DD229430A1 - Verfahren zur kontrolle des wachstums von mikroorganismen in biologischen systemen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle des Wachstums von Mikroorganismen in biologischen Systemen. Sie ist in der Biotechnologie anwendbar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kontrolle des Wachstums und der Konzentrationsveraenderung von Hefen und/oder Bakterien unabhaengig von den Medieneigenschaften und mit einer verzoegerungsfreien Darstellung der Messwerte zu entwickeln. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass ein eindeutiger, reproduzierbarer Zusammenhang zwischen der Ultraschallabsorption longitudinaler Wellen im MHz-Bereich und dem sich auf Grund von Wachstumsvorgaengen aendernden Hefe- oder Bakterienanteil in unterschiedlichen Fermentationssystemen gefunden wurde. Durch Vergleichsmessungen mit direkten Methoden zur Biomassekonzentrationsbestimmung sind die Ultraschallabsorptionen entsprechenden Hefe- oder Bakterienkonzentrationen zuordenbar.
Description
Verfahren zur Kontrolle des Wachstums von Mikroorganismen in biologischen Systemen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle des Wachstums und der Konzentrationsveränderung von Hefen oder Bakterien während des Fermentationsprozesses· Die Messung des Anteils der Biomasse wird besonders in solchen Fermentationssystemen möglich, deren Medieneigenschaften bisher bekannten Verfahren zur Bestimmung der Biomassekonzentration entgegenstehen· Die Erfindung ist in die IPK C 12 N und C 12 Q einzuordnen.
Die bekannteste Bestimmung der Biomassekonzentration erfolgt gravimetrisch (R· Dickscheit, A, Oanke "Handbuch der mikrobiologischen Laboratoriurastechnik", Dresden 1971). Dabei wird Fermentorablauf bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und der Rückstand ausgewogen. Der Nachteil dieser Methode ist der große Zeitbedarf fur die Durchführung der Bestimmung. Die Aktualität des Meßwertes ist damit in Frage gestellt.
Andere Verfahren zur Kontrolle des Wachstums und der Konzentrationsveränderung von Hefen oder Bakterien beruhen auf optischen Methoden zur Messung der Trübung oder der Absorption in Fermentationsmedien (G· Kortüm "Kolorimetrie, Photometric und
Spektrometrie", Berlin-Heidelberg 1962). Durch den Vergleich mit gravimetrisch ermittelten Biomassekonzentrationen ist die physikalische Bewertung der gewonnenen Meßdaten möglich. Die Anwendung optischer Verfahren ist auf Fermentationsmedien beschränkt, deren optische Eigenschaften die Meßwertermittlung nicht störend beeinflussen.
V/eitere bekannte Möglichkeiten der Kontrolle des Wachstums von Mikroorganismen und der Konzentrationsbestimmung von Biomassen bestehen in der Ermittlung des Stickstoffverbrauchs der Ferraentationskultur oder der Messung des durch die Mikroorganismen gebildeten Kohlendioxyds· Die aus dem Vergleich mit gravimetrischen Konzentrationsbestiraraungen erhaltenen Ergebnisse beider Methoden unterliegen den Einflüssen des jeweiligen Fermentationsregimes· Die Verfahren sind somit nicht universell einsetzbar«
Die Erfindung stellt sich das Ziel, das Wachstum und die Konzentrationsveränderung von Hefen oder Bakterien im flüssigen Medium während des Fermentationsprozesses zu verfolgen· Dabei soll gewährleistet werden, daß die Messungen sowohl innerhalb als auch außerhalb des Fermentationsgefäßes möglich sind und die Meßwertermittlungen keinen manuellen Aufwand erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kontrolle des Wachstums und der Konzentrationsveränderung von Hefen oder Bakterien während des Ferraentationsprozesses zu entwickeln, wobei die Messung unabhängig von den spezifischen Medieneigenschaften erfolgen und die Aktualität der Meßwerte gewährleistet werden soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Fermentationskultur ein Ultraschallgeber und ein Ultraschallempfänger, die sich in einem definierten Abstand befinden, eingetaucht werden und die durch das Wachstum und die Konzentrationsveränderungen der Hefen oder Bakterien hervorgerufene Absorption der Ultraschallwellen bestimmt wird. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Ultraschallabsorption in solch komplizierten Mehrphasensystemen eindeutig mit dem Anteil der Hefen oder Bakterien korreliert und solche Werte hat, daß eine Messung im Bereich von 2 bis IO MHz möglich ist und die erforderliche Genauigkeit erreicht wird. Durch Vergleichsmessungen kann jeder Absorptionswert einem Wert des Biomassegehaltes zugeordnet werden·
AusfOhrungsbeispiele Beispiel 1
Die Ultraschallabsorption o£ wurde bei einer Frequenz f = 2 MHz mit einem Impulsverfahren bei konstantem Wandlerabstand in Fermentationssystemen, bestehend aus Hefen und Melasse als Substrat sowie Hefen und Sulfitablauge als Substrat bestimmt. Abbildung 1 zeigt die Abhängigkeit der Änderung der Ultraschall· absorption vom Hefegehalt·
Im Rahmen des angegebenen Meßfehlers ist ein linearer Zusammenhang zwischen Ultraschallabsorption und Hefegehalt vorhanden.
In der Abbildung 2 ist die gemessene Abhängigkeit der Änderung der Ultraschallabsorption vom Bakteriengehalt in einem Fermentationssystem mit Methanol als Substrat dargestellt. Im Rahmen des angegebenen Meßfahlers ist auch in diesem Beispiel ein linearer Zusammenhang zwischen Ultraschallabsorption und Bakteriengehalt vorhanden.
Claims (2)
- ErfindunqsanspruchVerfahren zur Kontrolle des Wachstums und der Konzentrationsveränderung von Mikroorganismen in biologischen Systemen gekennzeichnet dadurch, daß aus der Bestimmung des Absorptionskoeffizienten einer longitudinalen Ultraschallwelle im Frequenzbereich von 2 bis 10 MHz in eindeutiger Weise auf den Biomasseanteil in beliebigen Fermentationssystemen> unabhängig von den Medieneigenschaftenv geschlossen wird.- Hierzu
- 2 Blatt Zeichnungen -
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27035284A DD229430A1 (de) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | Verfahren zur kontrolle des wachstums von mikroorganismen in biologischen systemen |
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| DD27035284A DD229430A1 (de) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | Verfahren zur kontrolle des wachstums von mikroorganismen in biologischen systemen |
Publications (1)
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| DD229430A1 true DD229430A1 (de) | 1985-11-06 |
Family
ID=5562949
Family Applications (1)
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| DD27035284A DD229430A1 (de) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | Verfahren zur kontrolle des wachstums von mikroorganismen in biologischen systemen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD229430A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4848139A (en) * | 1984-04-03 | 1989-07-18 | Public Health Laboratory Service Board | Determining amount of biological material |
| DE3819540A1 (de) * | 1988-06-09 | 1989-12-14 | Germerdonk Rolf | Verfahren und vorrichtung zur ad-hoc-messung der vorhandenen zellmasse und zum ad-hoc-beurteilen des fermentationszustandes in bioreaktoren durch messen der sedimentationseigenschaften einer probe mit hilfe von ultraschall |
| ES2147149A1 (es) * | 1998-11-20 | 2000-08-16 | Consejo Superior Investigacion | Procedimiento para la deteccion del crecimiento de microorganismos en fluidos biologicos y muestras clinicas mediante ultrasonidos. |
-
1984
- 1984-12-06 DD DD27035284A patent/DD229430A1/de not_active IP Right Cessation
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