Entwicklung und Optimierung eines Verfahrens zur biotechnologischen Herstellung von Erythritol
Hintergrund
In den letzten Jahren haben der Lebensstil der Menschen und der steigende Konsum von Lebensmitteln mit hohem Zuckergehalt zu einem enormen Anstieg von Erkrankungen und Störungen im Zusammenhang mit dem Blutzuckerspiegel geführt, wie beispielsweise Diabetes mellitus Typ 2 (DMT2). Es ist bekannt, dass eine niedrig-glykämische Ernährung und die Vermeidung übermäßiger Blutzuckerspitzen das Risiko für die Entwicklung bestimmter chronischer Krankheiten verringern und sich positiv auf die Erhaltung und Verbesserung der Gesundheit sowie auf die Behandlung und/oder Prävention einer Vielzahl von Erkrankungen und Störungen im Zusammenhang mit dem Blutzuckerspiegel auswirken.
Etrythritol ist ein natürlich vorkommender Zuckeralkohol, der aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften und seiner vielfältigen Anwendungsbereiche in der Lebensmittelindustrie zunehmend an Bedeutung gewinnt. Es kommt natürlicherweise in verschiedenen Früchten, wie Birnen, Trauben und Melonen, in Pilzen, alkoholischen Getränken (Bier, Wein, Sake) und fermentierten Lebensmitteln, wie Sojasauce und Miso-Bohnenpaste, vor. Erythritol findet sich darüber hinaus in Körperflüssigkeiten von Menschen und Tieren, wie im Augenlinsengewebe, Serum, Plasma, Fruchtwasser und Urin. Aufgrund seines geringen Molekulargewichts wird Erythritol bereits im oberen Darmtrakt leicht resorbiert und verursacht daher weniger Verdauungsbeschwerden als andere Zuckeralkoholen.
Im Gegensatz zu anderen bekannten Zuckeralkoholen, wie Sorbitol, Xylitol, Mannitol, Lactitol und Maltitol, die seit vielen Jahren als Zuckerersatzstoffe etabliert sind, kann Erythritol bisher nicht in kommerziell rentabler Weise auf chemischem Wege hergestellt werden.
Die Conzil Estate GmbH hat es sich daher zum Ziel gesetzt, ein Verfahren zur biotechnologischen Herstellung von Erythritol zu entwickeln und zu optimieren.
Technologie I
- 10-jährige Forschung und Entwicklung in einem Christian Doppler Labor der TU Wien unter Führung von Herr Prof. Mach und Frau Dr. Mach-Aigner im Zusammenhang mit der Nutzung von heterotrophen Organismen (Saprotrophen) in einem Verfahren zur biotechnologischen Herstellung des Zuckerersatzstoffs Erythritol (Zuckeralkohol)
- Verwendung des filamentösen Pilzes Hypocrea jecorina (Trichoderma reesei) als Modellorganismus
- Untersuchungen sowohl mit Wildtyp-Pilzen und gentechnisch veränderten Pilzen
- Herstellung von aktuell ca. 1 g/L Erythritol im Batch-Verfahren
- Forschungsarbeiten zur Nutzung unterschiedlicher nachhaltiger Ausgangsstoffe (Weizenkleie, Weizenstroh, Kartoffelpülpe, Apfeltrester, …)
Technologie II
- Zusätzliche unabhängige Überprüfung und Verifizierung der Ergebnisse am Institut für Angewandte Biowissenschaften des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).
- Kultivierung des filamentösen Pilzes Hypocrea jecorina in einem unabhängigen Labor und Durchführung von verschiedenen analytischen Methoden zur Bestimmung der Erythritol-Ausbeute (Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektor [GC-FID] und High-Performance Anion-Exchange Chromatography with Pulsed Amperometric Detection [HPAEC-PAD]).
- Vortragsfolien des KIT finden Sie hier.
GC-FID
HPAEC-PAD
Patente
Aufbau eines Schutzrechtsportfolios zum Schutz der Technologie mit der renommierten Kanzlei Gleiss Große Schrell und Partner mbB unter Mitwirkung von Herrn Prof. Dr. Schrell, Herrn Prof. Dr. Heide und Herrn Dr. Ulrich.
Schutzrechtsfamilien I
Patentfamilie: „Erythritol producing saprothroph“
Schutz für gentechnisch optimierte Organismen zur biotechnologischen Erythritol-Herstellung und Verfahren zur biotechnologischen Herstellung und Aufreinigung von Erythritol mit diesen Organismen.
Erteiltes europäisches Patent EP 3 929 299 B1 (Urkunde)
Schutz für:
- Deutschland
- Österreich
- Schweiz & Lichtenstein
- Finnland
- Frankreich
- Großbritannien
- Griechenland
- Niederlande
Schutz bis Juni 2040 möglich
Internationale PCT-Nachanmeldung: WO 2021/260170 A1
Nationale Phasen in Europa, USA, Israel und China:
- EP 4 172 349 A1
- US 2023/357705 A1
- IL 299 190 A
- CN116034163A
Schutzrechtsfamilien II
Patentfamilie: „Method for the biotechnological production of
erythritol“
Schutz für ein optimiertes Verfahren zur biotechnologischen Herstellung von Erythritol.
Erteiltes europäische Patent EP 4 202 050 B1 (Einheitspatent und
Validierung):
Schutz für: Deutschland, Österreich, Schweiz/Lichtenstein, Belgien, Bulgarien, Dänemark, Estland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Griechenland, Italien, Litauen, Luxemburg, Lettland, Malta, Niederlande, Portugal, Rumänien, Schweden, Slowenien.
Schutz bis Dezember 2041 möglich
Internationale PCT-Nachanmeldung WO 2023/117685 A1:
Nationale Phasen in Europa, USA, Südkorea, Japan und China:
- EP 4 453 230 A1
- US 2025/346930 A1
- KR 2024/0128705 A
- JP 2025/500941 A
- CN 118 591 633 A
Publikationen
Die Forschungsarbeiten und Ergebnisse wurden darüber hinaus in zahlreichen wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht:
Diplom/Masterarbeiten von:
Georg Stark: “Impact of Carbon and Nitrogen Source on Erythritol
Production in Trichoderma reesei”