Enzymatische Herstellung neuartiger Esteröle für Kosmetika auf Basis nachwachsender Rohstoffe

Wiss. Kontakte und Kooperationen: Degussa Care Specialties; Goldschmidt AG, Essen; Institut für Molekulare Enzymtechnologie, Heinrich-Heine Universität Düsseldorf; Forschungszentrum Jülich

Die Umsetzung von Polyglycerol mit Laurinsäure zur Herstellung neuartiger Esteröle führt zu einem vielfältigen Produktgemisch. So finden sich bei der Analyse der Reaktionsmischungen neben den Ausgangsverbindungen unterschiedlich häufig veresterte Polyglycerole. Die Trennung und quantitative Bestimmung der einzelnen Produkte mit Hilfe von HPLC stellt eine zentrale Aufgabe dar. Dazu wurden Edukt- und Produktgemische mit Hilfe verschiedener Chromatographiesäulen aufgetrennt und mit Hilfe eines Lichtstreudetektors verfolgt. Zusätzlich wurde der Reaktionsverlauf über die Bestimmung der Säurezahl verfolgt, welche die Abreaktion der Laurinsäure aufzeigt.

Um den Einfluss der Viskosität auf den Massentransport innerhalb des Reaktors bestimmen zu können, wurden sowohl Temperatur-abhängige als auch Substanzabhängige Messungen der Viskosität vorgenommen. Temperaturabhängige Aktivitätsmessungen konnten hinsichtlich der Massentransportprobleme zeigen, dass sich die Viskositätsverminderung auf Grund der Temperaturerhöhung positiv auf die Reaktionsgeschwindigkeit auswirkt. Die zuvor gemachten Viskositätsmessungen zeigen weiterhin, dass sich durch ein verändertes Mischungsverhältnis der Edukte die Viskosität über die Temperatureffekte hinaus verringern lässt.

Auf Grund der Thermostabilität des Enzyms gibt es für die Überwindung der Viskositätsproblematik mehrere Lösungsansätze: In erster Linie die Erhöhung der Temperatur was ein neues thermostabiles Enzym erfordert. Weiterhin kann durch geeignete Steuerung der Edukt-Zugabe die Viskosität kontrolliert und somit verringert werden. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines Reaktors für die biokatalytische Acylierung von Polyglycerol in viskosen Medien.

Stichwörter

• Biokatalyse in lösungsmittelfreier Umgeb
• Chemische Verfahrenstechnik
• Entwicklung nachhaltiger Prozesse
• Enzymkatalysierte Synthese
• Fettsäureestern
• Vsikose Produkte