Description
Mit der mikrobiellen Herstellungsweise von Tensiden ist eine Alternative zur chemischen Synthese gegeben, mit deren Hilfe die klassischen Tenside durch umweltfreundlichere Produkte verdrngt werden knnen. Das Buch vermittelt Grundlagen zur mikrobiellen Biotensid-Gewinnung und zeigt das Anwendungspotenzial dieser neuartigen Produkte auf. Nach einer Darstellung zur physiko-chemischen, mikrobiologischen und biochemischen Basis werden die Details der mikrobiellen Bildung verschiedener Glycolipide (Biotenside) im Labor- und Technikumsmastab behandelt. Neben einer strukturanalytischen und physiko-chemischen Charakterisierung der Produkte werden deren anwendungstechnische Mglichkeiten in den Bereichen Bodensanierung, Kosmetik und Pharma aufgezeigt. Dr. Siegmund Lang, TU Braunschweig Dr. Wolfram Trowitzsch-Kienast, TFH Berlin 1 Einleitung.- 1.1 Definition von Tensiden.- 1.2 Chemisch synthetisierte Tenside.- 1.3 Einsatzgebiete chemisch synthetisierter Tenside.- 1.4 Biotenside der hheren Zelle.- 1.5 Schwerpunkte des vorliegenden Buches.- 2 Mikrobielle Biotenside.- 2.1 Biotechnologische Aspekte.- 2.2 Surfactin und Emulsan.- 3 Grundlagen der Mikrobiellen Glycolipidbildung.- 3.1 Screening.- 3.2 Tensid-Test.- 3.3 Allgemeines zur mikrobiellen Kultivierung.- 3.4 Isolierung, Strukturaufklrung und quantitative Produktbestimmung.- 3.5 Biosynthese der Precursormolekle.- 3.5.1 Biosynthese von Fettsuren aus Glucose.- 3.5.2 Biosynthese von Fettsuren aus n-Alkanen.- 3.5.3 Biosynthese des Kohlenhydratanteils.- 3.6 Regulatorische Mechanismen bei der Biotensidsynthese.- 3.7 Physiologische Rolle von Biotensiden.- 4 Glycolipide aus Biotechnologischen Prozessen.- 4.1 Trehalose- und andere mycolsurehaltige Glycolipide.- 4.1.1 Mikrobielle Produzenten und Moleklstrukturen.- 4.1.2 Biosynthese-Studien.- 4.1.3 Mikrobielle Produktion.- 4.1.3.1 Nichtionische Trehaloselipide.- 4.1.3.2 Nichtionische Glucose-, Fructose- und Saccharoseiipide.- 4.1.3.3 Anionische Trehaloselipide.- 4.1.3.4 Biotransformationen (Transfer von Corynomycolsuren).- 4.1.4 Chemische Synthese.- 4.1.5 ?,?’-D-Trehalose.- 4.1.6 Physiko-chemische Eigenschaften.- 4.1.6.1 Corynomycolsuren.- 4.1.6.2 Zucker-corynomycolate und Acyl-Trehalosen.- 4.1.6.3 Anionische Trehaloselipide.- 4.2 Lipooligosaccharide.- 4.2.1 bersicht ber mikrobielle Produzenten und Moleklstrukturen.- 4.2.2 Lipopentaglucose bei Nocardia corynebacteroides.- 4.2.2.1 Mikrobieller Produzent und Moleklstruktur.- 4.2.2.2 Mikrobielle Bildung.- 4.2.2.3 Regulation.- 4.2.2.4 Tensideigenschaften.- 4.2.3 Lipooligosaccharide bei Tsukamurella sp. nov..- 4.2.3.1 Mikrobieller Produzent.- 4.2.3.2 Moleklstrukturen.- 4.2.3.3 Mikrobielle Produktion.- 4.2.3.4 Tensideigenschaften.- 4.3 Rhamnoselipide.- 4.3.1 Mikrobielle Produzenten und Moleklstrukturen.- 4.3.2 Physiologische Rolle der Rhamnoselipide.- 4.3.3 Biosynthese von Rhamnoselipiden.- 4.3.4 Regulation der mikrobiellen Rhamnoselipidbildung.- 4.3.5 Genetik der Rhamnoselipid-Synthese.- 4.3.6 Mikrobielle Produktion der Rhamnoselipide.