Geschäftsmodelle im deutschen Viehhandel: Konzeptionelle Grundlagen und empirische Ergebnisse

--

Herstellung, Charakterisierung und Anwendung einer rekombinanten Patchoulolsynthese zur biokatalytischen Herstellung von Sesquiterpenen

[no abstract

Verbesserung der Produktivität von Shewanella oneidensis in bioelektrochemischen Systemen durch erhöhte Biofilmbildung

Die begrenzte Verfügbarkeit fossiler Ressourcen erfordert die Umstellung industrieller Prozesse hin zur Verwendung nachhaltiger Rohstoffe. Eine Möglichkeit der nachhaltigen Synthese von Basischemikalien bietet dabei die Anoden-assistierte Fermentation. Hierbei fungieren Bakterien als Ganzzellkatalysatoren, die den Elektronenüberschuss ihres Katabolismus auf eine Anode in einem bioelektrochemischen System (BES) übertragen. Der Modellorganismus für den extrazellulären Elektronentransfer, Shewanella oneidensis, ist ein vielversprechender Kandidat zur mikrobiellen Synthese von Basischemikalien in BES. S. oneidensis ist von Natur aus in der Lage, Elektronen auf Anoden zu übertragen und daher für die Anwendung in BES prädestiniert. Durch die einfache genetische Zugänglichkeit ist zudem die Anpassung an verschiedene Produktionsbedingungen möglich. Eine notwendige Optimierung des Organismus mit Blick auf eine industrielle Anwendung ist eine verbesserte Biofilmbildung. Dadurch ließen sich möglicherweise die erreichbaren Stromdichten un damit die Raum-Zeit-Ausbeuten von BES drastisch steigern. In dieser Arbeit wurde die Funktionsweise der Riboflavin-induzierten Biofilmbildung von S. oneidensis untersucht, um die molekularen Mechanismen der Biofilmbildung besser zu verstehen und eine gezielte Biofilminduktion zu ermöglichen. Dabei wurde die Funktion von Riboflavin als Quorum sensing-Molekül in S. oneidensis aufgeklärt. Riboflavin induziert konzentrationsabhängig die Expression des Gens der Ornithin-Decarboxylase SpeC. Die Überexpression von SpeC führt wiederum durch Protein-Protein Interaktion zu einer vermehrten Biofilmbildung einhergehend mit einer gesteigerten Stromdichte in BES. Des Weiteren wurde die natürliche Riboflavin-Produktion von S. oneidensis untersucht und festgestellt, dass die zur Induktion des Biofilms nötige Riboflavin-Konzentration unter nativen Bedingungen durch den Organismus synthetisiert werden kann. Neben der Biofilmbildung ist die Erweiterung des Substrat- und Produktspektrums von S. oneidensis Gegenstand der aktuellen Forschung. Die Erweiterung des Substratspektrums um Glukose sowie des Produktspektrums um Acetoin konnten bereits etabliert werden, gingen allerdings mit geringen Umsatzraten einher. Um diese zu erhöhen und damit die Raum-Zeit-Ausbeute zu verbessern, wurde in dieser Arbeit ein optimierter Produktionsstamm erstellt. Dieser sollte den Glukoseverbrauch mit der Acetoinproduktion vereinen und durch eine Langzeitadaptation erhöhte Raum-Zeit-Ausbeuten ermöglichen. Sowohl die Stromdichte, und damit der Glukoseverbrauch, als auch die Biofilmbildung konnten durch den neuen Produktionsstamm nach der Langzeitadaptation erfolgreich verbessert werden. Allerdings war die Produktion von Acetoin nicht möglich, da der Kohlenstoff in die Produktion von Laktat umgeleitet wurde. Durch die Genomanalyse zweier adaptierter Klone konnte ein detaillierter Einblick in die Regulation der Biofilmbildung unter den Adaptationsbedingungen gewonnen werden. Mithilfe dieser Informationen könnte bei einem zukünftigen Produktionsstamm gezielt die Biofilmbildung induziert werden und so durch eine verbesserte Anodeninteraktion eine industriell lohnenswerte Raum-Zeit-Ausbeute erzielt werden

