Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik (BioVT)

Next Generation Biofilm - die "Rose von Jericho" der Biotechnologie

Das Vorhaben bezieht sich auf die Ziele der Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 im Handlungsfeld "Nachwachsende Rohstoffe industriell nutzen". Die Lebensmittelproduktion und Energie- sowie Wertstoffproduktion treten zunehmend in Konkurrenz (Teller-oder-Tank-Problematik). Eine der großen Zukunftsherausforderungen ist somit, die wachsende Nachfrage nach Nahrungsmitteln sowie Energie- und Wertstoffen bei geringem Ressourcenverbrauch von Agrarfläche, Energie und Wasser nachhaltig bereit zu stellen. Dabei kommen der nachhaltigen Produktion von Proteinen (Eiweiße), Lipiden (Fetten) und Kohlenhydraten (Zucker & Polysaccharide) durch Cyanobakterien, Mikroalgen oder Pflanzen zentrale Bedeutungen zu.

Cyanobakterien beherbergen z.B. einen enormen Pool an nachwachsenden Biopharmazeutika und Feinchemikalien. Dieses Potential wird jedoch kaum erschlossen, da bisherige Produktionsverfahren zu energie- und ressourcenintensiv sind. Demgegenüber nutzt das vorliegende Projektvorhaben erstmals photosynthetisierende austrocknungstolerante Biofilme (terrestrische Cyanobakterien) zur Wasserdampf-gesteuerten Produktion von bakteriellen Polysacchariden und Farbstoffen. Hierbei kommt eine ressourcen- und energieeffiziente Verfahrenstechnik zum Einsatz, die mittels einer neuartigen emersen Photobioreaktor-Generation (ePBR) verwirklicht wird.

Kooperationspartner

Dr. Michael Lakatos (Hochschule Kaiserslautern)

Peter Häfner (engage AG Berlin)

Prof. Dr. Timo Schmidt (Hochschule Augsburg)

Prof. Dr.-Ing. Michael Wahl (Hochschule Trier)

StatusAbgeschlossenes Projekt
FördermittelgeberBMBF
Förderzeitraum10/2015-03/2018
Fördernummer031B0068D

Veröffentlichungen und Tagungsbeiträge

  • J. Stiefelmaier, D. Strieth, S. Di Nonno, N. Erdmann, K. Muffler, R. Ulber; Characterization of terrestrial phototrophic biofilms of cyanobacterial species; Algal Research (2020) https://doi.org/10.1016/j.algal.2020.101996
  • K. Scherer, J. Stiefelmaier, D. Strieth, M. Wahl, R. Ulber; Development of a lightweight multi-skin sheet photobioreactor for future cultivation of phototrophic biofilms on facades; Journal of Biotechnology (2020) https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2020.06.004
  • D. Strieth, J. Stiefelmaier, B. Wrabl, J. Schwing, A. Schmeckebier, S. Di Nonno, K. Muffler, R. Ulber Roland; A new strategy for a combined isolation of EPS and pigments from cyanobacteria; Journal of Applied Phycology (2020) https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10811-020-02063-x.pdf
  • J. Stiefelmaier, B. Ledermann, M. Sorg, D. Geib, R. Ulber, N. Frankenberg-Dinkel; Pink bacteria—Production of the pink chromophore phycoerythrobilin with Escherichia coli; Journal of Biotechnology 274 (2018) 47-53; https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2018.03.006
  • D. Strieth, J. Schwing, S. Kuhne, M. Lakatos, K. Muffler, R. Ulber; A semi-continuous process based on an ePBR for the production of EPS using Trichocoleus sociatus; J. of Biotechn. 256 (2017) 6-12, http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.jbiotec.2017.06.1205
  • D. Strieth, R. Ulber, K. Muffler; Application of phototrophic biofilms: From fundamentals to Processes; Bioprocess and Biosystems Engineering 41 (2018) 295–312; https://doi.org/10.1007/s00449-017-1870-3

  • D. Strieth, J. Stiefelmaier, R. Ulber; Terrestrial cyanobacteria – a potential source for new bioactive compounds and natural dye; ProcessNet-Jahrestagung und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen (2016) Aachen
  • D. Strieth, R. Ulber; Production of bioactive substances: New reactor systems for the cultivation of cyanobacteria; ChemBioMed V: Molecular Switches in Disease & Development (2015) Mainz

 

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