Ziel der Arbeit war es das Senfölglukosid Sinigrin aus Senfkörnern zu extrahieren und dieses mit dem ebenfalls isolierten Enzym Myrosinase zu hydrolysieren. Das Umsetzungsprodukt (Isothiocyanat) sollte in einem kombinierten Verfahren aus Dünnschichtchromatographie und bakte- riellem Hemmtest charakterisiert werden (Bioautographie). Es ist gelungen Myrosinase und ein Sub- strat (Senfölglukosid) aus Sinapis juncea aufzureinigen. Das enzymatische Umsetzungsprodukt da- raus konnte mittels Dünnschichtchromatographie aufgetrennt und die bakterizide Wirkung auf A. tumefaciens und E. coli gezeigt werden.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Theoretische Grundlagen
2.1 Vorkommen von Glukosiden in der Natur
2.2 Bedeutung des Isothiocyanats für die Pflanze
2.3 Chemische Grundlagen
2.3.1 Glukoside
2.3.2 Sinigrin
2.3.3 Isothiocyanat
2.4 Enzymatische Umsetzung
2.5 Zielsetzung der Seminararbeit
3. Experimentelle Durchführung und Erläuterung
3.1 Verwendete Versuchsvorschriften
3.2 Extraktionen
3.2.1 Sinigrin Extraktion
3.2.2 Myrosinase Extraktion
3.3 Enzymatische Hydrolyse des Glukosid-Extraktes zu Isothiocyanat
3.4 Dünnschichtchromatographien
3.4.1 Erläuterung zum Verfahren der Dünnschichtchromatographie
3.4.2 Durchführung der Dünnschichtchromatographie von Sinigrin
3.4.3 Durchführung der Dünnschichtchromatographie von Isothiocyanat
3.4.4 Durchführung der Dünnschichtchromatographie von Isothiocyanat und Sinigrin
3.5 Enzymtest
3.5.1 Durchführung des Enzymtests
3.5.2 Durchführung der Dünnschichtchromatographie des Enzymtests
3.5.3 Erläuterung zum Enzymtest
3.6 Antibakterielle Nachweismethoden
3.6.1 Hemmtest zum Nachweis der antibakteriellen Wirkung von Isothiocyanat
3.6.2 Bioautographie
4. Ergebnisse
4.1 Resultate der Dünnschichtchromatographie
4.1.1 Resultate der Dünnschichtchromatographie von Sinigrin
4.1.2 Resultate der Dünnschichtchromatographie von Isothiocyanat
4.1.3 Resultate der Dünnschichtchromatographie von Isothiocyanat und Sinigrin
4.1.4 Resultate der Dünnschichtchromatographie des Enzymtests
4.1.5 Rf-Werte zur Darstellung der relativen Laufstrecke in der DC
4.2 Resultate der antibakteriellen Nachweismethoden
4.2.1 Resultat des Hemmtests
4.2.2 Resultat der Bioautographie
5. Diskussion
6. Zusammenfassung
7. Anhang
7.1 Abkürzungsverzeichnis
7.2 Tabellen
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit zielt darauf ab, das Senfölglukosid Sinigrin sowie das Enzym Myrosinase aus Senfkörnern zu extrahieren, um die enzymatische Umsetzung zum Isothiocyanat zu vollziehen und dessen bakterizide Wirkung gegenüber Testbakterien wissenschaftlich zu belegen und zu identifizieren.
- Extraktion von Glukosiden und Enzymen aus Brassica juncea.
- Enzymatische Hydrolyse von Sinigrin zu Isothiocyanat (Senföl).
- Dünnschichtchromatographische Analyse der Umsetzungsprodukte.
- Nachweis der bakteriziden Wirkung mittels Hemmtests und Bioautographie.
