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Kapitel 3: Produktion von 2,5-Diketo-D-Gluconat mit Gluconobacter oxydans
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3.3.4.4 Bestimmung der kinetischen Konstanten 4
Um Rückschlüsse auf einen optimalen Reaktorbetrieb zu ziehen, reicht es aus, die
reaktionskinetischen Parameter der Gesamtreaktion zu kennen. Immerhin ist es das Ziel,
im ersten Reaktor möglichst viel 2,5-DKG zu produzieren. Die Zwischenschritte
werden daher im Folgenden vernachlässigt, die Reaktion wie eine einstufige Reaktion
betrachtet. So soll die optimale Ausgangsglucosekonzentration für den Reaktorbetrieb
ermittelt werden.
Es wurden mögliche Substrat- und Produktinhibierungen untersucht: Die Aktivität der
Zellen wurde bei unterschiedlichen anfänglichen Glucosekonzentrationen bestimmt
(Abbildung 3.23) sowie bei verschiedenen 2,5-DKG-Konzentrationen (Abbildung 3.24).
Untersucht wurden lediglich die Zellen aus der 20-L-Fermentation. Problematisch ist
dabei, dass die Reaktion über eine Dauer von mindestens 90 Minuten beobachtet
werden muss, um die Aktivität der Zellen zu ermitteln. Innerhalb dieser Zeit werden
jedoch schon erhebliche Mengen Substrat verbraucht sowie Intermediate und Produkt
gebildet – das kann die Reaktionsgeschwindigkeit natürlich beeinflussen. Da jedoch
nicht der Verbrauch an Glucose, sondern die Bildung von 2,5-DKG für den späteren
Reaktorbetrieb interessant ist, war keine andere Vorgehensweise möglich.
80
70
Aktivität / U * g -1
60
50
40
30
20
10
Aktivität, gemessen
Aktivität, berechnet
0
0 50 100 150 200 250
Glucosekonzentration / mM
Abbildung 3.23: Kinetik von G. oxydans-Zellen NCIMB 8084. Michaelis-Menten-Kinetik.
Bedingungen: Bedingungen: 25°C, 100 mM Na-Acetat pH 5. 6,7 g BFG / L G.oxydans NCIMB 8084.
V=30 mL, Sauerstoffbegasung 10-20 L/h. Anpassung der Werte nach Formel 3.4
4 Teile der Ergebnisse sind aus der Diplomarbeit von Roman Bucerius (Heinrich-Heine-Universität
Düsseldorf 2008)
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