Einsatz bioanalytischer Systeme bei der industriellen Produktion von Pharmaaminosäuren

Abstract

Aminosäuren finden in den verschiedensten Bereichen vielfältigen Einsatz. Hauptanwendungsgebiete sind die Nahrungsmittel- (50%), Futtermittel (30%)- und pharmazeutische (20%) Industrie. In der pharmazeutischen Industrie werden Aminosäuren höchster Reinheit benötigt. Ein sehr wichtiges Beispiel ist die Verwendung für prä- oder postoperative parenterale Ernährung. In der Kosmetikindustrie dienen Aminosäuren als Ausgangssubstanzen für die Herstellung hochwertiger Hautcremes. Für die Gewinnung von Aminosäuren stehen diverse großtechnische Verfahren zur Verfügung: die Extraktion aus nachwachsenden Rohstoffen, die fermentative Gewinnung, die chemische Synthese und die Biotransformation. Über diese Verfahren wird eine geschätzte Jahresproduktion von weltweit ca. 3. Mrd. Tonnen hergestellt. Bei der AMINO GmbH werden Aminosäuren für den pharmazeutischen Markt aus nachwachsenden Rohstoffen wie Zuckerrübenmelasse über chromatographische Verfahren und Biotransformationen (enzymatische Katalyse) gewonnen. Hierbei ist eine On-line-Prozesskontrolle unabdingbar. Durch die optimierte Kontrolle und Führung des Bioprozesses können Ressourcen eingespart werden. Daraus ergeben sich direkt Umweltentlastungen und Kostenersparnisse. Mit den bisher erzielten Ergebnissen kann eine 20% höhere Produktkonzentration erreicht werden. Dieses entspricht – gerechnet auf die nachfolgenden Aufarbeitungsschritte – einer Ersparnis von 200 bis 300 t Dampf pro Jahr (20% der Produkt spezifischen Energiekosten). Ebenfalls einsparen lassen sich bis zu 2000 m3 Abwasser (entsprechend 0,4 t COD) pro Jahr. Letztendlich ist es das Ziel mit Hilfe der bioanalytischen Verfahren pro Jahr 3,5 t Serin und 0,5 t Indol durch eine 30% höhere Produktausbeute einsparen zu können. Es zeigt sich somit, dass der Einsatz moderner bioanalytischer Verfahren wie der 2-D-Fluoreszenzspektroskopie durchaus zu einer Verbesserung der ökonomischen als auch der ökologischen Faktoren eines industriellen Prozesses führen kann.