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© 2013

Industrielle Mikrobiologie

  • Hermann Sahm
  • Garabed Antranikian
  • Klaus-Peter Stahmann
  • Ralf Takors
Textbook

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages I-XII
  2. Bernhard Eikmanns, Marcella Eikmanns
    Pages 1-17
  3. Ralf Takors
    Pages 19-41
  4. Silke Hagen, Ulf Stahl, Jan Lelley, Klaus-Peter Stahmann
    Pages 43-70
  5. Peter Dürre
    Pages 71-89
  6. Christoph Syldatk, Rudolf Hausmann
    Pages 91-107
  7. Lothar Eggeling
    Pages 109-126
  8. Klaus-Peter Stahmann, Hans-Peter Hohmann
    Pages 127-148
  9. Silke C. Wenzel, Rolf Müller
    Pages 149-178
  10. Heinrich Decker, Susanne Dilsen, Jan Weber
    Pages 179-204
  11. Karl-Heinz Maurer, Skander Elleuche, Garabed Antranikian
    Pages 205-224
  12. Alexander Steinbüchel, Matthias Raberg
    Pages 225-243
  13. Andreas Klein, Jens-Michael Hilmer
    Pages 245-270
  14. Claudia Gallert, Josef Winter
    Pages 271-295
  15. Back Matter
    Pages 297-310

About this book

Introduction

Die Industrielle Mikrobiologie gewinnt sowohl in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie als auch in der chemischen Industrie zunehmend an Bedeutung. Sie vereint das Fachwissen von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren über die Nutzung von Bakterien und Pilzen. Diese Mikroorganismen sind in der Lage, effizient nachwachsende Rohstoffe zu verwerten und in nachhaltige Produkte umzuwandeln. So konnten in der letzten Zeit mit Hilfe der Gentechnik mikrobielle Produktionsstämme gezielt entwickelt werden, die bestimmte Metabolite oder Pharmaproteine in großen Mengen produzieren. Als innovative Querschnittsdisziplin bietet die Industrielle Mikrobiologie also wichtige Voraussetzungen für die Entwicklung konkurrenzfähiger Produkte auf der Basis umweltschonender Verfahren. In dieser Branche besteht außerdem ein zunehmender Bedarf an gut ausgebildeten Fachkräften.

Dieses neue Lehrbuch wurde von erfahrenen Wissenschaftlern aus Hochschulen und der Industrie verfasst. Es soll Studierende aus Life Science-Bachelorstudiengängen sowie fortgeschrittene Studierende der Chemie oder der Ingenieurwissenschaften in die Industrielle Mikrobiologie einführen. Es vermittelt die Grundlagen der Entwicklung von Produktionsstämmen und erklärt spezielle Verfahren zur Herstellung mikrobieller Produkte. Dabei wird aufgezeigt, wie das Potential der Mikroorganismen optimal genutzt werden kann.

Zunächst wird ein Überblick über die geschichtliche Entwicklung der Industrielle Mikrobiologie und eine Einführung in die Bioverfahrenstechnik gegeben. Anschließend werden in 10 Kapiteln ausgewählte mikrobielle Verfahren zur Herstellung von Lebensmitteln, organischen Säuren, Alkoholen, Aminosäuren, Vitaminen, Antibiotika, Pharmaproteinen, Enzymen, Biopolymeren sowie Steroiden und Aromastoffen beschrieben. Im letzten Kapitel wird am Beispiel der biologischen Abwasserreinigung aufgezeigt, dass die Mikroorganismen nicht nur ein enormes Synthese-, sondern auch ein großes Abbaupotential besitzen, mit dem sie einen Beitrag zu den Stoffwechselkreisläufen auf unserer Erde leisten.

Die Autoren wünschen sich, dass dieses Lehrbuch das Interesse vieler Studierender an diesem spannenden Lehr- und Forschungsgebiet weckt und sie daraus Nutzen ziehen können, um dann selbst zur weiteren Entwicklung der Industriellen Mikrobiologie beizutragen.

