Dr. Ralf Takors
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30.09.2007

Der Einfluss von wichtigen Prozessparametern wurde eingehend untersucht und die Optima der wichtigsten Prozessgrößen ermittelt. Neben der optimalen Medienzusammensetzung wurden auch verschiedene Kohlenstoffquellen hinsichtlich ihrer Eignung bewertet. Der Produktionsstamm wurde mit Hilfe der innerhalb des Projekts erarbeiteten Erkenntnisse weiterentwickelt. Dabei wurde insbesondere die Bereitstellung von Pyruvat und Kofaktoren verbessert und der Abfluss von Kohlenstoff in Biosynthesewege von unerwünschten Nebenprodukten minimiert. Dadurch konnte die zuckerbezogene Produktausbeute deutlich gesteigert werden. Die ebenfalls innerhalb des Projektes gewonnen Erkenntnisse zur Prozessführung flossen in einen auf den Produktionsstamm angepassten Prozess ein. Durch rationale Stammentwicklung und innovative Verbesserungen der Prozessführung ist es gelungen, bei einem minimierten Ressourcenaufwand eine verbesserte Produktivität der Produktionsstämme zu erzielen. Erst durch die erreichten technischen Verbesserungen wurde die Herstellung von Valin im großtechnischen Maßstab in Europa unter wirtschaftlichen Bedingungen möglich. Erste Validierungsfermentationen zur Herstellung von Valin im großtechnischen Maßstab wurden 2007 erfolgreich realisiert.

Ziel dieses Teilprojektes ist es, basierend auf den von den Projektpartnern bereit gestellten C. glutamicum Produktionsstämmen, Fermentationsexperimente so durchzuführen, dass eine quantitative und qualitative Stammbewertung erreicht wird und diese in die sich unmittelbar anschließende Prozessentwicklung einfließt. Basierend auf den bereits im Institut entwickelten Techniken zur intrazellulären Metabolit-Analytik soll der Ansatz für die Intermediate z.B. des Valin-Synthesewegs erweitert werden. So sollen intrazelluläre Pools aus (fed-) batch Fermentationen und aus (Glucose-) Puls Experimenten gemessen werden, die quantitative Informationen (z.B. Modell-gestützt) zur Identifizierung von reaktionslimitierenden Schritten liefern. Ebenso kann die ‚Sensor-Reaktor-Technik' zur Stoffflussverteilungen unter Prozessbedingungen eingesetzt werden. Parallel dazu wird die Prozessentwicklung für Erfolg versprechende Produktionsstämme vorangetrieben. Alle Ergebnisse werden den Projektpartner zur Verfügung gestellt. Insbesondere die Prozessentwicklung erfolgt in enger Kooperation mit der DEGUSSA AG, um eine Umsetzung der Ergebnisse in deren technischen Maßstab sicher zu stellen.