Grundpraktikum Mikrobiologie: Versuch 4: Autoklavieren und

Grundpraktikum Mikrobiologie:
Versuch
4:
Autoklavieren
und
Pasteurisieren
Einleitung:
Das Sterilisieren, bzw. Abtöten von Mikroorganismen bedarf besonderer Techniken, da diese oft
erst von hohen Temperaturen getötet werden und die von sporenbildenden Bakterien hinterlassenen
Sporen noch höhere Temperaturen überstehen. Eine Technik die auch zur Konservierung von
Lebensmitteln benutzt wird nennt sich Pasteurisieren. Hierbei werden die betreffenden Lösungen 10
min. bei 75°C oder 80°C erhitzt wodurch die meisten Mikroorganismen abgetötet werden. Da
Endosporen diese Behandlung in den meisten Fällen überleben, spricht man auch von einer
„Teilentkeimung“ [Fuchs, 2007]. Die Methode wurde von Louis Pastuer im 19. Jahrhundert
entwickelt und widerlegte die Theorie der Urzeugung. Bei der Lebensmittel Konservierung spielt
das Pasteurisieren unter anderem bei der Produktion von Milch und Rohkost eine Rolle. Trotz der
nur zum Teil entkeimenden Wirkung ist das Pasteurisieren bei Lebensmitteln mit niedrigen pH
Werten um 4 möglich, da die noch vorhandenen Endosporen bei diesen Bedingungen nicht
auskeimen. Das Autoklavieren hingegen tötet auch Endosporen ab. Die Behandlung erfolgt bei
121°C und 2,2 bar für 20-60 min. Entscheidend ist die Erzeugung von feuchter Hitze durch Dampf.
Durch die Feuchtigkeit quellen die Endosporen der Bakterien auf, sodass sie weniger resistent sind
als bei trockener Hitze.
In diesem Versuch sollte das Wachstum von Mikro-Organismen auf Agar-Platten nach den
jeweiligen Sterilisationsverfahren untersucht werden. Außerdem sollten bei vorhandenem
Wachstum die Bakterien auf Endosporen untersucht werden. Von den Gruppen
sollte Erde
mitgebracht werden und mit dieser wurden Lösungen angefertigt, mit denen drei Ansätze hergestellt
wurden: Eine unbehandelte Probe, eine pasteurisierte und eine autoklavierte. Mit diesen Lösungen
wurden dann Agar-Platten bestrichen. Erwartungsgemäß sollte auf der unbehandelten Platte ein
herkömmliches Wachstum von Mikroorganismen erfolgen. Auf der pasteurisierten Platte sollten
durch das Auskeimen der Endosporen ebenfalls Zellkolonien erkennbar sein. Die autoklavierte
Probe hingegen sollte zellfrei sein, da auch die Endosporen abgetötet werden sollten.
Ergebnisse:
Die drei Agar-Platten wurden am Tag der Auswertung (nach ca. 12 Stunden Inkubationszeit)
fotografiert und zeigen deutliche Unterschiede: Abbildung 1, die unbehandelte Probe weist überall
viele Zell-Kolonien auf. Abbildung 2, die pasteurisierte Probe zeigt ebenfalls Zell-Kolonien, wenn
auch weniger. Abbildung 3, die autoklavierte Probe bringt keine gewachsenen Kolonien hervor.
Abb.1: der unbehandelte Ansatz ist stark bewachsen
Abb.2: der pasteurisierte Ansatz weist Zell-Wachstum auf
Abb.3: die autoklavierte Probe ist unbewachsen
von der unbehandelten Platte wurden Zellen unter dem Lichtmikroskop betrachtet und auf
Endosporen untersucht. Manche Zellen wiesen runde, lichtbrechende Einschlüsse auf, die
Zeichnung zeigt eine terminale Endospore.
Ein Auszählen der Kolonien war auf beiden bewachsenen Platte nicht möglich, da diese auf der
Platte mit unbehandelter Lösung zu zahlreich waren, bei der pasteurisierten Probe nicht vereinzelt
genug waren. Im Vergleich zur unbehandelten Probe weist die pasteurisierte Probe ca. 40%
Entkeimung auf, die autoklavierte Probe eine vollständige Entkeimung.
Diskussion:
Die Ergebnisse entsprachen vollkommen den Erwartungen. Es ist daher naheliegend, das die
gefundenen Endosporen aus der unbehandelten Probe, in der pasteurisierten Probe nach dem
Abtöten der Bakterien keimten und so ein Wachstum erfolgte, was aber insgesamt kleiner ausfiel als
das der unbehandelten Probe. Diese Endosporen scheinen beim Autoklavieren ebenfalls abgetötet
worden zu sein, weshalb diese Platte (siehe Abb.3) frei von Zellwachstum war. Somit eignet sich
Pasteurisieren nur bedingt zum Sterilisieren, das ist aber unter bestimmten Bedingungen, wie z.B.
niedrigeren Ph-Werten nicht weiter nötig. Wirklich sterile Bedingungen schafft nur das
Autoklavieren, da ohne die Endosporen kein neues Wachstum erfolgen kann. Diese werden erst bei
15 minütiger Behandlung bei 120°C abgetötet. Da beim Autoklavieren eine 20-60 minütige
Behandlung bei 121°C erfolgte, wurden somit auch sämtliche Endosporen abgetötet.
Literatur:
– Fuchs: Allgemeine Mikrobiologie; Thieme, 2007
– Blotevogel, Dotzauer, Fischer, Friedrich, Reinhold-Hurek, Vallbracht: Versuchsanleitungen
zum Grundpraktikum Mikrobiologie; Wintersemester 2010/11