Vor dem Hintergrund einer qualitativen und quantitativen Bestimmung der Pigmente Astaxantin (Ast.), Lutein (Lut.) und β-Carotin (Car.) für ausgewählte phototrophe Mikroorganismen sind verschiedene Zellaufschlussmethoden sowie Extraktionsparameter hinsichtlich deren Eignung untersucht worden. Betrachtet wurden dabei unterschiedliche mechanische und physikalische Methoden.
Bei den pigmentbildenden Mikroalgen handelt es sich um Haem. pluvialis, Chr. zofingiensis und Chl. sorokiniana. Diese wurden mittels Tissue Lyser, Ultra Turrax, French Press, Lyophilisierung, Ultraschallhomogenisierung und wiederholtes Einfrieren und Auftauen aufgeschlossen, anschließend extrahiert und auf ihren Pigmentgehalt untersucht.
Weiterhin fand im Rahmen dieser Arbeit ein Lösungsmittel-screening für die Extraktion der aufgeschlossenen Biomasse mittels accelerated solvent extraction (ASE) statt. Hierzu wurden nach vorausgehender Literaturrecherche Aceton, Dichlormethan, Ethylacetat, n-Hexan, Ethanol und Dimethylsulfoxid als geeignete Lösungsmittel ausgewählt. Weiterhin wurde die etablierte Standardmethode mit einer Lösungsmittelmischung aus Aceton und Methanol im Verhältnis 9 zu 1 (v/v) als Referenzextraktion verwendet. Hierbei sind identische, aufgeschlossene Proben von Haem. pluvialis extrahiert und anschließend miteinander verglichen worden.
Inhaltsverzeichnis
- Abkürzungsverzeichnis
- Symbolverzeichnis
- Zusammenfassung
- Einleitung
- Stand des Wissens - theoretische Grundlagen
- Wertprodukte aus Algen
- B-Carotin
- Lutein
- Astaxanthin
- Produktionsorganismen
- Haematococcus pluvialis
- Chlorella sorokiniana
- Chromochloris zofingiensis
- Zellaufschluss
- Enzymatischer Zellaufschluss
- Chemischer Zellaufschluss
- Mechanischer Zellaufschluss
- Extraktion
- Extraktionsmittel in der Lebensmitteltechnik
- Wertprodukte aus Algen
- Zielstellung
- Material und Methoden
- Material
- Laborgeräte
- Chemikalien
- Verbrauchsmaterialien
- Verwendete Mikroalgen
- Verwendete Kultivierungsmedien
- Kultivierung der verwendeten Mikroalgen
- Vorkulturführung
- PSM-Kultivierung
- Bestimmung der Photonenflussdichte
- Prozessbegleitende Analytik
- Bestimmung der optischen Dichte
- Bestimmung der Biotrockenmassekonzentration
- Probenaufarbeitung
- Ernte und Lyophilisierung
- Zellaufschluss
- Bestimmung des Aufschlussgrades C
- Extraktion
- Accelerated Solvent Extraction
- Manuelle Extraktion
- Probenvorbereitung für die HPLC
- Durchführung der HPLC
- Bestimmung des Pigmentgehaltes
- Material
- Ergebnisse
- Kultivierung
- Zellaufschlüsse
- Extraktion
- Variation des Lösungsmittels
- Variation der Temperatur
- Variation der Extraktionszeit
- Mehrzyklische Extraktion
- Manuelle Extraktion
- Fehlerbetrachtung
- Massebestimmung sowie volumetrische Bestimmung von Flüssigkeiten
- Vorbereitende Schritte für die Kultivierung
- Prozessbegleitende Analytik
- Aufschlussgrad C
- HPLC
- Diskussion
- Allgemeine Vorgehensweise
- Kultivierung der Mikroalgen
- Vergleich der Zellaufschlussmethoden
- Lösungsmittelwahl
- Einfluss der Extraktionsparameter
- Vergleich der ASE mit der manueller Methode
- Ausblick
- Literaturverzeichnis
- Anhang
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Optimierung der Pigmentgewinnung aus phototrophen Mikroorganismen. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung verschiedener Zellaufschlussmethoden und Extraktionsparameter. Ziel ist es, einen effizienten und reproduzierbaren Prozess zur Gewinnung von Pigmenten zu entwickeln.
- Einfluss verschiedener Zellaufschlussmethoden auf die Pigmentgewinnung
- Optimierung von Extraktionsparametern wie Lösungsmittel, Temperatur und Zeit
- Vergleich der Effizienz verschiedener Extraktionsmethoden
- Entwicklung eines effizienten und reproduzierbaren Prozesses zur Pigmentgewinnung
- Analyse der Auswirkungen verschiedener Parameter auf den Pigmentgehalt
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Diese Einleitung stellt den Hintergrund und die Relevanz der Arbeit vor, indem sie die Bedeutung von Pigmenten aus phototrophen Mikroorganismen hervorhebt. Sie beschreibt die Motivation und den Umfang der Arbeit.
- Stand des Wissens - theoretische Grundlagen: Dieser Abschnitt bietet einen umfassenden Überblick über die relevanten wissenschaftlichen Erkenntnisse und Konzepte. Er beleuchtet wichtige Themen wie die Wertprodukte aus Algen, die relevanten Produktionsorganismen und die gängigen Zellaufschluss- und Extraktionsmethoden.
- Material und Methoden: In diesem Kapitel werden die verwendeten Materialien und Methoden detailliert beschrieben. Dies umfasst die verwendeten Laborgeräte, Chemikalien, Mikroalgen, Kultivierungsmedien und die Durchführung der Experimente, einschließlich der Zellaufschluss- und Extraktionsprozesse.
- Ergebnisse: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der durchgeführten Experimente, die sich mit der Kultivierung, dem Zellaufschluss und der Extraktion von Pigmenten befassen. Die Daten werden in Form von Tabellen, Grafiken und Diagrammen dargestellt und interpretiert.
- Fehlerbetrachtung: Dieser Abschnitt analysiert potenzielle Fehlerquellen und deren Einfluss auf die Ergebnisse.
- Diskussion: In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Arbeit im Kontext des aktuellen Standes der Forschung diskutiert und interpretiert. Die Erkenntnisse werden in Bezug auf die Zielstellung der Arbeit betrachtet und mögliche Einschränkungen und zukünftige Forschungsrichtungen werden aufgezeigt.
Schlüsselwörter
Die Arbeit befasst sich mit den Schlüsselthemen Zellaufschluss, Extraktion, Pigmente, Mikroalgen, Phototrophie, HPLC, Accelerated Solvent Extraction und Kultivierung. Insbesondere werden die Auswirkungen verschiedener Zellaufschlussmethoden und Extraktionsparameter auf die Pigmentgewinnung aus verschiedenen phototrophen Mikroorganismen untersucht.
- Arbeit zitieren
- Dominik Hofmann (Autor:in), 2014, Pigmentbestimmung von phototrophen Mikroorganismen. Einfluss verschiedener Zellaufschlussmethoden und Extraktionsparameter, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/594539