- 4.3.6.1 Batch bzw. Fed-Batch Kultivierung unter wachstumslimitierten Bedingungen.- 4.3.6.2 Batch-Kultivierung mit ruhenden freien Zellen.- 4.3.6.3 Semi-kontinuierliche Rhamnoselipid-Produktion mit immobilisierten Zellen.- 4.3.6.4 Kontinuierliche Kultivierung und Produktion mit freien Zellen.- 4.3.7 Chemische Synthese.- 4.3.8 L-Rhamnose und optisch-aktive 3-Hydroxydecansure.- 4.3.9 Physiko-chemische Eigenschaften.- 4.4 3-Hydroxyfettsure-haltige Glucoselipide.- 4.4.1 Aminolipide und Glucoselipide bei Serratia sp..- 4.4.2 Glucoselipide bei Alcanivorax borkumensis MM1.- 4.4.2.1 Mikrobieller Produzent und Moleklstruktur.- 4.4.2.2 Biosynthese des Glucoselipids.- 4.4.2.3 Mikrobielle Kultivierung.- 4.4.2.4 Physiko-chemische Eigenschaften.- 4.5 Sophoroselipide bei Candida sp. (frher: Torulopsis sp.).- 4.5.1 Mikrobieller Produzent und Moleklstrukturen.- 4.5.2 Biosynthese und Regulation.- 4.5.3 Mikrobielle Produktion von Sophoroselipiden aus natrlichen C-Quellen.- 4.5.3.1 Batch-, Fed-Batch-Fermentationen und Verfahren mit ruhenden Zellen.- 4.5.3.2 Self-cycling-Fermentation.- 4.5.3.3 Kontinuierliche Sophoroselipid-Produktion.- 4.5.3.4 Gewinnung neuer Sophoroselipide durch biotechnologische Manahmen.- 4.5.4 Oberflchenaktive Eigenschaften von nativen Sophoroselipiden.- 4.5.5 Modifizierung nativer Sophoroselipide.- 4.5.6 Sophorose und optisch-aktive Fettsuren.- 4.6 Cellobiose-und Mannosyl-erythritollipide.- 4.6.1 Ustilago sp.: Cellobiose- und Mannosyl-erythritollipide.- 4.6.2 Mannosyl-erythritollipide bei anderen Gattungen.- 4.6.3 Untersuchungen mit Ustilago maydis ATCC 14826 und Ustilago maydis DSM 4500.- 4.6.3.1 Mikrobielle Produktion mit Ustilago maydis ATCC 14826 und DSM 4500.- 4.6.4 Grenzflchenaktive Eigenschaften der Cellobiose- und Mannosyl-erythritollipide.- 4.6.5 Sonstige Eigenschaften von Ustilago maydis.- 4.7 Auswahl anderer mikrobieller Glycolipide.- 4.8 Enzymatische Glycolipidbildung.- 4.8.1 Lipase- und Protease-katalysierte Veresterung von Lipiden mit Zuckern und Zuckeralkoholen, Glycosidasen.- 4.8.1.1 Katalyse in organischen Lsungsmitteln oder lsungsmittelfrei.- 4.8.1.2 Lipase-vermittelte Katalyse in Gegenwart von Adjuvantien.- 4.8.1.3 Lipase-vermittelte Katalyse unter Einsatz hydrophobisierter Zucker.- 4.8.1.4 Protease-vermittelte Katalyse in organischen Lsungsmitteln.- 4.8.1.5 Glycosidase-katalysierte Glycosylierung von Fettalkoholen mit Zuckern.- 4.8.2 Tensid-Eigenschaften der durch Enzym-Katalyse hergestellten Glycolipide.- 5 Anwendungspotential Biologischer Glycolipide.- 5.1 Biotenside im Test fr die tertire Erdlfrderung.- 5.2 Biotenside im Test gegen die lverschmutzung der Meere.- 5.3 Biotenside im Test zur Bodensanierung (Altlasten).- 5.3.1 Rhamnoselipide im Test zur Bodensanierung.- 5.3.2 brige Biotenside im Test zur Bodensanierung.- 5.4 Biologische Aktivitten von Tensiden, insbesondere von mikrobiellen Glycolipiden.- 5.4.1 Lipopeptide.- 5.4.2 Glycolipide.- 5.5 Biologischer Abbau von (Bio)Tensiden.- 6 Zusammenfassung und Ausblick.- 7 Abkrzungen und Symbole.- 7.1 Abkrzungen.- 7.2 Symbole.- 8 Literaturverzeichnis.- 9 Stichwortverzeichnis.
