Enzymkinetik - TCI @ Uni-Hannover.de

9H 2 O+(D, L)-RCOOHEnzymL-Aminosäur e + D-Aminoacyl-AS + CH 3 COOHNHCOR'Aminoacyl-Aminosäure(racemisch)Abbildung 8Reaktionsschema der enzymatischen Esterhydrolyse zur L-AminosäuregewinnungUm möglichst hohe Umsätze zu erreichen, muß die zurückbleibende D-Acetylverbindungabgetrennt und durch Wärmebehandlung reracemisiert werden. Bei der Aufarbeitungwerden die Löslichkeitsunterschiede von Edukt und Produkt ausgenutzt. Die Abbildung x.9zeigt ein Fließschema des industriell eingesetzten Prozesses zur L-Aminosäureherstellung:D,L-AcetylaminosäureD,L-AcetylaminosäureTankAminoacylaseFestbettKristallisationReracemisierenderD-AcetylaminosäureerwärmenSeparatorkristallineL-AminosäureAbbildung 9Ablaufschema des Tanabe-Prozesses zur enzymatischen Darstellung von L-AminosäurenIn diesem Beispielprozeß wird DEAE-Sephadex (ionische Bindung) alsImmobilisierungsmatrix gewählt, um L-Methionin, L-Phenylalanin und L-Valin herzustellen.Der Träger ist zwar teuer, doch rechtfertigen lange Standzeiten seinen Einsatz: in fünfWochen sinkt die Aktivität auf ca. 60%. Außerdem kann der Träger regeneriert werden. DerProzeß wird in einem 1-m 3 -Reaktor bei 50-70 o C und einem pH-Wert von 7 ausgeführt.Durch den Einsatz dieses Systems konnten die Preise für L-Aminosäuren halbiert werden.FestmembranreaktorenEine interessante Variante eines Enzymreaktors stellt der Festmembranreaktor dar. In ihmkönnen die Biokatalysatoren in homogener Phase reagieren. Die Enzyme müssen also nichtvor dem Einsatz auf festen Trägern immobilisiert werden. Aktivitätsverluste durch denFixierungsschritt, Konformationsänderungen und damit verbundene Änderungen derkinetischen Parameter und Probleme wie die Diffusionslimitierung treten nicht auf. DieFunktionsweise ist in Abbildung x.11 dargestellt. In den Reaktionsraum, in dem die Enzymein gelöster Form vorliegen, werden die Edukte gepumpt. Die enzymatische Reaktion findethier statt. Über eine Ultrafiltrationsmembran mit einem bestimmten Ausschlußverhaltenkönnen niedermolekulare Verbindungen der Reaktor verlassen, während die hochmolekularen