Das Projekt "Verfahren und ihre Charakterisierung zur Herstellung von Depotduenger aus Pyrolyseoelen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Neben der energetischen Nutzung von Pyrolyseoelen aus Altholz und landwirtschaftlichen Abfaellen sollte die stoffliche Verwertung von Pyrolyseoelen weiter erforscht werden. In einer am BFH-Institut durchgefuehrten Untersuchung wurde ein Verfahren zur Herstellung von Depotduenger aus Pyrolyseoel entwickelt. Dieser Depotduenger besitzt attraktive kommerzielle Eigenschaften, wie einen hohen Stickstoffgehalt und vergleichsweise Geruchsneutralitaet. Die depotduengenden Eigenschaften werden zur Zeit in agrarwissenschaftlichen Instituten in England und Daenemark untersucht. Bisherige Untersuchungen ergaben, dass im Vergleich zu kommerziellen Depotduengern zwar eine kurzfristige Wachstumshemmung beobachtet wurde, die jedoch nach kurzer Zeit nicht mehr festzustellen war. Zur Herstellung des Depotduengers konnten verschiedene Versuchsparameter wie Reaktionszeit, Reaktionstemperatur und Menge der zugesetzten Stickstoffquelle (Harnstoff) optimiert werden. Die bestehende Hygroskopizitaet des Produktes konnte mit einem geeigneten Loesungsmittel eliminiert werden, welches zum weiteren Gebrauch leicht zurueckdestilliert werden kann. Als stickstoffhaltige Reaktionsprodukte sind vor allem heterozyklische Verbindungen wie 5-Methylhydantoin und Thymin zu nennen. Der Bildungsmechanismus dieser aus der Literatur bekannten Depotduenger ist noch aufzuklaeren. Moeglich ist die Reaktion von Harnstoff mit Formaldehyd und einer Hauptkomponente des Pyrolyseoels, Hydroxyacetaldehyd. Bislang ist die Bildung von 5-Methylhydantoin nur ueber einen Cyanhydrin-Mechanismus bekannt gewesen. Da jedoch zu keinem Zeitpunkt Nitrile nachgewiesen werden konnten, wurde dieser Bildungsmechanismus ausgeschlossen. Die in dem Pyrolyseoel vorhandenen Ligninfragmente scheinen waehrend der thermischen Behandlung, aehnlich wie technische Lignine, teilweise unter Methoxylgruppenabnahme zu kondensieren. Dieses Phaenomen ist auch im Hinblick auf die Alterung der Pyrolyseoele zu untersuchen. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf die Frage, ob entstehende Inhomogenitaeten mit Van-der-Waals-Kraeften und Wasserstoffbrueckenbindungen oder mit definierten Kondensationen der phenolischen Anteile zu erklaeren sind.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Stressinduzierte Steigerung der Produktqualität von Arznei- und Gewürzpflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Pflanzenbiologie, Arbeitsbereich Angewandte Pflanzenbiologie durchgeführt. Das Projekt ist Teil des Verbundprojektes Stressinduzierte Steigerung der Produktqualität von Arznei- und Gewürzpflanzen und deren Einsatz als Leistungsförderer in der Nutztierhaltung, das die wissenschaftlichen Grundlagen für eine nachhaltige Steigerung des Arznei- und Gewürzpflanzenanbaus in Deutschland liefern soll. In diesem Teilprojekt werden die grundsätzlichen Möglichkeiten zur Steigerung der Wirkstoffgehalte ausgewählter Arznei- und Gewürzpflanzen untersucht und anschließend im Feldanbau getestet; vorgesehen sind Thymian und Salbei (Terpene), Johanniskraut und Mädesüß (Phenole), Tollkirsche und Schöllkraut (Alkaloide), Lein (cyanogene Glycoside), Mehrrettich und Kapuzinerkresse (Glucosinolate). Ziel ist es, die Qualität der in Deutschland angebauten Arznei- und Gewürzpflanzen durch die bewusste Anwendung von Trockenstress zu verbessern und damit deren Anbau und Vermarktung in Deutschland deutlich zu steigern. Zunächst werden die Versuchspflanzen im Gewächshaus unter definierten Bedingungen kultiviert. Die qualitätsrelevanten Naturstoffe werden mittels HPLC, HPAEC und GLC analysiert. Im Folgejahr werden entsprechende Feld- und Freilandversuche unter Einsatz gezielter pflanzenbaulicher Maßnahmen durchgeführt, und das Sekundärstoff-Spektrum der Pflanzen analysiert. Dieses Material ist gleichzeitig das Ausgangsmaterial für die Fütterungsversuche des zweiten Teilprojektes zum Einsatz der Arznei- und Gewürzpflanzen als Leistungsförderer in der Nutztierhaltung.
