Der Lehrstuhl für Fermentationstechnik der Universität Bielefeld hat gemeinsam mit der ASA Spezialenzyme GmbH, Wolfenbüttel, ein industrielles Verfahren zur Produktion rekombinanter bakterieller Phytase entwickelt. Nach Entwicklung eines effizienten Aufarbeitungsverfahrens ließen sich die Produktionskosten dieser neuartigen bakteriellen Phytase im Vergleich zu herkömmlichen Phytasen um bis zu 50% reduzieren.
Das Enzym Phytase wird als Zusatz zum Futter so genannter monogastrischer Tiere (Nicht-Wiederkäuer), wie Schweine und Geflügel, verwendet. Es macht den für die Tierernährung lebensnotwendigen Phosphor zugänglich, der in Futtermitteln wie Getreide in einer nur für Wiederkäuer verwertbaren Form vorliegt. Auf diese Weise können Futtermittelkosten, die ansonsten durch Zufütterung von Phosphat entstehen, um ungefähr 30% reduziert werden. Gleichzeitig wird die Umweltbelastung durch Phosphoreintrag über Stalldung und Gülle, insbesondere in landwirtschaftlich intensiv genutzten Räumen, deutlich reduziert.
Bakterielle Phytase
Bislang wurde das Enzym Phytase industriell hauptsächlich durch Fermentation von Pilzen (Aspergillus sp.) hergestellt. Deutlich effektiver ist aber das neuartige, von Escherichia coli rekombinant hergestellte Enzym. Die Kooperationspartner haben mit Hilfe der Gentechnik dieses Bakterium so verändert, dass es große Mengen Phytase herstellt und unmittelbar ins Kulturmedium abgibt (70-95%). Die produzierte Phytase lässt sich leicht aus dem Medium aufkonzentrieren und hat darüber hinaus eine hohe Enzymaktivität. Wichtigster Faktor ist die geregelte Fütterung der Bakterienkulturen mit Zucker (Glukose), welche über die Sauerstoffsättigung des Mediums erfolgte, die konstant bei 10% gehalten wurde.
Bakterielle Phytase ist effektiver
Im Gegensatz zu pilzlichen Phytasen besitzt die Phytase von Escherichia coli Eigenschaften, die eine höhere Effektivität als Futteradditiv bewirken: Entscheidend sind die wesentlich höhere spezifische Aktivität, ein geringeres pH-Optimum, Resistenz gegenüber proteolytischem Abbau im Tiermagen sowie Temperaturstabilität beim Pelletieren.
Projektziel: Entwicklung eines biotechnologischen Verfahrens zur Herstellung einer neuartigen Phytase Projektträger: Universität Bielefeld
Technische Fakultät
AG Fermentationstechnik
Prof. Dr. Erwin Flaschel
33594 Bielefeld
Telefon: 0521 / 106-53 01 Fax: 0521 / 106-64 75 URL: www.techfak.uni-bielefeld.de/ags/fermtech E-Mail: efl@fermtech.techfak.uni-bielefeld.de Gewinnung rekombinanter
E. coli-PhytaseVergleich der Produktion von Phytase in rekombinanten E. coli-Zellen und der Pilzkultur A. niger. Die angegebenen Kosten beziehen sich auf betrachtete Fermentationsprozesse in einer Größenordnung von 50 qm.
