![\"\nDie](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/08\/Nordseekrabben.jpg\")
Quelle: Wikipedia CC BY 2.0<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Rohstoff f\u00fcr neue biobasierte Materialien und Futtermittel<\/h3>\n\n\n\n
Im Projekt ChitoMat hat ein Team um den M\u00fcnchner Biochemiker Thomas Br\u00fcck<\/a> gemeinsam mit Partnern in Kanada das begehrte Biopolymer aus Hummerschalen gewonnen und neue Produkte generiert. Im Fokus stand die Nutzung von Chitin als Rohstoff zur Herstellung von neuen biobasierten Materialen f\u00fcr den 3D-Druck und die Produktion von antimikrobiellen Wirkstoffen als Futtermittelzusatz in der Tiernahrung. Im Zeitraum von 2019 bis 2022 wurde ChitoMat mit rund 214.000 \u20ac durch das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung im Rahmen der F\u00f6rderma\u00dfnahme “Bio\u00f6konomie International” gef\u00f6rdert. In das Projekt involviert waren Forschende des Fraunhofer Institutes IGB, der kanadischen University of Prince Edward Island sowie die BBSI Canada Ltd. \u2013 ein Unternehmen, an dem auch Thomas Br\u00fcck beteiligt war.<\/p>\n\n\n\n Biopolymere wie PLA, PHB und Cellulose werden zwar schon heute im 3D-Druck eingesetzt. Aufgrund ihrer schlechten Eigenschaften und der h\u00f6heren Kosten im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen fossilen Polymeren haben sich die biobasierten Materialien bisher aber noch nicht durchgesetzt. Vor allem f\u00fcr Medizinprodukte wie Implantate und Wundauflagen, f\u00fcr die besonders hohe Anforderungen gelten, sind die g\u00e4ngigen Biopolymere nicht geeignet. <\/p>\n\n\n\n Mit Chitin haben die Forschenden daher einen vielversprechenden Kandidaten ins Visier genommen. Ein wichtiges Kriterium f\u00fcr den 3D-Druck war, dass Chitin von Natur aus biologisch abbaubar ist. Aber nicht nur das. \u201eHier haben wir im Produkt eine bessere Biokompatibilit\u00e4t. Eine Wundauflage w\u00e4re beispielsweise eine gute Grundlage, damit sich Zellen ansiedeln und die Wunde schneller heilen kann\u201c, sagt Br\u00fcck. Bei dem Einsatz des Polysaccharids als Futtermittelzusatz war vor allem die antimikrobielle Wirkung relevant. \u201eChitin schafft ein Milieu, in dem sich pathogene Keime im Darm nicht ansiedeln k\u00f6nnen. Damit gibt es auch keine Resistenzen\u201c, erl\u00e4utert Br\u00fcck.<\/p>\n\n\n\n Im Projekt ChitoMat ging es darum, das Chitin aus den Hummerschalen herauszul\u00f6sen. Daf\u00fcr mussten die Forschenden zun\u00e4chst das Calciumcarbonat vom Chitin trennen. Anders als bei der Folienproduktion, wo das reine Chitin genutzt wird, wollte das Team daraus sogenannte Oligomere produzieren. Dabei handelt es sich um l\u00f6sliche Bestandteile, die durch den Abbau von Chitin generiert werden und antibiotisch wirken. \u201eDas sind im Endeffekt Teile vom Chitin mit einer sehr definierten Kettenl\u00e4nge\u201c, erkl\u00e4rt der Biochemiker.<\/p>\n\n\n\n Zur Generierung der Oligomeren aus Chitin wurde im Projekt ein neues und nachhaltiges Verfahren entwickelt. \u201eNormalerweise wird Chitin in einem chemischen Prozess \u00fcber mineralische S\u00e4uren und Basen prozessiert. Dabei fallen viel Salz und viele Nebenprodukte an, die sogar toxisch sind. Wir wollten im Endeffekt eine Reproduzierbarkeit und eine Nachhaltigkeit in der Prozessierung hin zum Biopolymer oder Futterzusatz erreichen\u201c.<\/p>\n\n\n\n Konkret wurde ein System entwickelt, das statt S\u00e4uren und Basen Enzyme \u2013 sogenannte Chitinasen \u2013 nutzt, um die Oligomere zu produzieren. Mithilfe dieses Enzymsystems wurden die Oligomere geschnitten und damit die L\u00e4nge der Molek\u00fclketten des Polymers entsprechend der Anwendung gezielt definiert. \u201eDie wissenschaftliche Herausforderung war, Enzyme zu finden, die diese Oligomere in dieser L\u00e4nge gezielt schneiden. Und das ist uns gelungen. Wir haben einen viel besser definierten Produktstamm bekommen\u201c, res\u00fcmiert Br\u00fcck. Der Biochemiker ist Leiter des Werner Siemens-Lehrstuhls f\u00fcr Synthetische Biotechnologie an der TU M\u00fcnchen und seit 2020 auch Mitglied des Bio\u00f6konomierates <\/a>\u2013 ein Beratergremium, das die Bundesregierung zu Fragen der Bio\u00f6konomie ber\u00e4t. Im Projekt hatte sich das M\u00fcnchner Team vorrangig mit der Polymerisation von Chitin befasst. Das IGB war neben der Verwaltung des Vorhabens mit der Forschung zur Nutzung von Chitin und der Polymerproduktion besch\u00e4ftigt.