Das Projekt "Untersuchung der Wirkung phytogener Futterzusätze auf die Induktion von Phase-II-Detoxifikationsmechenismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur Allgemeiner Pflanzenbau, Ökologischer Landbau durchgeführt. Die ätherischen Öle der Vertreter der Pflanzenfamilie Labiatae (Rosmarin, Thymian, Oregano) weisen wie zuvor beschrieben neben ihren direkten antioxidativen Eigenschaften auch antimikrobielle Wirkungen, zum Beispiel gegen E. coli, gegen Salmonella epidermidis und typhimurium, auf. Außerdem scheint das ätherische Öl des Rosmarins aufgrund seiner antioxidativen und antimikrobillen Eigenschaften die Haltbarkeit von rohem Fleisch positiv zu beeinflussen und findet damit auch in der Lebensmittel-Technologie Verwendung. Kürzlich veröffentlichte Studien geben Hinweise darauf, dass neben dem bereits zuvor beschriebenen Nrf2-Aktivator Sulforaphan auch ätherische Öle, zum Beispiel das des Rosmarins, und auch Curcuminoide der Gelbwurzel den Nrf2-ARE-Signalweg aktivieren. So zeigten Satoh et al. (2008), dass die Carnosolsäure des Rosmarins in Neuronen an spezifische Cysteinreste des Keap1 bindet, den Nrf2-Signalweg aktiviert und so die Neuronen vor oxidativem Stress schützt. Auch die Verabreichung von Thymianextrakt an Ratten bewirkte eine Aktivierung des Nrf2-regulierten Gens Hämoxygenase 1. Jedoch ist der Einsatz und besonders die indirekte antioxidative Wirkung der ätherischen Öle der Labiatae und der Curcuminoide über den Nrf2-ARE-Signalweg nur unzureichend beim Nutztier erforscht. Damit stellt sich hinsichtlich der ätherischen Öle aus der Familie der Labiatae (Oregano, Rosmarin, Thymian) und auch hinsichtlich des Curcumins der Gelbwurzel die Frage, ob deren leistungs- und gesundheitsfördernde Wirkung nicht vielmehr auf eine Aktivierung des Nrf2-ARE-Weges und die anschließende Induktion von Phase-II-Enzymen zurück geht, als auf die bisher angenommenen direkten antioxidativen Eigenschaften und auf die in vivo nur schwer realisierbaren antimikrobiellen Wirkungen. Die Erforschung der möglichen Wirkung von Curcumin, Rosmanol, Thymol und Carvacrol auf die Genexpression von Enzymen des Fremdstoffmetabolismus über den Nrf2-ARE-Signalweg im Darm und in der Leber könnte das Verständnis der protektiven und leistungsfördernden Wirkung dieser phytogenen Stoffe deutlich verbessern und stellen das Untersuchungsziel diese Projektes dar.
Das Projekt "Untersuchung der Wirkung phytogener Futterzusätze auf die Induktion von Phase-II-Detoxifikationsmechanismen und auf die Ausscheidung coliformer Mikroorganismen bei Absetzferkel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur Allgemeiner Pflanzenbau, Ökologischer Landbau durchgeführt. Die ätherischen Öle der Vertreter der Pflanzenfamilie Labiatae (Rosmarin, Thymian, Oregano) weisen wie zuvor beschrieben neben ihren direkten antioxidativen Eigenschaften auch antimikrobielle Wirkungen, zum Beispiel gegen E. coli, gegen Salmonella epidermidis und typhimurium, auf. Außerdem scheint das ätherische Öl des Rosmarins aufgrund seiner antioxidativen und antimikrobillen Eigenschaften die Haltbarkeit von rohem Fleisch positiv zu beeinflussen und findet damit auch in der Lebensmittel-Technologie Verwendung. Kürzlich veröffentlichte Studien geben Hinweise darauf, dass neben dem bereits zuvor beschriebenen Nrf2-Aktivator Sulforaphan auch ätherische Öle, zum Beispiel das des Rosmarins, und auch Curcuminoide der Gelbwurzel den Nrf2-ARE-Signalweg aktivieren. So zeigten Satoh et al. (2008), dass die Carnosolsäure des Rosmarins in Neuronen an spezifische Cysteinreste des Keap1 bindet, den Nrf2-Signalweg aktiviert und so die Neuronen vor oxidativem Stress schützt. Auch die Verabreichung von Thymianextrakt an Ratten bewirkte eine Aktivierung des Nrf2-regulierten Gens Hämoxygenase 1. Jedoch ist der Einsatz und besonders die indirekte antioxidative Wirkung der ätherischen Öle der Labiatae und der Curcuminoide über den Nrf2-ARE-Signalweg nur unzureichend beim Nutztier erforscht. Damit stellt sich hinsichtlich der ätherischen Öle aus der Familie der Labiatae (Oregano, Rosmarin, Thymian) und auch hinsichtlich des Curcumins der Gelbwurzel die Frage, ob deren leistungs- und gesundheitsfördernde Wirkung nicht vielmehr auf eine Aktivierung des Nrf2-ARE-Weges und die anschließende Induktion von Phase-II-Enzymen zurück geht, als auf die bisher angenommenen direkten antioxidativen Eigenschaften und auf die in vivo nur schwer realisierbaren antimikrobiellen Wirkungen. Die Erforschung der möglichen Wirkung von Curcumin, Rosmanol, Thymol und Carvacrol auf die Genexpression von Enzymen des Fremdstoffmetabolismus über den Nrf2-ARE-Signalweg im Darm und in der Leber könnte das Verständnis der protektiven und leistungsfördernden Wirkung dieser phytogenen Stoffe deutlich verbessern und stellen das Untersuchungsziel diese Projektes dar.
Das Projekt "Charakterisierung der Verbreitungsgebiete sowie Anbauversuche und Selektion von oekonomisch bedeutenden Aetherischoel enthaltenden Wildpflanzen im Gebiet Cukurova/Sued-Ost-Tuerkei" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung I durchgeführt. Auffinden von Wildherkuenften (Pfefferminze, Basilikum, Origanum, Thymian, Melisse, Rosmarin) im Cukurova-Gebiet; Bestimmung des Inhaltsstoffgehaltes; vergleichende Anbauversuche in Tal- und Hoehenlagen des Taurus-Gebirges; Erstellung von Anbauanleitungen aufgrund der Versuchsergebnisse zur Einfuehrung des Anbaues der genannten Arten im Cukorova-Gebiet in der Sued-Ost-Tuerkei.