Sicherheitsfermentation mit mikroverkapselten Systemen:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
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| adam_text | Titel: Sicherheitsfermentation mit mikroverkapselten Systemen
Autor: Eberle, Andreas
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Andreas Eberle, Berlin Sicherheitsfermentation mit mikroverkapselten Systemen Reihe 17 : Biotechnik Nr. 156
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis Symbolverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Zusammenfassung ..................................................1 1 Einleitung ..........................................................3 2 Stand des Wissens ..................................................5 2. 1 Gentechnik-Gesetz .............................................5 2. 1. 1 Entstehungsgeschichte....................................5 2. 1.2 Gentechnikgesetz heute ...................................6 2.1.3 Gentechniksicherheitsverordnung (GenTSV)...................6 2. 1. 4 Angewandte Sicherheitstechnik im Sinne des GenTG und der GenTSV .........................................7 2. 2 Organismen...................................................8 2. 2. 1 Escherichia coli ..........................................8 2. 2. 2 Bacillus subtilis ..........................................10 2.2.3 Saccharomyces cerevisiae ................................10 2.3 Immobilisierungsmethoden ......................................11 2. 3. 1 Immobilisierungsmethoden im Überblick......................11 2. 3. 2 Verkapselungsverfahren ..................................12 2. 4 Ausschlußgrenzen.............................................14 2. 5 Biozide ......................................................15 2. 5. 1 T4-Phagen.............................................15 2. 5. 2 Lysozym...............................................16 2. 5. 3 Endo-ß-1,4(3)-Glucanase .................................17 2. 5. 4 Antibiotika..............................................17 3 Problemstellung....................................................21 4 Material und Methode ...............................................23 4. 1 Verkapselungsapparatur, -anlage.................................23 4. 2 Verkapselungsverfahren und Modifizierung .........................25 4. 3 Reaktor......................................................26 4.4 Arbeitskonzept
und Gesamtanlage................................27 4.4. 1 Verkapselung...........................................27
/| Inhaltsverzeichnis 4. 4. 2 Verweilzeit der Kapseln im Fällbad ..........................28 4. 4. 3 Kultivierung ............................................28 4. 4. 4 Kultivierung freier Mikroorganismen .........................29 4. 5 Mikroorganismen ..............................................30 4. 6 Wahl der Biozide ..............................................31 4. 6. 1 Effektivität..............................................31 4. 6. 2 Streptomycinsulfattransport durch eine Flachmembran..........32 4. 7 Einfluß der Medien auf Kapselfestigkeit ............................33 4. 8 Ausschlußgrenze der Kapselmembran.............................34 4.8.1 Bestimmung der Ausschlußgrenze ..........................35 4. 8. 2 Variation der Ausschlußgrenze .............................35 4. 9 Analytik......................................................36 4. 9. 1 Glucosebestimmung .....................................36 4. 9. 2 Biomassekonzentration ...................................37 4. 9. 3 Lebendzellzahl-Bestimmung (I.. 1 . 7 .) mit Hilfe des MTT-Testes .....37 4. 9. 4 Messung der optischen Dichte .............................38 4. 9. 5 Berechnung der maximalen spezifischen Wachstumsrate........38 4. 9. 6 Ermittlung des Ausbeutekoeffizienten........................39 4. 9. 7 Berechnung relevanter Fermentationsgrößen (Q 02 , Q coz , k L a, RQ) . 39 4. 9. 8 Gelelektrophorese .......................................43 4. 9. 9 TOC-Messung ..........................................46 4. 9. 10 Gesamtkohlenhydrattest..................................46 5 Ergebnisse ........................................................48 5. 1 Modifiziertes Verkapselungsverfahren .............................48 5. 2 Einfluß der Medien auf die Kapselstabilität..........................48 5. 2. 1 Steigender Endwert mit steigender Konzentration ..............48 5. 2. 2 Fallender Endwert mit steigender
Konzentration................49 5.2.3 Steigende Stabilität über den Wert der Anfangsstabilitat.........50 5. 2. 4 Vergleich von großen und kleinen Kapseln....................53 5. 2. 5 Einfluß unterschiedlicher pH-Werte auf die Kapselstabilität.......54 5. 3 Wahl der Biozide ..............................................55 5. 3. 1 Effektivität und Auswahl...................................55 5. 3. 2 Messung des Streptomycintransportes durch eine Flachmembran . 58 5. 4 Ausschlußgrenze..............................................60 5. 4. 1 Bestimmung der Ausschlußgrenze..........................60 5. 4. 2 Variation der Ausschlußgrenze.............................61 5. 5 Kultivierung der Mikroorganismen.................................67
Inhaltsverzeichnis /|| 5. 5. 1 Escherichia coli .........................................67 5. 5. 2 Bacillus subtilis ..........................................71 5. 5. 3 Saccharomyces cerevisiae ................................74 6 • Fehlerbetrachtung..................................................78 7 Diskussion ........................................................ 80 7.1 Einfluß der Medien auf die Kapselstabilität..........................80 7.1.1 Physikalische Effekte.....................................30 7.1.2 Chemische Effekte.......................................83 7.2 Ausschlußgrenze..............................................86 7. 2. 1 Bestimmung der Ausschlußgrenze..........................86 7. 2. 2 Variation der Ausschlußgrenze.............................87 7. 3 Biozide......................................................90 7. 4 Verkapselungsverfahren ........................................92 7. 4. 1 Verkapselungsapparatur..................................92 7. 4. 2 Modifiziertes Verkapselungsverfahren .......................93 7. 4. 3 Arbeitskonzept..........................................93 7. 5 Kultivierung der Mikroorganismen.................................95 7. 5. 1 Kultivierung freier Mikroorganismen .........................95 7. 5. 2 Kultivierung verkapselter Mikroorganismen ...................96 8 Ausblick ..........................................................99 9 Literatur..........................................................100
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