Browsing by Author "Kammerer, Christine"

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Modellierung des Wachstums- und Produktbildungsverhaltens von Actinomyceten
(2006) Kammerer, Christine; Gilles, Ernst Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult.)
Bei der Herstellung von Antibiotika werden in großem Umfang Bakterien eingesetzt. Dabei handelt es sich vor allem um Bakterien der Gattung Actinomyceten. Daher sind diese Organismen heute in der Biotechnologie von großer Bedeutung. Actinomyceten kommen im Gegensatz zu anderen Bakterien nicht als Einzeller vor, sondern bilden ein fadenförmiges Geflecht, ein Myzel, aus. Dieses kann als Substrat- oder Luftmyzel ausgeprägt sein. Bei ihren Produkten handelt es sich meist um Sekundärstoffe mit antibiotischer Wirkung, welche für das Wachstum der Organismen nicht notwendig sind. Die Regulation des Sekundärstoffwechsels von Actinomyceten ist sehr komplex und es sind noch nicht alle Einzelheiten der ablaufenden Stoffwechselvorgänge und vor allem deren Regulation aufgeklärt. Um eine Optimierung des Herstellungsprozesses zu erreichen, ist es sinnvoll, heutige Methoden der Systemtheorie anzuwenden. Eine Voraussetzung ist dabei die Erstellung eines mathematischen Modells zur Beschreibung des Wachstums- und Produktbildungsverhaltens der Mikroorganismen. Dieses Modell kann dann eingesetzt werden, um eine optimierte Prozeßführung durchzuführen. Die Erstellung und Anpassung eines solchen mathematischen Modells für einen bestimmten Stamm kann sehr zeitaufwendig sein. Daher ist es wünschenswert, ein möglichst allgemeingültiges Modell zu entwickeln, welches schnell auf andere Stämme und Produkte angepaßt werden kann. In der vorliegenden Arbeit wird auf der Basis bereits vorhandener experimenteller Ergebnisse und Modelle für das Wachstumsverhalten, sowie eigener experimenteller Ergebnisse ein verallgemeinertes, strukturiertes mathematisches Modell erstellt. Die Modellparameter werden an die beiden untersuchten Actinomyceten Stämme Streptomyces tendae und Amycolatopsis mediterranei angepaßt. Damit wird die Grundlage geschaffen, um bei verschiedenen Stämmen von Actinomyceten eine modellgestützte Optimierung der Prozeßführung zu erreichen.