Mikroverkapselung von Hopfenextrakt zur Entwicklung eines biologischen Pflanzenschutzmittels gegen den Falschen Mehltau

dc.contributorSchlücker, Eberhard
dc.contributorLee, Geoffrey
dc.contributor.advisorSchlücker, Eberhard
dc.contributor.authorRupp, Christoph
dc.date.accessioned2021-03-29
dc.date.available2021-03-28
dc.date.created2021
dc.date.issued2021-03-29
dc.description.abstractThe plant disease downy mildew threatens the organic production of numerous food plants, such as grapevine, hops and some fruits and vegetables. Today the only available fungicides in organic farming are based in copper. However, due to its accumulation in soils and negative effects on birds, small mammals and earthworms, the European Union demands a reduction of the heavy metal and even considers a ban, if an environmentally friendly alternative is found. Therefore, a new substance must be discovered or else the organic production of mentioned foods is in jeopardy. During the investigation of possible alternatives, an extract from hop cones was reported to have a fungicidal effect against downy mildew. However, to use the highly viscous, poorly water soluble and unstable extract as a plant protecting agent, its product properties need to be adapted to the application. The formulation method of microencapsulation was used in this research project in order to transform the hop extract into an applicable and highly active powder, which should provide a long-lasting effect. Using the spray congealing process, the active ingredients were encapsulated into a solid lipid matrix particle. Adjuvants, such as emulsifiers, dispersing agents and antioxidants, were included into the capsule to optimize the product features for its use in plant protection. Finally, leaf-disc-assays showed, that the developed capsule-prototypes can prevent an infection with the pathogen completely. Thereby it could be proven that microencapsulated hop extract is a promising plant protecting agent against downy mildew that might be able to replace copper in the future.en
dc.description.abstractDer Falsche Mehltau bedroht den ökologischen Anbau verschiedener Kulturen, wie Wein, Hopfen und einiger Obst- und Gemüsesorten. Zur Bekämpfung der Pflanzenkrankheit wurde bisher auf kupferhaltige Fungizide zurückgegriffen. Aufgrund der Anreicherung des Schwermetalls im Boden und seiner negativen Auswirkungen auf Vögel, Kleinsäuger und Regenwürmer fordert die Europäische Union eine Reduktion und zieht sogar ein Verbot in Betracht, sobald eine umweltfreundliche Alternative zur Verfügung steht. Damit weiterhin eine ökologische Produktion möglich bleibt, mussten neue wirksame Substanzen gefunden werden. Auf der Suche nach Alternativen konnte einem Extrakt aus den Dolden des Hopfens eine fungizide Wirkung gegen den Falschen Mehltau nachgewiesen werden. Damit der hochviskose, schlecht wasserlösliche und instabile Extrakt als Pflanzenschutzmittel eingesetzt werden kann, müssen die Produkteigenschaften an die Anwendung angepasst werden. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wurde die Mikroverkapselung als Formulierungsmethode gewählt, um den Hopfenextrakt in ein anwendbares und wirksames Pulver zu verwandeln, das einen möglichst lange anhaltenden Schutz bieten soll. Mithilfe der Sprüherstarrung wurden die Wirkstoffe in Lipid-Matrixkapseln eingebaut. Additive, wie Emulgatoren, Dispergiermittel und Antioxidantien, wurden verwendet, um die Kapseleigenschaften für die Anforderungen im Pflanzenschutz zu optimieren. Anhand von Blattscheibenversuchen konnte gezeigt werden, dass die entwickelten Kapselprototypen eine Infektion mit dem Schaderreger verhindern können. Die Untersuchungen lieferten den Beleg, dass mithilfe der Mikroverkapselung ein vielversprechendes biologisches Pflanzenschutzmittel aus dem Hopfenextrakt entwickelt wurde, welches in Zukunft Kupfer ersetzen könnte.de
dc.format.extentxi, 156 Seiten
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.25593/978-3-96147-395-3
dc.identifier.isbn978-3-96147-395-3
dc.identifier.opus-id16110
dc.identifier.urihttps://open.fau.de/handle/openfau/16110
dc.identifier.urnurn:nbn:de:bvb:29-opus4-161104
dc.language.isode
dc.publisherFAU University Press
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de
dc.subjectSprüherstarrung
dc.subjectFormulierungstechnik
dc.subjectHumulone
dc.subjectLupulone
dc.subjectMatrixkapsel
dc.subject.ddcDDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften :: 63 Landwirtschaft :: 632 Schäden, Krankheiten, Schädlinge an Pflanzen
dc.subject.ddcDDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften :: 66 Chemische Verfahrenstechnik :: 660 Chemische Verfahrenstechnik
dc.titleMicroencapsulation of an extract from hop for the development of a biological plant protecting product against downy mildewen
dc.titleMikroverkapselung von Hopfenextrakt zur Entwicklung eines biologischen Pflanzenschutzmittels gegen den Falschen Mehltaude
dc.typedoctoralthesis
dcterms.publisherFAU University Press
local.date.accepted2020-11-18
local.notesOpusParallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-394-6
local.publisherplaceErlangen
local.sendToDnbfree*
local.series.id19
local.series.nameFAU Forschungen, Reihe B, Medizin, Naturwissenschaft, Technik
local.series.number37
local.subject.fakultaetTechnische Fakultät
local.subject.gndMikroverkapselung
local.subject.gndHopfenextrakt
local.subject.gndFormulierung
local.subject.gndBiologischer Pflanzenschutz
local.subject.gndXanthohumol
local.subject.gndHumulon
local.subject.gndLupulon
local.subject.gndFalscher Mehltau
local.subject.sammlungUniversität Erlangen-Nürnberg / FAU University Press
local.thesis.grantorFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) Technische Fakultät
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