Podrobno

Development of sustainable biocatalytic furfurylamine production in a magnetic field-assisted microfluidic reactor
ID Božinović, Marko (Avtor), ID Jereb, Marjan (Avtor), ID Šketa, Borut (Avtor), ID Gaber, Aljaž (Avtor), ID Seručnik, Mojca (Avtor), ID Košmrlj, Janez (Avtor), ID Žnidaršič Plazl, Polona (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (3,91 MB)
MD5: 13337A55F75F1C911E2E13AC6B096118
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.5c04752 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
The increasing demand for furfurylamine (FA), a versatile biobased building block, necessitates the development of efficient and sustainable production processes. This study presents a continuous biocatalytic process for the amination of furfural (FUR) to FA, aligning with green chemistry principles and circular economy strategies. A systematic screening of ω-transaminases (ω-TAs) and amine donors identified N-His$_6$-ATA-wt and (S)-(−)-α-methylbenzylamine as the optimal pair, achieving a 96% FA gross yield within 30 min at equimolar substrate concentrations, surpassing previously reported ω-TA-based FA productions. To enable biocatalyst long-term use in continuous processes, the enzyme was covalently immobilized on synthesized and functionalized magnetite nanoparticles (MNPs) using glutaraldehyde (GA) as a cross-linker. At optimized immobilization conditions, 92.8% recovered activity was achieved with 80 mg enzyme/g dry MNPs and 2% (v/v) GA in a batch process. The immobilized biocatalyst was integrated into a custom 3D-printed magnetic field-assisted microreactor and evaluated in continuous-flow operation for 18 days. The system reached a maximum space-time yield of 1.07 g/(L h) and a total turnover number of 2.04 × 10$^7$. These results, along with favorable green chemistry metrics, highlight the potential of this integrated approach─combining enzyme engineering, nanomaterials, and flow technology─for scalable and sustainable FA production.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:biocatalysis, microreactor, furfurylamine, biomass valorization, furfural, ω-transaminase, magnetite nanoparticles, enzyme immobilization, green chemistry, amines, nanoparticles, peptides, proteins, phosphates
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2025
Št. strani:Str. 15887-15896
Številčenje:Vol. 13, iss. 38
PID:20.500.12556/RUL-173339 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:66.023.2.098:547.7
ISSN pri članku:2168-0485
DOI:10.1021/acssuschemeng.5c04752 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:249049091 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:16.09.2025
Število ogledov:269
Število prenosov:102
Zbirka:To gradivo je zbirka in zajema 1 gradivo.
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:ACS sustainable chemistry & engineering
Skrajšan naslov:ACS sustain. chem. & eng.
Založnik:American Chemical Society
ISSN:2168-0485
COBISS.SI-ID:519846169 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:biokataliza, mikroreaktor, furfurilamin, valorizacija biomase

Projekti

Financer:EC - European Commission
Program financ.:HE
Številka projekta:101073089
Naslov:Green and digital continuous-flow pharmaceutical manufacturing
Akronim:GreenDigiPharma

Financer:EC - European Commission
Program financ.:HE
Številka projekta:101160108
Naslov:Twinning for Building Excellence and Innovative Solutions in Flow Catalysis
Akronim:FLOWCAT

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0191
Naslov:Kemijsko inženirstvo

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J4-4562
Naslov:Intenzifikacija biokatalitskih procesov z uporabo evtektičnih topil v mikropretočnih sistemih za trajnostno valorizacijo odpadkov - BioInDES

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0342
Naslov:Novi mikrobioreaktorji za širitev kemijskega prostora prilagodljivih kiralnih aminov

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0230
Naslov:Organska kemija: sinteza, struktura in aplikacija

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0140
Naslov:Proteoliza in njena regulacija pri zdravju in boleznih

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Program financ.:Young researchers

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:I0-0022
Naslov:Mreža raziskovalnih infrastrukturnih centrov Univerze v Ljubljani (MRIC UL)

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Zbirka

To gradivo je zbirka in zajema
  1. Sustainable furfural valorization
To gradivo je del naslednjih zbirk del:
  1. Sustainable furfural valorization

Nazaj