Biophysikalische Vorgänge in Biofilmen von Haematococcus pluvialis während der Kultivierung in Porus Substrate Photobioreaktoren:
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| Published: |
Köln
[2020]
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABSTRACT
............................................................................................................................................................II
KURZZUSAMMENFASSUNG
.............................................................................................................................
IV
INHALTSVERZEICHNIS
.......................................................................................................................................
VI
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
...............................................................................................................................
IX
1
EINLEITUNG
................................................................................................................................................
1
1.1
HAEMATOCOCCUS
PLUVIALIS
...............................................................................................................
1
1.2
ASTAXANTHIN
.....................................................................................................................................
3
1.3
ASTAXANTHINBIOSYNTHESE
IN
HAEMATOCOCCUS
PLUVIALIS
...............................................................
4
1.4
BIOTECHNOLOGISCHE
HERSTELLUNG
VON
ASTAXANTHIN
AUS
H.
PLUVIALIS
...........................................
6
1.4.1
KONVENTIONELLE
HERSTELLUNG
IN
SUSPENSIONSKULTUR
...........................................................................
6
1.4.2
IMMOBILISIERTE
KULTIVIERUNGSVERFAHREN
...........................................................................................
9
1.5
ZIELSETZUNG
UND
FORSCHUNGSGEGENSTAND
..................................................................................
12
2
MATERIAL
UND
METHODEN
...................................................................................................................
13
2.1
MIKROALGENSTAMM
.......................................................................................................................
13
2.2
KULTURMEDIEN
................................................................................................................................
13
2.3
KULTIVIERUNG
VON
H.
PLUVIALIS
IN
SUSPENSION
..............................................................................
14
2.3.1
KULTURBEDINGUNGEN
.......................................................................................................................
14
2.4
IMMOBILISIERTE
KULTIVIERUNG
VON
H.
PLUVIALIS
.............................................................................
15
2.4.1
AUFBAU
DES
POROUS
SUBSTRATE
PHOTOBIOREACTORS
IM
LABORMASSSTAB
...............................................
15
2.4.2
ALLGEMEINE
KULTIVIERUNGSBEDINGUNGEN
.........................................................................................
16
2.4.3
IMMOBILISIERUNG
VON
H.
PLUVIALIS
...................................................................................................
17
2.4.4
BESTIMMUNG
DER
MIKROALGENBIOMASSE
.........................................................................................
18
2.4.5
ANFERTIGUNG
VON
KRYOTOMSCHNITTEN
..............................................................................................
19
2.4.5.1
BESTIMMUNG
VON
ZELLDURCHMESSERN
IN
VERSCHIEDENEN
TIEFENREGIONEN
.................................
20
2.4.6
PIGMENTBESTIMMUNG
.....................................................................................................................
20
2.4.6.1
PIGMENTAUFBEREITUNG
...........................................................................................................
20
2.4.6.2
BESTIMMUNG
DES
ASTAXANTHINGEHALTS
..................................................................................
20
2.4.6.3
BESTIMMUNG
DES
CHLOROPHYLLGEHALTES.................................................................................
21
2.4.6.4
BESTIMMUNG
DER
PIGMENTKONZENTRATIONEN
PRO
TIEFE
...........................................................
22
2.5
WACHSTUMSVERSUCHE
....................................................................................................................
23
2.5.1
WACHSTUMSRATEN
UND
ASTAXANTHINAKKUMULATIONSRATEN
..............................................................
23
2.5.2
STATISTISCHE
ANALYSE.....................................................................................................................
24
2.6
MIKROSENSORMESSUNGEN
...............................................................................................................
25
2.6.1
KULTIVIERUNGSBEDINGUNGEN
UND
EXPERIMENTELLER
AUFBAU
................................................................
25
2.6.2
MESSUNG
GELOESTER
SAUERSTOFFPROFILE
...............................................................................................28
2.6.3
PHOTOSYNTHESEMESSUNGEN
............................................................................................................
29
2.6.4
LICHTMESSUNGEN
............................................................................................................................
31
3
ERGEBNISSE
..............................................................................................................................................
