Neues Projekt im Bereich Biomasse: ReCHARM
Im April 2023 ist das neue Projekt ReCHARM (Recycling of Ustilago maydis Cell Debris into Biochar for Soil Amelioration) im Bereich Biomasse gestartet, das sich mit der Verwertung von biogenen Reststoffen aus einer mikrobiologischen Prozesskette beschäftigt.
Dabei geht es um die Verwertung von Rückständen aus einem Fermentationsprozesse, welcher die biotechnologischen Fähigkeiten des Pilzes Ustilago maydis nutzt. Die natürliche und heterologe Produktpalette des Ustilago maydis reicht von Plattformchemikalien wie Itakonat über mikrobielle Öle und Glykolipide, bis hin zu hochwertigen pharmazeutischen Proteinen wie Sesquiterpenen. Ein bisher ungelöstes Problem bei der Verwendung von U. maydis als vielseitiger Produzent ist seine robuste Zellwand, die es schwierig macht, die Zellen nach der Kultivierung aufzubrechen und intrazelluläre Produkte zu extrahieren.
Dieses Problem wird im Projekt ReCHARM angegangen, indem zwei neuartige Routen des enzymatischen Zellaufschlusses als Alternative zum harten und mitunter toxischen chemischen Aufschluss untersucht werden. Neben erwerblichen Enzymmischungen wird die Möglichkeit der induzierbaren Sekretion von zelleigenen Enzymen untersucht. Die Implementierung der vielversprechendsten Zellaufschlussmethoden wird durch online Messtechnik unterstützt.
Bei erfolgreichem Zellaufschluss und Produktextraktion bleiben jedoch immer Zellreste und überschüssige Medienkomponenten ungenutzt zurück. Um die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit der Fermentationsprozesse, in denen U. maydis eingesetzt wird, zu erhöhen und um einen zirkulären Ansatz zu etablieren, soll dieser bisher ungenutzte Reststrom am TEER thermisch aufbereitet werden. Dafür soll mittels Pyrolyse ein Biomassekarbonisat hergestellt werden, welches die Bodenqualität verbessern und somit das Pflanzenwachstum fördern kann.
Betreut wird das Projekt von unserer wissenschaftlichen Mitarbeiterin Alexandra Brautlacht.