Die industrielle Biokatalyse mit Enzymen gilt als „Gamechanger“ bei der Entwicklung einer nachhaltigen chemischen Industrie. Mithilfe von Enzymen kann eine Bandbreite an komplexen Molekülen wie pharmazeutische Wirkstoffe unter umweltfreundlichen Bedingungen synthetisiert werden. Forschende des KITs haben eine neue Klasse von Materialien entwickelt, indem sie Enzyme als Schäume hergestellt haben, die eine enorme Haltbarkeit und Aktivität besitzen.

Fachbeitrag - 30.01.2019

candidum – Computerunterstütztes Enzym-Design

Seit über hundert Jahren nutzt die Industrie Enzyme. Musste sie sich anfangs noch mit natürlichen Enzymen begnügen, gelingt es heute immer besser, maßgeschneiderte Biokatalysatoren mit gewünschten Eigenschaften zu entwerfen. Das Stuttgarter Start-up candidum GmbH verspricht, schneller als bisher zum Ziel zu gelangen – vor allem dank beschleunigtem virtuellem Screening.

Was haben die 5. Chemie-Nobelpreisträgerin der Geschichte, der Wunsch Gott zu spielen und Dein Waschmittel zu Hause gemeinsam? Und welche Rolle spielen eigentlich Roboter bei dem Ganzen? Was nach dem neuesten Science-Fiction-Blockbuster klingt, ist ein Prinzip, welches im Fachjargon unter Enzyme Engineering bekannt ist. Das Versprechen: Maßgeschneiderte Enzyme für das perfekte Produkt mithilfe von Screening-Robotern.

In der Arbeitsgruppe Physiologie und Biochemie der Pflanzen an der Universität Konstanz wurden bislang unbekannte molekulare Mechanismen entdeckt, mit denen sich Pflanzen an ihre Umwelt anpassen – Wichtiges Grundlagenwissen in Zeiten der Klimaveränderung.

Bei der Verarbeitung von Holz in der Papier- und Zellstoffindustrie fällt als Reststoff das Biopolymer Lignin in rauen Mengen an! Wir, aus der Abteilung »Biointelligente Produktion«, arbeiten innerhalb des Projekts BioHolz3D an einem Verfahren, Lignin enzymatisch zu verknüpfen und unter Zugabe weiterer Reststoffe einen 3D-Druck-Prozess zu entwickeln, der aus (Holz-)Reststoffen neue nachhaltige und wertvolle Produkte erschafft!

Aus Kohlenstoffdioxid wichtige Ausgangsmaterialien für Feinchemikalien machen – das funktioniert tatsächlich: Einem Forscherteam des Fraunhofer IGB ist es im Max-Planck-Kooperationsprojekt eBioCO2n erstmals gelungen, CO2 in einer auf dem Transfer von Elektronen basierenden Enzymkaskade zu fixieren und in einen festen Ausgangsstoff für die chemische Industrie umzuwandeln.

Dossier - 09.12.2013

Industrielle Biotechnologie - biologische Mittel im Dienste industrieller Prozesse

Die industrielle oder weiße Biotechnologie produziert mit Mikroorganismen oder Enzymen Stoffe für die Industrie. Zu den Produkten gehören Chemikalien, Kunststoffe, Lebensmittel, Agrar- und Pharmaprodukte oder Energieträger. Als Rohstoffbasis dienen nachwachsende Rohstoffe und zunehmend auch Abfallstoffe aus der Land- und Forstwirtschaft.

Ein Forschungsteam des Fraunhofer IPA und Fraunhofer IME arbeitet daran, mithilfe von Proteinen und Enzymen aus dem Speichel von Hornissen oder der Seide von Köcherfliegenlarven einen Holzbinder herzustellen, der witterungsbeständig und biologisch abbaubar ist. Ziel ist es, einen biologischen Holzkleber zu entwickeln, mit dem Holzreste mittels 3D-Drucker zu neuen Naturstoffkomposit-Produkten verarbeitet werden können.

