Mikrobiologische Übung FI, Teil 2b - Mikrobiologie und Weinforschung

5. Wachstum von Escherichia coli mit Glucose oder Acetat
Bitte zur Vorbereitung Fragen S. 14 beantworten
In dem Experiment wird das aerobe Wachstum von E. coli mit Glucose oder Acetat
als Substrat untersucht. Das Wachstum erfolgt in statischer Kultur (Batchkultur) und
wird anhand der optischen Dichte verfolgt. Aus den beiden Wachstumskurven sollen
verschiedene Wachstumsparameter berechnet werden (Wachstumsrate µ,
Verdopplungszeit t d , Zellertrag Y Glc ), die es ermöglichen das Wachstum auf jedem
der beiden Substrate zu bewerten und miteinander zu vergleichen.
Angewandte Methoden:
1. Trübungsmessung und Bestimmung der optischen Dichte (OD):
Anhand von Trübungsmessungen im Photometer kann das Wachstum einer
Bakterienkultur verfolgt werden. Hierzu wird jeweils 1 ml der wachsenden Kultur
entnommen und in eine Küvette überführt. Im Photometer wird ein Lichtstrahl durch
die Bakterienkultur geschickt, dessen Restintensität nach Durchstrahlen der Kultur
vom Gerät gemessen wird.
Bakterienzellen unterscheiden sich deutlich in ihrem Brechungsindex von dem
umgebenden wässrigen Medium. Wegen der resultierenden Lichtstreuung sieht eine
Bakterienkultur trüb aus. Bis zu einer bestimmten Zelldichte (OD 578 0,5), bei der
sich die Bakterienzellen gegenseitig zu beschatten beginnen, ist die Trübung
proportional der Zellzahl. Die Trübung kann im Photometer wie eine Absorption
gemessen werden. Häufig wird die OD bei 578 nm, 600 nm oder 650 nm gemessen,
weil die meisten Bakterien bei diesen Wellenlängen keine Lichtabsorption besitzen.
Die OD wird gegen Luft als Referenz gemessen. Von diesem Wert wird die OD von
unbewachsenem Medium (=Blindwert) abgezogen.
2. Glucosebestimmung:
Die Bestimmung des Substratverbrauchs während des Wachstums stellt ein
wichtiges Instrument zur Charakterisierung des bakteriellen Stoffwechsels dar. In
diesem Versuch soll der Glucoseverbrauch von E. coli während des aeroben
Wachstums mit Glucose bestimmt werden. Hierzu dient ein enzymatischer Test. Um
den Glucoseverbrauch zu bestimmen, werden zu Anfang der Zucht (t 0 ) und am Ende,
wenn die Bakterien in der stationären Phase sind, Proben von 0,5 ml Kultur
entnommen und abzentrifugiert. Der Überstand kann in den enzymatischen Test
eingesetzt werden und der Glucoseverbrauch kann bestimmt werden. Zusammen mit
den berechneten Parametern aus der Wachstumskurve kann der Zellertrag Y Glc
berechnet werden. Dieser gibt Auskunft darüber wie viel g Zellmasse pro Mol
verbrauchtem Substrat gebildet werden können.
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