KMUi-BÖ03: ProFaM - Produktion von Fucosyllactose auf Molke-Basis

Abstract

Im Projekt ProFaM (Produktion von Fucosyllactose auf Molke-Basis) wurde ein Produktionsverfahrens für 2’-Fucosyllactose (2’-FL) mit Sauermolke als Substrat entwickelt. Sauermolke ist ein Nebenstrom der milchverarbeitenden Industrie. Aufgrund des hohen Nährstoffgehalts und damit zusammenhängendem hohen CSB (Chemischer Sauerstoff Bedarf) und BSB5 (Biologischer Sauerstoff Bedarf nach fünf Tagen) gilt sie als umweltbedenklich und würde bei einer Entsorgung über die Kanalisation zur Eutrophierung von Gewässern führen. Humane Muttermilchzucker, insbesondere 2’-FL, sind relevant, weil sie gesundheitsfördernde Eigenschaften besitzen, der Markt noch nicht erschöpft ist und es weitere Marktsegmente zu erschließen gibt. 2'-FL darf als Lebensmittelzusatz eingesetzt werden. Es ist ein Präbiotikum, das selektiv das Wachstum von positiven Darmbakterien wie Lacto- und Bifidobakterien fördert. Es schützt vor verschiedenen Darminfektionen, die durch Campylobacter jejuni und enterotoxische E. coli ausgelöst werden und wirkt antiviral, z.B. gegen Noroviren. Dies ist auf die chemische Struktur von 2‘-FL zurückzuführen, die den Oberflächenmolekülen der Epithelzellen im Darm ähnelt und wie diese Krankheitserreger binden kann. Dadurch können sie aus dem Körper ausgeschleust werden. Außerdem verbessert 2‘-FL die Immunantwort und steigert die kognitive Entwicklung bei Säuglingen innerhalb der ersten 6 Lebensmonate. Bei der biotechnologischen Produktion von 2’-FL wird Lactose als Substrat benötigt. Diese wird klassischerweise als reines Lactosepulver eingesetzt, welches aus Süßmolke gewonnen wird. Ziel in diesem Projekt war es, Sauermolke für die biotechnologische 2’-FL-Produktion zu nutzen. Im Teilprojekt der Hochschule Hamm-Lippstadt wurden vorwiegend Fermentationen in Schüttelkolben mit Sauermolke durchgeführt, um notwendigen Prozessparameter für ein Up-Scale zu erfassen. Die Fermentationen wurden mit verschiedenen E. coli Stämmen durchgeführt. In Schüttelkolbenexperimenten Konzentrationen von bis 19,8 g/l 2’-FL erhalten werden.