32
3.1
AUSWIRKUNGEN
VERSCHIEDENER
KULTIVIERUNGSBEDINGUNGEN
AUF
DIE
BIOMASSEN
UND
PIGMENTPRODUKTION
....................................................................................................................................
32
3.1.1
BIOMASSENZUNAHME.....................................................................................................................
32
3.1.2
WACHSTUMSRATEN
..........................................................................................................................
34
3.1.3
ASTAXANTHINAKKUMULATION
............................................................................................................
38
3.1.4
CHLOROPHYLLKONZENTRATIONEN
.........................................................................................................
40
3.1.5
ASTAXANTHIN-CHLOROPHYLL-KOEFFIZIENTEN
.........................................................................................
41
3.2
EFFEKT
VON
LICHT
UND
NAEHRSTOFFMANGEL
AUF
DIE
SAUERSTOFF
UND
LICHTVERTEILUNG
IN
H.
PLUVIALIS
BIOFILMEN
.......................................................................................................................................
43
3.2.1
SAUERSTOFFPROFILE
...........................................................................................................................
43
3.2.2
DUNKELPROFILE
................................................................................................................................
45
3.2.3
LIGHT-DARK-SHIFT-PROFILE
.................................................................................................................
46
3.2.4
LICHTMESSUNGEN
............................................................................................................................
48
3.3
EFFEKT
VON
LICHT
UND
NAEHRSTOFFMANGEL
AUF
DIE
BIOFILMSTRUKTUR
............................................51
3.3.1
KRYOTOMSCHNITTE
............................................................................................................................
52
3.3.2
VERTEILUNG
VON
ZELLDURCHMESSERN
INNERHALB
VON
TIEFENREGIONEN
..................................................
54
3.3.3
PIGMENTVERTEILUNG
INNERHALB
DER
TIEFENREGIONEN
..........................................................................
59
4
DISKUSSION
..............................................................................................................................................
62
4.1
BIOMASSENZUNAHME
UND
ASTAXANTHINAKKUMULATION
...............................................................
62
4.2
PIGMENTVERHAELTNISSE
UND
PHYLOGENIE
.........................................................................................
65
4.2.1
EINFLUESSE
DER
PIGMENTVERHAELTNISSE
AUF
DIE
BIOMASSENZUNAHME
UND
ASTAXANTHINAKKUMULATION...
67
4.3
BIOPHYSIKALISCHE
VORGAENGE
IN
H.
PLUVIALIS
BIOFILMEN
..............................................................
68
4.3.1
LICHTVERTEILUNG
UND
PIGMENTADAPTATION
........................................................................................
68
4.3.2
BIOFILMSTRUKTUR
UND
LICHTPENETRATION
............................................................................................
69
4.4
SAUERSTOFFPRODUKTION
UND
PHOTOSYNTHESE
IN
H.
PLUVIALIS
BIOFILMEN
.....................................
71
5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
UND
AUSBLICK
...................................................................................................
75
5.1
ZUSAMMENFASSUNG
DER
FORSCHUNGSERGEBNISSE
.........................................................................
75
5.2
WEITERENTWICKLUNG
UND
ETABLIERUNG
DES
VERFAHRENS
ZUR
INDUSTRIELLEN
KULTIVIERUNG
VON
H.
PLUVIALIS
DURCH
TL-PSBRS
.............................................................................................................................
77
5.3
AUSBLICK
..........................................................................................................................................
80
6
REFERENZEN
............................................................................................................................................
82
VII
7
APPENDIX
...................................................................................................................................................
I
7.1
ASTAXANTHIN-AKKUMULATIONSRATEN
................................................................................................
I
7.2
R-SKRIPT
ZUR
AUSWERTUNG
VON
SAUERSTOFFMESSUNGEN
................................................................
HI
7.3
R-SKRIPT
ZUR
AUSWERTUNG
VON
LIGHT-DARK-SHIFT
MESSUNGEN
.....................................................IX
7.4
R-SKRIPT
ZUR
AUSWERTUNG
VON
LICHT-PROFILEN
............................................................................
