Lösungen für bestehende und neue Märkte

Hintergrund

Proteine als biobasierte und umweltfreundliche Produkte, werden bereits in vielen industriellen Bereichen eingesetzt. Bereits jetzt ist die Bandbreite an potenziellen Märkten enorm und ein weltweites Wachstum wird prognostiziert.

Der Bedarf an innovativen Protein-basierten Materialien, ist so groß, dass entsprechende Entwicklungen von großer marktwirtschaftlicher Bedeutung sind.

Unser Ziel im Netzwerk „Advanced Proteins“

Wir entwickeln Proteine, Peptide und Protein-basierte Materialien für die industrielle Nutzung, so dass die Grundlage für fortschrittliche und ökonomisch und ökologisch nachhaltige Produkte auf Basis von Proteinen geschaffen wird.

Unsere Leistungen

  • Netzwerktreffen

    Wir richten mindestens zweimal jährlich Netzwerktreffen aus, um Synergien zwischen den Partnern zu fördern, Möglichkeiten zum Netzwerken zu schaffen und neue Projektideen zu kreieren.

  • Unterstützung bei Projektanträgen

    Wir unterstützen unsere Partner bei der Auswahl geeigneter Fördermaßnahmen, bei der Einreichung von Projektanträgen sowie bei der Bildung kooperativer Konsortien.

  • Akquise weitere Partner

    Wir akquirieren weitere Partner, sodass die gesamte Wertschöpfungskette in unserem Netzwerk noch weiter ausgebaut wird.

  • Öffentlichkeitsarbeit

    Wir erhöhen die Sichtbarkeit des Netzwerks durch Pressemitteilungen, Flyer, Präsenz auf Veranstaltungen und diese Webseite.

  • SWOT- und Marktanalyse

    Wir führen Mikro- und Makroanalysen des aktuellen Marktes durch, um Stärken und Schwächen des Netzwerks zu erkennen und mögliche Marketingkonzepte darauf abzustimmen.

Die erste Phase des ZIM-Kooperationsnetzwerks „Advanced Proteins“ dient unter anderem der Entwicklung von Projektideen und -konsortien sowie der Einreichung erster Anträge. Wenn Sie sich an Projekten oder dem Netzwerk beteiligen möchten oder eigene Projektideen haben, melden Sie sich bei uns!

Was sind Proteine

Proteine sind überall in der Umwelt zu finden und in großer Vielfalt vorhanden. Diese Klasse der Makromoleküle kann u.a. eine katalytische Funktion haben, als Strukturgeber, Transporter, Rezeptor, oder Regulator dienen, oder aber auch als Antikörper vor Krankheiten schützen und vieles andere mehr.

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an Proteinen sind von größter Bedeutung, da sie vielfach ungeahnte Möglichkeiten eröffnen. Der Ursprung der heutigen Molekularbiologie beruht auf der Entdeckung der hitzebeständigen DNA-Polymerase, die die PCR (Polymerase Chain Reaction) ermöglicht. Als anderes herausragendes Beispiel ist künstliche Spinnenseide zu nennen, die sich dadurch auszeichnet, dass sie extrem leicht, äußerst dehnbar und reißfest ist. Sie findet inzwischen in der Textil- und Kosmetikindustrie sowie der Medizintechnik Anwendung und wird sogar im Flugzeugbau erprobt.

Grundsätzlich ist zu erwarten, dass im Bereich Proteine und Peptide weitere, richtungsweisende Entdeckungen gemacht werden.

Die Einteilung erfolgt in zwei Kategorien – Enzyme und Performance Proteine

Einige Proteine, die Enzyme, sind in der Lage, chemische Reaktionen zu katalysieren.

Dabei sind die meisten Enzyme sehr spezifisch und bilden immer nur eine der möglichen Produkt-Konfigurationen aus. Folglich produzieren sie keine unerwünschten Nebenprodukte und sind vollständig biologisch abbaubar.

