Projekt 18893/01

Entwicklung eines biotechnologischen Produktionsverfahrens zur Herstellung von Pimaricin sowie enzymatisch modifizierter Derivate zum Einsatz als Fungizid im Pflanzenschutz

Projektträger

ASA Spezialenzyme GmbH
Am Exer 19 c
38302 Wolfenbüttel
Telefon: +49 5331 8825-36

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Schadorganismen verursachen in der Landwirtschaft weltweit jährlich Schäden in Milliardenhöhe. Dies führt nach wie vor zu einem massiven Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln.
Pimaricin, ein fermentativ hergestelltes Naturprodukt, wird seit Jahren in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie zur Unterdrückung des Schimmelpilz- und Hefewachstums erfolgreich eingesetzt.
Gewächshausversuche zeigen, dass der Einsatz von Pimaricin im Pflanzenschutz prinzipiell möglich ist. Neben der toxikologisch sehr günstigen Bewertung hat der Einsatz von Pimaricin auch ökologische und ökonomische Vorteile. Ziel dieses Projekts ist daher die Entwicklung eines Pflanzenschutzmittels auf der Basis des Wirkstoffs Pimaricin.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZunächst wird in Kooperation zwischen der ASA Spezialenzyme GmbH (ASA) und der Universität Rostock, Abt. Technische Chemie (UR), ein Produktionsverfahren, insbesondere ein wirtschaftliches und umweltschonendes Aufreinigungsverfahren für Pimaricin entwickelt. Weiterhin soll unter Einbeziehung des Instituts für Biologischen Pflanzenschutz (IBP) durch Konzipierung einer geeigneten Formulierung die UV-Stabilität des Produkts erhöht werden. Parallel hierzu versucht die UR durch gezielte enzymatische Modifizierungen sowohl die UV-Empfindlichkeit als auch die Wirkeffizienz positiv zu beeinflussen. In Ge-wächshaus- und Freilandversuchen wird durch das IBP eine Charakterisierung der neuen Pimaricinpräparate hinsichtlich der Eignung für den Pflanzenschutz erstellt. Abschließend wird eine ökotoxikologische Bewertung für die neu entwickelten Pimaricinpräparate durch das Dr. U. Noack-Laboratorium für Ange-wandte Biologie (NLAB) vorgenommen.
Aufgrund der Daten der Vorversuche beträgt allein in Deutschland bei Einsatz von Pimaricin als Pflanzenschutzmittel in den Anwendungsbereichen Falscher Mehltau an Weinreben sowie Kartoffelfäule ein theoretisches Einsparpotenzial von etwa 800 t Fungiziden pro Jahr.


Ergebnisse und Diskussion

Das Kooperationsvorhaben befasste sich mit der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung und Aufarbeitung des Wirkstoffs Pimaricin sowie der enzymatischen Synthese von Pimaricinderivaten, die erst-mals als fungizider Wirkstoff im Pflanzenschutz verwendet werden sollten. Bei Pimaricin handelt es sich um ein fermentativ hergestelltes Naturprodukt, welches als hochreine Produktformulierung seit Jahren in verschiedenen Bereichen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie zur Unterdrückung des Schimmelpilz- und Hefewachstums erfolgreich eingesetzt wird. Labortests und Vorversuche der antragstellenden Ko-operationsgemeinschaft in Gewächshäusern zeigten, dass Pimaricin gegenüber einigen phytopathogenen Pilzen fungizid wirkt. Durch geeignete Formulierungen sowie enzymatische Modifizierung des vorliegenden Pimaricins sollte die UV-Stabilität des Produkts erhöht und damit der Einsatz als Pflanzen-schutzmittel ermöglicht werden. Aufgrund der guten biologischen Abbaubarkeit und der toxikologischen Unbedenklichkeit von Pimaricin wurde eine enorme Umweltentlastung durch Substitution konventioneller Pflanzenschutzmittel bei erfolgreichem Projektabschluss erwartet. Die Zulassung als Pflanzenschutzmittel sollte nach Abschluss der vorgesehenen Arbeiten durch die Spieß-Urania Chemicals GmbH, Hamburg, betrieben werden.


Fazit

Das Vorhaben wurde vorzeitig beendet, da eine wirtschaftliche Überführung im Rahmen der beantragten Projektlaufzeit nicht in Aussicht gestellt werden konnte