 

Keywords

Biotechnologie Industrielle Mikrobiologie Mikrobiologie, industrielle Verfahrenstechnik technische Mikrobiologie

Editors and affiliations

  • Hermann Sahm
    • 1
  • Garabed Antranikian
    • 2
  • Klaus-Peter Stahmann
    • 3
  • Ralf Takors
    • 4
  1. 1.Institut für Bio- und Geowissenschaften, Biotechnologie 1Forschungszentrum Jülich GmbHJülichDeutschland
  2. 2.Institut für Technische MikrobiologieTechnische Universität Hamburg-HarburgHamburgDeutschland
  3. 3.Technische Mikrobiologie/Fakultät 2Hochschule Lausitz (FH)SenftenbergDeutschland
  4. 4.Institut für BioverfahrenstechnikUniversität StuttgartStuttgartDeutschland

About the editors

Hermann Sahm hat von 1963 bis 1968 Biologie studiert und sich dann in seiner Dissertation der Angewandten Mikrobiologie zugewandt. Nach Lehrjahren und Habilitation an der Technischen Universität Braunschweig wurde er 1977 zum Direktor des Instituts für Biotechnologie 1 des Forschungszentrums Jülich sowie zum Professor für Biotechnologie an die Universität Düsseldorf berufen. Bis zu seiner Emeritierung im Jahre 2007 war Hermann Sahm auf dem Gebiet der mikrobiellen Gewinnung von Primärmetaboliten tätig. An seinem Institut haben in diesen 30 Jahren über 120 Doktorandinnen und Doktoranden erfolgreich ihre Promotionsarbeit ausgeführt. Ferner hat er in zahlreichen nationalen und internationalen Wissenschaftsgremien und Beiräten mitgearbeitet und wurde 1990 zum ordentlichen Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste sowie 2002 zum ordentlichen Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften gewählt. Hermann Sahm erhielt 1986 den Dechema-Preis der Max-Buchner-Forschungsstiftung und 2008 den Biocat-Award. Er hat neben zahlreichen Fachartikeln den Band 1: „Biological Fundamentals“ in der Serie: Biotechnology (VCH-Verlag) herausgegeben.

Garabed Antranikian studierte Biologie an der Amerikanischen Universität in Beirut und promovierte am Institut für Mikrobiologie und Genetik der Georg-August-Universität Göttingen. 1980 habilitierte er 1988 im Fachgebiet Mikrobiologie. Seit 1989 forscht und lehrt er als Professor für Technische Mikrobiologie (Biotechnologie) an der Technischen Universität Hamburg-Harburg und leitet dort seit 2003 das Institut für Technische Mikrobiologie. 2011 trat er das Amt des Präsidenten der Technischen Universität Hamburg-Harburg an. Sein Forschungsschwerpunkt sind extremophile Mikroorganismen und ihre mögliche technische Nutzung. Er ist Herausgeber des Fachjournals Extremophiles. 2007 wurde er zum ordentlichen Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg gewählt. Außerdem ist er Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech). Von 2004 bis 2010 war er Präsident der International Society for Extremophiles (ISE). 2002 wurde ihm die Ehrendoktorwürde der National Academy of Sciences of Armenia (Yerevan) verliehen. 2004 erhielt er den Deutschen Umweltpreis der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, die höchstdotierte Umweltauszeichnung Europas.

Klaus-Peter Stahmann studierte Biologie an der Universität Kaiserslautern. Als Stipendiat der Studienstiftung des deutschen Volkes beschäftigte er sich in seiner Diplomarbeit 1988 mit dem Stoffwechsel von Pilzen. Zur Promotion, die er am Institut für Biotechnologie des Forschungszentrums Jülich anfertigte, untersuchte er Polysaccharide, bei einem Gastaufenthalt am Imperial College in London vertiefte er seine Kenntnisse zur Molekularbiologie, beides mit Pilzen. Inhalt seiner Habilitation 1999 an der Universität Düsseldorf waren Biosynthesewege und deren Regulation, selbstverständlich bei einem Pilz. Seit 2002 lehrt er "Technische Mikrobiologie" an der Hochschule Lausitz (FH) in Senftenberg. Neben dem Aufbau eines Master-Studiengangs "Biotechnologie" engagierte er sich bei der Planung eines neuen Laborgebäudes und dem Aufbau eines Kollegiums. Seit 2004 ist er Sprecher der Fachgruppe "Fungal Biology and Biotechnology" der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie e.V. Als Gründungsmitglied der Lausitzer Biotech - Initiative zur Förderung der regionalen Biotechnologie e.V. regte er eine Speisepilzproduktion in Hoyerswerda an, die zur Gründung der INTEGRA LAUSITZ GmbH führte.

