Segmentierte Flow‐Prozesse zur Überwindung von Limitierungen der Ganzzell‐Biokatalyse in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln

In der modernen Prozessentwicklung spielt Biokatalyse eine immer gewichtigere Rolle, wobei die Benutzung von Ganzzellkatalysatoren häufig eine bevorzugte Form dieser Biokatalysatoren darstellt. Die Anwendung von Ganzzellkatalysatoren in organischen zweiphasigen Batch‐Synthesen ist jedoch oft durch Einschränkungen im Hinblick auf Stofftransfer, Emulsionsbildung, aufwändiger Aufarbeitung und damit verbundenen geringen Ausbeuten beeinträchtigt. In diesem Beitrag zeigen wir, dass unter Zuhilfenahme von segmentierten Flow‐Prozessen eine effiziente Ganzzellkatalyse in zweiphasigen Medien ermöglicht wird. Die Leistungsfähigkeit solcher segmentierter Flow‐Prozesse ist dabei exemplarisch an drei unterschiedlichen Biotransformationen dargestellt. Zum Beispiel wurde in einem solchen Flow‐Prozess eine 3‐fache Steigerung des Umsatzes von 34 % auf >99 % verbunden mit einer erheblich vereinfachten Aufarbeitung erzielt, die zu einer 1.5‐fachen Steigerung der Ausbeute von 44 % auf 65 % im Vergleich zum analogen Batch‐Prozess führte. Am Beispiel verschiedener Biotransformationen mit einer Iminreduktase, Aldoxim‐Dehydratase, Allenoxid‐Synthase und Zyklase wird die Leistungsfähigkeit von Flow‐Prozessen für die Ganzzell‐Biokatalyse in zweiphasigen Medien aufgezeigt, die im Vergleich zu den analogen Batch‐Prozessen zu einer 3‐fachen Steigerung des Umsatzes sowie zu einer erheblich vereinfachten Aufarbeitung und 1.5‐fach höheren Ausbeute führen.