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Zum Wachstumsverhalten verschiedener Mikroorganismen zur fermentativen Vorbehandlung von Weizenkleie

Daniel Weissenböck

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Ernährungswissenschaften

Betreuer*in

Wolfgang Kneifel

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DOI

10.25365/thesis.43997

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30233.69460.674573-3

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Weizenkleie ist ein Beiprodukt der Mehlproduktion, das bisher nur in geringem Maße kommerzielle Nutzung findet. Um eine höhere Wertschöpfung durch Fermentation zu ermöglichen, wird im Zuge dieser Arbeit der Kohlenhydratmetabolismus von 54 Mikroorganismenstämme gescreent, um zu ermitteln, welche Stämme in der Lage sind, Pentosen und daraus aufgebaute Mehrfachzucker, wie zum Beispiel Arabinoxylan, die in der Weizenkleie vorliegen, zu verwerten. Zuerst wurden die einzelnen Stämme aus Kryokulturen auf Agarplatten ausgestrichen und angezüchtet. Anschließend wurden sie in ein flüssiges Medium überimpft und erneut bebrütet. Danach wurde eine Verdünnungsreihe von 1:2 bis 1:108 mit frischem Medium erstellt und die optische Dichte bei 600 nm als Wachstumsindikator photometrisch bestimmt. Gleichzeitig wurden die Suspensionen auf Agarplatten ausgestrichen und die mittlere Keimzahl bestimmt. Die jeweiligen Stämme wurden anschließend entweder in zuckerfreier Bouillon oder in derselben Nährlösung mit jeweils 1% GLU, FRU, LAC, MAL, ARA, XYL und XOS in Mikrotiterplatten inkubiert und im Bioscreen C Analyser in regelmäßigen Abständen die optische Dichte bei 600 nm mit dem jeweiligen Medium als Leerwert gemessen sowie Wachstumskurven für jeden Stamm in jeder Bouillon erstellt. Mit in den Vorversuchen vielversprechenden Stämmen wurde der Versuch mit einem hochreinen AXOS Präparat wiederholt. L. brevis, L. sanfrancicsiensis, L. reuteri, L. casei, L. plantarum, L kisonensis, B. adolescentis, P. parvulus, P. pentosacaeus sowie L. lactis und L. pseudomesenteroides zeigten zwar Pentoseabbau, allerdings war B. adolescentis als einziger Stamm in der Lage das AXOS Präparat abzubauen. Neben B. adolescentis könnten dennoch auch heterofermentative Milchsäurebakterien für weiterführende Versuche, wie beispielsweise die Fermentation von Weizenkleieextrakt oder eine Solid State Fermentation auf Weizenkleie, herangezogen werden. Weiters zeigte sich, dass der gewählte Versuchsaufbau für die Gattung Bacillus offensichtlich ungeeignet ist.

Abstract

(Englisch)

Wheat bran is a milling byproduct of low commercial interest. To create additional value, microorganisms were screened for their ability to ferment pentose and pentose containing oligo- and polysaccharides, such as arabinoxlan, which can be found in the bran matrix. Starting with cryo cultures, each strain of interest was grown on agar plates, then inoculated into liquid media and incubated again. Subsequently, a serial dilution of the suspension from 1:2 to 1:108 was done with sterile broth and the optical density at 600 nm was measured via photometry using the broth as blank sample. Simultaneously, the cell suspensions were streaked onto agar plates and after incubation the cultivated plate count was determined. Strains of interest were then incubated in micro well plates with either 300 µL carbohydrate free broth or with the same broth containing either 1% GLU, FRU, LAC, MAL, ARA, XYL or XOS and the optical density at 600nm was measured using a Bioscreen C analyser with pure broth as blank sample. Growth curves for each strain in each carbohydrate solution were created. With strains indicating pentose utilisation based on the pre trials, a second run with an Arabinoxylanoligosaccharide source of high purity was performed. L. brevis, L. sanfrancicsiensis, L. reuteri, L. casei, b. plantarum, L kisonensis, B. adolescentis, P. parvulus, P. pentosacaeus, L. lactis and L. pseudomesenteroides showed promising results for Pentose degradation, but all strains except B. adolescentis failed to metabolize AXOS. Nevertheless, further tests with B. adolescentis and heterofermentative Lactobacillales are encouraged, for example also fermentation trials with wheat bran extract or a solid state fermentation on wheat bran as the next steps. Lastly, it was shown that the chosen design was not suitable for cultivation and maintaining growth of Bacillus ssp.

Autor*innen

Daniel Weissenböck

Haupttitel (Deutsch)

Zum Wachstumsverhalten verschiedener Mikroorganismen zur fermentativen Vorbehandlung von Weizenkleie

Publikationsjahr

2016

Umfangsangabe

VI, 67 Seiten : Illustrationen, Diagramme

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Wolfgang Kneifel

Klassifikation

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines

AC Nummer

AC13367069

Utheses ID

38954

Studienkennzahl

UA | 066 | 838 | |

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