Nachhaltige Chitosan-Produktion aus Insektenquellen für industrielle Anwendungen

Projektlaufzeit: 1.3.2022 bis 28.2.2024

In den letzten Jahren hat sich die industrielle Nutzung bestimmter Insekten wie der Schwarzen Soldatenfliege (BSF, Hermetia illucens) zu einem vielversprechenden Weg entwickelt, um Restbiomasse aus der Landwirtschaft und Agrarindustrie in wertvolle Ressourcen für Biomoleküle umzuwandeln. Von primärem Interesse sind für die Futter- und Lebensmittelindustrie geeignetes Protein, Fett und Chitin.

Der Arbeitsprozess ist grafisch dargestellt

Als Ausgangsbiomasse für dieses Verfahren eignet sich ein breites Spektrum an organischen Reststoffen von agroindustriellen Nebenprodukten bis hin zu tierischem Dung. Im Gegensatz zu anderen Mitteln zur Aufwertung organischer Reststoffe, kann durch die Zwischenschaltung dieses insektenbasierten Biokonversionsschritts der Kreislauf zurück zur Quelle der meisten organischen Abfälle – d. h. der Produktion von Lebens- und Futtermitteln – direkt geschlossen werden. Neben der Erzeugung einer wertvollen Nährstoffquelle für traditionelle Nutztiere (z.B. Schweine und Geflügel) können die an Insektenkot und Chitin reichen Aufzuchtrückstände als effizienter organischer Dünger Anwendung finden. Mit der stetig wachsenden Unterstützung durch die EU-Kommission für eine Insektenbasierte Bioökonomie, und deren Beitrag zu den Zielen des European Green Deal zeigt diese Technologie ein vielversprechendes Potenzial, Ressourcen zu schonen und gleichzeitig die Abhängigkeit von nicht nachhaltigen, importierten Futtermitteln zu reduzieren.

Ziel des Projekts „Expanding the value chain - biological extraction of chitosan for insect-based waste bioconversion (ChitoBSF)“ ist es, den Produktionskreislauf durch die Integration eines weiteren wertvollen Produkts, nämlich Chitin, zu erweitern und zu schließen. Durch Upcycling von Chitin beinhaltenden Pressrückständen aus der Insektenproduktion, welche bei der Verarbeitung der Larvenbiomasse entstehen, soll das hochaktive Biopolymer Chitosan gewonnen werden. Mittels nachhaltiger Methoden wird der Restbestand Chitin, aus bestimmten Entwicklungsstadien, zu Chitosan derivatisiert. Chitin und sein Derivat Chitosan sind industriell attraktive Biopolymere, die über breite Anwendungspektren verfügen. Insbesondere Chitosan wird seit einiger Zeit intensiv erforscht und verspricht enormes Potenzial für zukünftige Applikationen in der Landwirtschaft, Abwasserbehandlung und Pharmakologie.

Neben hochwertigen Proteinen und Düngemitteln ist es unser Ziel, durch die Verbesserung der technologischen Kompetenz des Start-ups LIVIN farms AgriFood GmbH, den Weg für eine nachhaltige Chitosan-Produktion aus Insektenquellen zu ebnen. Diese „Proof of Concept“-Studie erweitert das Produktportfolio des Start-ups und erweitert die Kernkompetenz der beteiligten wissenschaftlichen Partner in Bezug auf die nachhaltige Produktion von hoch potenten Chitosan-Produkten für industrielle Anwendungen.

Forschungsziele

Durch das Upcycling industrieller organischer Rest- und Nebenprodukte zu einer Nahrungsquelle für Nutztiere mittels BSF-Aufzucht soll der Produktionskreislauf durch Integration der Chitinproduktion aus Larven erweitert bzw. geschlossen werden.

Nachhaltige Chitosan-Produktion und Prozess Optimierung aus Insekten für industrielle Anwendungen.
Anwendung von Insekten Chitosan in der Biokontrolle von Pflanzen und in der biobasierten Kunststoff-und Medizintechnik