10
Aufarbeitung nach- wachsender Rohstoffe ± Downstream-Processing und Biotransformation Roland Ulber Der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen gewinnt auch in der chemischen Industrie zunehmend an Bedeutung. Ungefähr 30 Mio. Tonnen an Grund- und Feinchemikalien wer- den zurzeit mittels biotechnologischer Prozesse hergestellt. Dieses sind ungefähr 5 % der Produkte der chemischen Industrie. Es wird erwartet, dass dieser Anteil im Jahr 2010 bei 20 % liegen wird. Basierend auf optimierten Biotransformationen und Aufarbeitungsverfah- ren kann eine Vielzahl interessanter Produkte für pharmazeutische Anwendungen oder funktionalisierte Lebensmittel aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt oder isoliert werden. In diesem Artikel werden fokussierend auf Molke, Melasse, Kartoffelprotein und Lignocellulose einige Beispiele vorgestellt. 1 Einleitung Eine gängige Definition von nachwachsenden Rohstoffen besagt, dass diese ¹(...) land- und forstwirtschaftlich erzeugte Produkte sind, die einer Verwendung im Nichtnahrungsbereich zugeführt werden (...)ª [1]. Im Jahr 2003 wuch- sen in Deutschland auf rund 8 350000 Hektar, das entspricht etwa 8% der Ackerfläche Deutschlands [1], nachwachsende Rohstoffe. Diese Rohstoffe werden schon seit vielen Jahr- hunderten vom Menschen genutzt, die Anwen- dungsbereiche weiten sich in den letzten Jahren allerdings immer mehr aus. Die Gründe dafür sind sowohl ökonomischer als auch ökologi- scher Art. So erhofft man sich, dass nachwach- sende Rohstoffe ihre fossilen Analoga in vielen Bereichen ersetzen können und so dazu beitra- gen, deren begrenzte Vorräte für nachfolgende Generationen zu schonen. Aus den gleichen Gründen werden auch landwirtschaftliche Rest- stoffe wie Molke, Melasse oder Lignocellulose im verstärkten Maûe groûtechnisch veredelt. Der ökologische Vorteil wird im Allgemei- nen darin gesehen, dass Produkte, die aus Pflanzen gewonnen werden, nach Gebrauch bei ihrer Verbrennung oder bei der Kompostie- rung immer nur die Menge an CO 2 freisetzen, die sie während des Wachstums der Atmo- sphäre entnommen haben. Im Gegensatz zu fossilen Rohstoffen sind sie dadurch weitge- hend CO 2 -neutral; die Stoff- und Energiekreis- läufe sind formal geschlossen. Es wird daher argumentiert, dass ihre Verwendung helfen kann, den sich verstärkenden Treibhauseffekt abzumildern und globalen Klimaänderungen entgegenzuwirken. Dieses ist sicherlich nicht grundsätzlich verkehrt, kann aber den Produk- ten nicht per se zugesprochen werden. So muss bei der Erstellung einer Ökobilanz der gesamte Lebenszyklus eines Produktes be- trachtet werden, wobei eine Ökobilanz als ¹(...) ein möglichst umfassender Vergleich der Um- weltauswirkungen zweier oder mehrerer unterschiedlicher Produkte, Produktgruppen, Systeme, Verfahren oder Verfahrensweisen (...)ª [2] definiert werden kann. Da diese Erfas- sung sehr zeitaufwändig und in einigen Fällen auch unmöglich ist, werden in der Regel so ge- nannte ¹Screening-Indikatorenª benutzt, um schneller zu ökologischen Aussagen zu gelan- gen. Ein klassischer Indikator ist zum Beispiel der kumulierte Energieaufwand. Daneben können aber auch branchenspezifische Schlüs- selparameter wie FCKW-Emissionen herange- zogen werden. Man kann also das Produkt nicht isoliert betrachten, sondern muss auch dessen Herstellungsprozess, Transportwege etc. bei der Ökobilanz mit berücksichtigen. Nach einem solchen Vergleich kann auch ein petrochemisches Produkt die günstigere Öko- bilanz aufweisen. ¹Ungefähr 30 Mio. Tonnen an Grund- und Feinchemika- lien werden zurzeit mittels biotechno- logischer Prozesse hergestellt.ª Biotechnologie 363 Chemie Ingenieur Technik 2005, 77, No. 4 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.cit-journal.de DOI: 10.1002/cite.200407084

Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

  • Upload
    r-ulber

  • View
    215

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

���������� �� ���� ����� �� ����� ��������������������� ������������������ �����

��� ����� ��� �� ��� ������� ��������� ������ �� � �� ��� ����� ��� ��������

�������� �� ��������� �������� �� ���� ������ �� ����� ��� !��� ����"�#��� ���

��� ���� ���#� $��� ���#���� ��� %������ �������##� ������ ���� �������� & ' ���

%����"� ��� ����� ��� ��������� �� ���� ������( ���� ������ )���# �� *��� +�,� $��

+� ' #����� ����� ��������� ��� �-������� ����������������� ��� )����$������������

��� "��� ���� .��#��# ����������� %����"� �/� -��������� �� )���������� ����

���"����#������ 0�$������# ��� �� ��� ������� ��������� �������## ���� ���#���

������� �� ������ )��"�# ������ ��"��������� ��� ��#"�( ��#����( 1������#-����� ���

0���� �##�#��� ������ ����-��#� �������##�

� �������

���� ������� ��������� ��� �� ��� ���������������� $����( ���� ����� 23���4 #��� ����������� ���#� � ������ %����"� ����( �������� .��������� �� 5� ���������$���� �����/�� ������ 3���46 7,8� �� *��� +��� �� � ��� �� ���� �#��� ��� ���� 9 �&� ��� :�"��(��� ���-�� � ��� 9 ' ��� ) "���#� ������ �#���� 7,8( �� ��� ������ �������������� �������� ������ � ��� ��� ���#�� *��� �������� ��� ���� ��� ����( ��� )���� �����$���� �� ����� �� � �� ��� #��� *������##������� ����� ���� ���� ��� ��/��� ���/����� �����# ;"������ ��� �#� �� � ;"�#��� � ��� )�� <� ������ ��� �� �( ���� �� ��� � ����� �������� ���� �����#�� )��#��� �� ���#������� ��� ������ ";���� ��� �� ��� $���� ���( ����� $������ .����� �/� �� ���#���������������� � � ������ )�� ��� �#�� �����/���� ������ �� � #������� ���#� �� ��� ����� ��� ��#"�( ��#���� ���� 0���� �##�#����� ������"�� ��=� ���=� ���� � ������#�

��� ;"�#���� �� .����# ���� �� )##����� ��� ����� �������( ���� %����"�( ��� ���%�#���� �������� ������( �� � ��$��� �$�� ����� .��$������� ���� $�� ��� 1��-���� ���� ����� ��� ��� ����� �� >?+ ��������(��� ��� ������� ��� @� ����� ��� )�� �-���� �������� ��$��� �� ������� ������#�� ��������� ���� ��� ����� � �����

���� >?+ �����#A ��� <��� ��� �������"���� #���� ���� �����# ��� �#������ �� ���� ���������������( ���� ���� .��������� ��#���"���( ��� �� � ������"����� ����$��������"�$���#���� ��� �#�$�#�� 1#������������������������"��� ������ �� �� ���#� � �� ��������#� � ���"���( "��� �$�� ��� %����" �� �� � -�� �� ����-�� ��� ������� <����� $�� ��� ����##��� ����� B"�$�#�� ��������� 0�$���C"#�� ����� %����"�� $� �� �� ������( ��$�� ���� B"�$�#�� �#� 23���4��� �;�#� �� ����������� .���#�� � ��� �� ��#������"����� ����� ���� ������������� ����#� ��� %����"�( %����"���--��(<C����( .�������� ���� .���������������3���46 7+8 �������� ������ "���� �� ����� ����� ���� ���� ����������� ��� �� ������� !�##���� � ���;�#� � ��( ������ �� ��� ����# �� �� ����� 2< ������� ����"�����6 $���( ��� ���##�� � ;"�#���� ��� )������� � ��#�� ���� ��� "#����� ��� ����"��� �� �� ����-��#��� "���#���� ��������������� ����$��";���� �$�� �� � $��� ����-����� �� < �#/� ��#-������� ��� !>1@ ���������� ������� ���� ������� ��� "��� �#�� ��� %����"�� � ���#��� $��� ���( ������� ���� �� ������� :����##����-�����( �����-������� � $�� ��� B"�$�#�� �� $��/ "�� ������5� � ����� ��# ��� .���#�� � "��� �� � ���-��� ����� ��� %����" ��� �/������� B"� $�#�� ����������

������ � � !��"#�� � $������ %��� ���&����� ����� '��'������� ����� �������� �� ���'���� ��������"(

������������ �D������� ������� ������ ����� ��� ��� �

� ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� �������� $$$���%�&�����'�

()�* +��+���,��%���������-�

Page 2: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

)#� )#������� �� 5����������#���� ���� $��� ��� %����"��� �� ��� ��������������� ��� 0������� ��� �##������� ����������"� .����#�� �� ��� E$��-����"��� ��5����������#� �����������"��( ��� -�#� �� ��� <�� ��� 0�������( F���#� � �����$������� )���# 3,GGGH ,� '4 ����� !#� �����##�#����( �� �� ��� ��� 5���� � �������I�� )���#�� � ���/� ����#�� ��� 0��������������##� ��� ����������� ��� )�$�� �����������-�#���� ���;�#� � �� � ��� ���5���� ������ <�###�������#� ���( ���� ������ I��#����� ���� ��� � �/����( ���������## ���� ������##� �������� �� 5������� ���#�������� ��� 7,8�

�� �������� ��� >����� ����� ��� ���� �� �/������� ���� ������ �������� $��;����(�� F��� � �� � ��� ��� 0������� ��� ����� ���� �� $����� ���������� !��� ����( �� ����������� �-���# �����$���� � ";����� <��� �� ���#� %�#����/ ����( ���� ���#� ��� ��� ���� ���" �;�#� �( ��� ���/�� ����������J��#���� � ����#�� ��� ��� ������� �-������� 3� �� �-���##� !������� ����-�;#4� )�� ����� @���� "��� ��� 0������ � ��� ���� �� ������� )������������ ��.���/���� ��##��( ��� ��� �������� ������ ���� ������#����� ����( ��� ��� $�� ����� #�� ��������� �;�� ����( ��#����� ���-���������$�� $���� -�#��#� �� ��� ����� �� %�� ��"� ����#������( ����� @�� #���� I���� � ��"��� ������

5�$�� ��� ����"�� 5���� �� !��� ����������( < �����������( .��-� "���������� #��� ���� !����� �-��# ��� $��� ���� �� 1�� ������� �� �������� �/� ��� ����� ��( -��� ������ �� ��� "������ �� �������� ������������ ��##�� ��� ������ �������������� ��� ������ I�##�� ���� ���#���� ��C� �C���� ��������( �� $���-��#������ ������ � �� <�����( I� "���#"���#�( ���"����##�%�#C ��$��������( )���������� ���� %�-���������##�� 7�8� ��� ���=�� ���# ��� �� ��� � ������ �������� ���� � �$�� ��# ��� <�$�� �����-������� ������������ ��"����������-��#� ���� ��� �� ������� ��������# ������ ���-�#C���� 7K( &8� ��� ��� %����"��� �������� ��� !��� ����"�#��� ��� �� ��� � ������ ��������� �/� ���� �������� ����� �������� ���� �#� -�������� .������ �������� <�##� ,(� %��-�����# 7D8 ��� )���� ������ 3� �� ��C-�-��� 7L84 � ������� ��� ��� M ����#� �#� @��=� ���� ���#����$��� ���� M ����� � ���� �#� �� ���� ����$ "��� �/� �� ��� ������ ���������

���� ���� �##������� ��������� �/� ��� @�� =� ���� ���#���� �� ����-���� �������##H2@��� ���� ���#��C �� �� �--#� ���� �� �� ���N� ��#�� � ��������# -���� ���6 798�������� ���� ������� ��� ��������##� %��

��"��� ��� ����� ��� !��� ����"�#��� ��� ������� )�������-��" ������ <C���������� �� ��� ����# 1��#���������$��������3� �� �#� ���4 ��� �� ��� ������� ������ ���� @������ ��� )�������" ������" �������� %����"����-������ ��#�� ����( ������� ��������� ������������ < ��� 3��� �� �����##��� ��� > ��� 5 O��##��4 ���� ����� :���������� )$�� ������ �� ������ �� ��� � ";���� �������� )����$���������� ���� ��� ��������������� �����##� ������#�����( �� ��� ���������� �������� �/� ���@��=� ���� ���#���� � #�������

�� 5� ���#������ ��## ����� ��������� ������ ���#������ ��� !��� ����"�#��� ��� �� � �� ������� ��������� ����������� ��������� ����������� /$�� ��� �������##��� �������������� �/� ��� ����� � ��� @��=�� ��� � ���#���� $��� �� �������

) *�������� +� %��� ���&������� �� ��� ������ �����

�� ��� �� �������� #������� ���#� ������������ ��� ��#"�( ��#���� ��� 1������# -����� ����� �� � ���� .��#��# ��� .��$�� ������( ����� )����$����� ��� @��� �;- ���� ��� ��� ���-�� ������ �����������# �( I� "���/$� ��� 1������# ���" ����� ��� #���� <�� $�#��� ��� "�����/����������#��� �/� ���� �� ������� %����"�($���-��#������ �� ��� %�������( �� ��� 0� $������# ��� !������#�������� ��� ����� 1�����"� �� ��� ������##��( �/������ ���"�� �������� ������( $�� ����� ���.�����#����-�����#( ��� �� ������ ����������� "( �-���# ���� ����� ���$�������� �����"��� ��� ���( #������� ���#� � ��-��� �� �������� "��� ��� � ���� ��# �� ������ ���� 5���� �������-����� ��� ������� ������ <������� ������ ��� ���� ���$�������� < ������� �������#�� )�$���-#�� ����� �������� ��� �� <���� ��� <������$#� ���� #�-��� -��������� �/�� ��� ��� ������ ��� .���������� ���"�� ��������� ";�����#�$�# ������"� �������

���� ���#���� �� .�����#����-������ ���#������� ���#� ��� ��� ��� 5�$����������$�� �� .���#�� � � ��� ���";��#� ��� ����� ��� <C������ ��$�� ��� .����� ���� #������� ���#� ��� $�� �� ��� ���� ��� �������� ��� .����#�( ����� ��� ���������� -�C��"�#�� ��� ����� ���

)����$������� ���"�� ����#������#� �����(

� ��� @���������$����� ��� �� ��� ������ �� ��##����� �������� ��� 5�$��-����"� ���?� ����#��� "��� ��� ���� ��� ;"�#���� ������/����� ��� "������������ �����-��

