Lackmus-Milchtest an Bakterien, um herauszufinden, ob sie Milchkomponenten in Endprodukte umwandeln können

Lackmus-Milch-Test an Bakterien, um herauszufinden, wie sie Milchkomponenten in Endprodukte umwandeln können!

Prinzip:

Einige Bakterien haben die Fähigkeit, in Milch zu wachsen und verschiedene Milchbestandteile in unterschiedliche Endprodukte umzuwandeln. Milch ist eine komplexe Mischung aus mehreren Komponenten.

Die Hauptkomponenten, die zur Umwandlung durch Bakterien befähigt sind, sind Milchzucker-Laktose und die Milchproteine Casein, Lactoalbumin und Lactoglobulin.

Verschiedene Bakterien haben unterschiedliche Enzymsysteme, aufgrund derer sie auf verschiedene Komponenten einwirken und diese in verschiedene metabolische Endprodukte umwandeln, die für die Bakterien charakteristisch sind.

Der Lackmus-Milch-Test wird durchgeführt, um herauszufinden, inwieweit Bakterien verschiedene Milchbestandteile umwandeln können. Dies äußert sich als Änderung der Farbe des Lackmus, der Produktion von Gas, der Quarkbildung usw. Litmus ist ein pH-Indikator und ein Indikator für die Oxidationsreduktion, der ändert die Farbe je nach Zustand der Brühe.

Beim Lackmus-Test werden die Testbakterien in einer Nährlösung mit Milch und Lackmus gezüchtet. Wenn die Bakterien die Fähigkeit haben, verschiedene Milchkomponenten in verschiedene Endprodukte umzuwandeln, wächst sie in der Brühe und transformiert die Komponenten je nach ihren Enzymsystemen auf unterschiedliche Weise.

Die sechs wichtigsten Transformationen, die in der Lackmusmilch infolge bakterieller Aktivitäten beobachtet werden können, sind folgende:

(i) Lactosefermentation

(ii) Gasbildung

(iii) Lackmus-Reduktion

(iv) Quarkbildung

(v) Proteolyse (Peptonisation)

(vi) alkalische Reaktion

(i) Lactosefermentation

Bakterien, die in der Lage sind, Laktose als Kohlenstoffquelle für die Energieerzeugung zu verwenden, verwenden das induzierbare Enzym p-Galactosidase und bauen Laktose zu Glucose und Galactose ab. Glukose wird durch den Embden-Meyerhof-Weg weiter zu Brenztraubensäure abgebaut, die wiederum in Milchsäure umgewandelt wird. Die Ansammlung von Milchsäure verringert den pH-Wert des Mediums auf etwa 4, 0, wodurch die Farbe des Lackmus bei einem sauren pH-Wert von Purpur bei einem neutralen pH-Wert zu Rosa wechselt.

(ii) Gasbildung:

Die Endprodukte der bakteriellen Fermentation von Laktose können Gase wie Kohlendioxid und Wasserstoff enthalten. Das Vorhandensein dieser Gase kann als Trennung des Quarkes oder durch die Entwicklung von Spuren oder Rissen im Quark angesehen werden, wenn die Gase an die Oberfläche steigen.

(iii) Litmus-Reduktion:

Die Fermentation ist ein anaerober Prozess, der eine Oxidation beinhaltet, die in Abwesenheit von molekularem Sauerstoff stattfindet. Die Oxidation kann entweder durch Zugabe von Sauerstoff oder durch Entfernung von Wasserstoffionen erfolgen. Die Laktosefermentation ist ein anaerober Prozess, bei dem Wasserstoffionen entfernt werden.

Da Wasserstoffionen im Freistaat nicht existieren können, muss ein Akzeptor für Wasserstoffionen vorhanden sein. Im Lackmus-Milch-Test fungiert Lackmus als Akzeptor des Wasserstoffions. Lackmus ist im oxidierten Zustand violett, aber wenn er Wasserstoff aufnimmt, wird er reduziert und wird weiß oder milchig.

