Microinnova hat in Zusammenarbeit mit dem Austrian Center of Industrial Biotechnology (ACIB) eine innovative Lösung entwickelt, um die Herausforderungen der O₂-abhängigen kontinuierlichen Biotransformation in der Feinchemie zu meistern. Die herkömmliche Batch-Technologie, die durch thermodynamische und kinetische Beschränkungen begrenzt ist, hat Schwierigkeiten, enzymatische Reaktionen effizient mit Sauerstoff zu versorgen, was zu Engpässen führt, die die Umwandlungseffizienz beeinträchtigen.
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Durch die Anwendung der Prozessintensivierung mittels der Technologie des kontinuierlichen Flusses konnten diese Herausforderungen gelöst werden. Ein kontinuierlicher Durchflussreaktor, der mit einem Druck von bis zu 34 bar arbeiten kann, ermöglichte die Biotransformation in einer einzigen Flüssigphase. Diese unter Druck stehende Umgebung erhöhte die Menge an gelöstem Sauerstoff erheblich, wodurch die Enzymaktivität und die Produktkonzentration gesteigert wurden. So stieg beispielsweise die Enzymaktivität der Glukoseoxidase bei 10 bar um den Faktor 2,5, während die Aktivität der Aminosäureoxidase um den Faktor 6 zunahm. Außerdem waren die Produktkonzentrationen bei 34 bar im Vergleich zu atmosphärischem Druck 6- bis 10-mal höher.
Diese Ergebnisse wurden sowohl mit löslichen Enzymen im Flüssigkeitsstrom als auch mit immobilisierten Enzymen in Festbettreaktoren nachgewiesen. Die Fähigkeit, bei erhöhtem Druck zu arbeiten und eine 34- bis 170-fache Erhöhung des gelösten Sauerstoffs zu erreichen, unterstreicht das Potenzial von Durchflussreaktoren, die Effizienz von O₂-abhängigen enzymatischen Prozessen zu verändern. Der Ansatz von Microinnova bietet ein leistungsfähiges technisches Werkzeug zur Überwindung der inhärenten Beschränkungen der Batch-Verarbeitung und eröffnet neue Möglichkeiten für die feinchemische und biotechnologische Produktion.