Beides führt zu einer geringen Umweltbelastung, weil weniger Ressourcen für die Aufreinigung der Produkte und die Entsorgung der Enzyme verwendet werden müssen.

Aufgrund dieser Vorteile hat sich die Biokonversion in vielen Fällen als effiziente, kostengünstige und umweltfreundlicher Alternative zu chemischen Verfahren in der industriellen Anwendung durchgesetzt.

Anteil des Einsatzes von Enzymen in folgenden Sektoren:

  • 50%
    Lebensmittel-/ Futterindustrie
  • 33%
    Wasch-/ Reinigungsmittelindustrie
  • 15%
    Biokraftstoffe
  • 14%
    Textilindustrie
  • 3%
    Papierindustrie

Quelle: BMBF (P. Graf und S. Wirsching, Weiße Biotechnologie, Stand Juni 2015 Hrsg., Berlin: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Referat Bioökonomie, 2015, p. 64 Seiten)

Proteine werden aber auch wegen anderer Eigenschaften eingesetzt, die nicht auf ihre enzymatische Aktivität zurückzuführen sind. Diese werden allgemein als Performance Proteine bezeichnet. Proteine weisen beispielsweise hinsichtlich ihren strukturgebenden Eigenschaften große Unterschiede auf.

Die Einsatzgebiete dieser Proteine und ihrer Derivate sind schier endlos: in Farben und Lacken, in Klebstoffen, als Frostschutzmittel, in Löschschäumen, in Baustoffen, als Kunststoffadditive, in Futtermitteln, als Nahrungsergänzungsmittel und vieles mehr.

Ist das alles ökologisch sinnvoll?

Das United Nation Department of Economic and Social Affairs (UNDESA) schätzt, dass die Weltbevölkerung bis 2050 von 6,9 Milliarden auf 9,1 Milliarden Menschen wachsen und die Nachfrage nach Lebensmitteln um 70 % steigen wird. Die Anwendung von Enzymen in der Lebensmittelindustrie als auch in der Futtermittelindustrie kann einen wesentlichen Beitrag zur Lösung dieses enormen Problems leisten.

Bereits jetzt werden schon mehr als 40 unterschiedliche Enzyme in unzähligen Produktionsprozessen eingesetzt, um nicht nur Geschmack, Textur und Aussehen, sondern auch den Nährwert zu verbessern. Im gleichen Zusammenhang werden auch immer mehr Futtermittelenzyme in der Tierhaltung verwendet, da sie die Nährstoffverfügbarkeit erhöhen und somit die Futterverwertung der Tiere erheblich steigern.

Ein anderes ökologisch sinnvolles Beispiel liefert der Einsatz von Enzymen in Waschprozessen. Sowohl Energie- als auch Wasserverbrauch wie auch einhergehende Abwässer können so im Vergleich zu konventionell chemischen Verfahren reduziert werden. Gleichzeitig verringert sich der Einsatz von umweltschädlichen Chemikalien und die generell nötige Waschmittelmenge.

Auch die Zellstoffindustrie kann durch die Verwendung von Enzymen die Papierherstellung umweltschonender gestalten:

Konventionell chemische Verfahren vs. enzymatische Verfahren in der Zellstoffindustrie

Know-how

Neue Proteine werden heute meist mittels Genom oder Proteomanalyse aus Bakterien, Pflanzen, Pilzen oder Tieren identifiziert. Durch moderne biotechnologische Methoden besteht die Möglichkeit, die gewünschten Materialien rekombinant in gleichbleibender Qualität in industriellen Mengen zur Verfügung zu stellen. Dabei werden die Proteine durch verschiedenste analytische Methoden oder spezifischen Assays stetig überprüft und beurteilt.

Die Zielproteine können bei Bedarf bereits vor der Expression durch sogenanntes Proteinengineering verändert oder mit biotechnologischen, chemischen oder physikalischen Methoden im Anschluss weiter modifiziert werden. Unter Berücksichtigung der Stabilisierung, erreicht man so die jeweils optimalen technischen Eigenschaften des industriellen oder therapeutischen Proteins.