Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der Herstellung von Tafeloliven und Oliven\u00f6l entsteht alleine in Europa etwa 30.000.000 Tonnen Olivenabfall, der einen hohen Anteil polyphenolischer Substanzen aufweist und zu erheblichen Umweltbelastungen in den olivenanbauenden Regionen f\u00fchrt. Im Fokus des Projektes stand die biokatalytische Aktivierung von spezifischen sekund\u00e4ren Inhaltsstoffen aus Olivenreststoffen, welche f\u00fcr zahlreiche Applikationen eingesetzt werden k\u00f6nnen. Es wird erwartet, dass die aktivierten Molek\u00fcle ein dem Glutaraldehyd vergleichbares Anwendungspotential aufweisen, dessen Herstellung aber vom Verbrauch fossiler Brennstoffe abh\u00e4ngig ist. Nach Entwicklung eines \u00f6konomischen und nachhaltigen Herstellungsverfahrens sollen verschiedene Produktformulierungen f\u00fcr z. B. Lebensmittel- und Kosmetikapplikationen her-gestellt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAusgehend von Olivenreststr\u00f6men wurde im ersten Projektabschnitt nach technologischer und \u00f6konomischer Bewertung eines von zwei Aktivierungsverfahren (enzymatisch oder fermentativ) in den technischen Ma\u00dfstab \u00fcberf\u00fchrt (1. Meilenstein). Basierend auf dem favorisierten Verfahren und nach Etablierung eines geeigneten Anreicherungsverfahrens wurden Produktformulierungen (1 und 2) f\u00fcr Lebensmittel- und Kosmetikapplikationen hergestellt. Bis zum Statusseminar (Meilenstein 2) war das Prozessdesign zur enzymatischen Herstellung weitestgehend generiert. Von den Produktformulierungen wurden Anwendungsversuche und toxikologische Fragestellungen in Zusammenarbeit mit der Universit\u00e4t Hamburg und der Fa. Harlan RCC durchgef\u00fchrt. In enger Zusammenarbeit mit der Fa. Biozoon entstand ein reproduzierbarer, scale-up-f\u00e4higer Prozess, der die Rohstoffquelle, die Aktivierung und die Produktanreicherung zu stabilen fl\u00fcssigen oder pulvrigen Formulierungen erm\u00f6glicht und der unter \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Aspekten nach Projektende in den industriellen Ma\u00dfstab \u00fcberf\u00fchrt werden kann. Eine \u00d6koeffizienzanalyse wurde von der Fa. IFU-Hamburg durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurden zahlreiche Kontakte zur Olivenindustrie im Mittelmeerraum, insbesondere nach Spanien geschlossen, um die Verf\u00fcgbarkeit der Olivenreststoffe sowie deren Qualit\u00e4t zu sichern. Zus\u00e4tzlich zum Projektplan wurde bei N-Zyme BioTec ein w\u00e4ssriges Extraktionsverfahren entwickelt, mit dem gute Ausbeuten sowie eine Anreicherung von Oleuropein m\u00f6glich sind. Mit dem eigenen Extrakt k\u00f6nnen Rohstoffschwankungen kompensiert und die Grundlage zur Herstellung standardisierter Produkte gelegt werden.
\nDie biokatalytische Aktivierung von Oleuropein zum Oleuropein-Aglykon konnte sowohl mittels fermentativer wie auch enzymatischer Aktivierung gezeigt werden. Zur Auswahl geeigneter Mikroorganismen f\u00fcr die Fermentation wurden zahlreiche MOs von Tafeloliven, Olive mill waste water bzw. Trester isoliert und biochemisch und teilweise mit DNA-Techniken charakterisiert. Au\u00dferdem wurden Milchs\u00e4urebakterien aus der N-Zyme BioTec Stammsammlung eingesetzt. Die Fermentations-Versuche verdeutlichen, dass eine zeitnahe \u00f6konomische Umsetzung vorerst nur mit kommerziell verf\u00fcgbaren beta-Glucosidase-Formulierungen erfolgen kann. Der Arbeitschwerpunkt wurde daher im Projektvorhaben auf die enzymatische Aktivierung gelegt.
