Phytase_Flyer - ASA Spezialenzyme GmbH
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FAX Fax-Antwort Nr. (05 41) 9633-190 Absender: Name: Vorname: Firma: Funktion/Bereich: Anschrift: Telefon: Zu welcher Zielgruppe würden Sie sich zählen? (bitte ankreuzen) Wirtschaft/Unternehmen • Mitarbeiterzahl • Branche privat Politik/Verwaltung Forschung/Hochschule Bildungseinrichtung Umweltverband sonstige Ich möchte mit Ihnen in Kontakt bleiben und habe Interesse an weiteren Informationen über die Deutsche Bundesstiftung Umwelt: Förderleitlinien/Informationen zur Antragstellung aktueller Jahresbericht Jahresberichte (regelmäßiger Bezug) Kurzinfo zur Deutschen Bundesstiftung Umwelt aktuelle CD-ROM der DBU Broschüre „Umweltkommunikation in der mittelständischen Wirtschaft“ Broschüre „Kirchengemeinden für die Sonnenenergie“ Broschüre „Naturschutz“ Broschüre „Innovationen“ Info-Mappe „Produktionsintegrierter Umweltschutz“ „Integrierte Biotechnologie − Sensorik“ „Integrierte Biotechnologie − Biokatalyse“ „Nachhaltige Chemie“ Publikationsliste der Deutschen Bundesstiftung Umwelt 13028/23-46/03 Innovationen für die Umwelt Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt ist eine der größten Stiftungen in Europa. Sie fördert innovative Projekte zum Umweltschutz. In den elf Jahren ihres Bestehens hat sie bereits mehr als 5.500 Projekte mit rund 1 Milliarde Euro Fördervolumen unterstützt. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt fördert Projekte aus den Bereichen Umwelttechnik, Umweltforschung und Naturschutz, Umweltkommunikation sowie Umwelt und Kulturgüter. Allgemeine Voraussetzungen für eine Förderung sind die folgenden drei Kriterien: Innovation Die Vorhaben müssen sich klar vom gegenwärtigen Stand der Forschung und Technik abgrenzen und eine Weiterentwicklung darstellen. Modellcharakter Die Innovation soll für eine breite Anwendung, z. B. eine ganze Branche, interessant sein und sich Biotechnologische Produktion von Futtermittelzusätzen unter marktwirtschaftlichen Konditionen zeitnah umsetzen lassen. Umweltentlastung Mit der Innovation sollen neue, ergänzende Umweltentlastungspoten ziale erschlossen werden. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt setzt bei ihrer Fördertätigkeit insbesondere auf den produktund produktionsintegrierten Umweltschutz. Durch diese Herangehensweise werden die Ursachen von Umweltbelastungen angegangen anstatt die Sünden der Vergangenheit zu korrigieren. Im Mittelpunkt der Förderung stehen kleine und mittlere Unternehmen. Gerade bei der Entwicklung von individuell optimierten Lösungen liegt bei diesen Unternehmen ein reichhaltiges Potenzial zur Umweltentlastung vor. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt will kleinen und mittleren Unternehmen eine Chance geben geben, ihre Ideen umzusetzen. Herausgeber: Deutsche Bundesstiftung Umwelt, An der Bornau 2, 49090 Osnabrück Telefon 05 41 / 96 33 - 0 Telefax 05 41 / 96 33 - 190 Internet: http://www.dbu.de Text und Redaktion: Dr. Rainer Erb Dr. Falko Drews Zentrum für Umweltkommunikation der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gGmbH (ZUK) Verantwortlich: Dr. Markus Große Ophoff Gestaltung: Helga Kuhn (ZUK) Druck: STEINBACHER DRUCK GmbH, Osnabrück Ausgabe: 13028/23-46/03 Gedruckt auf 100% Altpapier Kenngrößen der Phytase-Fermentation. Produktion der E. coli-Phytase im Bioreaktor im Zufütterungsmodus bei konstant niedriger Glucosekonzentration. Biotechnologische Produktion von Futtermittelzusätzen Der größte Teil des in Futtermitteln, wie