Identifizierung geeigneter Milchsäurebakterien zur Milchsäureproduktion aus Weizenstroh-Hydrolysat - Stammisolierung, Charakterisierung und Stoffwechselanalyse

In der vorliegenden Arbeit wurden die Milchsäurebakterien L. brevis IGB 1.29, L. brevis ATCC, L. plantarum und L. lactis anwendungsspezifisch für die Verwertung von Weizenstroh-Hydrolysaten zur Milchsäurefermentation charakterisiert. Untersucht wurden die simultane Verwertung von Glukose und Xylose, die Inhibierung durch Lignozellulose-Abbauprodukte sowie die Produkttoleranz. Für L. brevis wurde ein Stoffwechsel ohne die Bildung von Nebenprodukten aufgeklärt und der Prozess bei niedrigem pH-Wert (pH 4) bewertet.

In der vorliegenden Arbeit wurden der aus Kompost isolierte L. brevis IGB 1.29 sowie die Milchsäurebakterien L. brevis ATCC, L. plantarum und L. lactis anwendungsspezifisch für die Verwertung von Weizenstroh-Hydrolysaten zur Milchsäurefermentation systematisch charakterisiert.
Milchsäure wird als biobasiertes Monomer zur Herstellung von Polylactid (PLA) eingesetzt. PLA ist bioabbaubar und wird als Ersatz für petrochemisch basierte Polymere genutzt. Mit Weizenstroh sollte ein alternativer Rohstoff zu den bisher verwendeten stärke- oder saccharosebasierten Materialien, die in Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelindustrie stehen, genutzt werden.
Untersucht wurden die simultane Verwertung von Glukose und Xylose, die Inhibierung durch die Lignozellulose-Abbauprodukte Acetat, Formiat, Furfural, HMF, Lävulinsäure und phenolische Komponenten, sowie die Produkttoleranz gegenüber Milchsäure. Für L. brevis wurde zusätzlich ein Stoffwechselweg ohne die Bildung von Nebenprodukten durch die Identifizierung neuer Enzyme aufgeklärt. Darüber hinaus wurde der Fermentationsprozess bei niedrigem pH-Wert (pH 4) im Vergleich zu pH 6 zur Steigerung des Anteils der protonierten Milchsäure zur einfacheren Produktabtrennung bewertet.