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6.3 Zusammenfassung Stattdessen sollte in dieser Arbeit die integrierte Abtrennung von L-Phenylalanin mittels Reaktivextraktion untersucht und angewendet werden. Eine integrierte Aufarbeitung bot zum einen die Möglichkeit, das inhibierende L-Phenylalanin kontinuierlich abzutrennen, zum anderen die Möglichkeit das Produkt aufzuarbeiten und dabei aufzukonzentrieren. Die Untersuchungen dazu werden im Kapitel 7 dargestellt. 6.3 Zusammenfassung In diesem Kapitel wurden Untersuchungen zum Einfluss der Parameter Temperatur, pH-Wert und Medium auf die L-Phenylalanin-Produktion gezeigt. Limitierungen und Inhibierungen der L-Phenylalanin-Produktion durch Mediumbestandteile und eine mögliche Inhibierung durch L-Phenylalanin in Konzentrationen von 180-200 mmol/l wurden untersucht. • Die Produktion bei einer Temperatur von 33 ◦ C anstelle von 37 ◦ C führte zu einer verlängerten Produktionsphase, vermutlich durch die bei 33 ◦ C höhere Stabilität und Aktivität der DAHP-Synthase. Die L-Phenylalanin-Konzentration konnte um 10 %, die L-Phenylalanin-Glucose-Selektivität von 14,5 mol/mol % auf 16,2 mol/mol % gesteigert werden. Über den Prozessverlauf lag die wichtige Prozessgröße Raum-Zeit- Ausbeute jedoch bei T = 33 ◦ C größtenteils unter der bei T = 37 ◦ C. Bei höherer Temperatur wurde in kürzerer Zeit mehr L-Phenylalanin produziert, da die Zellaktivität bei insgesamt höher war. • Der pH-Wert hatte den Fermentationen zufolge keinen Einfluss auf die L-Phenylalanin-Produktion. Aufgrund der Ergebnisse der Experimente zum Einfluss von pH-Wert und Temperatur wurden die weiteren Fermentationen bei T = 37 ◦ C und pH 6,5 durchgeführt. • Eine Inhibierung der L-Phenylalanin-Produktion durch Ammonium oder eine Limitierung durch Phosphat lag nicht vor. • Bei Fermentationen mit verschiedenen Biomassekonzentrationen wurde bei geringerer Biomassekonzentration und dadurch höherer Mediumverfügbarkeit nicht mehr L-Phenylalanin gebildet und die Raum-Zeit-Ausbeute war wie zu erwarten niedriger. Demzufolge lag wahrscheinlich keine Limitierung durch Mediumbestandteile vor. • Zur Untersuchung einer möglichen Inhibierung durch L-Phenylalanin wurde eine Fermentation mit Zugabe von hochkonzentrierter L-Phenylalanin-Suspension in der Produktionsphase durchgeführt. Die Zugabe hatte einen sofortigen Abfall der Produktbildungsrate zur Folge, so dass kaum noch L-Phenylalanin produziert wurde. Diesem Verlauf zufolge war eine Inhibierung der Produktion durch L-Phenylalanin selbst anzunehmen. Mit der Abnahme der L-Phenylalanin-Produktion nahm die Acetatbildung bei Erreichen von ≈180–200 mmol/l L-Phenylalanin zu und kann damit als ein charakteristischer Parameter für die abnehmende Fähigkeit der Zellen, Glucose in L-Phenylalanin umzusetzen, betrachtet werden. 101
6 Einfluss verschiedener Fermentationsparameter auf den Prozess Um eine Inhibierung durch L-Phenylalanin zu vermeiden und die Produktion verbessern zu können, musste entweder ein Produktionsstamm hergestellt werden, bei dem keine Inhibierung durch hohe L-Phenylalanin-Konzentrationen auftrat oder die L-Phenylalanin- Konzentration während der Produktion im Bioreaktor reduziert werden. 102
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Fermentative Produktion von L-Pheny
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1 Einleitung und in geringem Maß f
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4 Produktionsorganismen, apparative
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