View - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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Kapitel 3: Produktion von 2,5-Diketo-D-Gluconat mit Gluconobacter oxydans<br />
______________________________________________________________________<br />
3.2.1 Optimierung des Wachstums im Schüttelkolben<br />
Zunächst wurde das Zellwachstum in schikanenfreien Schüttelkolben optimiert: in<br />
Medien mit verschiedenen Kohlenstoffquellen (Mannitol, Glucose, Glycerin) und mit<br />
unterschiedlichen Hefeextraktgehalten.<br />
Das Wachstum von Mikroorganismen in unterschiedlichen Nährmedien lässt sich über<br />
die spezifischen Wachstumsgeschwindigkeiten μ miteinander vergleichen. μ kann über<br />
die optische Dichte einer Kultur zu zwei verschiedenen Zeitpunkten berechnet werden:<br />
<br />
μ: spezifische Wachstumsgeschwindigkeit [h -1 ]<br />
OD: Optische Dichte zum Zeitpunkt t n<br />
OD 0 : Optische Dichte zum Zeitpunkt t 0<br />
t<br />
t: Zeit [h]<br />
Formel 3.1: Berechnung der spezifischen Wachstumsgeschwindigkeit μ<br />
ln OD ln OD0<br />
μ ändert sich im Laufe der Fermentation. Voraussetzung für eine Vergleichbarkeit ist<br />
daher, dass bei allen Kulturen μ während der gleichen Wachstumsphase bestimmt wird.<br />
Das war in den folgenden Versuchen stets die exponentielle Wachstumsphase.<br />
3.2.1.1 Einfluss des Hefeextraktgehaltes<br />
Tabelle 3.1 zeigt, welchen Einfluss der Gehalt an Hefeextrakt auf das<br />
Wachstumsverhalten hat (bei gleicher Kohlenstoffquelle = 10 g/L Glucose).<br />
Tabelle 3.1: Einfluss des Hefeextraktgehaltes auf das Wachstum von G. oxydans. Sonstige<br />
Medienzusammensetzung: 10 g/L Glucose, 27 g/L Na-Succinat, 0,25 g/L MgSO 4<br />
Hefeextrakt<br />
[g/L]<br />
μ<br />
[h -1 ]<br />
2 0,27 1,65<br />
5 0,32 1,85<br />
10 0,38 1,85<br />
maximal erreichte OD<br />
(nach 23 Stunden)<br />
Die spezifische Wachstumsgeschwindigkeit μ steigt mit Erhöhung des Hefeextraktgehaltes<br />
leicht an. Die maximal erreichbare OD lässt sich durch Erhöhung der<br />
Konzentration von 2 auf 5 g/L steigern, bleibt jedoch bei weiterer Erhöhung auf 10 g/L<br />
konstant.<br />
Hefeextrakt stört die HPLC-Analytik, und seine Konzentration in den verwendeten<br />
Medien sollte stets möglichst gering sein. Eine Konzentration von 5 g/L ist für<br />
Fermentationen im Rahmen dieser Arbeit daher optimal.<br />
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