In Laboren werden bisher viele Analysen von Hand gemacht. Das ist aufwändig und kann zu Fehlern führen. Durch die Automatisierung solcher Laboranlagen ließen sich zukünftig alle notwendigen Daten direkt und in Echtzeit ablesen und die Forscher könnten sich besser auf ihre Kernaufgaben konzentrieren.

Dossier - 20.03.2017

Lignin – ein Rohstoff mit viel Potenzial

Erdöl ist der Ausgangsstoff für Basischemikalien. Der weiter steigende Bedarf bei gleichzeitig schwindenden Reserven rückt nachwachsende Ressourcen in den Fokus der chemischen Industrie. Lignin, ein Holzbestandteil, ist besonders vielversprechend. Bislang wird Lignin fast nur energetisch genutzt, obwohl es vielseitig einsetzbar wäre. Auch in Baden-Württemberg wird das Potenzial des Holzbestandteils in einem Forschungsverbund intensiv erforscht.

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat über seinen Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) drei Vorhaben im Bereich „Grüne Chemie mit nachwachsenden Rohstoffen“ gefördert, die sehr vielversprechende Ergebnisse aufweisen.

Voll-Enzym-Hydrogele im Einsatz - 13.12.2023

Biokatalytische Schäume ermöglichen die nachhaltige Synthese komplexer Moleküle

Konventionelle chemische Syntheseprozesse verbrauchen viel Energie und umwelt-schädigende Lösungsmittel. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christof Niemeyer vom Karlsruher Institut für Technologie hat aus vernetzten Enzymen poröse, feste Schäume generiert, die die Produktion hochwertiger Verbindungen unter deutlich umwelt-schonenderen Bedingungen erlauben. Die neuartigen Biokatalysatoren sind zudem extrem widerstandsfähig und lange haltbar.

Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB hat sich mit dem Projekt eBioCO2n für den Innovation Award »Best CO2 Utilisation 2022« des Nova-Instituts beworben. Mit Erfolg: In der Finalrunde konnte das Projektteam um Dr. Michael Richter nun den dritten Platz belegen.

Projekt BW2Pro - 29.08.2022

Biowaste to Products: Bioraffinerie verwandelt Bioabfall in neue Produkte

Über fünf Millionen Tonnen Bioabfall sammelten die Deutschen im Jahr 2020. Dieser wird überwiegend kompostiert, ein Teil zu Biogas vergoren. Da geht noch mehr, finden Wissenschaftler in Baden-Württemberg. Sie wollen den Bioabfall in einer Bioraffinerie in neue Produkte verwandeln. Dabei sollen im Projekt „Biowaste to Products“ (BW2Pro) neben Biogas, bioabbaubare Pflanztöpfe, Mulchmaterial, Dünger, Enzyme und biobasierter Kunststoff entstehen.

Nachhaltige Klebstoff-Alternative - 18.12.2023

Von Insekten abgeschaut: Neuer biologischer Holzklebstoff in Entwicklung

Kunststoff ist überall um uns – leider immer noch. Die Suche nach Nachhaltigerem ist in vollem Gang. Allerdings braucht es bisher nicht oder nur schwer biologisch abbaubaren Klebstoff, um Alternativen aus Holz oder Stroh zu verbinden – keine wirklich umweltfreundliche Lösung. Fraunhofer-Forschende arbeiten nun an einem insekteninspirierten Holzklebstoff, mit dem verklebte Holzprodukte sowohl widerstandsfähig als auch biologisch abbaubar sind.

Kohlenstoffdioxid ist einer der Haupttreiber des Klimawandels – die CO2-Emissionen müssen daher künftig sinken. Einen möglichen Weg zur CO2-Reduktion zeigen Fraunhofer-Forschende auf: Sie nutzen das Klimagas als Rohstoff, etwa für Kunststoffe. Dazu stellen sie aus CO2 zunächst Methanol und Ameisensäure her, die sie via Mikroorganismen zu Bausteinen für Polymere und Co. umwandeln.