Ralf Takors begann als Maschinenbau-Ingenieur (Fachrichtung Verfahrenstechnik) der RWTH Aachen 1993 eine Promotion im Bereich ‚Bioverfahrenstechnik‘ am Institut für Biotechnologie des Forschungszentrums Jülich GmbH, die 1997 erfolgreich fertigstellte wurde. Während der sich anschließenden Habilitation am gleichen Institut wurde ihm 2001 der DECHEMA Hochschullehrer-Nachwuchspreis verliehen. Ende 2004 erhielt er die Venia Legendi zu ‚Metabolic Engineering‘ an der RWTH Aachen. Dann wechselte er zur Firma Evonik Degussa GmbH, wo er bis Mitte 2009 für die Bioprozessentwicklung im Geschäftsbereich ‚Health & Nutrition‘ verantwortlich war und systembiologische Projekte mit akademischen Partnern koordinierte. Seit Juli 2009 leitet er das Institut für Bioverfahrenstechnik der Universität Stuttgart (www.ibvt.uni-stuttgart.de) und gehört dem dortigen Direktorium des Zentrums für Systembiologie (CSB) an.

Bibliographic information

Reviews

“Das Buch bietet einen umfassenden Überblick. Für Studierende zum Beginn des Studiums sind die Darstellung der Prozesse und die Erläuterungen zu den einzelnen Produkten anschaulich. Sollte man diesen Fachbereich im Studium vertiefen wollen, sollte weitere Fachliteratur herangezogen werden.” (Dr. Nicole Massen, Fachgruppe Biologie HSP2/ iAMB, RWTH Aachen Univerity)

Dieses Buch ist eine von Experten verfasste, umfassende und ausgezeichnete up-to-date Zusammenstellung jener Themen, die für die industrielle Mikrobiologie relevant sind. News aus der Praxis bieten wichtige Hintergrundinformationen. Das Buch ist optisch gut gestaltet; zahlreiche informative Abbildungen und Tabellen dienen dem Verständnis des Textes. Der Text ist gut verständlich geschrieben. Dieses Werk dient Studenten und Lehrenden, ist aber auch für den generell am Thema "industrielle Mikrobiologie" interessierten Leserkreis eine wertvolle Unterlage. Ich gratuliere den Autoren und wünsche diesem Buch eine weite Verbreitung.
Prof. Rosa Margesin, Universität Innsbruck

Dieses Buch ist eine Bereicherung für Lehrende sowie Studenten und bietet, auf der Grundlage der von Fachleuten verfassten Abschnitte, eine aktuelle Zusammenfassung der industriellen Mikrobiologie. Zusätzlich finden sich Verweise zu praktischen Applikationen. Als Lehrbuch findet dieses Werk bestimmt seinen Leserkreis, nicht zuletzt wegen der hervorragenden Gestaltung und den zahlreichen Abbildungen und Tabellen, die dem tiefgreifenden Verständnis der dargestellten Fakten dienen. Ich werde dieses Buch in meinen Vorlesungen verwenden und den Studenten empfehlen. Prof. Dr. Uta Breuer, Fachhochschule Nordhausen

Sehr gute Zusammenfassung aktueller Anwendungen in den verschiedenen Bereichen der Industriellen Biotechnologie

konkrete Anwendungs- und Prozessbeispiele basierend auf einer knappen aber gut verständlichen Theoriedarstellung. Anschauliche Abbildungen

Prof. Dr. Sibylle Gaisser, HS Ansbach 

Das Buch bietet einen umfassenden Überblick über die großen Bereiche der industriellen Mikrobiologie. Für den interessierten Laien und Studenten zum Beginn des Studiums sind die Darstellung der Prozesse und die Erläuterungen zu den einzelnen Produkten anschaulich und gelungen. Zum tieferen Verständnis sollte weitere Fachliteratur herangezogen werden.

Dipl. Ing. Norman Paege, TU Berlin 

Das Lehrbuch Industrielle Mikrobiologie gibt einen übersichtlichen Einblick in die Verwendung der Biologie in der Industrie. Gut geeignet für die Vergabe von Seminarvorträgen.

Dr. Maike Breiden, Uni Duisburg Essen