Bioeconomy Science Center
Forschung und Kooperation für nachhaltige BioÖkonomie

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Newsletter | Oktober 2020 | Download PDF

 

7. BioSC Spotlight „Modular Biotransformations in a Circular Bioeconomy”

Am 5. Februar fand an der RWTH Aachen das 7. BioSC Spotlight statt. Wissenschaftler verschiedener Disziplinen diskutierten Herausforderungen und neue Entwicklungen für die Produktion von Materialien und Chemikalien aus den heterogenen Rohstoffquellen einer Kreislaufwirtschaft.

Fotos: Forschungszentrum Jülich

 

Die Produktion von Chemikalien und Materialien in einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft wird durch neue Prozessketten gekennzeichnet sein, in denen die Biokatalyse mit Mikroorganismen und Enzymen eine wichtige Rolle spielen wird. Biogene Rohstoffe umfassen ein weites Spektrum von mehrjährigen Biomassepflanzen bis hin zu landwirtschaftlichen Abfallströmen. Dazu kommen nicht-biogene Kohlenstoffquellen wie CO2 oder Kunststoffabfälle. Um diesem breiten Spektrum an Ausgangsstoffen gerecht zu werden, muss das konventionelle "Ein Rohstoff – ein Produkt"-Konzept zu komplexen "Multi-Rohstoff – Multi-Produkt" - Prozessketten weiterentwickelt werden, in denen klassische Chemokatalyse und Biokatalyse kombiniert werden.

Diese Herausforderungen setzten den inhaltlichen Rahmen für das 7. BioSC Spotlight des Forschungsverbundes Bioeconomy Science Center, das am 7. Februar im Forschungsneubau NGP2 der Aachener Verfahrenstechnik stattfand. Nach der Einführung durch Wolfgang Wiechert (Forschungszentrum Jülich) präsentierte Gunnar Lidén (Universität Lund) seine Arbeiten zur Verwertung von Lignin. Aufgrund seiner chemischen Heterogenität ist Lignin schwierig zu prozessieren und wird häufig nur thermisch verwertet. Das an der Universität Lund entwickelte Konzept sieht vor, Lignin beim Aufschluss pflanzlicher Biomasse gleich zu Beginn abzutrennen, chemisch in die verschiedenen Monomere zu zerlegen und daraus von Mikroorganismen aromatische Wertstoffe synthetisieren zu lassen. Anschließend stellte Niklas Tenhaef (Forschungszentrum Jülich) seine Arbeiten mit Corynrebakterium glutamicum-Stämmen vor, die dahingehend optimiert wurden, dass sie Xylose aus lignocellulosehaltiger Biomasse wie Bagasse oder Kaffeesatz verwerten und daraus hochwertige Chemikalien produzieren können.

In der zweiten Session stand die mikrobielle Produktion von Bulk-Chemikalien im Mittelpunkt. Susanne Zibek (Fraunhofer IGB, Stuttgart) stellte die Entwicklung und Optimierung eines Produktionsprozesses für Biotenside aus nachwachsenden Rohstoffen vor. Andreas Biselli und Christian Kocks (RWTH Aachen) erläuterten die verfahrenstechnischen Herausforderungen bei der Abtrennung und Aufreinigung von Biotensiden im Bioraffineriemaßstab und präsentierten die Entwicklung innovativer Aufarbeitungsverfahren. Isabel Bator (RWTH Aachen) und Sonja Kubicki (HHU Düsseldorf) stellten ihre Arbeiten zur Entwicklung und Optimierung von Pseudomonas putida-Stämmen für die Produktion von Rhamnolipiden aus Zuckerrübenresten vor.

Die letzte Session fokussiert auf die Produktion von Feinchemikalien mit den Möglichkeiten der Synthetischen Biologie. Markus Buchhaupt (DECHEMA-Forschungsinstitut, Frankfurt am Main) präsentierte die Entwicklung von Pseudomonas putida-Stämmen, die in der Lage sind, Terpenoide zu synthetisieren. Ilka Axmann (HHU Düsseldorf) sprach über die Nutzung von Algen als Produktionsorganismen und stellte die Produktion von Triterpenen in Mikroalgen vor. Im letzten Vortrag des Tages präsentierten Anita Loeschcke und Hannah Braß (HHU Düsseldorf) einen innovativen Ansatz, mit Pseudomonas putida bekannte bioaktive Naturstoffe zu synthetisieren und ihre chemische Struktur zu variieren, um optimale Wirkstoffe für spezifische Anwendungen zu generieren.

Das 7. BioSC Spotlight deckte ein breites Spektrum an aktuellen Fragen und Problemstellungen ab und wurde von den rund 40 Teilnehmern für intensive Diskussionen genutzt.

 

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