����,����- �. ������� ����/ �� � �,,������ ������0� ������ �������� ,��������"(

�DK ������ ������� ������ ����� ��� ��� ���� ���������� ��

$$$���%�&�����'� � ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� ��������

Page 3: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

�� ������ �������� ��������� ���� 3��� $������ B"�$�#��4(

� ��� I�#������( .�����"��� ��� )"�-����#�� ��� ����( �� ��� %����"� ��/�#� ������-����� ���� M ��� � ��� ������ ����#�� ������ ��/��� ���"����� ����$�� �� �#������ %������������� M ���

� ��� ��������� ���"� 3��#"�( ��#����� �4 ���� ������� 1���� ������� ����

)"� !�����+���� �� '�� *��������+� 1�� ���&��,��� ����� ��� ���� �� ����� ������,��� ��� !��&�����������

��� ��� .����$����� ��� #������� ���#� ������������ ������ ����#� ���$��������� ��� �� )$������� ����#��� 1��-������������� 7G( ,�8� ����-��#� ���� ��� )������� ���� ��� ����� "�� 7,,8( ��� :C���#C�� ���1��#���C����� ��� ��� <��"����� "�����7,+8� ���$�������� $�� ��� )����$����� �����#"� ��� ��#"�-����"�� �-��#�� �����-�� ���� ���#� ���$����� ���� �� ���� ��##�7,�8� ������ ������� ��## �� ���� �#��� $����� :����##��� ��� ������ 1�������� ���>������( < ������ 1���( %����#��� � � ��������� ������ �� 3 �� ,� ��##����� ��� ���( ��� ������ �� ����� �������4�

��� ���$������������ �����# �� �� � ����� ��� "�������� �������� ����#��� 1�� -������ ��� ����� 0;���� ���� ����� <��-�� ����� I�� �������� ������ �� ��� ����# �� ��� ����� �� ��� ��;=�( ��� 0����� ���� ���!��� ��� � ��������� %���"�# ���� ��#� "/#� ����� �� ��� %����� /$�� ��� ��� "������� ����( ���� ���$������������ ��:��$#� " ��� ������ ��� <���� ���� .������ ���� ��� ����� ��� ����$��� ���� � �� ���� ��� ����� �� � �/� ��-����#� �� .��$�� ������ �������� ��� %������ �����#�� �� ����� ����� � �� < �#� �-( �� �#�� �� ������ #�� ��� 1������������� �������� ������";����( ��� ���� .�#�������� ��� %������ �� ��$#� � �������� ��

���$���-������ ���� �� ����� <�#�"�����##������� ���� $�� ����"� %��������"����� ������ ";���� ��� ���� ����� � ������(���� ������ ����� ����� ����� �� ��;=����P���� 0����� ���#������ ��$�� ���� ��������� � ������( ���� ��� ����� ����#� �����# ���� � �� � �����#����� ���� ���� � ����#� �� ��;=� $������ ��� ��;=� ������� ������� ��� � !�#���( 0����� ��� :C ����/##� $������ <� ";���� �� � %������(��� �� � �� ��# ���� � �� ��� !�"�� �������� ������( �������� ����� ����#� ���!�#��� �� ��� ��;=� #����#� � �� ��� !�"��

���� ����� ������� ����� ������ �� #���I�� ���� ���$���C-�� ���� "�#( ��� �� ���� ����� ���$� ����� ������� �� � ��� ��; =� ������ ";����� !��"����##� ���$�����";���� ��#�"/#� ������ ����� ����� ���.����#��� ��#�"�� $������ E$�� ����� .����� ��� ���� ���� %�������������� ��� ���� ����� < ���� ����$#� � �������� �� ��� .�� ������� ��� ���$����� �#� ������������Q $�� ���������-��� ��� %������� �� �;�#� �� ��������� %����"����"����(� ���� !#/���( �� ��� )����-��� �� � �������

���#������ �$#��� 3��� )����� ������- -�� $������� �� � ����" ��� ��� ?$���#� ����� ���$���4(

� ���� ����� �� :�����$��� ���� ��� � ���� �������� ����#������ ��� ���

�� ��� < �#� �-���� <�������� ��� ������� ��� )�����

���� ��� � ��Q���#�� ��� ��� �� ������������ $�� ��� .��������� ��� ������ �����( ��"��-��;��� ���$����� �#� ���� ���� ����Q �� ��� !#/���� ���������-������"��-��;�� ���$����� ";���� ��� � �� ��� �� ������������ ���� �������� !��"�� ��#���� ����#��� 1�������## ����##� � ��������������� ����$����� �� ���" ���������� ������--�� 3<�#��������4( � ��� � ��� ��� ���--�� 3>��$�������4( ���" $���� ������� ������--�� 3J������� )�������4 ���� ��� � $���� ��� ���--�� 3����#C����4�@������� ����##� � ���� ���$�����( ��� ��#���������� ���--�� ��� �������� ��������

����� ���$��������$�� ���� �� ��� ��� � ��������� ��������� ��� 0�$������� $����� �� ��������##�� ���=��#��� ����##� �3� �� ���$��������$�� ��� <���$���R !� �� ��� !���#C ��� <������� )�( �;�����43�� )$$� ,4� ��� ���������� ����#� $������

���� ���'����+�� ��� ��� ���� ����� ��2���� �,"(

�������� �" ������������ ���� ������������������ ��� ��������� ����������� ������ ������� �������� ���

������������ �D&������ ������� ������ ����� ��� ��� �

� ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� �������� $$$���%�&�����'�

Page 4: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

��� ����� <���$���R ���$���( ��� �#�� ������ %�-�����##� ��� ����� C#������ ��� ��� ��� ������� "�# ��� ��� �#��=��� ���"�-��#������ ��� )#� ���"����##� ���--�� �������� ���$����� <�#�����������--�� 31��� ��������� �4� ����##� � ���� ����#� ������� �����;=� ��� �(,+ �+ $�� 9 �+( ��$����$�� ��� ���$����#� �� �� � ��� )���#��� ���$���#���� ��� ��� ,&( �� ���� D�0���� ������� ������ "���� ��� ����#� ��� ��� �� ���� ��� ����� ��� ����� �� � �� =�� ��� ���;�� ��� ������ IC#����� �����#��$�� ��� !��� 0;���� �#�� ���=�� ��� ������$����$���#� ��� ��� %����� ���� �������� ���� ��� ����#� �������# ����� � ��=�� ���/��� !/� ���=� )�#���� ";� ��� ��� ����#� �����# -���##�# �#� �� � ������� ��� ��#� ������� ��� ����#� ";������ ���� ����� !#/���� $�#���� ��� �#����������( �� ��� ���� ������--�� ����" ��� ���?$���#� �� ��� ���$���-���� #����� ��� �����#�"/#� �� � ��� ��� � %������������� ���� ����������##�� ��#����� �/����� �� ��� � ����$�� �� � ���#� � "/���� IC"#���� �� �#� $�� ���";��#� ��� ���#�� ������ ���-��� ��� .���������

�� ��� ���$����� �� � $�� �;����� ��/ "�� �� �� ��� "����� 1��-������� ���� #����� ��� �� ��� � ��� ��� "�����#��� ��������� ��� ����#� ���� #������� <�;��������� � ����( ����$�� �� � � ���#� �#����� -��"�� ��� ������� .����# ��� )����$�� ����� 2>#������ �� %#� � 3>�%46( ��# ��� ��������$�"���� ��������� ��� ��� ������������� .��������� �� :��$#� " ��� ��� ���� I�� )��$��� �� ������� �� <��#�� ��� ������-��� ���$������

�C-�� �� )--#�"������ ��� ���$�������� $��� ���� ��� )��"����������� ��� %���� ��� ���� )��";�-���( ��� ��������� ��� .�� ������������� ��� �����Q���� ���� �5)��� ��� ��������� ��� .���� ��� -������� �� ��� %��-����� 7,K8� ����� <C���� ";�����$�� �� � ���� ������� $�� ��� )����$�������� #������� ���#� ��� ��������� ��� ��# "� ��� 1������#-����� ������� ������� <��� �� � �� �;�#� �( �� :�#�� ��� ���$���$� ������ 1���������� ���� ������ ��#"� -������ 30� ������� ��� 0� �-���Q�����( ��)$$� +4 ������������ 7,&8�

)") 3 ��������, ��� ����������� �� ����,��� ���!������+���������

��� ������� ����������� #������� ���#� ���������� �� ����� .�����#����-�����# ����� I� "���/$����#����� )�� ����� ��� �������� "����$�������#�( ��� /$��������� ���<� ������ $����( �� ��� ��#���� �� ����"�����#���� �� ���$���� �����$( ��� �� @���� #� ��� ��� ��� ?Q��� ��� >��$���� ��� ������ #�� ��� ��������#� ��/ "��/���� ��� E$�����#� *���� ����� ��#���� ��� ���� �#��=#� � �#�!������# �� ��� < ������ ��� ����������������� ���� ����� �#� <�$��� �/� !����� �����-������ ������� 7,98� ��� ���� .�� ���#����-�����# ������ #������� ���#� ������������ $#��$ ��$��/ "�� ����

�� ��� #��� *����� ������ ������� ��� ���� ��������##� ���=��#���� �����$��( �����$�� ��� �� ��� ��#���� ����#���� ��� � "�� �� � ������ ��������#� �/� ��� ��� �� �� ��� %����� ��� 0�$������#�������������$����� <� ������ $�� ��� )���� ��$:(!��##���( F���#� � ��� D� ��� ������ I� "�� �/$����#���� ���������-��� � �� ���� �� ������#� ���������� 5�$�� ��� ������������ &�' ���� I� "������#�( ��� �#� !#/���� � "�� ����##( ��#��$ ��� ��� ,G9� $����$��� ���������-��� �� %����� �$����##� ��� �� ��#� )���� ������ ������� 1��-�������������� ��##�� ��� ������� 1��-��������� ��#����� ������ ���� .��$��������( ������ � ����� �������� )���# 3S , '4 �� �����#���� ����#�� ����( ����� ��������� �� �F��� � �������� ��� ���=�� ����� ����##�� ��� I� "���/$����#���� #����� "���� ������������ 1��-������( ��� ������� �����)���# ��� ��� �� ' �� ��� ��#���� ����� ���( $������ ��� /$�� 9� <�$����� ���� ���#���� 1������������ ��� ��;=��)���# �� ��� ��$�� �� K� ' ������� ��<� "�������$�������� 3)����������4 ���?#����� ������ ��� 7,G8�

36 40 44 48 52 56 60 640

2

4

6

8

10 LactoferrinLactoperoxidaseBeladung

UV

UV

-Inte

nsi

tät 2

80nm (

rel.

Ein

hei

ten)

Zeit [min]

0

5

10

15

20

25

30

35

Leitfähigkeit

elekt. L

eitfähig

keit [m

S]

�������� )" ��!������ "������� � #�����!��$�� ��� ��� �$������� %�&����$���� � &����!���'����� �� ��(� ������� �����������������������)������$��� #����* �+,�

��� ������� ���������� ��������� ����� �� �������� �� � ��4���������,������ �� ��� 5��&����6���������"(

�DD ������ ������� ������ ����� ��� ��� ���� ���������� ��

$$$���%�&�����'� � ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� ��������

Page 5: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

��� �� ��� �������� �������� ���������.�������� �/� ��� )����$����� ��� I� "���/ $����#���� �� ��� !�������� ��������������7+�8� ��� ��� .�������� ���� ��� ��#���� �� ��Q�"�� �����##��� ��� ��� "����$��� �� ��#�( ��� -: @���� ��� ��� �#��=����� �� ������ ��� � ��������� �#��� >��������� -��� �� ����#�� !��"����� ������� ����!�������� �������������� ������ ���� ��� ���� !��"����� ��� ��� <��#�� ��/ "���/��(�� ���� �;�#� �� ���� )��������� � �� ��#��� ����� � ���� $�� �#�� ��� �#����� ���������$��� � ���� �� � ��� ���������<�� )�#���� 3<���#��� ������ ���4 �� �/$��������� I� "����������� ����# 7+,8� )�� ����� ��� ����� !#�Q�$�#�� ��� ��������##��)�#��� ";���� $����� �� ����� ������ ����#�� ����� ������� 1��-������ �������� ��� �������

)$$� � ��� ��� �������� ��� >������ ����� ��� ����� < ����� ��� ��#��������� $������ ��� ������ %������ ��� ���� ����������� /$�� �������-���� ��#������� %�#C �C��# �.� :��� �� �� �� -���##�# #��������9� �� >���������-������#�� ��� ����/������ �#���� ���� $�� G� T> �� @����� ��� � ���/��� ��$�� ������ �/� ����� >������ ���-���C"#�� �� +D �� @����� $��;��� �������� ���-������� ������� ��� ������ ���-��� ��� ��#���� ��� "����� $��/�� ���� �� ����� ��� ��������� ���� ������������#������ �� ��� %���� ��� :����( �� �� ����� "��� ��� ����� @���� �����/�� ���!��#�������"�� �����$��� ������� 5�$����� ��#���� ������ ��� ��� <��#�� �� � �/ " �/�����"����� �����������

������ ��� � ��� <��#���;�� �� �� ����� ��� �;�#� �( �� � ��� <����� ���� ������#���� ����� ��� ��� <��#� ������$��( �$ ���# ��� "��-#��� >���������-���C"#����� ��� )����$� $�� �� �#���� ��� #���!��"��� ��� �� �� <����� $��;��� ��� ������ %������/����� $������� �� � ������������ �����#���� �#�� ����� ��� ����� <��#�(��� ��� IC"#�� ���"/� �� � ��� "��-- ���<������ ��� ������ 0���� ����� �����C "#����� ���� �� ����� ��� ��� #�� � ���� � ����#� ��� .����#�� ��� ����#��� ����� ���#�� �$( �� ������� ��$�� ��� ���"��< ����"����� �� ��� ��#������������� ��� ����� ����$#� ��� ����#��� ��� ��� �#� �������� ��� ���� �������� !��"������@� ��� �� ����� ���$�������� ���� ��������?�#��� )��#C�" ��� ���������-��� ��� .�� �������� :��� "����� ���� ������� $����� #C�� �� <C���� 7++8 ���� �-�� �� <��������� ����� 7+�8�

� ������������� +� �� ���� ���� �� �����

��� %����"��� ��� ��#" ����"�#��� 3�� ����� ����������� ���� ����� ����"�#���������4 �� �� ���#� � ����� ��� �"/������@� �������#��� �/� ��� ���"��������� �� � �� ������� ��������� ��$�� ��� �� �� �-����� �� ��� ����"� %����"��� ������ .�� $��������( ������� ���#���� �� ��� ����� ��##��� ������ ������ > O��##�� �/� ���!��������� ��� ��"������������( ��� ��� ����� ��#" ����"�#��� �����##�� ";��������� �� ��� ���#� � ��� ��� ���� ���"��� ����� ����"�#��� ��� ����� �����������( �� ";���� �� �� ��� ����� 3��C #��( ��C#���Q��( �� �#������( %��-C#��( !�� ��#���C� ��� %��-C#���Q��4 M ��� ����������� ���������� ��������� ��� ,D �����< U ��#��� ��� M �� 0�$����=��$ $��� � ��#���� � �������## �������

��"������� ����-��# ����� $��� ���#� ��� � �������##�� ��#" ����"�#�� �� ��� �����#( ��� �#� ���� ��� -��� ����� �������$������ ������� ����� ��� � ��� �� ����� $�� �#������ !;������� ��� ���"���������� ��� ��� �/� ��� *��� +�,� �� ��������������� ������ ��� ,(D ���� �� �##��� ������ �#���� !/� ����� ����� �/���� ������ ���� �������� �� .���/���� �����( ������ #������� ���#� ��� ���-����� ���� ";� ���� :��� ��� �� � ��� ���� .��"�/-���� ���@��=�� ���� ���#���� �� ��� �������##����� ��� ������� ���������

0 20 40 60 80 100 120

0,0

0,5

1,0

BetainRückführungSaccharoseSerinRestmelasse

rela

tive

Ein

heit

Sac

char

ose,

Raf

finos

e, S

erin

Serin Raffinose Saccharose Brechungsindex Leitfähigkeit

rela

tive

Ein

heit

Leitf

ähig

keit,

Bre

chun

gsin

dex

Elutionszeit [min]

�������� �" #�����!��$�� ���� ���(���� ��� �����������!������ �����������(���- ���� ���.- ����������- ��� ������$/��� ��� ���������� ������0����������- ����- ����������- 0/�($/���- "���� )%����$����� 1��������* �22�

���&���������,��� ��������� ������� ������������&� ���&������ ���� ���"(

������������ �DL������ ������� ������ ����� ��� ��� �

� ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� �������� $$$���%�&�����'�

Page 6: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

�"� ������������� +�7������������

��� �������##��� ��� ���������� > O��##���/� ���=� ���� �� !����������-������ �� ��#� $����� /$��������� ��� � ��� .����� ���� ��� <��"�( ��#���� ���� I� "�������0���� �##�#��� ��## ���� �;�#� �� )#����������( $����� �$�� ����� ��������� ��� .��$� ����#��� ��� ���������������� I����#����������� ��� �"��##�� !��� ���� �� ��$����� ��C���� �� ������� ��� 0���� �##� #��� �� ���������$��� I� "�� 7,D8�

0���� �##�#��� ��## �� ��� 0��� ��� !��� ���� ��� �� ���=�� ������ �� ��� ��������� ����� I������������ F� �� � :��"������"� :��-$�������#� ���� >�##�#��� 3�& M&� '4( :��� �##�#��� 3+� M �& '4 ��� 0�����3,� M +& '4� ��� ���"��������� ������ ������ ��� �� ���� ��� � ���� ��� ��� ���� ��� #� ��� ��/���� ��������## �� � �� � ��� ��� ���� ���#����� ������� �� ���� �##���������� ��( ���� ��� �##���� �� ��� �<) $�� �, ���� ��������# ��� 0���� �##�#��� -���� ����� ";��� 7,L8�

.�� ��� �����#� ��� ������� ���� ���)��� �#��� ��� ���������#� ����#���� :��������� �����# <����� �#� �� � ����� ���� �� ����� �� 0;��������# �������� 5�����.�������� ��������� ��� ���-� ���� ��-�� "���� �� >?+ �Q-#����� 7,D8� I�� �����#� ������������������ ������ �/� ��� >�##�#������� ��C�� ������� 3���� ,(K � �#� �����3�> ��+�,�K4( �Q� ,(K � �#� ����� 3�> ��+�,�G,4��� � �#� ������� 3�> ��+�,�+,44�

!/� ��� .��� "����� ��� :��� �##�#����(��� ������ �#� ��� >�##�#��� ��� ����� .��#��#���� �������� I� "�� �����$�� ����( �/�������� �������� �#C ��C#�C���#���� ��� >��$� �C����������� ������� ������� ��� 0�����$#��$ �� ��� ������ .�������� /$��� ���"��� �#� ������������ �������� ������ 3.�� $�������4� �� ��$ �$�� �� � )����( 0��������#� ���� �������� ��"������������ �$� $���� 7,D8�

*� �� � :��"��� ��� ��������� ����# ����� � ��� ��C���� ��� ������� ��� �� ��� � ��� VC#���( )��$�����( �#� ���( ��#� ���( �������( !� ��� ��� ��������� ����������� � "��� ���� �� %����"��� ��� ��� �����# ������� ������( ��$�� ��� ������ ���� ��"������������ ��� ������ ��� I� "���� �����# ������ ";����� ������ :����";���� VC#��� ��������� ���#�( ���� �$�� ��� ����� � �������� �������� ��������##�� � ������$��� ��� � ��� ����� ��� � �������� ��"������������ 3����������� ����� ����� �������� ���� ������ ������ �������������4 ";���� ��� I� "������� �� �$�� ��##� ������ ������� )� � �� ������ !�##

������ �$�� ��� ������� ������ �� $�� ���"��� �����# ����#��� :��-�� �#� � ��������� � ��� ��"����� ������� �� <����� 3) � �( 0� �( %��-����( <� ���4 ��� 0;����� ���# 3) ���( �����#( +(� �������#4 ��$�# ��� �� :�#�� ���� ���� ��� ������� ��������� �( ��� ��"������������ ����� � ��� ������( ���� ��� <�$����#���� ��� ��������#���$��� ���;� ������ 7�K8� <� �������"��$����� ���� ��� ��� �������������� .���/����( ��� �������� �� ����� )�� $��� ��� �(K, M �(& � -�� ����� I� "�� �������# "���������� ";���� 3+, M �K �P04�

�����# �� �$�� �� � ��� ������ ���� ��� #� � ���������� %����"( ��� $�� ��� ������� �������� ��� 0���� �##�#��� ����#�� ������"���� <� "��� ��� �� :�#�� ������� :�������� �C �##���� %�#� VC#��# �����##��( ��# ��� �#� I� "������ $�� ���$��� ������������� "��� 7�&8� �$���� ��$ �� )���� ��$��� ���#���� ��� %����"��� ��� +(� ���� ���# ��� #���� �##�#�����#���� )$��##�� 7�D8���� ��� %����"��� ��� �#� ������� 7�L8����/$�� ������ ��$ �� .��������( ��� ��� �� ��"� ������� ��� 0���� �##�#��� �� �� "������������ �� I��# ��$��� <� "��� $�� �-��#������ ��������� ��������� �� ��� >� !��������� �� ��������� ������������������� �� ����"�� ������� �������� ��� ��� 7�+8� �� ���� �$�� �������" ������(���� ����� <���� ��� ���� ������� �����# �#���� $����� ��� ���� .��#��# ���� �/�� ��� 5�$��-����"� ��$�#�� ������� ����$ ������ 1�������� ��� ��"������������(��� �� ��� 0��� ����( 0���� �##�#��� ��� ��## ������ �$�$���� 7��8�

�") 1/����/�� +� ������ ����� ��� ���� �� �����

1������#��� ������� 3)$"� %%0 W -���� -�� ��� #�J���4 �� ��� ��#"� ��� ��#���� �������� #������� ���#� ��� ��������( ��� ������ �#��� �� ����#���� ������ ����##������ F���#� �� .����$������"�-��� ��� 1�� ����#� � <��"� #��� $�� �� �(K ��##������������ ��� ������ )����$����� ��## ��� %%0��� )�� ������ ";���� ��� 1������#-���������#��� ������� <�� #����� �� %%0 �� �����1��������� ��� �� +� �P0 ���� ��� ��� �$��������$���� 1������#�����$������"�-��������� � I� �� K& ��� P� 1������#-��������� � �����=��##��� ��� ��� %%0 ����������������� ����/��� ��� 1������#� 3������� �����4 �$�� /$�� ����� )���# ��� ��� ������ D9 ��� P� 1������#-�������( ���-�����## �������� ������ ";����� ��� %�� ��������"�� ��� 1������# #���( ���������� ��� ��� � ���� ����#� ��� �������##�� )��

�8����������� ������� �� ��� !��&��� !������ ������� �������� ������ � ��������9��� � ����� ���� �������� !���� ������"(

�D9 ������ ������� ������ ����� ��� ��� ���� ���������� ��

$$$���%�&�����'� � ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� ��������

Page 7: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

�������� 0�� ��( 0C���( .�#�� ��� %���C#�#� ���( $�� L, 3�� ���� ��� .�##�� W ,��4�

��� %������ ��� 1������# #����� �� � �� �������--�� �����#��H ��� ���� ���--� ���� ���%���� ��$�#��� ��� ������#���� 2%����6 $� �� ��� ���� !���#�� ��� �#C �-�������( �����������=�� ��� �� ����� 1������#-����������##� ��� ���� ���=� ���--� ��� 1���� ��#-������ ���� ��� %������� ����$����������� %������� ����$����� $�#��� ����� ���#��� )$������ �������� ��� 1������# ����� /$�� ����"��$���## ��� ��"���������������� ���� ���--� ��� 1������#-������ ������� ����� ���=�� )���# ������� %��������" ����� ��$�#��� ����-��#� �����/� ���� ���� ��� �� ��� ��C���( ��� ��� ��C��C���� ���<��"��C�����( ��� %����� 1������( %���-�� �C#���� ���� ��� %����#�Q������ 7+&( +D8�

!/� ��� �����-��$#���( ��� ��� $�� ��� )$ ������� ��� 1������#-������ ������� �����������## ��� ����/���� 1������#���"�-�� ����� �������( �� �� �� ��� ���� ������(��� ����#��� ��������� ��� %�����( ���$� ������� �� ��� �� � �� � ����� �#� � ����������� ��� .����#��� 3!�#����( ����#����4���� ���#� � ����( � ���#���� � �#� ���� ���- -� � $��� ���� %���� ���;� � ��� ���--���� �#C �-�������( ��� 5 �#C ������ � ��� "�/-� ����( �#�� �� )��� <� "���� ������ ����� )�-��������������� ?#����� ����� <�� ��"��� ������

���� ��� 2��������������6 �����������$��� 1������#���"�-����� 3�� �� �� ���� !�# #��� ��� %������ �� :��=���-�4 ���#�������� 1������#-������ ��� ��� %���� ������� ���� ���� ���� ��� 0;�#� �"��� �����"��� ��� �� ��� ��#��� ���� �C���������# ��� %� ���� �� ,L �C����������( ��"�--�# ������� ����� 0C�������#� �� ��� ��������� �� %������ "���� ���=� ����������-�C���#� ��� �� �������� ��$��( ���� ��� ���$������ �� �� ��������� ��� )���������� ������������

���� )$� ����� ��� �;�#� ��� ������$�� ���#������ ��� )���������� ��� ���� ��� ����� �� ��� ������� ��������� �� ��)$$� K �������##� ��� ���� ������ ��������� ���"-����� ��� �������� ��� ��� ���" -����� ��� � ����������� )���������� $� �� ���� :���� ����� ����������( ������ � ��� �� ��� %������� ����#���� )���� ������ ��� � ���� :C���#C�� ���� .��#�� �� ������ #������ ������ �� ����������� ���� ���/�#� � �� � �;�#� �� �� "��� ������ ��������#�� ���� �$�� ����� ������( ������� 1������#-����� ���� ������������� )�� �������J��##� �����##� .�� � ���������������� ��� ���� ��� 1������#-����� ������ ����"#�$��( <�F�-����� ��� @����"#�$��/$��������� ����� �������� ����� ��

���� �#��� �� � �� ���=�� ����� �� .�� �/�����

�� ��� )���������� ��� ��� %����� ���������( ���� ������ �C���#C���� �������<��� ��� �� ���" $�� ��� :����##��� ��� %�� ����C���#C���� ���� ����� :C���#C�������� ��� 7+L8( ��� ��� ��������� ����( �$�� ��$������� � �#� ��� �������$�#�� �� � ����<�#��� ��� ������� ���� ��� ������ :C���#C ����������� ���� ��� ��� ����#$�#�������� ������� $����"#� �� <� ��##�� $�� ��� :C ���#C�� -�� ����� ���������� )��������� �� �(L& ������ 5����� �#���� ��� 5� ���#��$�� ������ :C���#C��-����� �� ��=�����(���� ��� ����������� ��������� ��� )���� ������ ���#���� ����� ��� )��������� �� ���� �������� ��� )��������� ���)����������C���#C��� ����#� ��� � ����� ������ �������� %�-������ ������ ����� ��� �$������ ��� �� � ����� �����$����

���� �#������� ������ �� :C���#C�� ���%������� ����� �� � �� ��� )�������� �����C��� 3%�������4� ��� ��C���� �� :C ���#C�� #��� ���� �������� ���-���������� ��/ "�� �$� ��� ����� ��� >����"�#������ ��� ���� ���$������ <�#��� � �� )$ ������ ���� ���" �������� ��� ��C���� ��:C���#C�� ���� ���� ��#�� ���������( �� ���1���� �/� ��C�� �� ��� ����# ���#� � �; ��� ���� �#� �/� ��� ���-�� ������ <������

��� ����� ���� ��������������� ���� � ��������� ��� $����� .�������� "��� �$���������## ������( ���� ��C���� �� :C��� #C����������� �� � �� ��������##�� ��=��$������## ���� ";���� 3�� ��$� ,4� @�� ��� �����$� , ���� �#� �( ����$ �� � $�� ��� ����/� ���� ��� ��C���� ��� :C���#C�� ��� 1����

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Gewinn in / kg Rohstoff

Milokleber

Raps-Walzkuchen

Hanf-Preßkuchen

Hanfmehl

Raps-R9

Raps-R24

Erdnußextr.

Raps-R25

Raps-R10

Raps-R7

Raps-R16

Johannismehl

Sojaprot.konz.

Maiskleber

Kartoffelprotein

Weizenkleber

Sojaprot.isol.