beispielsweise Getreide, enthaltenen Phosphats liegt in Form von Phytinsäure vor, die nur für Wiederkäuer verfügbar ist, also Tiere, die mit mehreren Mägen ausgestattet sind. Schweine und Geflügel, so genannte monogastrische Tiere mit nur einem Magen können dieses Vorkommen an Phosphat nicht verwerten. Das führt dazu, dass Phytinsäure mit dem Kot ausgeschieden wird und über die Düngung landwirtschaftlich genutzter Flächen in Böden, Gewässer und das Grundwasser gelangt. Monogastrischen Tieren fehlt das Enzym Phytase, das Phosphat von der Phytinsäure abspaltet. Nur das abgespaltene freie Phosphat kann aber vom tierischen Stoffwechsel weiter verwendet werden. In der Ernährung dieser Tiere wird daher Phytase zugesetzt, wodurch die Ausscheidung gebundenen Phosphats verringert wird. Neben der Umweltentlastung durch verringerten Phosphateintrag kann gleichzeitig die Zufütterung der Tiere mit freiem anorganischem Phosphat reduziert werden, was ungefähr 30 % der Futtermittelkosten ausmacht. Für die industrielle Produktion von Phytasen werden gewöhnlich Pilze (Aspergillus) herangezogen, die Phytase ausscheiden. Vor einigen Jahren wurde eine Phytase in dem Darmbakterium E. coli gefunden, die als Futteradditiv wesentlich effektiver ist, als pilzliche Phytasen. Ziel eines Projekts der Universität Bielefeld war es, ein Verfahren zu entwickeln und in den industriellen Maßstab umzusetzen, mit dem Phytase ressourcenschonend und mit hoher Ausbeute in Bakterien hergestellt werden kann. Gentechnik wurde das Bakterium E. coli so verändert, dass es große Mengen Phytase herstellt und ins Kulturmedium abgibt. Unter bestimmten Bedingungen wurde eine Phytase-Abgabe von 7095 % ins Medium erzielt. Der wichtigste Faktor war dabei die geregelte Fütterung der Bakterienkulturen mit Zucker (Glukose). Die Regelung der Zufütterung von Glukose erfolgte über die Sauerstoffsättigung des Mediums, die konstant bei 10 % gehalten wurde. Unter Verwendung eines Sensorsystems wurde konzentrierte Glukoselösung automatisch nachdosiert. Die produzierte Phytase ließ sich leicht aus dem Kulturmedium aufkonzentrieren und wies eine hohe Enzymaktivität auf. Phytase als Futterzusatz Der Zusatz von Phytase zum Futter solcher Tiere, die normalerweise schlechte Phosphor-Ausbeuten besitzen, zeigte, dass die E. coli-Phytase im Projektziel Entwicklung eines biotechnologischen Verfahrens zur Herstellung einer bakteriellen Phytase Projektleitung Universität Bielefeld Technische Fakultät Prof. Dr. Erwin Flaschel 33594 Bielefeld Telefon 0521 / 106-53 01 Telefax 0521 / 106-64 75 E-Mail: [email protected] Internet: www.techfak.unibielefeld.de/ags/fermtech Prozessentwicklung Die Abgabe des zu produzierenden Enzyms ins Medium ist die Grundvoraussetzung, um technische Enzyme kostengünstig produzieren zu können, da der zeit- und kostenintensive Aufschluss der Bakterien entfällt. Mithilfe der Gegensatz zu pilzlichen Phytasen weitgehend resistent gegen den Abbau durch die im Tiermagen enthaltenen Verdauungsenzyme Pepsin und Pankreatin ist. Die Restaktivität der Phytase betrug auch nach längerer Behandlungsdauer mit Magenextrakt noch über 90 %. Das erfreuliche Ergebnis: Durch zusätzliche Entwicklung eines effizienten Aufarbeitungsverfahrens lassen sich die Produktionskosten im Vergleich zu den herkömmlichen Phytasen um bis zu 50 % reduzieren. Widerstandsfähigkeit pilzlicher bzw. bakterieller Phytase gegenüber den Verdauungsenzymen Pepsin und Pankreatin. Kooperationspartner ASA Spezialenzyme GmbH, Wolfenbüttel