(iv) Klumpenbildung:

Die biochemischen Aktivitäten verschiedener Bakterien, die in Lackmusmilch gezüchtet werden, können zur Bildung von zwei unterschiedlichen Arten von Quark (Klumpen) führen. Quark wird je nach dem für seine Entstehung verantwortlichen biochemischen Mechanismus entweder als "saurer Quark" oder als "Lab-Quark" bezeichnet.

Im Falle von saurem Quark führen Milchsäure oder andere organische Säuren in Gegenwart von Calciumionen zur Ausfällung des Milchproteins, Casein als Calciumcaseinat, um ein unlösliches Klumpen zu bilden. Das Gerinnsel ist hart und zieht sich nicht von der Wand des Reagenzglases zurück. Ein saurer Quark ist leicht zu erkennen, wenn das Reagenzglas umgedreht ist und das Gerinnsel unbeweglich bleibt.

Im Falle von Rennquark produzieren einige Bakterien Rennin, ein Enzym, das auf Casein wirkt, um Paracasein zu bilden, das in Gegenwart von Calciumionen als Calciumparacaseinat ausgefällt wird und ein unlösliches Gerinnsel bildet. Im Gegensatz zu dem Säurquark ist dies ein weicher halbfester Klumpen, der langsam fließt, wenn das Reagenzglas gekippt wird.

(v) Proteolyse (Peptonisation):

Einige Bakterien, die nicht in der Lage sind, Energie durch Laktosefermentation zu gewinnen, verwenden zu diesem Zweck andere Nahrungsquellen wie Proteine. Mit Hilfe proteolytischer Enzyme hydrolysieren diese Bakterien die Milchproteine, hauptsächlich Casein, zu ihren Grundbausteinen, nämlich Aminosäuren.

Der Lackmus wird im oberen Teil des Röhrchens dunkelviolett, während das Medium an Körper zu verlieren beginnt und ein durchscheinendes, braunes, molkeartiges Aussehen erzeugt, da die Proteine zu Aminosäuren hydrolysiert werden.

(vi) alkalische Reaktion:

Eine alkalische Reaktion ist offensichtlich, wenn die Farbe des Mediums unverändert bleibt oder sich tiefblau verfärbt. Diese Reaktion zeigt den partiellen Abbau von Casein durch Bakterien in kürzere Polypeptidketten bei gleichzeitiger Freisetzung alkalischer Endprodukte, die für die beobachtbare Farbänderung verantwortlich sind.

Erforderliche Materialien:

Reagenzgläser, Erlenmeyerkolben, Wattestopfen, Impföse, Autoklav, Bunsenbrenner, Laminar-Flow-Kammer, Entsorgungsglas, Inkubator, Lackmus-Milchbrühe, isolierte Kolonien oder Reinkulturen von Bakterien.

Verfahren:

1. Die für 100 ml Brühe benötigten Bestandteile von Litmus-Milchbrühenmedium oder dessen Fertigpulver werden abgewogen und in 100 ml destilliertem Wasser in einem 250-ml-Erlenmeyerkolben durch Schütteln und Verwirbeln gelöst (Abbildung 7.12).

2. Sein pH-Wert wird unter Verwendung eines pH-Papiers oder eines pH-Meters bestimmt und unter Verwendung von 0, 1 N HCl auf 6, 8 eingestellt, wenn es mehr ist, oder unter Verwendung von 0, 1 N NaOH, wenn es weniger ist. Der Kolben wird gegebenenfalls erhitzt, um die Bestandteile vollständig aufzulösen.

3. Die Brühe wird in fünf Reagenzgläser (je ca. 10 ml) verteilt, mit Watte verstopft, mit Bastelpapier abgedeckt und mit Faden oder Gummiband gefesselt.

4. Die Bouillonröhrchen werden 15 Minuten bei 121 ° C in einem Autoklaven sterilisiert.

5. Man lässt die Bouillonröhrchen auf Raumtemperatur abkühlen.

6. Die Testbakterien werden aseptisch, vorzugsweise in einer Kammer mit laminarer Strömung, mit Hilfe einer über Bunsenflamme sterilisierten Impföse in die Brühe geimpft. Die Schlaufe wird nach jeder Impfung sterilisiert.

7. Die inokulierten Bouillonröhrchen werden 24 bis 48 Stunden bei 37 ° C in einem Inkubator inkubiert.