Reiskleber

�������� :" #���3�� ��� �����3�� ��� 4������� �� %���������� 0�����$$�������� ���� ���.- �����������

���� 8��������,���� ���� ��� ��+�����������������;��������"(

������������ �DG������ ������� ������ ����� ��� ��� �

� ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� �������� $$$���%�&�����'�

Page 8: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

��#��� ������� ���� ���#� �� .��$����������� ;"�#���� ��� !�"���� $�� ��� )���� ��������������� ��� ��� �����$����������� $��/ "�� ��� ������( ���� ����������� ���������� :C���#C�������� $��� ��C�� �� ��� .�������� ��� �;����� <�$���$�����$����� ����� ��� .����#� ��� ��C���� ���.�������� #��� �##������� �����( ���� �� )�-� ����� ��� �#����� )���������� �����#� �����( ��� $�� ����� ������ :C���#C�� ���;�������� �$����##� ���#� � ������� �� ����� ���������� ��� ���/�� ��� %����"��)#� ��C�� ������ %������� 3�> ��K�+,�Q4��������( ��� �� ��� 0��� ����( ��� %�-��$�� ������ ��� ��� ��� ����#��� )����������� �-�#��� ��$�� �/���� �����# ���� �#��� � �Q�-������� ������� ������ 7+9 M ��8�

5�$�� ��� :C���#C�� ��� %������ �� �� ���� ���#������ ������ 1������#-������ ������=�� ��������( ��$�� ��� <�$���"#����

��� %������ ����$����� ���� ������������ !��� ���� ��� 5� � ������� !��� ����� ���� ���� ��� %������� ����$����� ������ ���� !��"��� �������#$ ��� %�#���� �$���� �����/$�� ����"��$���## ��� ��"�� ���������� ���� ����$��� <� ���� ���)�������� ��� %������� ����$����� �#��������"���� �� ��������� %�#���� ���"� ���� @������ �������� �� ��� %������� ����$����� "��� ��� <���� ��� %������� ������ ��� ��� ���" ��� ���"����##�� 0� $������#� %������� ����$����� ���� �����#�� "�� ����#�������( ���� ���� ������#�� ����� ����� ���� ������� ��� �� ������� @�� "��� ���� ����$���

�� +� M �� ' ��� ��� ��� 1������# �Q������ $���� %������ �� ���--� ��� %������� ���� $����� ���;���( ��## ��� 1������# ���� ������� O��##� �/� ��� ��������� ����� $�����<-�"���� ��� %������� ����$����� ���� ���%������� ����$����� M ��� 1������#����$���� ��� �� !���#��� M ��$�� ��� !����"��(�#�� � �/�� :��-������������C�� 3��C-���(>�C���C���( �#����� ��� ��� >��$�QC-�-� ����� ) ��� �4 $�� �;����� ������ ��� ����" �� � ����$������ )�=����� �� ���� �� ���� %������� ����$����� ��� � ���� ���������� �� <�$�#�� ���� ���� ���"����������� %������� ����$����� �����/$�� ��C-����������� ���� ���-����� ��� ,�� T> ��� ����������"��������� ��� �� ���� ��� "����� ��##� �������� �� ��� %������� ����$�����"��� �� � ����� �� )����� "( ���� �� ���������� %���#������ .�������� $�� ����$��������( ��� �� ������( ��� %������� ����$� ���� ����"�� ��� ��� 1������# � �Q��������7�,8�

��� ��#�"�#�������� ��� %������� ����$� ���� ��� 1������# #����� �� ����� ����� ���� G M +& "��� �� ������ �$�� �� � )��#��� ��� ��� �� K� "�� ��$�#��� �� ����� ������ %���� !��"��� ��� ��� %��������"������ %������� ����$����� ����� "���� )$ ������"�� ��� 0;�#� �"�� ��� -: @��� �� ���� � ����� ��� -: ����� � ��� -: + $��,+� ��� %���� !��"��� ��� ��� ���������� 0;�#� �"�� �� ����� � -: K $�� &� ����� /$�� ������ ��� ������������( ��$�� �#���= �/� ��� ������������ ��� 0;�#� �"��$��� �� �����( ��� �� � ��� %��������"������ %������� ����$����� ��������� �#� ���%��������"��� ��� %������ ���-���������� ��� +� M D� T> ��$�� "����� ����#��� ������ 0;�#� �"�� ��� %������� ����$������ ����$ 9� T> ��������� �� � F� �� � <�#����# ���0;���� ���� 0;�#� �"�� 7�,8�

��� ��� ���������$#�� %���-����� ��� 1�� ����#-������( ��� ��� $�� ��� )$������� ���%������ ������� ��� 1������#���"�-��������������( "��� �� ���#� � ����� @���

������ 7"�8

��C���� ��:C���#C��

<����:C���#C��

����$��������" 1��#�����Q�� &K9(KL � ,G�(�,

����� �(+ �(+D

!>1@ ,, "�)� "�)�

?���$$�� ���� "�����Q�� ,(&� +(�&

.���������� < �����#���Q�� 9(+9 �9(,D

5?Q �(K9 ,G(LG

5? "�)� "�)�

5:� +(L+ �(D�

�������$����� ���;# ,�(G� +�9(,9

������ &G(,� +LK(G+

<���"��#� +�(�L &9K(LL

�����"��#� +(�L +(LD

)$��##� )$���� &(&L ,DK(�,

)$��##�( �����/##���#� � �(�G +(&+

)$��##�( ���-������� �(9, +K(L9

)� ��� ��� < �#� "�� K(LK �DK(�,

<������/## �9(LK �(�&

<�#��� ��� 5�># M , ���

#������ �" �����3���� ��� 5(��������� �����(�� ��� �����������.�������� %� 6����$$��!����� �� 7�������� �� ���� .��������8 1��� ����������� �$ ��� 9���(��� %� + ::: (� ��� ;���������3��8 ��� ��� �����������.�������� ��� �� .������������ %� ,< = ������� ����� ������� &�������$/� >����� � 9������!�����(- ?�%�����3� .��%���

�<��� ��� 1/�����/�� ��� ������ ����� ��� *����������+�� 8��������,����� +����=�� *������"(

�L� ������ ������� ������ ����� ��� ��� ���� ���������� ��

$$$���%�&�����'� � ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� ��������

Page 9: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

� ����#� �"�� ����� ����������� ������(���� ��� ���=�� ���# ��� %������� ����$������������ �� ��� %���� �������## �������� ���# ��� ����$����� ���� �$�� ���# �� ��� � �� � ��� /$#� ��� :��=���-� ��F�"���(��� �� ,,� M ,,& T> ��� ����/�� ����( ��1������#��� ������� ��#;� ��/ " $#��$���)������� ����� ����� ������ ��� <�$�#���� �� ��� ���� ���"$��( ���� ���� %��������������� )"���� ����#�� $#��$ ��� �������� ��� ������ @��� ���#��� ������ ";� ����

: 2� ������������

)����� ������� ����-��#� 3��#"�( ��#����(1������#-����� ��� 0���� �##�#���4 "����������#� � ������( ���� �� ��� �������������� $�� #������� ���#� �� ���������� ���� )����������$�������� �� %����" ��� ��� ����� ��� !��� ����"�#��� �������� � ��� ����� ���������� ��������� �� ���"�� #����� �� � ������ ��������#� ������ "��-#�Q�� ���� �� ���#�����( ��� ������� ����� @��� �;-���� �� ����� � ���!�� ����# !���� ���� ��� %������� ������������� ";����� ��� � ��� ����� ��� ��C ��� 3�����������������4 #����� �� � ��� ��� ����� ����� �����������( ���� ��� �/� ������$��� ���#���� �� %������ �� .���/���� �� ���� :��� �� ���$�������� ��� ������� ���0���� �##�#��� �� I� "�� � �������

��� ��������##� ������� ��� ���� ��� #���� 3@��=� ���� ���#����4 ���� ���� ���"��� ���� ��� ��������� �������##��� ��� > O��##�� �� ���� ��� �� ���#��� 5���� ������ �� .���/���� �������� �� ��� ���� ��� �������� �� � � ���#��������

����������� �� �� ����� �� !!" #�$% &!'"(

.����� ��#���#� � ��� ���-���-� ����( ���+��K �� @���$�����

����� ��� �� ���)� ��*�+�����,���-� .� �������//� ��+���0������������,� 1��� ������ 2�������� ����� 3��0������������,� %4 ��������������5���� ������������6�� 5� 7��� ""89:;����&��< �������������� 5�������

7������

7,8 !� ������� �/� �� ��� ������ ��������(=������������� >���00� ? ����@�� ��0 ������A/0��(�-HPP����������P����Q���#( � ���������

7+8 �<? ,K�K( ��+�������� 2���������� ��0� ����.��������� ? B�����/�� 0 1������,( ���� �����

7�8 )�$���"���� 5� ��� ������ ��������( ��,��+����� �������������� >���00�( 0������ � �������#�� ��$:( �/���� �����

7K8 )� <���$/ ��#( B���/�,��+�� ��� �������������� B���,��� ��� =������ +� ��/��������� @�0� +� 2�,���������� ����� �����������C�,���������� �������������� >���00�( ��H���"��������� �� ��� ������� ��������(0������� �������#�� ��$:( �/���� ����(,��

7&8 @� ��$�#( <� <���$/ ��#( ��/�������( ��H )� ��� �� �� ��� ���� �# ����������� ���� ��� #��C 3��H �� < ��-��4( .�#� L,( <-������ .��#��(:����#$��� �����

7D8 @� �� �� "���( 1�2� 2��� �� >�+� ����( :�(,K��

7L8 �� �#$��( >� %��� �( �� <�##�( �� :�����(�� @�##"�( �� !�����( �� < ��-��( ����� $��� %��������( &< )9-( &+K�

798 D���� ���������E 5������ � � ��� ��������� � 0�����( ����-����( 0C�� )-��# ��� �

Asp Glu Asn Ser Gln His Gly Thr Ala Arg Tyr Met Val Trp Phe Ile Leu Lys0

2

4

6

8

10

12

14

16

Am

inosä

ure

ante

il [

%]

�������� >" �����3������������� ��� ����������� .�����������)���%�����* %� 6����$$��(����� �@<�

����� ���( *������� ,GD9( ������� ���,G9L $�� ,GGK >����� �� ��� ���������:�������� <���� %������� �/��� �� ���,GGK $�� ,GGD �� ����� �/� ��� ����� ���@����#�� ��� @�#��#�� ��������� �/�� �� ��� �� ����� �/� �� ���� �� >�������� ��������� :������� ��� �� +��+ ��$� #����� �� �� !� � 2�� ���� �� >�����6 ����� ��������� :�������� <�� +��K �� ��%�������� �/� �������������� ���" �� !� � $���� � ��� �����$�� ��� .���������� � ��" ��� �� ���� ��� ��������� 1������#�� ���� �� ��$��� � ����-��"��=�� ��� �����$���� ��� ���������������( ��� ��C�� �������( ��� ���� ����� %�� ������ �� ��� ������� ��������( ��� ������� ���� ���#� ��� ��� ��� >���� ��� ����������"�

������������ �L,������ ������� ������ ����� ��� ��� �

� ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� �������� $$$���%�&�����'�

Page 10: Aufarbeitung nachwachsender Rohstoffe – Downstream-Processing und Biotransformation

7G8 �� >���C��( 4���0������� ��� 2���0�������@��� ,( �� ����� %�$#������ >��-��C(����# �����

7,�8 )� <� ���������( �� *� 0����(��/������ B��������� ��� 1� ������������ $���������( @��� ���� %�$#������ 0�����( >��$����� �����

7,,8 !� 1� ��"( $������ ����� F� ����( ;<( +D��7,+8 1� )� <���( �� >���C��( �������� ������

����( <;( GD�7,�8 �� 1�#��"( �� 1�����( ����� ���� %�����

����( : ( ,D++�7,K8 <� �����( �� )� �����( <� �� 1���#��( *� 0� ?X>��

���( <� �� I�#�( ��8%����� ����( �( LLG�7,&8 �� �#$��( 1� %#��( @� ������( :� �� ���#(

�� < ��-��( .��� �������� ����( :( +L�7,D8 ��������� ������������ 3���H �� >� <���(

1� :�C����4( )>< <C�-����� <�����(@������ ��( �> �����

7,L8 >� �� @C����( �������� %����� ����( 9!( ��7,98 <� �����( )� %� � :�#�( ��/����� ���� ����(

:;( ���7,G8 :� < ���� "( ���,������ ����( : ! )"-( +L+�7+�8 :� :������( $��� ����� F� ����( &; );"!-( ,���7+,8 :� )� %�������( ���,������ ����( : ( +9�7++8 %� <�����( !� ���#( �� �#$��( �������( �� !��

���( 0� !�� ���( �� < ��-��( ������� �������������( :<( ,+&,�

7+�8 �� �#$��( �� !�����( %� <�����( 0� !�� ���(�� <��"( >� :��$� "( �� < ��-��( F� ���������G. ����( '' ( �+G�

7+K8 )� �� %��( %�C�� � ���� �# %��-����� ���������# )��������� �� %����( �� ��F��

%��� ��$�� %�����( �����������( 0���$���� ��������� @��������� �����

7+&8 )� �� %��( :� ���--��( �� :������(�� )� *� <� ��� ���"�#( )� �� *� .������( F� .�����1� ����� ����( "( K&9L�

7+D8 �� !�����#�"��( :� @� 0���( F� ���������G .����( ' �( ,�G�

7+L8 0� 5����( *� 0������( Y� %�-�����( %� ��##���##�(����� ���� F� ����( �9( ,G&�

7+98 )� �����( �� !#�� ��#( )� ���"��( B����� �������� ����( < )<-( +,L�

7+G8 �� ����"�( �� *�������( �� ��#�F���( *� :���(:� �#�������( =������ ����( << )"-( �D,�

7��8 >� )� �C��( ������ ��� �� ���#���� �� %���� ���� ����$��� %������ ���� %���� ��$���(%>� %��� )--#� ����( DH ;;8!:"&"( �����

7�,8 0� 0C��( )� !�� ���( .�+� ������� ���� ��������� �����( <'( ,�

7�+8 <� :����( I� >���( I� :����( �� 0�( �� ����(Y� ��������( .//� 2��� �� �������� ����( 9;(&+G�

7��8 �� :��� :������# � �#�( .�+� ������� ���� ��������� ����( &<( &��

7�K8 �� ��������( :� ?F���( �� 0����#�( .//�2��� �� �������� ����( 99( �D�

7�&8 �� *� �����( 5� 1����� ( .�+� .//� 2��� ������( < ( 9G�

7�D8 �� 1����( *� %� �( �� 1� >�����( 1� *� <�� ����( 4�!<8!<9< ( ��� �

7�L8 �� �#$��( ���� ���#���� �� ������� �� ���� ����� ������������( @� �������������0�(��������� :������� �����

�L+ ������ ������� ������ ����� ��� ��� ���� ���������� ��

$$$���%�&�����'� � ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� ��������