XIII
VIII
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
ABSTRACT
.II
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
IV
INHALTSVERZEICHNIS
.
VI
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
.
IX
1
EINLEITUNG
.
1
1.1
HAEMATOCOCCUS
PLUVIALIS
.
1
1.2
ASTAXANTHIN
.
3
1.3
ASTAXANTHINBIOSYNTHESE
IN
HAEMATOCOCCUS
PLUVIALIS
.
4
1.4
BIOTECHNOLOGISCHE
HERSTELLUNG
VON
ASTAXANTHIN
AUS
H.
PLUVIALIS
.
6
1.4.1
KONVENTIONELLE
HERSTELLUNG
IN
SUSPENSIONSKULTUR
.
6
1.4.2
IMMOBILISIERTE
KULTIVIERUNGSVERFAHREN
.
9
1.5
ZIELSETZUNG
UND
FORSCHUNGSGEGENSTAND
.
12
2
MATERIAL
UND
METHODEN
.
13
2.1
MIKROALGENSTAMM
.
13
2.2
KULTURMEDIEN
.
13
2.3
KULTIVIERUNG
VON
H.
PLUVIALIS
IN
SUSPENSION
.
14
2.3.1
KULTURBEDINGUNGEN
.
14
2.4
IMMOBILISIERTE
KULTIVIERUNG
VON
H.
PLUVIALIS
.
15
2.4.1
AUFBAU
DES
POROUS
SUBSTRATE
PHOTOBIOREACTORS
IM
LABORMASSSTAB
.
15
2.4.2
ALLGEMEINE
KULTIVIERUNGSBEDINGUNGEN
.
16
2.4.3
IMMOBILISIERUNG
VON
H.
PLUVIALIS
.
17
2.4.4
BESTIMMUNG
DER
MIKROALGENBIOMASSE
.
18
2.4.5
ANFERTIGUNG
VON
KRYOTOMSCHNITTEN
.
19
2.4.5.1
BESTIMMUNG
VON
ZELLDURCHMESSERN
IN
VERSCHIEDENEN
TIEFENREGIONEN
.
20
2.4.6
PIGMENTBESTIMMUNG
.
20
2.4.6.1
PIGMENTAUFBEREITUNG
.
20
2.4.6.2
BESTIMMUNG
DES
ASTAXANTHINGEHALTS
.
20
2.4.6.3
BESTIMMUNG
DES
CHLOROPHYLLGEHALTES.
21
2.4.6.4
BESTIMMUNG
DER
PIGMENTKONZENTRATIONEN
PRO
TIEFE
.
22
2.5
WACHSTUMSVERSUCHE
.
23
2.5.1
WACHSTUMSRATEN
UND
ASTAXANTHINAKKUMULATIONSRATEN
.
23
2.5.2
STATISTISCHE
ANALYSE.
24
2.6
MIKROSENSORMESSUNGEN
.
25
2.6.1
KULTIVIERUNGSBEDINGUNGEN
UND
EXPERIMENTELLER
AUFBAU
.
25
2.6.2
MESSUNG
GELOESTER
SAUERSTOFFPROFILE
.28
2.6.3
PHOTOSYNTHESEMESSUNGEN
.
29
2.6.4
LICHTMESSUNGEN
.
31
3
ERGEBNISSE
.
32
3.1
AUSWIRKUNGEN
VERSCHIEDENER
KULTIVIERUNGSBEDINGUNGEN
AUF
DIE
BIOMASSEN
UND
PIGMENTPRODUKTION
.
32
3.1.1
BIOMASSENZUNAHME.
32
3.1.2
WACHSTUMSRATEN
.
34
3.1.3
ASTAXANTHINAKKUMULATION
.
38
3.1.4
CHLOROPHYLLKONZENTRATIONEN
.
40
3.1.5
ASTAXANTHIN-CHLOROPHYLL-KOEFFIZIENTEN
.
41
3.2
EFFEKT
VON
LICHT
UND
NAEHRSTOFFMANGEL
AUF
DIE
SAUERSTOFF
UND
LICHTVERTEILUNG
IN
H.