<\/p>\n\n\n\n Die geeigneten Chitinasen fand die Forschungsgruppe schlie\u00dflich in einem Wald in Bayern. Denn nicht nur in Krustentieren, sondern auch in Pilzen steckt das Biopolymer. Aus Pilzen und Bodenproben konnten zwei Bakterienst\u00e4mme isoliert werden, die in der Lage waren, Chitinasen herzustellen. Mithilfe dieses neuartigen Enzymsystems konnten die Chitin-Oligomere entsprechend ihrer Anwendung als Biopolymer und Futterzusatz funktionalisiert werden. Br\u00fcck zufolge wurden beispielsweise die Oligomere f\u00fcr den 3D-Druck \u201enicht als fester Stoff, sondern als Hydrokolloid designt \u2013 also als Polymer, das auch Wasser aufnehmen und speziell als Wundauflage oder als Zellmatrix genutzt werden kann\u201c. Verantwortlich f\u00fcr die Tests der Chitin-Oligomere waren die Partner vom Atlantic Veterinary College der University of Prince Edward Island in Kanada. Hier wurden auch erste Laborversuche durchgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n Anders als geplant, konnte das neue Verfahren aber nicht in die gro\u00dftechnische Anwendung \u00fcberf\u00fchrt werden. Der Grund: Durch Corona brach der lokale Markt f\u00fcr Hummerschalen in Kanada ein \u2013 und damit auch die Hauptrohstoffquelle f\u00fcr das kanadische Unternehmen BBSI Canada um Thomas Br\u00fcck, das die M\u00fcnchner Forschenden beliefern sollte. \u201eDas war ein tragisches Ende, weil wir eine gute Finanzierung und auch Kunden f\u00fcr erste Produkte hatten. Durch einen Mangel an Rohstoffen musste die Firma innerhalb von vier Monaten Insolvenz anmelden. Doch wir haben in Restaurants eine alternative Rohstoffquelle gefunden. So hatten wir aber nur kleine Mengen f\u00fcr das Erreichen der Projektmeilensteine zur Verf\u00fcgung\u201c, berichtet Br\u00fcck.<\/p>\n\n\n\n Doch die kleinen Mengen reichten aus, um erste Prototypen aus dem chitinbasierten Biopolymer zu drucken und in Zellsystemen die entsprechenden Eigenschaften zu testen. Verantwortlich daf\u00fcr waren Forschende am Atlantic Biofabrication Laboratory der University of Prince Edward Island in Kanada. \u201eEs gab einen Prototypen in Form von Netzen, wo wir geschaut haben, wie sich diese mit menschlichen Zellen verhalten. Diese Test sind alle positiv verlaufen.\u201c Die Tierversuche mit dem chitinbasierten Futterzusatz mussten jedoch abgebrochen werden, weil die verf\u00fcgbaren Mengen nicht ausreichten.<\/p>\n\n\n\n Im EU-Projekt \u201eValuable\u201c wird Thomas Br\u00fcck nun die Forschung an Chitin fortsetzen. \u201eJetzt verwenden wir zusammen mit Projektpartnern unsere Enzymsysteme, um daraus Chitin-Oligomere f\u00fcr die Kosmetikanwendung zu machen. Dieses Mal nutzen wir aber statt Hummerschalen das Chitin aus pilzlicher Biomasse, die in vielen industriellen Prozessen als Reststoffstrom anf\u00e4llt und viel einfacher zu bekommen ist\u201c.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Meerestiere wie Hummer und Krabben sind eine Delikatesse. Doch auch ihre Panzer haben es in sich: Die Schalen enthalten das neben Cellulose am weitesten verbreitete Polysaccharid Chitin. Wegen seiner strukturgebenden, biokompatiblen und antimikrobiellen Eigenschaften ist das Biopolymer seit langem ein interessanter Rohstoff f\u00fcr die Bio\u00f6konomie. Zudem kann es aus Reststoffen gewonnen werden, die in Fischerei […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Mithilfe neu entwickelter Enzymsysteme haben M\u00fcnchner Forschende Chitin aus Krabbenschalen als Biopolymer f\u00fcr den 3D-Druck und als Futtermittelzusatz nutzbar gemacht","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[11579,10608,12257,14924,12419],"supplier":[22523,1887,649,263],"class_list":["post-130064","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-3ddruck","tag-biooekonomie","tag-biopolymere","tag-chitin","tag-futtermittel","supplier-bbsi-canada","supplier-biokonomierat","supplier-fraunhofer-institut-fuer-grenzflaechen-und-bioverfahrenstechnik-igb","supplier-technische-universitaet-muenchen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/130064","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=130064"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/130064\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=130064"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=130064"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=130064"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=130064"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Chitin f\u00fcr den 3D-Druck von Medizinprodukten nutzen<\/h3>\n\n\n\n
Biokompatibilit\u00e4t und antimikrobielle Wirkung der Produkte<\/h3>\n\n\n\n
Chitin-Oligomere aus Hummerschalen gewinnen<\/h3>\n\n\n\n
![\"Sekretierte](\"https:\/\/biooekonomie.de\/sites\/default\/files\/2023-07\/ChitoMat_agar_plates.jpg\")
Neues Enzymsystem etabliert<\/h3>\n\n\n\n
Neue Bakterienst\u00e4mme f\u00fcr Chitin-Oligomere gefunden<\/h3>\n\n\n\n
Prototypen aus dem chitinbasierten Biopolymer gedruckt<\/h3>\n\n\n\n