Biotechnische Produktion von Itaconsäure aus nachwachsenden Rohstoffen mit immobilisierten Zellen

Nachwachsende Rohstoffe können als alternative Rohstoffquellen für die chemische Indu-strie dienen. Beispiel für die Bioconversion nachwachsender Rohstoffe ist die Herstellung von Itaconsäure. Die Verwendung von Itaconsäure gewinnt zunehmend an Bedeutung. Auf-grund der hohen Kosten wird Itaconsäure jedoch nur in begrenzten Mengen für Spezialitäten verwendet. Im Moment findet die Itaconsäure bei der Herstellung von Farben und Lacken, als Verdicckungsmittel für Fette, für Pharmazeutika, als Herbizid und als biologisch abbaubares Polymer in der Verpackungsindusrie Verwendung. Die Gewinnung der Itaconsäure erfolgt durch aerobe, submerse Kultivierung der Pilzarten Aspergillus terreus und Aspergillus itaco-nicus auf kohlenhydrathaltigen Medien. Die Arbeit beinhaltet das Stamm- und das Substrat-screnning für eine maximale Itaconsäureproduktion. Weiterhin wird eine Mediumsoptimierung beschreiben. Unter nicht-sterilen Bedingungen konnten die Zellen in immobilisierter Form optimal verwendet werden. Sieben verschiedene Stämme wurden im Rahmen dieser Arbeit auf Ausbeute und Itaconsäu-reproduktion getestet. Der Stamm Aspergillus terreus NRRL 1963 zeigte die höchsten Pro-duktivitäten. Alle folgenden Arbeiten wurden mit diesem Stamm ausgeführt. Mit diesem Stamm lieferte Saccharose das beste Verhältnis zwischen Itaconsäureproduktion und Preis. Die Itaconsäureproduktion erfolgt wachstumsentkoppelt. Im ersten Schritt erfolgt das Bio-massewachstum, im zweiten Schritt erfolgt die Produktion der Itaconsäure. Dabei wird die höchste Produktivität durch Limitierung essentieller Mediumsbestandteile wie Phosphat und Stickstoff erreicht. Bei einer Batch-Fermentation mit freien Zellen des Aspergillus terreus NRRL 1963 mit Glucose konnten Itaconsäurekonzentrationen von 59 g/L erreicht werden. Es kommt jedoch zu erheblichen Problemen beim Umgang mit dem filamentösen Pilz. Die Im-mobilisierung der Mikroorganismen ist deshalb zentraler Bestandteil bei der Erarbeitung eines wirtschaftlich renta