Optimalisering: Bacterial chitosan: Identification,characterization of strains and optimization of bioprocesses for production

Kitin er et cellulose-lignende stoff som er en vanlig bestanddel i skalldyr (f.eks. reke- og krabbe-skall). Kitosan er et vann-løselig derivat av kitin som idag fremstilles kommersielt fra kitin gjennom en prosess hvor det brukes sterke kjemikalier, med høyt energi-forbruk som fører til variasjon i sluttproduktet. Kitosan forekommer imidlertid også i celleveggen hos noen sopparter, og det er nylig også blitt oppdaget at det produseres i mediet i visse bakterier. Dette betyr at det vil være mulig å produsere kitosan på en ny måte gjennom fermentering. Kitosan har mange anvendelsesområder, fra vann-rensing til kosttilskudd og også for høykostanvendelser innen farmasi/medisin, og produksjon av kitosan fra bakterier vil også gi mulighet for å skreddersy kitosan til slike høykostanvendelser. I tillegg er det regulatorisk en fordel at kitosan kan lages fra en ikke-animalsk opprinnelse. I dette prosjektet har vi testet flere bakteriestammer for produksjon av kitosan og identifisert noen kandidater. Det har vært fokus på å øke utbytte hos disse for å framskaffe materialer for testing og som grunnlag for å lage effektive produksjonsstammer. Et annet viktig element har vært å sekvensere interessante stammer for å finne ut mer om hvilke gener som kan være nødvendig for produksjonen av kitosan og kitosanlignende biomolekyler. Det har bli utført genetiske tilpasninger av en bakteriestamme for å oppnå en bedre produktsammensetning. Mutanter av bakteriestammene er tatt vare på. En nedstrømsprosess for isolering av relevante biopolymere ble etablert.

-

Kitosaner er polysakkarider som består av D-glukosamin (GlcN) og N-acetyl-D-glukosamin (GlcNAc). Kitin er sammensatt av kun GlcNAc og foreligger i naturen som en struktur-polymer i krepsdyr. Kitosan fremstilles idag ved kjemisk deacetylering av kitin fra avfall i skalldyr-produksjon (reker, krabber etc). Denne prosessen benytter sterke kjemikalier med høye energikostnader og fører til variasjon i sluttproduktet. Kitosaner har applikasjoner som spenner fra vannbehandling til kosttilskudd. Nylig ble det funnet at noen bakterier produserer og utskiller kitosan, hvilket muliggjør nye måter for fremstilling. Bakteriell produksjon muliggjør også skreddersøm av kitosaner, dvs. kitosaner med definerte og reproduserbare egenskaper når det gjelder acetylering og molekylvekt. Kitosaner med definerte og spesifiserte egenskaper vil øke bruksområdet til å omfatte høykostnads-produkter innen medisinsk og farmasøytisk sektor. I tillegg kan en oppnå en regulatorisk fordel siden det nye kitosanet er av ikke-animalsk opprinnelse. Dette prosjektet tar sikte på å utvikle en bakteriestamme som kan produsere økte mengder av kitosan. Testproduksjon av dette kitosanet vil bli karakterisert i detalj gjennomgå benchmarking for noen få utvalgte produkter.