JuSER - Forschungszentrum Jülich

Ergebnisse: ReaktivextraktionTOMAC, das Wachstum der Zellen schwächer reduziert als mit dem Gemisch, bestehendaus Oktanol und TOMAC.8.2 Untersuchungen zur off-line ReaktivextraktionBei allen off-line Reaktivextraktionexperimenten wurde als Donorphase der Überstand einer2,3-trans-CHD- oder 3,4-trans-CHD-Fermentation eingesetzt (Kap. 5 und 6). Dabei wurdedie Fermentationsbrühe mittels eines Mikrofiltrationsmoduls mit einerPorenausschlussgrösse von 500 kDa von der Biomasse getrennt (Kap. 4.3.5). Anschließendwurde der biomassefreie Fermentationsüberstand mittels fünf Membrankassetten (MWCO)mit einer Ausschlussgrenze von 10 kDa von den Proteinen befreit (Kap. 4.3.5). DieWirkungsweise beider Filtrationsschritte entspricht dem Cross-Flow-Prinzip. Die Abtrennungder Proteine aus dem Fermentationsüberstand sollte eine Proteinausfällung in der erstenZentrifuge verhindern (Rüffer 2004). Im Rahmen der Diplomarbeit von Schobert (Schobert2004) wurde bei der off-line Reaktivextraktion des 3,4-trans-CHD-Fermentationsüberstandesohne Proteinabtrennung eine Feststoffablagerung festgestellt. Bei allen weiterenReaktivextraktionsexperimenten wurde deshalb eine Proteinabtrennung durchgeführt. Die sobehandelte Donorphase beinhaltete Medienbestandteile, Produkte, Nebenprodukte,Substrate, Proteinbruchstücke und Peptide.8.2.1 Off-line Reaktivextraktion von 3,4-trans-CHDDie 3,4-trans-CHD-Konzentration in den Fermentationsüberständen, die für die off-lineReaktivextraktionsexperimente eingesetzt wurden, lag im Bereich zwischen 95 und105 mmol/l. In der Abbildung 8.3 sind die Konzentrationsverläufe der Donor- und derAkzeptorphase eines Reaktivextrationsexperimentes dargestellt. Die Lösungsmittelphasebestand aus dem Lösungsmittel 1-Oktanol und 20% (w/w) des lipophilen GegenionsTOMAC. In Vorversuchen konnte gezeigt werden, dass bei Experimenten mit dem Gemischaus Oktanol und TOMAC die höchsten Extraktionsraten erreicht werden konnten (Abb. 8.1).Als Akzeptorphase wurde eine 5 %-ige Kochsalzlösung eingesetzt. Die Volumenströme derDonor- und der Akzeptorphase betrugen jeweils 2 l/h. Der Volumenstrom derLösungsmittelphase wurde mit 1,5 l/h gewählt. Für das Experiment wurden 0,8 Liter desproteinfreien Fermentationsüberstandes sowie 0,4 Liter der Akzeptor- und 0,5 Liter derLösungsmittelphase eingesetzt.In den ersten 30 Minuten des Reaktivextraktionsexperimentes wurde eine signifikanteAbnahme der 3,4-trans-CHD-Produktkonzentration unter 90 mmol/l in der Donorphasebeobachtet (Abb. 8.3). Die 3,4-trans-CHD-Konzentration nahm in den folgenden vierStunden auf 60 mmol/l ab. In der Akzeptorphase wurde das Produkt von Beginn anangereichert. Am Ende des Experimentes betrug die 3,4-trans-CHD-Konzentration78 mmol/l. Zum Zeitpunkt des Experiments war die Analyse der Produktkonzentration in derLösungsmittelphase noch nicht etabliert. Aufgrund dessen wurde die Massenbilanz,basierend auf der absoluten 3,4-trans-CHD-Menge in der Donor- und der Akzeptorphaseberechnet. Die Massenbilanz blieb über die Zeit konstant bei einem Wert von 80 mmol.110