m i t Escherichia coli - Forschungszentrum Jülich

6.2 Untersuchungen zum Abbruch der Produktion während des Prozesses
Einige Daten der Fermentationen bei verschiedenen pH-Werten sind in Tab. 6.1 dargestellt.
Die L-Phenylalanin-Konzentration war bei hoher Temperatur bei pH 6,5 höher, bei
niedriger Temperatur bei pH 6,9. Demzufolge war keine Verbesserung des Prozesses durch
einen höheren oder niedrigeren pH-Wert festzustellen. Die Acetatkonzentrationen lagen in
ähnlicher Größenordnung, die L-Phenylalanin-Glucose-Selektivität war unabhängig vom
pH-Wert. Die festzustellenden Unterschiede lagen im Rahmen der Messungenauigkeiten
(vgl. Abschnitt A.1). Der pH-Wert hatte demzufolge keinen Einfluss auf die Produktion,
so dass im Weiteren nicht darauf eingegangen wird.
Die Daten in Tab. 6.1 zeigen zusammengefasst die Unterschiede bei Temperaturen von
33 ◦ C und 37 ◦ C. Die integrale Selektivität und die L-Phenylalanin-Konzentration waren
am Ende der Fermentation bei niedrigerer Temperatur höher. Weniger Glucose wurde
verbraucht und mehr L-Phenylalanin gebildet. Über den Prozessverlauf lag die wichtige
Prozessgröße Raum-Zeit-Ausbeute jedoch bei T = 37 ◦ C größtenteils höher als bei T =
33 ◦ C. Bei höherer Temperatur wurde in kürzerer Zeit mehr L-Phenylalanin produziert.
Daher wurden die weiteren Fermentation in dieser Arbeit bei T = 37 ◦ C und pH 6,5
durchgeführt.
Tab. 6.1: Daten zur Produktion unter Variation von Temperatur und pH-Wert
Nr. T pH L-Phenylalanin Acetat Int. Yps (50 h) Int. RZA (30 h)
[ ◦ C] [mmol/l] [mmol/l] [mol/mol %] [mmol/(l·h)]
1 37 ◦ C 6,5 206 383 14,5 6,3
2 37 ◦ C 6,9 196 464 14,2 6,1
3 33 ◦ C 6,5 223 77 16,2 5,5
4 33 ◦ C 6,9 232 6 16,1 5,1
6.2 Untersuchungen zum Abbruch der Produktion
während des Prozesses
Bei den in Abschnitt 6.1 dargestellten Ergebnissen einer Fermentation unter Referenzbedingungen
(T = 37 ◦ C, pH 6,5, pO2 = 40 %) hatte sich gezeigt, dass die Produktion
von L-Phenylalanin mit der Fermentationsdauer immer mehr abnahm. Bei Erreichen
einer Konzentration von 180–200 mmol/l (29,7–33 g/l) fand nahezu keine Produktion
mehr statt. Ein Abbruch der Produktion konnte einerseits aufgrund einer Limitierung
oder Inhibierung durch Medienbestandteile, andererseits aufgrund einer Inhibierung
durch das Produkt L-Phenylalanin eintreten. Eine Abnahme der Produktion durch
Plamidverlust konnte durch die regelmäßige Überprüfung der Plasmidstabilität über den
Fermentationsverlauf ausgeschlossen werden. Die Plasmidstabilität lag bis zum Ende der
Fermentationen bei ≈80 %. Nebenprodukte, die bei Glucoseüberschuss gebildet werden
konnten und zu einer Inhibierung der Zellaktivität oder der Produktion führen konnten,
wurden nicht detektiert. Intermediate des Aromatenbiosyntheseweges wie z.B. EPSP, das
toxisch für die Zelle ist, wurden extrazellulär ebenfalls nicht nachgewiesen. Daher war
anzunehmen, dass keine Intermediate in inhibierenden Konzentrationen vorhanden waren.
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