Projektliste Forschungs- und Entwicklungsvorhaben

Tier - Tierernährung

Projekt:

Biotechnische Herstellung von L-Methionin unter ökologischen Gesichtspunkten und unter Verwendung natürlich vorkommender Mikroorganismen sowie ausschließlich ökologisch produzierter Rohstoffe bzw. Vorstufen

FKZ:	Laufzeit:
03OE403/1	01-12-2004 bis 28-02-2007

Ausführende Stelle:

Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, Institut für Technologie und Biosystemtechnik, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig Ansprechpartner: Dr. Thomas Willke Telefon: 0531/596-4124 Email: thomas.willke@fal.de

Kurzportrait:

Laut EG-Verordnung (EWG Nr. 2092/91) wird der Einsatz von konventionellen Futtermittelausgangserzeugnissen in der ökologischen Nutztierfütterung künftig untersagt. Der Zusatz von natürlich vorkommenden Mikroorganismen könnte eine Alternative bieten, um Aminosäureninbalancen in Futterrationen auszugleichen. Ziel des Vorhabens ist es, L-Methionin in einem biotechnischen Verfahren unter ökologischen Bedingungen herzustellen. Zur Herstellung werden ausschließlich natürlich vorkommende Mikroorganismen (keine GVO-Relevanz) und ökologisch produzierte Substratquellen eingesetzt. Zur Ermittlung geeigneter Mikroorganismen mit hohen Methioningehalten und relevanten Produktivitäten werden Screening- und Kultivierungsversuche durchgeführt. Auf Grundlage der Ergebnisse aus der Aminosäurenanalytik wird entschieden, ob es ernährungsphysiologisch vorteilhafter ist, die komplette Biomasse als Futterkomponente zu nutzen oder das Methionin aus der Biomasse in einem weiteren Schritt zu isolieren. Die Screening- und Kultivierungsversuche von natürlich vorkommenden Mikroorganismen aus Erdproben und aus Stoffsammlungen werden vom Projektnehmer durchgeführt. Die Kooperationspartner, das Institut für Biochemie und Biotechnologie der Technischen Universität Braunschweig, übernimmt die Sceening- und Kultivierungsversuche von natürlich vorkommenden Mikroorganismen aus dem Meer und aus Stammsammlungen.

Kurzfassung der Ergebnisse:

Durch eine im August 2005 in Kraft getretene EG-Verordnung (EWG Nr. 2092/91) besteht ein Verbot der Verwendung von chemisch synthetisiertem Methionin im Ökolandbau. Eine Alternative ist die biotechnische Herstellung von L-Methionin auf ökologischer Basis ohne den Einsatz von Gentechnik. Projektziel war, einen leistungsfähigen Methionin-Produzenten zu finden, der in der Lage ist, preiswerte ausschließlich ökologisch produzierte Rohstoffe zu nutzen. Die in diversen Publikationen beschriebenen Selektionsstrategie mit Methionin-Analoga erwies sich als nicht geeignet und wurde durch einen neu entwickelten mikrobiologischen Test mit höherer Leistungskapazität ersetzt; die Methoden zum Zell-Screening und die Aminosäureanalytik wurden komplett neu erarbeitet. Die neu entwickelte Screening-Strategie besteht aus: 1. einer UV-Mutation geeigneter Stämme, 2. einem mikrobiologischen Methionintest (Methionin-Auxotrophie) zur Anwendung im Mikrotiterplatten-Maßstab und 3. einer zuverlässigen und schnellen Aminosäure-Analytik (Gaschromatographie nach Derivatisierung). Alle Schritte sind voll automatisierbar und daher für den Einsatz mit Roboter-Systemen geeignet. Leider konnten aufgrund der hohen Zahl zu untersuchender Stämme keine Methionin-Überproduzenten gefunden werden. Die etwa 20.000 Mutanten, die im Projektzeitraum untersucht werden konnten, reichen bei Weitem nicht aus, um Methionin-Überproduzenten zu finden. Hier wird erst der Einsatz eines Roboter-Systems Erfolge zeigen.Um die prinzipielle Eignung der entwickelten Methode in der Praxis zu testen, wurde ein bereits vorhandener Methionin-Überproduzent untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass solch ein Stamm mit der neu entwickelten Methode auch im Screening gefunden worden wäre. Die Endkonzentration an Methionin betrug unter den optimierten Bedingungen nahezu 400 g/L.

Symbolerläuterung:

Diese Projekte sind noch in Bearbeitung.

Diese Projekte sind abgeschlossen.