Herstellung von Bioplastik durch Lactobacillus acidophilus
Arzneimittel mit Joghurtbakterien macht Kunststoff
Astrid Rebischke, Sigrid Jauris-Heipke Technik-Garage e.V. 31699 Beckedorf, Jahnstraße 2a; Kontakt; info@technik-garage.de
Biokunststoffe werden gerne als Material der Zukunft bezeichnet, da zu ihrer Herstellung keine oder wenig fossile Vorräte verwendet werden.
Biokunststoffe:
- thermoplastische Stärke
- Celluloseacetat
- Polyhydroxymilchsäure (PLA)
- Polyhydroxybuttersäure (PHB)
Verwendung von Biokunststoffen:
- Lebensmittelverpackungen
- Arzneimittelumhüllungen (z.B. für Kapseln)
- Implantate
- Nahtmaterial für die Medizin
- Müllbeutel für Kompost
- Planen für Landwirtschaft
- uvm.
Vorteile von Biokunststoffen:
- ungiftig
- kompostierbar
- ressourcenschonend
- CO2-neutral
- u.a.
Milchsäurebakterien:
Welche Milchsäurebakterien gibt es?
- Lactobacillen (z.B. Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus)
- Laktokokken (z.B. Streptococcus thermophilus)
- früher wurden auch die Bifidobakterien (z.B. Bifidobacterium bifidum) dazugezählt
Wo findet man Milchsäurebakterien?
- Joghurt, Quark und andere Milchprodukte
- Sauerkraut
- Darm
Unser Ziel: PHB-Produktion durch L. acidophilus
Herkunft der Milchsäurebakterien
Anzuchtmedium
| 10 g | Caseinpepton, trypt. |
| 10 g | Fleischextrakt (MRS: 8 g Eiextrakt |
| 5 g | Hefeextrakt (MRS: 4 g) |
| 20 g | Glucose |
| 1 g | Tween 80 |
| 2 g | K2HPO4 |
| 5 g | Na-Acetat |
| 2 g | (NH4)2HCitrat |
| 0,2 g | MgSO4 x 7 H2O |
| 0,05 g | MnSO4 x H2O |
| ad 1 L | dem. H2O |
Anzuchtbedingungen
37°C, 70 Umdrehungen pro Minute
Anzuchtversuch
- 50 ml M232-Medium werden mit 1/4 Tablette Paidoflor steril beimpft
- Bebrüten der Kultur für mehrere Tage (37°C, 70 rpm)
- nach 1 Tag, 3 Tagen und 6 Tagen werden Proben entnommen
Nachweis von PHB
Durchführung der Färbung mit Sudanschwarz B, Sudanschwarz B färbt Fettpartikel. PHB wird dadurch auch angefärbt. Damit man die Bakterien auch sehen kann, wird mit Safranin gegengefärbt, das alle Bakterien anfärbt.
Färbelösung
0,3 g Sudanschwarz B in 100 ml 70% Ethanol lösen.
Färbung
- Bakterienkultur auf einem Objektträger ausstreichen und trocknen lassen
- Präparat hitzefixieren
- 5 – 10 min mit Sudanschwarz färben
- gegenfärben mit Safranin (0,5%, 5 – 10 sec.)
Anschließend wurden die Objektträger mikroskopiert und das Ergebnis fotografiert.
nach 1 Tag bebrüten
nach 3 Tagen bebrüten
nach 6 Tagen bebrüten
Fazit:
Das Medium M232 eignet sich gut um Lactobacillus acidophilus anzuzüchten (es wurde noch ein Parallelversuch in anderem Medium durchgeführt, bei dem keine L. acidophilus gewachsen sind) die Bebrütungszeit von 6 Tagen erscheint ausreichend zu sein. In einem verlängerten Experiment, bei dem die Kulturen 14 Tage bebrütet wurden, sah man Zellüberreste, wie von Zellen, die sich aufgelöst haben. Es häuften sich während des Wachstums Stoffe in den Bakterienzellen an, die mit Sudanschwarz angefärbt werden können – das könnte PHB sein, muss aber noch mit einer anderen Methode (gaschromatographisch oder durch Umsetzung zu Crotonsäure und fotometrischem Nachweis) überprüft werden.
Ausblick:
Medium noch einmal im Vergleich mit einem anderen Medium testen (eine Bebrütungszeit von 1 Woche ist dabei genug). Andere Methoden zum Nachweis von PHB sollen geprüft werden.
Quellen:
http://www.onmeda.de/ernaehrung/joghurt-herstellung-joghurtproduktion–ablauf-17496-3.html
Burdon Kenneth, Fatty material in bacteria and fungi revealed by staining driend, fixed slide preparations, 1946, Journal of Bacteriology
Esther Gasser , Mikrobielle Synthese von Biopolymeren aus der nachwachsenden Rohstoffquelle Weizenstroh, Doktorarbeit, Uni Mainz, 2014
Khanna S., Srivastava A.K., Recent advances in microbial polyhydroxyalkanoates, 2005, Process Biochemistry
Law J.H., Slepecky R., Asssay of poly-ß-hydroxyburyric acid, 1961, J. Bacteriol
4 Gedanken zu „Herstellung von Bioplastik“