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

Neuartige Esteröle, welche innerhalb dieses Projektes hergestellt werden sollen, basieren auf Polyglycerol, Behenylalkohol oder Sorbitol und sind über klassische Synthesen nicht zugänglich. Die Limitierungen bei der lösungsmittelfreien Produktion sind die Viskosität, der Unterschied in der Polarität und der Stabilität der Ausgangssubstanzen bei erhöhter Temperatur. Auf Grund dieser Limitierungen wurde ein neuer Bioprozess basierend auf Enzymen entwickelt, der während der Synthese das Entfernen des entstehenden Reaktionswasser möglich macht . Letztendlich wurde die Produktion im repetitive batch mode im kg-Maßstab über zwei Tage bei niedriger Temperatur von 75°C durchgeführt.

Es wurde gezeigt, dass Novozym 435 sowohl was die Stabilität angeht als auch die Aktivität ein gutes Potential besitzt, um die lösungsmittelfreie Umsetzung von Polyglycerol und Laurinsäure zu katalysieren. Bei der Verwendung von cross-linked-enzyme-aggregates mit Novozym 435 fällt im Allgemeinen auf, dass die Synthese der Polyglycerolester deutlich langsamer erfolgt. Weiterhin wurde Lipase B auf Sepabeads EC immobilisiert. Es war eine dem Novozym 435 vergleichbare Aktivität in der Umsetzung der Fettsäure zu beobachten.

Vorteile des entwickelten Bioprozesses sind die Anwendung von erneuerbaren Rohstoffen und die milden Reaktionsbedingungen bei der enzymatischen Umsetzung. Dies reduziert Reinigungs- und Aufarbeitungsschritte sowie die Produktion von Abfällen. Die reduzierte Temperatur im Vergleich zur chemischen Synthese führt zusätzlich zu einem geringeren Energieverbrauch.

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Stichwörter

• Chemische Verfahrenstechnik
• Entwicklung nachhaltiger Prozesse
• Enzymkatalysierte Synthese
• Fettsäureestern
• Viskose Produkte