Das Projekt "Entwicklung haltbarer Starterkulturen fuer den Einsatz in der Umwelttechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Lebensmitteltechnologie und Verpackung, Institut an der Technischen Universität München durchgeführt. Aufgrund steigender Anforderungen an die Reinigung von Abwasser und Abluft werden zunehmend biologische Hochleistungsanlagen und entsprechend leistungsfaehige Kulturen benoetigt. In Hauptproblembereichen ist der Einsatz von Starterkulturen sinnvoll. Fuer die in der Umwelttechnik relevanten gram-negativen Bakterien gibt es praktisch noch keine Untersuchungen und Entwicklungen zur wirtschaftlichen Konservierung. In einigen Faellen werden lyophilisierte Starter erprobt. Forschungsziel ist die qualitative und quantitative Klaerung der Inaktivierungsmechanismen gram-negativer aerober Bakterien bei der Konvektionstrocknung. Es sollen relevante Einfluesse aus der Fermentation, Zwischenbehandlung und Trocknung beruecksichtigt werden. Mit vergleichenden Untersuchungen zur Abbauaktivitaet wurde gezeigt, dass die Ueberlebensrate und die Stoffwechselaktivitaet getrockneter Starterkulturen gut korrelieren. Die biomassespezifische Aktivitaet kann daher durch die Angabe der Ueberlebensrate ausreichend genau beschrieben werden. Die Schaedigung der Bakterien bei der Trocknung kann nicht allein auf thermische Inaktivierung zurueckgefuehrt werden. Die Hauptursache der Schaedigung beruht bei Trocknungstemperaturen unter 50 Grad C. auf einer Inaktivierung durch Dehydrierung. Dieser in seinen Einzelheiten noch nicht verstandene Mechanismus ist temperaturunabhaengig. Der Schaedigungsverlauf ist ueber ein von Temperatur und Gutsfeuchte abhaengiges Inaktivierungsmodell beschreibbar. Es zeigte sich, dass die Schaedigung durch Dehydrierung stark vom Trocknungsmedium beeinflusst wird. Die gemeinsame Fermentation einer Mischkultur aus zwei Bakterienarten war erfolgreich. Bei der Mischkulturtrocknung wurden die Ergebnisse der Reinkulturtrocknung bestaetigt. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass kostenguenstige, konvektive Konservierungsverfahren mit einer grossen Ausbeute an aktiver Biomasse eingesetzt werden koennen. Betreibern von Klaeranlagen kann dieses Ergebnis in zweifacher Hinsicht durch Verringerung der Anschaffungskosten sowie bessere Reinigungsergebnisse beim Einsatz der Starterkulturen dienen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V. durchgeführt. Verbesserung der Prozesssicherheit von Biogasanlagen durch eine frühzeitige Erkennung und Vermeidung von Fehlgärungen Propionsäurebildung stellt in Biogasanlagen ein häufig zu beobachtendes Problem dar, das den Anlagenbetrieb stark beeinträchtigt. Deshalb soll zunächst die an der Propionsäurebildung und -abbau beteiligte mikrobielle Flora in Biogasanlagen isoliert, identifiziert und charakterisiert werden. Auf der Basis der gewonnen Isolate werden Starterkulturen zum Abbau von Propionsäure entwickelt. Potentiell geeignete Mikroorganismen werden im Labor- und halbtechnischen Maßstab optimiert. Ausgewählte Kulturen werden dann in laufenden Biogasanlagen unter realen Bedingungen getestet. Parallel erfolgt die Entwicklung von Schnelldetektionsmethoden zur Identifizierung und Quantifizierung ausgewählter Leitorganismen. Entwicklung von marktfähigen Starterkulturen zum Propionsäureabbau. Zur Früherkennung von Fehlgärungen werden Kits zur Schnelldetektion der beteiligten Mikroorganismen angeboten, um zeitnahe Gegenmaßnahmen zu ermöglichen. Die Ergebnisse werden als Publikationen den Betreibern von Biogasanlagen zur Verfügung gestellt und fließen in den bestehenden Beratungsservice ein.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung durchgeführt. Verbesserung der Prozesssicherheit von Biogasanlagen durch eine frühzeitige Erkennung und Vermeidung von Fehlgärungen Propionsäurebildung stellt in Biogasanlagen ein häufig zu beobachtendes Problem dar, das den Anlagenbetrieb stark beeinträchtigt. Deshalb soll zunächst die an der Propionsäurebildung und -abbau beteiligte mikrobielle Flora in Biogasanlagen isoliert, identifiziert und charakterisiert werden. Auf der Basis der gewonnen Isolate werden Starterkulturen zum Abbau von Propionsäure entwickelt. Potentiell geeignete Mikroorganismen werden im Labor- und halbtechnischen Maßstab optimiert. Ausgewählte Kulturen werden dann in laufenden Biogasanlagen unter realen Bedingungen getestet. Parallel erfolgt die Entwicklung von Schnelldetektionsmethoden zur Identifizierung und Quantifizierung ausgewählter Leitorganismen. Entwicklung von marktfähigen Starterkulturen zum Propionsäureabbau sowie Kits zur Früherkennung von Fehlgärungen. Erstellung von Publikationen für die Betreiber von Biogasanlagen und den Beratungsservice. Patentierung von Verfahren entsprechend der bisherigen Praxis der Universität Mainz.
