Gutachten zur Umweltbiologie

Herstellung und Charakterisierung von Xanthangummi durch aus Pflanzenblättern isolierte Xanthomonas-Arten

JT KURE

In dieser Studie wurden Xanthomonas-Stämme aus Tomaten, Paprika, Mango und Bananen mit Schwarzfäule auf ihr Potenzial zur Produktion von Xanthan untersucht. Die Blätter wurden in normaler Kochsalzlösung gewaschen und eine zehnfache Verdünnung hergestellt. Aliquots (1 ml) wurden auf Nutreint-Agar plattiert und 48 h bei 37 °C inkubiert. Kolonien mit gelber Pigmentierung wurden Gram-gefärbt. Gramnegative Stäbchenbakterien wurden einem Emulsionstest unterzogen. Isolate mit gelben Kolonien, Gram-negativen Stäbchen und die eine stabile Emulsion in kohlenstoffangereichertem Medium zeigten, wurden als potenzielle Xanthan-Produzenten betrachtet. Acht (61,5 %) der untersuchten Isolate erfüllten diese Bedingungen. Biochemische Tests an den Isolaten zeigten, dass es sich bei den Organismen um Xanthomonas-Arten handelte, und sie wurden entsprechend kodiert (BX2, BX3, PX4, MX6, PX7, MX8, TM9, TX11). Die beiden besten Stämme (TM9 und BX3) wurden einer molekularen Analyse unterzogen und es stellte sich heraus, dass es sich um Xanthomonas campestris CPBF 211 und Stenotrophomonas maltophilia IAE127 handelte. Xanthomonas campestris CPBF 211 und Stenotrophomonas maltophilia IAE127 waren effizientere Xanthangummiproduzenten und lieferten nach 96 Stunden 21,01 g/l bzw. 1,63 g/l Xanthangummi. Die produzierten Xanthangummis wurden anhand scheinbarer Viskosität, Emulsionsindex, Rasterelektronenmikroskopie (SEM), thermogravimetrischer Analyse und Differenzial-Scanning-Kalorimetrie charakterisiert und die Ergebnisse zeigten nur geringe oder keine Unterschiede zwischen dem produzierten Xanthangummi und dem handelsüblichen Xanthangummi. Die Viskosität von Xanthangummi von Stenotrophomonas maltophilia IAE127 (660,6 mPas) war jedoch höher als die von Xanthomonas campestris CPBF 211 (526,1 mPas) und handelsüblichem Xanthangummi (411,3 mPas). Die Ergebnisse zeigten, dass mit zunehmender Fermentationszeit auch die Biomasse zunahm. Unter optimierten Bedingungen hinsichtlich pH-Wert (9,0, 7,0), Temperatur (25 °C), Kohlenstoffquelle (0,2 % Ananasschalen, 0,2 % Zuckerrohrbagasse) und Stickstoffquelle (Hefeextrakt) stieg der Xanthangummi-Ertrag der beiden Organismen von 0,92 auf 7,6 g/l bzw. von 0,99 auf 4,55 g/l. Die Gummis zeigten eine gute Wärmestabilität und waren strukturell ähnlich. Die Ergebnisse legen nahe, dass Xathomonas-Arten gute Kandidaten für die Xanthangummi-Produktion sind.