Nachhaltige biotechnologische Produktion von ungesättigten, mittelkettigen Fettaldehyden als potente Aromachemikalien aus natürlichen Quellen

Abstract

In dieser Arbeit wurden natürliche Quellen wie Pilze und Nüsse hinsichtlich ihrer Fettsäurezusammensetzung analysiert, um aus diesen durch enzymatische Umsetzungen neuartige, geruchsaktive Aldehyde zu generieren. Aldehyde stellen eine vielseitige und beliebte Klasse von Aromastoffen dar. Ein biotechnologischer Zugang zu geruchsaktiven Aldehyden wurde durch die Umwandlung von Fettsäuren mit zwei Enzymen des α-Dioxygenasewegs entwickelt. Die rekombinanten Enzyme α-Dioxygenase (α-DOX) aus Crocosphaera subtropica und Fettaldehyddehydrogenase (FALDH) aus Vibrio harveyi wurden heterolog in E. coli exprimiert, gereinigt und in einer Kaskadenreaktion kombiniert. Das Konzept wurde im Hinblick auf Reaktionszyklen und Produktionsausbeute optimiert. Hierfür wurden die beiden Enzyme α-DOX und FALDH kombiniert. Im ersten Schritt wurden die Fettsäuren mittels α-DOX in ein, um ein C-Atom verkürztes, Aldehyd transformiert, welcher wiederum durch die FALDH zur Säure oxidiert wurde. Dadurch entstand eine zyklische Reaktion bei der die Fettsäuren in jedem Zyklus in einen kettenverkürzten Aldehyd transformiert wurden. Die so entstandenen Aldehyde wurden mittels Headspace-Festphasenmikroextraktion-Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Olfaktometrie (HS-SPME-GC-MS-O) identifiziert und sensorisch charakterisiert.