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1.2. Herstellung von Vitamin C Stand der Technik
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Syntheseroute
Biokatalysator(en)
Hefezellen
Ausbeute
[%]
L-Galaktose L-AA Saccharomyces cerevisiae 40,4
Mikroalgen
Glucose L-AA Prototheca moriformis 0,26
Glucose Gluconat
2,5-DKG 2-KLG
Mikroorganismen in Kombination mit isolierten Enzymen
Glucosedehydrogenase /
Gluconobacter oxydans /
2,5-Diketogluconatreduktase
Literatur
[Sauer et al.
2004]
[Running et al.
2002]
16,8 [Ji et al. 2001]
In China wird 2-KLG industriell aus L-Sorbose hergestellt. Man verwendet dazu
gemischte Bakterienkulturen, bestehend aus den beiden Stämmen Gluconobacter
oxydans und Bacillus megaterium [Shujuan et al. 2003]. Dabei produziert nur
Gluconobacter oxydans 2-KLG; in Anwesenheit von Bacillus megaterium erhöhen sich
jedoch die Wachstums- und Produktionsraten von Gluconobacter. Der genaue
Mechanismus, mit dem B. megaterium auf G. oxydans Einfluss nimmt, ist bis heute
unklar [Shujuan et al. 2003]. Die Ausbeuten lagen stets bei 75-80 % [Xu et al. 2004].
Die Ausbeute durch eine Auswahl geeigneter Mutanten zu erhöhen, ist derzeit
Gegenstand der Forschung. Shujuan et al. konnten die Ausbeute so auf 94% erhöhen
[Shujuan et al. 2003].
Das Joint venture aus BASF, Merck und Cerestar produziert 2-KLG aus Sorbitol.
Cerestar hält das Patent auf das Verfahren und lizensiert es an das
Gemeinschaftsunternehmen [Troostembergh et al. 2003]. Sorbitol wird dabei mit
Gluconobacter oxydans-Zellen zu L-Sorbose umgesetzt. Daraus wird in einer weiteren
Fermentation mit Bacillus thuringiensis 2-KLG. Die Gesamtausbeute beträgt nach
Aufreinigung und Kristallisation des Endproduktes über 80 Prozent.
1.2.3 Biotechnologische Synthese ausgehend von D-Glucose
Glucose ist einer der günstigsten und am besten verfügbaren Ausgangsstoffe. Ein
biotechnologisches Produktionsverfahren von Vitamin C, das von Glucose ausgeht, ist
daher kommerziell am interessantesten. Sorbitol beispielsweise ist etwa zwei- bis
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