PLUVIALIS
BIOFILMEN
.
43
3.2.1
SAUERSTOFFPROFILE
.
43
3.2.2
DUNKELPROFILE
.
45
3.2.3
LIGHT-DARK-SHIFT-PROFILE
.
46
3.2.4
LICHTMESSUNGEN
.
48
3.3
EFFEKT
VON
LICHT
UND
NAEHRSTOFFMANGEL
AUF
DIE
BIOFILMSTRUKTUR
.51
3.3.1
KRYOTOMSCHNITTE
.
52
3.3.2
VERTEILUNG
VON
ZELLDURCHMESSERN
INNERHALB
VON
TIEFENREGIONEN
.
54
3.3.3
PIGMENTVERTEILUNG
INNERHALB
DER
TIEFENREGIONEN
.
59
4
DISKUSSION
.
62
4.1
BIOMASSENZUNAHME
UND
ASTAXANTHINAKKUMULATION
.
62
4.2
PIGMENTVERHAELTNISSE
UND
PHYLOGENIE
.
65
4.2.1
EINFLUESSE
DER
PIGMENTVERHAELTNISSE
AUF
DIE
BIOMASSENZUNAHME
UND
ASTAXANTHINAKKUMULATION.
67
4.3
BIOPHYSIKALISCHE
VORGAENGE
IN
H.
PLUVIALIS
BIOFILMEN
.
68
4.3.1
LICHTVERTEILUNG
UND
PIGMENTADAPTATION
.
68
4.3.2
BIOFILMSTRUKTUR
UND
LICHTPENETRATION
.
69
4.4
SAUERSTOFFPRODUKTION
UND
PHOTOSYNTHESE
IN
H.
PLUVIALIS
BIOFILMEN
.
71
5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
UND
AUSBLICK
.
75
5.1
ZUSAMMENFASSUNG
DER
FORSCHUNGSERGEBNISSE
.
75
5.2
WEITERENTWICKLUNG
UND
ETABLIERUNG
DES
VERFAHRENS
ZUR
INDUSTRIELLEN
KULTIVIERUNG
VON
H.
PLUVIALIS
DURCH
TL-PSBRS
.
77
5.3
AUSBLICK
.
80
6
REFERENZEN
.
82
VII
7
APPENDIX
.
I
7.1
ASTAXANTHIN-AKKUMULATIONSRATEN
.
I
7.2
R-SKRIPT
ZUR
AUSWERTUNG
VON
SAUERSTOFFMESSUNGEN
.
HI
7.3
R-SKRIPT
ZUR
AUSWERTUNG
VON
LIGHT-DARK-SHIFT
MESSUNGEN
.IX
7.4
R-SKRIPT
ZUR
AUSWERTUNG
VON
LICHT-PROFILEN
.
XIII
VIII |
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| spelling | Koepsell, Frederik Udo Manfred Verfasser (DE-588)1225894638 aut Biophysikalische Vorgänge in Biofilmen von Haematococcus pluvialis während der Kultivierung in Porus Substrate Photobioreaktoren vorgelegt von Frederik Udo Manfred Koepsell Köln [2020] IX, 95 Seiten, xvii Illustrationen, Diagramme 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Dissertation Universität Köln 2020 2\p Haematococcus pluvialis (DE-588)4546834-5 gnd 3\p Photoreaktor (DE-588)4174543-7 gnd 4\p Astaxanthin (DE-588)4362622-1 gnd 5\p Enzymsubstrat (DE-588)4311292-4 gnd 6\p Urbarmachung (DE-588)4333504-4 gnd (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content B:DE-101 application/pdf https://d-nb.info/1234404362/04 Inhaltsverzeichnis DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=033274573&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis 1\p dnb 20210806 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#dnb 2\p aepgnd 0,30455 20210726 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#aepgnd 3\p aepgnd 0,17556 20210726 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#aepgnd 4\p aepgnd 0,05748 20210726 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#aepgnd 5\p aepgnd 0,04706 20210726 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#aepgnd 6\p aepgnd 0,04055 20210726 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#aepgnd |
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