Ein Polyester-Kunststoff mit hoher mechanischer Stabilität, der trotzdem gut recycelt werden kann und sogar kompostierbar ist: Forschende der Universität Konstanz um den Chemiker Stefan Mecking stellen ein neues Material vor.

Broschüre unter Federführung der BIOPRO - 28.07.2021

Roadmap für Biointelligenz – Ein Zukunftskonzept für Unternehmen Broschüre unter Federführung der BIOPRO erschienen

Wie kann eine Strategie zur Umsetzung des Konzeptes Biointelligenz aussehen? Welche Synergien und Chancen ergeben sich aus diesem Konzept? Was muss beachtet werden? Unter der Federführung der BIOPRO Baden-Württemberg und in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISI entstand hierzu die Broschüre “Potenzialanalyse und Roadmapping Biointelligenz für Baden-Württemberg”.

An einer neuen Produktkategorie bei den pflanzlichen Alternativen zu Fleisch- und Milchprodukten forschen drei Fachgebiete am Institut für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie der Universität Hohenheim. Sie erhalten vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi) für das Kooperationsprojekt „Zweistufige Fermentation pflanzlicher Rohstoffe zur Herstellung veganer Rohkäse und Rohwurstanaloge“ insgesamt rund 750.000 Euro.

Klimaschonende Kreislaufwirtschaft - 11.11.2021

CO2 aus der Luft als Rohstoff für Chemikalien

Einem Fraunhofer-Team ist es gelungen, mittels aus der Luft adsorbiertem CO2 einen Farbstoff herzustellen. Das Motiv: klima- und ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft. Neben Chemikalien lassen sich auch Kraftstoffe kosteneffizient herstellen. Wie verläuft das technische Verfahren, und welche Chancen eröffnen sich?

Dossier - 16.06.2014

Biotechnologie als Werkzeug für die Lebensmittelproduktion

Durch gezielten Einsatz biotechnologischer Verfahren können gesundheitsschädliche Inhaltsstoffe in Lebensmitteln verringert und allergene Inhaltsstoffe abgebaut werden. Auch in der Landwirtschaft bringen Genomforschung und zielgerichtete Züchtung deutliche Fortschritte mit sich. Damit trägt die Lebensmittelbiotechnologie entscheidend zur Schonung der Ressourcen, Ertragsoptimierung und Produktion besserer Lebensmittel bei.

In der Provence stehen die Lavendelfelder wieder in voller Blüte. Diese Farbenpracht kann bald auch in Baden-Württemberg zu sehen sein. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt prüfen die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), die Universität Hohenheim und die Firma naturamus geeignete Lavendelsorten und entwickeln energieeffiziente Methoden, daraus ätherisches Öl herzustellen.

Forschende der Uni Hohenheim untersuchen, wie Legehennen Phosphor aus Pflanzen optimal verwerten können. Das schont knappe Ressourcen und fördert die Tiergesundheit.

Mikroorganismen bauen biobasierte Rasenfüllung ab - 17.10.2023

Bio-Kunstrasen: Der Sportplatz, der für Mensch und Umwelt gut ist

In Deutschland gibt es Tausende von Kunstrasenplätzen. Sie sind zwar äußerst praktisch, aber oft überhaupt nicht umweltfreundlich. Denn jedes Mal, wenn es regnet oder der Platz bespielt wird, können Kunststoffteilchen aus Gummigranulat in die Umgebung gelangen und bleiben auch dort. Forschende der Uni Stuttgart und von TECNARO entwickeln nun einen spieltauglichen Kunstrasen, dessen Füllung biologisch abgebaut wird, sobald sie den Platz verlässt.

Heute geht der Biointelligenz-Blog des Fraunhofer IPA online. In Kooperation mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Fraunhofer IGB, der Universitäten Stuttgart und Hohenheim sowie des NMI Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts in Reutlingen liefert der Blog wöchentlich Beiträge aus dem Umfeld der Biologischen Transformation. Dazu gehören auch Bionik, Bioökonomie und vor allem die Biointelligenz.