Einsatz ligandenstabilisierter Nanopartikel in der heterogenen Katalyse

Colloidally-synthesized nanoparticles are advantageous (e.g. control of size/morphology) compared to traditional synthetic routes. Although such particles are already been widely used in liquid phase catalysis, applications in heterogeneous gas phase catalysis are still largely missing. Whereas in many studies organic stabilizers from the synthesis are considered to block catalytically active sites, their benefits on heterogeneous gas phase catalysis are discussed in this work. Identical Pt nanoparticles with a variety of different ligands are synthesized with the ethylene glycol method which allows for a direct investigation of the influence of the ligands. Ligand-capped nanoparticles are deposited on different oxidic supports and compared with their ligand-free counterparts in respect to hydrogenation reactions and CO oxidation. The fate of the ligand shell in different temperature ranges and beneficial effects of the ligands on catalytic properties are elucidated. Furthermore, the results obtained for powder catalysts can be easily transferred to monolithic structures with distinct advantages for industrial applications

Elastomerbrände : Modellbrandversuche, Analytik und Bewertung

[no abstract

Charakterisierung von Epidermis-Typ-Lipoxygenasen mit besonderer Berücksichtigung der e-LOX-3

Epidermis-Typ-Lipoxygenasen bilden zusammen mit den konventionellen Isoenzymen die Familie der Säuger-Lipoxygenasen. Als Dioxygenasen katalysieren sie die stereo- und regiospezifische Insertion molekularen Sauerstoffs in 1,4-cis,cis-Pentadienstrukturen, wie sie in mehrfach ungesättigten Fettsäuren enthalten sind. Die Metabolite der konventionellen Lipoxygenasen dienen als primäre oder sekundäre Mediatoren in Signalkaskaden innerhalb und außerhalb des Ursprungsgewebes. In der vorliegenden Arbeit wurden die epidermalen Lipoxygenasen, insbesondere die e-LOX-3, näher charakterisiert. Während für die epidermalen Enzyme im Vergleich zu konventionellen Lipoxygenasen geringe Enzymaktivitäten mit typischen Lipoxygenasesubstraten, wie Arachidonsäure, nachgewiesen wurden, war die e-LOX-3 inaktiv. Weitere Untersuchungen bestätigten jüngste Befunde, wonach e-LOX-3 eine Hydroperoxid- isomerase ist. In eukaryotischen Zellen exprimiertes e-LOX-3-Protein metabolisierte 12(R)- und 15(S)-HPETE zu Expoxyalkoholen, die durch HPLC und Massenspektrometrie identifiziert wurden. Der e-LOX-3 und ihren Produkten scheint eine kritische Rolle bei der Fettzelldifferenzierung zuzukommen. Zwei Modellsysteme der Adipogenese, 3T3-L1-Zellen und Retinoblastomdefiziente MEFs, bei denen die Hemmung der Adipozytendifferenzierung durch Transduktion des Transkriptionsfaktors ADD-1 aufgehoben werden konnte, wurden verwendet. ADD-1 wird eine Rolle bei der Kontrolle der Synthese eines Liganden für PPARγ, einem Schlüsselfaktor der späten Fettzelldifferenzierung, zugesprochen. Die Bildung dieses Faktors, der in das Medium abgegeben wird, kann durch LOX-Inhibitoren unterdrückt werden. Als dafür verantwortliche LOX wurde in beiden Zellinien die e-LOX-3 nachgewiesen. In der Tat wurde in Medien ADD-1 induzierter Rb-/- MEFs Produkte isoliert, die den von e-LOX-3 gebildeten Epoxyalkoholen nach analytischen und massenspektrometrischen Befunden sehr ähnlich waren. Diese Ergebnisse weisen die e-LOX-3 Produkte als mögliche, physiologische Liganden des Transkriptionsfaktors PPARγ aus, dem eine essentielle Rolle bei der Fettzelldifferenzierung zukommt. Damit wurden erstmalig Evidenzien für eine physiologische Funktion der e-LOX-3 und ihrer Produkte erhalten

Kombination analytischer Strategien und multivariater Datenanalysen zur Beurteilung von Milch- und Molkereierzeugnissen

