Sie sind hier:
  • Eco2Phy

Eco2Phy

Umweltfreundlicheres Futtermittel für Aquakulturen

Elke Nevoigt ist Professorin für Molekulare Biotechnologie an der Jacobs University. Sie beschäftigt sich mit dem Herstellungsverfahren des Enzyms Phytase.


Die Jacobs University Bremen arbeitet mit der in Bremerhaven forschenden Kaesler Nutrition GmbH zusammen an einem Projekt zur Futtermitteloptimierung in der Aquakultur.

Die Kooperation könnte zu einer Einsparung von mehreren zehntausend Tonnen an Phosphoremissionen führen. Im Fokus der Forscher steht dabei die umweltfreundlichere Produktion und Optimierung des Enzyms Phytase, das zur Herstellung der Futtermittel in der Aquakultur verwendet wird und Phosphat von einem pflanzlichen Speicherstoff abspaltet.

Die meisten Futtermittel bestehen zu gut 90 Prozent aus pflanzlichen Komponenten. Fische und andere Nutztiere können die darin enthaltenen Phosphate jedoch nicht aufnehmen, sie benötigen zusätzlich das Enzym Phytase, das Futtermitteln weitläufig zugesetzt wird. Das Enzym spaltet Phosphat von einem pflanzlichen Speicherstoff ab und macht es für die Nutztiere verfügbar. Je besser dies gelingt, desto mehr kann auf die Zugabe und damit den Abbau von mineralischem Phosphor verzichtet werden. Dabei handelt es sich um eine endliche Ressource, deren Lagerstätten sich über Jahrmillionen aufgebaut haben, ähnlich wie Erdöl.

Das Wissenschaftlerteam an der Jacobs University forscht nun daran, das industriell relevante Eigenschaften des Enzyms zu verbessern, aber auch dessen Herstellungsprozess umweltgerechter zu gestalten.

Programme
EFRE Bremen 2014 - 2020
Prioritätsachse / Förderbereich
Prioritätsachse 1 - Die Innovationsachse
Spezifisches Ziel 2: Steigerung der FuE- und Innovationsleistungen in den bremischen Unternehmen
Gesamtvolumen (in €)
992.719,00
Volumenaufteilung
davon private Mittel: 252.000,00 €
davon nationale öffentliche Mittel: 244.360,00 €
davon EFRE-Mittel: 496.359,00 €
Laufzeit
01.01.2020 - 31.12.2021
Umsetzungsort
Stadt Bremen
Kontakt
Herr Dr. Mathias Grabs
Die Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau
Referat 20 „Umweltinnovationen & Anpassung an den Klimawandel“


Tel.: +49 421 361 - 2516
E-Mail: mathias.grabs@umwelt.bremen.de


Elke Nevoigt ist Professorin für Molekulare Biotechnologie an der Jacobs University. Sie beschäftigt sich mit dem Herstellungsverfahren des Enzyms Phytase. (Quelle: Jacobs University)
Elke Nevoigt ist Professorin für Molekulare Biotechnologie an der Jacobs University. Sie beschäftigt sich mit dem Herstellungsverfahren des Enzyms Phytase. (Quelle: Jacobs University)

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines umweltfreundlichen und wirtschaftlichen Produktionsverfahrens zur Herstellung des Futtermittelzusatzstoffes Phytase. Das Enzym selbst soll innerhalb des Projektes für die Prozessierung während der Futterherstellung stabilisiert und für die spezifische Anwendung in der Aquakultur optimiert werden.
Phytase muss bei der Herstellung hohe Temperaturen aushalten, wird aber bei niedrigen an die Fische verfüttert.

Dieses würde es den Futterherstellern ermöglichen, durch den moderaten Zusatz (ohne Überdosierung) von Phytase auf die Zugabe von anorganischem Phosphor zu verzichten und somit im Verlauf von 10 Jahren bis zu 7.600 t Phosphoremissionen in der Landwirtschaft und 35.000 t Phosphoremissionen im Bereich der Aquakultur einzusparen.

Ulrich Kleinekathöfer, Professor für theoretische Physik, forscht an der Jacobs University mittels Computersimulationen an der Verbesserung der Struktur des Enzyms. (Quelle: Jacobs University)
Ulrich Kleinekathöfer, Professor für theoretische Physik, forscht an der Jacobs University mittels Computersimulationen an der Verbesserung der Struktur des Enzyms. (Quelle: Jacobs University)

Die meisten Futterrationen bestehen heute zu 90-95 % aus pflanzlichen Komponenten. Natürlicherweise beinhalten diese in variablen Mengen Phytinsäure als pflanzlichen Phosphatspeicher, welcher mengenmäßig ausreichend für eine Phosphorversorgung der Nutztiere wäre. Jedoch ist zur Freisetzung von Phosphor aus Phytinsäure ein Enzym namens Phytase nötig, welches monogastrische Nutztierspezies (zum Beispiel Schwein, Geflügel, Nutzfische) selbst nicht bilden können. Daher wird ein Großteil des pflanzlichen gebundenen Phosphors ungenutzt wieder über Harn und Kot ausgeschieden. Dieses kann bei terrestrischen Nutztieren in moderaten Mengen als Wirtschaftsdünger (Gülle) genutzt werden, darüber hinaus trägt der ausgeschiedene Phosphor indirekt bei terrestrischen und direkt bei aquatischen Nutztieren zu einer Eutrophierung der Gewässer bei.

Das Projekt wird aus Mitteln der europäischen Union und durch das Land Bremen, der Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau, Programm zur Förderung anwendungsnaher Umwelttechniken gefördert.
Projektbeschreibung der Jacaobs University