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BACKGROUND Currently, several techniques exist for the downstream processing of protein, phytic acid and sinapic acid from rapeseed and rapeseed meal, but no technique has been developed to separate all of the components in one process. In this work, two new downstream processing strategies focusing on recovering sinapic acid, phytic acid and protein from rapeseed meal were established. RESULTS The sinapic acid content was enhanced by a factor of 4.5 with one method and 5.1 with the other. The isolation of sinapic acid was accomplished using a zeolite-based adsorbent with high adsorptive and optimal desorption characteristics. Phytic acid was isolated using the anion-exchange resin Purolite A200®. In addition, the processes resulted in two separated protein fractions. The ratios of globulin and albumin ratio to the total protein were 59.2% and 40.1%, respectively. The steps were then combined in two different ways: (a) a ‘sequential process’ using the zeolite and A200 in batch processes; and (b) a ‘parallel process’ using only A200 in a chromatographic system to separate all of the compounds. CONCLUSIONS It can be concluded that isolation of all three components was possible in both processes. These could enhance the added value of current processes using rapeseed meal as a protein source. © 2015 Society of Chemical Industry

Magnetisierbare Partikel als Träger von Katalysatoren können durch Anlegen eines magnetisches Feldes einfach und schnell abgetrennt werden. Die Wiedergewinnung von wertvollen Enzymen unter geringem Energie- und Materialeinsatz der magnetischen Abtrennung eröffnet einen Wettbewerbsvorteil für Produktionsprozesse. Die Abtrennung von magnetisierbaren Partikeln vom Überstand wird üblicherweise entweder durch Anlegen eines äußeren Magnetfelds und der resultierenden Ablagerung der Partikel an den Reaktorwänden oder durch Hochgradientenmagnetseparation (HGMS)durchgeführt. Beide Verfahren resultieren meist in der Bildung eines Filterkuchens aus Magnetpartikeln und den Feststoffen des Reaktionsmediums. Das magnetische horizontale Wirbelbett ermöglicht simultan eine kontinuierliche Reaktionsführung und die Rückhaltung der Partikel im Durchfluss. Die Partikelsuspension fließt durch einen Rohrreaktor, der in einem Magnetfeld mit wechselnden Feldgradienten eingebracht ist. Die Änderung des Magnetfeldgradienten erfolgt entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionslösung. Durch alternierende Feldmaxima an den beiden Seiten des Reaktors werden die magnetisierbaren Partikel zu dessen Wänden gezogen. Bei Umkehrung des Feldes wandern die Partikel an die gegenüberliegende Reaktorwand. Durch Wahl einer geeigneten Wechselfrequenz kann eine kontinuierliche Durchmischung und Rückhaltung der Mikropartikel im durchströmten Rohr erreicht werden. Somit können Immobilisierungsreaktionen und Biotransformationen mit den Partikelsystemen im Durchfluss durchgeführt werden.

Technische Cellulose wurde als möglicher Rohstoff zur fermentativen Produktbildung untersucht. Hierfür wird Cellulose in der Lignocellulose-Bioraffinerie hergestellt und daraus Hydrolysat gewonnen. Die Prüfung der technischen Hydrolysate als Substrate erfolgte anhand eines breiten Spektrums an Bioprodukten, von Kraftstoffen wie Ethanolund Butanol, bis zu den Dicarbonsäuren Itacon- und Bernsteinsäure. Dabei werden Bakterien, Hefen und Pilze als Produktionsorganismen eingesetzt. Die einzelnen Herstellverfahren stellen unterschiedliche Anforderungen an die Substrathandhabung. Im Fall der Ethanol- und Butanol-Gewinnung kann eine simultane Saccharifizierung und Fermentierung (SSF) durchgeführt werden. Aufgrund der Produkttoxizität erfordert die Butanol-Herstellung dabei eine In-situ-Produktabtrennung durch Lösemittelimprägnierte Partikel. Die Herstellung der beiden Dicarbonsäuren unterscheidet sich in der Sensitivität der verwendeten Mikroorganismen gegenüber Inhibitoren, die in Spuren im Hydrolysat enthalten sind. Die Bernteinsäurebildung mit Actinobacillussuccinogenes kann mit unbehandeltem Hydrolysat erfolgen. Dagegen erfordert die Gewinnung von Itaconsäure mit A. terreus eine Detoxifizierung des Hydrolysats. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass sämtliche Bioraffinerie-Hydrolysate als Substrate für unterschiedliche Fermentationen geeignet sind.

Mannoheptulose is a seven-carbon sugar. It is an inhibitor of glucose-induced insulin secretion due to its ability to selectively inhibit the enzyme glucokinase. An improved procedure for mannoheptulose isolation from avocados is described in this study (based upon the original method by La Forge). The study focuses on the combination of biotransformation and downstream processing (preparative chromatography) as an efficient method to produce a pure extract of mannoheptulose. The experiments were divided into two major phases. In the first phase, several methods and parameters were compared to optimize the mannoheptulose extraction with respect to efficiency and purity. In the second phase, a mass balance of mannoheptulose over the whole extraction process was undertaken to estimate the yield and efficiency of the total extraction process. The combination of biotransformation and preparative chromatography allowed the production of a pure mannoheptulose extract. In a biological test, the sugar inhibited the glucokinase enzyme activity efficiently.