BiogasFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Biokatalysatoren in Bioreaktoren: Monitoring, Regelung und multikriterielle Optimierung von Biogasprozessen; Teilvorhaben 2: Systemmikrobiologie - Akronym: BIOKAT

Anschrift
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e. V. (ATB)
Max-Eyth-Allee 100
14469 Potsdam
Kontakt
Dr. Thomas Hoffmann
Tel: +49 331 5699-310
E-Mail schreiben
FKZ
22403816
Anfang
01.06.2017
Ende
30.04.2021
Ergebnisverwendung
Im Rahmen des Verbundvorhabens wurden zwei Langzeitversuche mit Labormaßstab-Biogasreaktoren durchgeführt. In diesen Versuchen sollte im Teilvorhaben II untersucht werden, ob der Einsatz von pilzlichen Enzymen einen Effekt auf die mikrobielle Gemeinschaft hat. Während im 1. Versuchsdurchlauf die Anpassung der mikrobiellen Gemeinschaft zu einem Steady state Zustand betrachtet wurde, stand im 2. Versuchsdurchlauf der Einsatz der pilzlichen Enzyme auf die mikrobielle Gemeinschaft im Fokus. Die Metagenomanalysen zeigen das sich Kontroll- und Enzymbehandelte Reaktoren ähneln. Die Metaproteom-Analysen vermitteln, dass sich alle Reaktoren unähnlich sind, bis auf einen Zeitpunkt. Da die Ähnlichkeit auf diesen einen Zeitpunkt beschränkt ist und wiederum alle Reaktoren umfasst, kann auch hier nicht von einem Effekt der pilzlichen Enzyme gesprochen werden.
Aufgabenbeschreibung
Hauptziel des Vorhabens ist die Charakterisierung der mikrobiellen Stoffwechselaktivitäten in semi-kontinuierlich betriebenen Biogasreaktoren auf Basis vorrangig auftretender mikrobieller Proteine und Enzyme. Die Ergebnisse dieser Studie sollen zur Entwicklung von Strategien zur Unterstützung der Hydrolyse von nachwachsenden Rohstoffen (multikriterielle Optimierung) mittels der gezielten Zugabe von ergänzenden Enzymen pilzlichen Ursprungs komplementär zum bereits vorhandenen endogenen Hydrolysepotenzial dienen. Im Rahmen von Teilvorhaben II erfolgt die systemanalytische Begleitforschung zu den mikrobiellen Stoffwandlungsprozessen der im Teilvorhaben I stattfindenden Fermentationen. Ziel ist die Ermittlung der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften auf taxonomischer und funktioneller Ebene, das Monitoring von Veränderungen in der Struktur der mikrobiellen Gemeinschaften während der durchgeführten Fermentationen und der jeweiligen prozesstechnischen Variation sowie die Ermittlung von Veränderungen in der metabolischen Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaft. Hierzu soll ein kombinierter Ansatz bestehend aus der kontinuierlichen Erfassung der mikrobiellen Populationsdynamik mittels DNA-basierten TRFLP-Fingerprints und punktuell erfolgender Charakterisierung der Zusammensetzung der mikrobiellen Lebensgemeinschaft und deren metabolischem Potential mittels hochauflösenden und kombinierten OMICS-Technologien angewandt werden. Durch den bioinformatischen Abgleich aller erhaltenen Datensätze soll ein funktionelles Netzwerk der Systemmikrobiologie erstellt werden.

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