Das Projekt "Identifizierung von probiotischen Bakterien sowie Starterkulturen in Lebensmitteln mittels MALDI-TOF Massenspektrometrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit durchgeführt. Die Massenspektrometrie (MALDI-TOF MS) ermöglicht es mittlerweile auch Mikroorganismen schnell und exakt zu charakterisieren. Dabei werden Organismus-spezifische Signalmuster erzeugt, die im Vergleich mit einer zugrundeliegenden Datenbank an Protein-Spektren (Fragmentmustern) eine schnelle, zuverlässige und hoch-reproduzierbare Identifizierung von mikrobiologischen Isolaten ermöglicht. Für die lebensmittelrechtliche Bewertung probiotischer Lebensmittel ist es wichtig, die deklarierten und beworbenen Bakterienspezies eindeutig und sicher identifizieren zu können. Eine Überprüfung der Identität der Kulturen ist bisher nur mit aufwändigen molekularbiologischen Methoden wie Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE) möglich, so dass bisher das LGL keine Überwachung probiotischer Lebensmittel vornehmen konnte. In diesem Projekt soll die Datenbank der MALDI-TOF MS um Spektren von bakteriellen Starterkulturen für fermentierte Milchprodukte sowie um Spektren von häufig eingesetzten probiotischen Bakterienstämmen erweitert werden. Dabei soll überprüft werden, inwieweit die Spektren innerhalb der Gruppe der Milchsäurebakterien eine Identifizierung auf Spezies-, Subspezies- bzw. Stamm-spezifischer Ebene ermöglichen. Die bakteriellen Starterkulturstämme sowie die probiotischen Stämme werden von dem dänischen Starterkultur-Hersteller Christian Hansen A/S in Reinkulturen zur Verfügung gestellt. Christian Hansen fungiert dabei als externer Kooperationspartner, der auch die hauseigenen Identifizierungsmuster mittels PFGE zur Evaluierung der Ergebnisse zur Verfügung stellt.
Das Projekt "Mikrobiologische Denitrifikation im Festbettreaktor mit PHB/HV-Granulat als Kohlenstoffquelle und Aufwuchsmatrix" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. ZIELE: - Isolierung und Charakterisierung einer bakteriellen Starterkultur; - Untersuchung der Eignung verschiedener Polymergemische; - Adaptation des Systems an Trinkwasserbedingungen; - toxikologische Pruefung des Systems; - Modifikationen des Verfahrens fuer andere Anwendungsgebiete. ERGEBNISSE: - erfolgreiche Erprobung im Labormassstab; - eine bakterielle Starterkultur wurde aus Brunnenwasser isoliert und konnte der Gattung Acidovorax zugeordnet werden; - toxikologische Unbedenklichkeit des Systems konnte anhand prokaryontischer und eukaryontischer Tests (Versuche an Ratten) nachgewiesen werden; AUFGABEN: - Bau und Betrieb einer Pilotanlage (scale up); - stabile Immobilisierung der Starterkultur am PHB/HV-Granulat; - Steigerung der Reaktorleistung durch Einsatz von Stammgemischen.