Helmholtz-Gemeinschaft

Einleitung
Massentransfers auf den Bereich der Interphase, wird ein solches System für Synthesereaktionen
normalerweise kontinuierlich gemischt, um eine Emulsion zu bilden. So wird die
gesamte Interphasenfläche vergrößert und der Massentransfer zwischen den Phasen
verbessert. Zur Aufrechterhaltung der Emulsion ist allerdings ein hoher Energieeintrag
notwendig.
Abb. 3: Prinzip eines wässrig-organischem Zweiphasensystems. Die Mikrotröpfchen deuten die Bildung
einer Emulsion aus den beiden Phasen an. Je nach Zusammensetzung können sich Wasser in Öl (W/O)
Emulsionen bilden. Hier sind die Wassertröpfchen von der organischen Phase eingeschlossen. Umgekehrt
können auch Öl in Wasser (O/W) Emulsionen entstehen, bei denen das organische Solvents von der wässrigen
Phase umschlossen wird. Zur besseren Übersicht ist die Reaktion nur über die große Interphase dargestellt.
Abgesehen von Interphaseneffekten, welche zu einem späteren Zeitpunkt genauer besprochen
werden, haben nur Komponenten einen direkten Einfluss auf Aktivität und Stabilität des
Biokatalysators welche im wässrigen Medium vorliegen (Halling, 1987). Puffertyp und pH-
Wert, Kofaktor-, Substrat- und Produktkonzentration sowie der Anteil im wässrigen Medium
gelösten organischen Lösungsmittels sind von entscheidender Bedeutung. Die Gegenwart von
organischen Lösungsmittelmolekülen im wässrigen Medium kann die Solvatisierung von
Substraten, Produkten und Aminosäureseitenketten im aktiven Zentrum verändern und so die
enzymatische Aktivität beeinflussen sowie die Gleichgewichtslage der Reaktion verschieben
(Halling, 2004, Mozhaev et al., 1989, Remy et al., 1985). Auch direkte Interaktion zwischen
Solvents und Enzym können zu einer Beeinflussung der Aktivität, Selektivität und Stabilität
führen. Z.B. können Lösungsmittelmoleküle direkt im aktiven Zentrum binden und so als
Inhibitoren wirken (Mattos und Ringe, 2001, Nakamura et al., 1995).
Neben den direkten Einflüssen auf den Katalysator (Aktivität, Stabilität, Selektivität) müssen
eine Reihe von Faktoren für die Wahl des organischen Lösungsmittels berücksichtigt werden.
Das Lösungsvermögen, sowie der Verteilungskoeffizient bei den verschiedenen Lösungs-
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