Milch und daraus hergestellte Erzeugnisse spielen eine zentrale Rolle in der Ernährung des Menschen. Infolge einer Optimierung der molkereitechnologischen Produktionsprozesse ist eine gesteigerte Qualität sowie eine verlängerte Haltbarkeit dieser Produkte erzielt worden, wobei dies das Fundament des bis heute beständig wachsenden, vielfältigen Produktspektrums an Milch und der daraus hergestellten Erzeugnisse bildet. Die Globalisierung der Märkte sowie die in den letzten Jahren stark ansteigenden Rohstoff- und Energiekosten haben dabei zu einer erheblichen Verschärfung des Konkurrenzdrucks auch zwischen Lebensmittelproduzenten geführt. Um kostensenkend zu produzieren werden zahlreiche Massnahmen ergriffen, welche vorwiegend auf dem Ersatz von Fett- und Proteinanteilen, der Mischung von Milchsorten unterschiedlicher Spezies, dem Zusatz billiger Füllstoffe auf Milchbasis zur Ausbeuteerhöhung sowie einer falschen Deklaration von Produkten geschützter geografischer Herkunft beruhen (De la Fuente et al. 2005). Der Einfluss des globalisierten Milchmarktes macht dabei auch vor Schmelzkäseerzeugnissen und Schmelzkäsen keinen Halt. Produzenten dieser Produkte wurden infolgedessen mehr und mehr dazu verleitet, die in diesen Erzeugnissen wertgebende Rohware Käse anteilig durch günstigere Füllstoffe auf Milchbasis zu ersetzen. Neben ernährungs-physiologischen und technologischen Aspekten spielen in diesem Zusammenhang vor allem ökonomische Interessen eine entscheidende Rolle. Dem Endprodukt Schmelzkäse ist dieser Qualitätsverlust, welcher durch den Austausch von Käse-Protein durch Nicht-Käse-Protein resultiert, dabei auf den ersten Blick nicht unbedingt anzusehen. Bislang existieren auch keine einfachen analytischen Marker zur qualitativen Unterscheidung, geschweige denn quantitativen Bestimmung, dieser Rohwaren in Schmelzkäsen. Die analytischen Herausforderungen welche sich aus der vorliegenden Problemstellung ergeben, sind dabei sehr vielfältig. Nicht nur, dass alle wertgebenden Zutaten von Schmelzkäsen einem gemeinsamen Ausgangsrohstoff Milch entstammen, welcher zudem noch natürlichen Schwankungen in der Zusammensetzung unterliegt, sondern auch die in der wertgebenden Rohware Käse sorten-, reifungs- und lagerungsabhängig ablaufenden Prozesse führen zu starken Schwankungen der Zusammensetzung dieser Produkte. Wie genau die große Gruppe der Käsesorten basierend darauf chemisch charakterisiert werden kann, erscheint aus analytischer Sicht äußerst anspruchsvoll. Darüber hinaus kann eine Beeinflussung der chemischen Zusammensetzung der fertigen Schmelzkäseprodukte auch durch die während des Herstellungsprozesses herrschenden Bedingungen hervorgerufen werden. Das Ausmaß einer solchen Veränderung in handelsüblichen Schmelzkäsen ist jedoch nur schwer abschätzbar und bislang wenig erforscht worden. Einer Irreführung und Täuschung der Verbraucher sowie einer Verzerrung des Wettbewerbs zwischen den einzelnen Schmelzkäseproduzenten ist somit Tür und Tor geöffnet. Dies wird letztlich auch durch den Gesetzgeber nicht unterbunden, da dieser die Deklaration der eingesetzten Menge und Sorte an Käse sowie der Menge an zugesetztem Proteinzusatz zur Herstellung von Schmelzkäsen und Schmelzkäseerzeugnissen nicht zwingend fordert. Das Ziel der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit besteht somit darin, ein Analysenportfolio verschiedenster, analytischer Parameter zur Bestimmung der kompositionellen Zusammensetzung von Schmelzkäseerzeugnissen zu erarbeiten, mit deren Hilfe eine Unterscheidung der am Markt erhältlichen Produktqualitäten möglich ist. Weiterhin soll anhand der Kombination dieser analytischen Messgrößen sowie deren mathematischer Auswertung mittels multivariater Datenanalyseverfahren eine Bewertung und Priorisierung hinsichtlich deren Aussagekraft vorgenommen werden. Neben der Analyse handelsüblicher Schmelzkäse werden im Rahmen dieser Aufgabenstellung auch verstärkt die Schmelzrohwaren und Proteinzusätze sowie Modell-Schmelzkäse hinsichtlich deren chemischer Zusammensetzung charakterisiert. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Unterscheidung der Rohwaren Käse und den zum Schmelzkäseprodukt weiterhin zugesetzten Proteinpulvern auf Milchbasis. Zu diesen zählen neben den Trockenmilch- und Trockenmolkeerzeugnissen (Magermilchpulver, Milchpulverkonzentrat, Molkepulver) auch Milcheiweiß-erzeugnisse (Säure- und Labcasein). Zusammen stellen diese mengenmäßig den größten Anteil in Schmelzkäsen dar und bestimmen somit maßgeblich deren technologische und sensorische Eigenschaften und damit verbunden die Qualität und den Preis der fertigen Schmelzkäseprodukte