined by the amount of active biomass retained in the reactor, which can be positively influenced upon by lactic acid. An open system fermentation is to be developed in which bio residue products are used as substrates for low-cost lactic acid production. The effect of this feed-grade lactic acid on sludge settling properties in a number of different wastewaters and in the different reactor types used for wastewater purification is to be studied. General Information: At present large amounts of vegetable wastes (pomace) are generated during juice extraction from fruit and vegetables. These are often dumped in landfills or fed to animals. The organic fraction of municipal waste (here termed bio waste) may have a similar composition to pomace and may also be upgraded in this way. The project considers a number of different wastes (carrot, potato, grape) and a number of products (dietary fibre, enzymes, waste water processing additive, colours and flavours). The main conversion process used for upgrading under investigation is bacterial fermentation using either lactobacilli or bacilli. Activities: Conversion of vegetable residues to a dietary fibre food additive was investigated using lactic acid fermentation...
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Aachen University, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Lehrstuhl für Angewandte Mikrobiologie durchgeführt. METAFOR entwickelt einen eleganten und wirtschaftlichen Hybridansatz für die elektrochemische CO2-Reduktion zu C1-Verbindungen und die nachfolgende biologische Umwandlung zu wichtigen Basischemikalien. Die methylotrophe Hefe Ogataea polymorpha wird zu einem Plattformorganismus für die Umsetzung der C1-Verbindungen Methanol und Formiat zu Wertprodukten aufgebaut. Hierfür wird sowohl die native Fähigkeit der Methanolassimilation ausgenutzt als auch ein synthetischer Formiatverwertungsweg entwickelt. Der rekombinante Stamm wird in METAFOR beispielhaft eine organische Säure (Laktat), einen Alkohol (Isobutanol), ein Isoprenoid (Isopren) und ein Keton (Aceton) synthetisieren. Basierend auf den in METAFOR entwickelten Metabolic Engineering Werkzeugen für den Organismus kann die Plattform leicht auf weitere relevante Chemikalien ausgeweitet werden. METAFOR kombiniert den mikrobiellen Prozess mit einer vorgeschalteten chemischen CO2-Reduktion zu Formiat. Dazu wird der chemische Prozess so optimiert, dass das Formiat in einer biokompatiblen, wässrigen Lösung bereitgestellt wird, die direkt in die nachfolgende Fermentation eingespeist werden kann. Hierdurch wird eine Aufreinigung des C1 Edukts unnötig und die Prozessökonomie verbessert. Durch die Kombination chemischer und biologischer Prozesse zur C1 Umwandlung nutzt METAFOR die Vorteile beider wirkungsvoll aus: Die chemische Gaskonversion erlaubt eine kosteneffektive Reduktion von CO2 zu einfachen C1-Verbindungen, die katalytische Überlegenheit biologischer Systeme erlaubt die effiziente Umwandlung in komplexere Wertprodukte. Die Verwendung nicht-gasförmiger C1 Substrate umgeht die Stofftransportlimitationen von Gasfermentationen. Die METAFOR Strategie trägt damit direkt zur Lösung prominenter Herausforderungen der C1-basierten Produktsynthese bei und liefert somit einen starken Beitrag zur Etablierung einer nachhaltigen Bioökonomie und einer verringerten Abhängigkeit der chemischen Produktion von fossilen Ressourcen.
Das Projekt "Bio Schmelzklebstoffe auf Basis von Polymilchsäure" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. durchgeführt. Entwicklung von Schmelz- und Schmelzhaftklebstoffen auf der Basis von Polymilchsäure als Alternative zu herkömmlichen erdölbasierten Schmelzklebstoffen. Dabei soll kommerzielle Polymilchsäure zu einem geeigneten Basispolymer für Schmelzklebstoffe modifiziert und mit ausgewählten biobasierten Harzen, Weichmachern und Wachsen zu einem Schmelzklebstoff compoundiert werden.