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Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:
Valentin Steinwandter
(2014):
Bacterial production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) from chicory roots.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Umweltbiotechnologie,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 112.
UB BOKU
obvsg
FullText
- Abstract:
- Polyhydroxyalkanoate (PHAs) sind biologisch abbaubare Polymere, deren Produktion auf erneuerbaren Ressourcen basiert. Aus diesem Grund stellen sie eine interessante Zukunftsalternative zu konventionellen Kunststoffen aus Erdöl dar. Angesichts hoher Produktionskosten werden PHAs derzeit allerdings nicht im großen Maßstab hergestellt. Da ein großer Teil dieser Kosten auf das Konto von Rohmaterialien geht, wird mittlerweile versucht diese durch Abfallstoffe zu ersetzen. In dieser Masterarbeit wurde ein biotechnologischer Prozess, basierend auf einem Chicorée-Wurzeln-Hydrolysat, untersucht und optimiert. Das Fruktan Inulin wurde aus den Wurzeln extrahiert und enzymatisch zu Fructose und Glucose hydrolysiert. Dieses Hydrolysat wurde anschließend als Substrat für die biotechnologische Produktion von P(3HB) durch Cupriavidus necator genutzt, wobei drei verschiedene Stämme des Bakteriums zum Einsatz kamen (DSM 428, 531 und 545). Durch die Änderung der Vorkulturbedingungen und die Supplementation von Stickstoff konnte die Produktivität von C. necator DSM 428 um mehr als eine Größenordnung erhöht werden. Der Zusatz von Harnstoff, Ammoniumsulfat, Soja-Pepton und Casein-Pepton als Stickstoffquelle wurde untersucht. Die besten Ergebnisse wurden durch den Zusatz von Soja-Pepton erzielt, wobei eine Verzwanzigfachung der Produktivität auf 0.27 g/L/h erreicht wurde. In einem direkten Vergleich, und ohne Stickstoff-Supplementation, erzielten DSM 428, 531 und 545 Produktivitäten von 0.07, 0.01 bzw. 0.20 g/L/h. DSM 545, der vielversprechendste Stamm, produzierte innerhalb von zwei Tagen 11.1 g/L P(3HB) und eine Zelltrockenmasse von 14.2 g/L, was einem PHA-Anteil von 78 % entspricht. Durch die Detoxifizierung des Substrates mittels Behandlung durch Aktivkohle oder Laccase konnte keine weitere Steigerung der Produktivität erreicht werden. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Chicorée-Wurzeln einen vielversprechenden Rohstoff für die bakterielle Produktion von PHAs darstellen.
- Beurteilende(r): Gübitz Georg
- 1.Mitwirkender: Neureiter Markus