Es sollten die optimalen Parameter einer Exposition bei einem 50 Hz-Magnetfeld für die Produktion von gelbem und rotem Pigment durch Monascus purpureus im Hinblick auf einen biotechnologischen Nutzen untersucht werden.
Monascus ist ein Pilz, der traditionell für Fermentations-Prozesse zur Erzeugung sekundärer Metabolite, unter anderem der Nahrungsmittel-Pigmente Ankaflavin und Monascin, genutzt wird.
Es sollten die optimalen Parameter für die Expositions-Dauer, magnetische Flussdichte und den Expositions-Zeitraum bestimmt werden. Um die optimale Expositions-Dauer zu bestimmen, wurden die Zellen in die folgenden Gruppen eingeteilt: Exposition bei einem 0,4 mT-Magnetfeld für 1) 1 h, 2) 4 h, 3) 12 h, 4) 24 h, 5) 48 h, 6) 72 h und 7) 96 Stunden. Um die optimale magnetische Flussdichte zu bestimmen, wurden die Zellen in diese Gruppen eingeteilt: Exposition für 48 Stunden bei einer magnetischen Flussdichte von 8) 0,05 mT, 9) 0,1 mT, 10) 0,25 mT, 11) 0,4 mT, 12) 0,6 mT, 13) 0,8 mT, 14) 1 mT. Zur Bestimmung des optimalen Expositions-Zeitraums, wurden die Zellen in die folgenden Gruppen eingeteilt: Exposition für 48 Stunden bei einem 0,4 mT Magnetfeld während des 15) 2.-3. Tags, 16) 4.-5. Tags, 17) 5.-6. Tags, 18) 6.-7. Tags, 19) 8.-9. Tags und 20) 10.-11. Tags der Kultivierung. Es wurde für jeden Test eine Kontrollgruppe genutzt.
Exposition | Parameter |
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 48 Stunden
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Exposition 2:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 48 Stunden
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Exposition 3:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 48 Stunden
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Exposition 4:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 1, 4, 12, 24, 48, 72 und 96 Stunden
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Exposition 5:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 48 Stunden
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Exposition 6:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 48 Stunden
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Exposition 7:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 48 Stunden
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Frequenz | 50 Hz |
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Typ | |
Expositionsdauer | kontinuierlich für 48 Stunden |
Expositionsquelle |
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Kammer | plastic sample bottles |
Aufbau | system consisted of five pairs of cylindrical coils (number of threads: 4200, 3600, 3000, 2400, 1800, respectively; outer diameter: 144, 138, 132, 126, 120 mm, respectively; inner diameter: 100 mm; length 600 mm; diameter of wire: 2 mm) wrapped up using magnetic shielding materials; 10 bottles with cells in culture medium were placed on a nonconductive stand in the center of the coils; sample temperature was maintained at 29 ± 1°C by a thermostat |
Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
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magnetische Flussdichte | 0,05 mT | - | gemessen | - | - |
Frequenz | 50 Hz |
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Typ | |
Expositionsdauer | kontinuierlich für 48 Stunden |
Expositionsquelle |
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Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
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magnetische Flussdichte | 0,1 mT | - | gemessen | - | - |
Frequenz | 50 Hz |
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Typ | |
Expositionsdauer | kontinuierlich für 48 Stunden |
Expositionsquelle |
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Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
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magnetische Flussdichte | 0,25 mT | - | gemessen | - | - |
Frequenz | 50 Hz |
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Typ | |
Expositionsdauer | kontinuierlich für 1, 4, 12, 24, 48, 72 und 96 Stunden |
Expositionsquelle |
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Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
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magnetische Flussdichte | 0,4 mT | - | gemessen | - | - |
Frequenz | 50 Hz |
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Typ | |
Expositionsdauer | kontinuierlich für 48 Stunden |
Expositionsquelle |
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Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
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magnetische Flussdichte | 0,6 mT | - | gemessen | - | - |
Frequenz | 50 Hz |
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Typ | |
Expositionsdauer | kontinuierlich für 48 Stunden |
Expositionsquelle |
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Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
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magnetische Flussdichte | 0,8 mT | - | gemessen | - | - |
Frequenz | 50 Hz |
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Typ | |
Expositionsdauer | kontinuierlich für 48 Stunden |
Expositionsquelle |
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Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
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magnetische Flussdichte | 1 mT | - | gemessen | - | - |
Bezüglich der optimalen Expositions-Dauer wurde die höchste signifikante Zunahme der gelben und roten Pigmentproduktion im Vergleich zur Kontrollgruppe in Gruppe 5 (48 Stunden) beobachtet.
In Bezug auf die optimale magnetische Flussdichte wurde die höchste signifikante Zunahme der gelben und roten Pigmentproduktion im Vergleich zu der Kontrollgruppe in Gruppe 11 (0,4 mT) gefunden.
Im Hinblick auf den optimalen Expositions-Zeitraum wurde die höchste signifikante Zunahme der gelben und roten Pigmentproduktion im Vergleich zu der Kontrollgruppe in Gruppe 19 (8. bis 9. Tag) gefunden.
In einer abschließenden Kinetik-Untersuchung mit Gruppe 19 über 12 Tage Inkubations-Zeit wurde herausgefunden, dass die Produktion von gelben und roten Pigmenten in exponierten Proben im Vergleich zur Kontrollgruppe vom 8. bis 11. signifikant erhöht war, was in einem jeweiligen Anstieg von 65,4% und 59,2% der Spitzenwerte von gelben und roten Pigmenten resultierte.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition von Monascus purpureus bei einem 50 Hz-Magnetfeld für 48 Stunden während des 8. und 9. Tages der Inkubation die Produktion von gelbem und rotem Pigment bei Fermentations-Prozessen verbessern könnte.
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