Bioeconomy in the North 2018: LignoLipp – Von Lignocellulose-Zuckern zu hochwertigen Lipiden und Biopolymeren in einem einzigen Fermentationsprozess

Das Gesamtziel des Verbundvorhabens ist es, einen gemeinsamen Fermentationsprozess für die Co-Produktion von hochwertigen Lipiden sowie Chitin und Chitosan zu entwickeln und dabei das einzigartige Potential von ölhaltigen zygomycetischen Pilzen zu nutzen. Dazu werden in einem ersten Schritt mittels verschiedener Screening-Verfahren die besten Stämme für die Co-Produktion identifiziert. Zunächst auf einem synthethischen Substrat und später auf zuckerreichem Lignocellulose-Hydrolysat werden dazu verschiedene Zygomyceten-Stämme fermentiert und mit Hilfe von Hochdurchsatz-Screening-Verfahren bewertet. In diesem Microtiterplatten-basierten Screening werden Lipid- und Chitin/Chitosan-Gehalte mittels Fourier Transform Infrarotspektroskopie bzw. Lektin-Färbungen quantifiziert. In der Folge werden für ausgewählte Stämme die Fermentationsbedingungen für eine optimale Co-Produktion identifiziert. Dabei werden Parameter wie pH-Wert, Temperatur, Nährstoffkonzentrationen und Rührgeschwindigkeit optimiert. Anschließend wird der Fermentationsprozess hochskaliert bis zu einem Technikum-Maßstab. Sobald der Prozess für die Fermentation etabliert ist, wird eine Strategie für den industriellen Downstream-Prozess entwickelt, die die Separierung der Produkte Chitin/Chitosan und Lipide ermöglicht. Schließlich erfolgt eine Bewertung des Potentials der Produkte, im Falle von Chitin und Chitosan als Biostimulantien für Pflanzen und im Falle der Lipide als Tiernahrungsergänzungsmittel. Abschließend wird der Fermentationsprozess unter technischen und ökonomischen Gesichtspunkten basierend auf Masse-Energie-Bilanzen bewertet.