Auszug aus dem Buch
1. Einleitung
Senf ist der Menschheit seit über 3000 Jahren als Gewürz und Ölpflanze bekannt und ist auch heute noch in den Küchen zu finden. Ursprünglich stammend aus Süd- und Zentralasien, wurden Senfpflanzen zunächst in Indien und China, später auch im südlichen Europa und Vorderasien kultiviert und als Gewürz geschätzt. Jedoch existierte bereits mehrere Jarhunderte v. Chr. im Orient das Wissen um die heilende Wirkung des Senfs, das in der Antike durch die Römer übernommen und verwendet wurde. So beschreibt bereits der griechische Militärarzt Pedanios Dioskurides im 1. Jhd. n. Chr. in seiner pharmakologischen Schrift „Materia Medica“ den medizinischen Wert der Sinapis Pflanze (Senf). Selbst die Bibel sagt: „Das Reich der Himmel ist gleich einem Senfkorn, …“ (Mat. 13,31). Vom Mittelalter an geht jedoch das Volkswissen um das Heilmittel Senf verloren, die Verbreitung in Europa als Gewürz, maßgeblich durch Karl den Großen, nimmt jedoch stark zu (Löw, et al). Erst die moderne Forschung befasst sich wieder mit den Inhaltsstoffen des Senfkorns und kann die heilende Wirkung des Senföls erklären, da darin schwefelhaltige Pflanzensekundärstoffe enthalten sind, die antibiotisch und desinfizierend wirken (Luciano, 2009; Lara-Lledó, 2012).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Historische Entwicklung der Senfnutzung sowie Erläuterung der medizinischen Bedeutung und der Zielsetzung dieser Arbeit.
2. Theoretische Grundlagen: Erläuterung der biochemischen Eigenschaften von Glukosiden, deren Funktion als pflanzliche Abwehrstoffe und der enzymatischen Umsetzung durch Myrosinase.
3. Experimentelle Durchführung und Erläuterung: Detaillierte Beschreibung der Extraktionsschritte, der enzymatischen Hydrolyse sowie der angewandten Nachweisverfahren wie DC und Hemmtest.
4. Ergebnisse: Darstellung und Auswertung der Dünnschichtchromatographien sowie der Resultate aus den bakteriziden Hemmtests und Bioautographien.
5. Diskussion: Interpretation der experimentellen Daten und kritische Auseinandersetzung mit der Identität der umgesetzten Stoffe sowie Ausblick auf industrielle Anwendungen.
6. Zusammenfassung: Abschließende Bewertung der erfolgreichen Extraktion und des Nachweises der bakteriziden Wirkung der Senföl-Umsetzungsprodukte.
7. Anhang: Auflistung der verwendeten Abkürzungen und tabellarische Darstellung der experimentellen Rohdaten.
Schlüsselwörter
Senf, Sinigrin, Isothiocyanat, Myrosinase, Enzymatische Hydrolyse, Dünnschichtchromatographie, Bioautographie, Bakterizide Wirkung, Brassica juncea, Antibakteriell, Hemmtest, Sekundärstoffwechsel, Glukosinolate, Lebensmittelkonservierung, Escherichia coli
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die bakterizide Wirkung von Isothiocyanat, welches durch die enzymatische Umsetzung von Senfölglukosiden (Sinigrin) gewonnen wird.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder sind die Biochemie pflanzlicher Sekundärstoffe, enzymatische Katalyse und mikrobiologische Wirksamkeitsprüfungen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist die Extraktion von Sinigrin und Myrosinase aus Senfkörnern, die enzymatische Umwandlung in Senföl und der Nachweis der antibakteriellen Eigenschaften dieser Produkte.
Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?
Es werden chemische Extraktionsverfahren, Dünnschichtchromatographie (DC) zur Identifikation sowie mikrobiologische Hemmtests und Bioautographien zur Wirksamkeitsanalyse verwendet.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die detaillierte experimentelle Durchführung der Extraktion, die enzymatische Hydrolyse, die chromatographische Trennung und die Auswertung der Hemmhöfe bei Bakterienkulturen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Senf, Isothiocyanat, Myrosinase, Bioautographie, bakterizide Wirkung und Glukosinolate.
Warum wurde Brassica juncea als Pflanze gewählt?
Die Wahl fiel auf Brassica juncea, da diese Sorte einen besonders hohen Gehalt an Senfölglukosiden aufweist, was die Ausbeute bei der Extraktion optimiert.
Welche Rolle spielt Myrosinase bei der Untersuchung?
Myrosinase fungiert als notwendiges Enzym, das die hydrolytische Abspaltung der Glucose vom Senfölglukosid katalysiert, um das eigentlich bakterizid wirkende Isothiocyanat freizusetzen.
Warum wird eine Bioautographie durchgeführt?
Die Bioautographie dient dazu, gezielt innerhalb eines Stoffgemisches auf einer DC-Platte zu identifizieren, welche spezifische Substanz die bakterizide Hemmwirkung auslöst.
- Arbeit zitieren
- Johannes Rößler (Autor:in), 2012, Bakterizide Wirkung des Pflanzensekundärstoffs Isothiocyanat (Senföl), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/300661