\nNach Reaktionsoptimierung konnte ein enzymatisches Aktivierungsverfahren mit 2 Enzymprodukten etabliert werden mit dem es m\u00f6glich war stabile Vernetzerl\u00f6sungen herzustellen. Die aktivierten Olivenvernetzerformulierungen wurden f\u00fcr Anwendungsversuche (z. B. Brotherstellung, Wurstherstellung) herangezogen bzw. bildeten die Grundlage zur Etablierung eines Konzentrierungsverfahrens, welches Membranverfahren bzw. Adsorbertechniken mit EtOH-Elution enth\u00e4lt. Weiterhin wurde ein zus\u00e4tzlicher Reinigungsblock (Ionentauscher und L\u00f6sungsmittelextraktion) integriert, um hochreines Oleuropein-Aglykon (OP-Agly) herzustellen, welches f\u00fcr biomedizinische Anwendungen geeignet ist. In Kooperationsarbeiten konnte die erfolgreiche Machbarkeit in einem Applikationsgebiet bereits gezeigt werden.
\nDer w\u00e4hrend des Projektvorhabens ausgearbeitete Oleuropein-Aglykon-Herstellungsprozess wurde als Grundlage zur Erstellung einer \u00d6koeffizienzanalyse durch die Fa. IFU-Hamburg herangezogen. Aufgrund der strukturellen \u00c4hnlichkeit wurde der Olivenvernetzer-Herstellungsprozess dem von Glutaraldehyd (GA) gegen\u00fcbergestellt und mehrere Szenarien durchgerechnet. Die \u00d6EA ergab, dass das Verfahren zur Herstellung von OP-Agly \u00f6kologisch mit der GA-Produktion konkurrieren kann. Die \u00d6EA verdeutlicht aber auch, dass durch Prozessoptimierungen (z. B. Reduktion von Wasser bei der Extraktion, Reduktion von L\u00f6sungsmittel, Recycling von EtOH, Nutzung alternativer Energie) nicht nur die \u00f6kologischen Daten deutlich verbessert werden k\u00f6nnen, sondern gleichzeitig zu erwarten ist, dass die \u00f6konomische Konkurrenzf\u00e4higkeit machbar ist. Neben der Preisreduktion durch Skaleneffekte bei der angestrebten industriellen Produktion von OP-Agly ist auch zu erwarten, dass die Kosten zur Herstellung von GA steigen werden, da die Roh\u00f6lpreise stetig steigen werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teile der Ergebnisse wurden auf der Biotechnika (2009 – Innovation Forum) Ol\u00e9 Olive – Mehrwert aus Reststoffen (ChemBioTec\/DBU; N-Zyme BioTec GmbH) vorgestellt. Die Projektergebnisse der \u00d6koeffizienzanalyse wurden auf der Abiosus Konferenz (M\u00e4rz 2011; IFU Hamburg GmbH) pr\u00e4sentiert. Im Juli werden voraussichtlich Ergebnisse aus dem Eco-X-Linking-Projekt in der Zeitschrift REVIEW 2011 ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes konnte nach der Extraktion von Olivenbl\u00e4ttern (diese fallen bei der Olivenernte als Reststoff an), nach enzymatischer Modifikation und anschlie\u00dfender Prozessentwicklung ein techni-sches Verfahren entwickelt werden mit dem es m\u00f6glich ist OP-Agly in konzentrierter Form darzustellen. In verschiedenen orientierenden Anwendungsversuchen konnte das Potenzial des biofunktionellen Olivenvernetzer gezeigt werden, mit dem Ziel diesen zuk\u00fcnftig in zahlreichen Applikationen (Food, Kosme-tik, Biomedizin, etc.) einzusetzen. F\u00fcr die unterschiedlichen Industrien werden strategische Partner gesucht, die Know-how zur Umsetzung des neuen Olivenvernetzers in den entsprechenden Bereichen aufweisen.
\nSt\u00fctzend auf der \u00d6koeffizienzanalyse konnten Schwachstellen beim Herstellungsprozess identifiziert werden, die bei der geplanten industriellen Umsetzung zu ma\u00dfgeblichen und notwendigen Kostenreduk-tionen f\u00fchren sollen, um ein konkurrenzf\u00e4higes Produkt herzustellen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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