X

"Leben auf schleimigem Fuß"
Ökophysiologie limnischer Gastropoden

Inhaltsverzeichnis               Einleitung               Material und Methoden               Diskussion

Ergebnisse

1.Woche:

2.Woche:

Ionen-Kapillarelektrophorese
Für die Anionen ermittelten wir folgende relative Laufzeiten, die sich in Abhängigkeit von den gemessenen Konzentration gar nicht oder nur in sehr geringem Maße änderten: Für die einzelnen Ionen erhielten wir folgende Regressionsgleichungen: Die Peaks der Leitungswasserprobe 1 hatten relative Laufzeiten von 1,03 und 1,51, die wir Sulfat und Carbonat zuordneten. Von den relativen Laufzeiten der Leitungswasserprobe 2 von 1,03; 1,3; 1,39 und 1,5 konnten wir drei Substanzen eindeutig zuordnen: Sulfat, Carbonat und Succinat. Die relative Laufzeit von 1,39 kam bei unseren Messungen nicht vor. Verglichen mit den Werten vorangegangener Messungen liegt er zwischen den Werten von Malat (1,36) und Phosphat (1,4). Höchstwahrscheinlich handelt es sich aber um Phosphat.

Aus diesen berechneten wir dann die Mengen der in den Leitungswasserproben enthaltenen Anionen:
Leitungswasserprobe 1 enthielt 0,1 mmol/l Sulfat und 0,28 mmol/l Carbonat. Leitungswasserprobe 2 enthielt nahezu die gleichen Mengen an Sulfat (0,13 mmol/l) und Carbonat (0,29 mmol/l), Succinat war nur sehr wenig vorhanden (0,075 mmol/l). Die Konzentration des vierten enthaltenen Stoffes konnten wir aufgrund der fehlenden Regressionsgleichung nicht berechnen Bei den Werten handelt es sich um Mittelwerte aus zwei Messungen, die sehr gut übereinstimmten.
Bei der Kationen-Messung ermittelten wir folgende Calziumgehalte für die vier untersuchten Mineralwasser:
Für Vittel ergab sich ein Calzium-Gehalt von 2,87 mmol/l (115,02 µg/ml), für Apolinaris der höchste mit 4,4 mmol/l (176,34 µg/ml), für Fürst Bismarck der niedrigste mit 1,76 mmol/l (70,54 µg/ml) und für Christinen Brunnen 2,12 mmol/l (84,96 µg/ml). Die Werte stammen aus Einzelmessungen.

Atom-Absorptions-Spektrometrie

Abb.1: Eichgerade für die mit der AAS gemessenen Calziumkonzentrationen

Zuerst erstellten wir eine Eichgerade, die der gemessenen Absorption eine Calzium-Konzentration zuordnet und die in Abbildung 1 dargestellt ist. Die Ausgleichsgerade hat folgende Formel:

y = 38853 x + 62581

Tab.1:Ergebnisse der Absorptions-Messungen bei Zugabe unterschiedlicher Konzentrtionen HCl, bzw. NaCl

Die Messung des Calzium-Gehaltes bei Zugabe unterschiedlicher HCl-Konzentrationen zeigt, dass ein steigender HCL-Gehalt trotz gleichbleibenden Calziumgehaltes die Absorption stark erhöht (von 150500 auf 678000). Eine steigende NaCl-Zugabe hat nicht diesen Effekt. Die Absorption nimmt dagegen sogar ab, jedoch nur sehr leicht (von 37500 auf 26500). Die Werte sind in Tabelle 1 dargestellt

Die Nachweisgrenze konnte nicht berechnet werden, da der Mittelwert der Lösung B nicht doppelt so groß war wie der von A, was aufgrund der doppelten Konzentration von B zu erwarten gewesen wäre.

Mit Hilfe dieser Ausgleichsgeraden konnten wir die Konzentrationen der vier untersuchten Mineralwasser errechnen. Die höchste von uns berechnete Ca-Konzentration besitzt Vittel (149,43 µg Ca/ml), dem folgt Apolinaris mit 131,67 µg Ca/ml, Fürst Bismarck und Christinen Brunnen haben nahezu den gleichen Calcium-Gehalt: 97,18 µg Ca/ml, bzw. 96,92µg Ca/ml. Bei diesen Werten handelt es sich um Mittelwerte aus Messungen zweier unterschiedlicher Verdünnungen der Mineralwasser (1:10 und 1:100), die sehr voneinander abweichen, weshalb sich die Mittelwerte für die einzelnen Mineralwasser auch nicht signifikant voneinander unterschieden.
Die Werte der Messungen der 1:100-Verdünnungen liegen in allen vier Fällen deutlich höher als bei der 1:10-Verdünnung.
Vergleicht man die mit der CE gemessenen Calzium-Konzentrationen mit denen der AAS, so zeigt sich, dass sie von der Größenordnung sehr gut übereinstimmen. Bei beiden Messungen haben Fürst Bismarck und Christinen Brunnen einen geringeren Calzium-Gehalt als die anderen beiden Mineralwasserproben. Die Messung mit der CE ergab außerdem einen deutlich geringeren Wert für Fürst Bismarck gegenüber Christinen Brunnen. Den höchsten Calziumgehalt hatte nach der CE-Messung Apolinaris, nach der Messung mit der AAS jedoch Vittel.
Vergleicht man die Werte mit den vom Hersteller angegebenen, so zeigt sich zunächst, daß sie alle etwas unter den von uns gemessenen Werten liegen. Jedoch haben auch dabei Vittel (91 µg/ml) und Apolinaris (100 µg/ml) einen höheren Calciumgehalt gegenüber Fürst Bismarck (61,9 µg/ml) und Christinen Brunnen (55 µg/ml).

Abb.2: Vergleich der mit der CE und der AAS gemessenen Calziumkonzentrationen der Mineralwasser und den tatsächlich enthaltenen Konzentrationen

Verbrennungskalorimetrie
Die zuerst berechneten Kalibrierungsfaktoren für die einzelnen Bomben betragen für Bombe 2: 97,7 J/mV, für Bombe 6: 84,7 J/mV und für Bombe 5 (andere Gruppe): 140,61 J/mV.
Mit deren Hilfe ist es nun möglich von dem Ausschlag in mV auf den Energiegehalt der Probe zu schließen. Der Energiegehalt der Gelatine, aus der die Kapseln bestehen beträgt 24,1 J/mg.
Weiterhin wurde zur Ermittlung der Energiegehalte der Probe die Lage des Punktes X benötigt. Dieser betrug 75% von der Min-Max-Gerade.
Aus diesen Werten berechneten wir dann den in Tabelle 2 ersichtlichen Energiegehalt der einzelnen Proben.

Tab.2: Die zur Berechnung der Energiegehalte benötigten Daten aus der VK und berechnete Energiegehalte

Der Energiegehalt der Schokolade liegt mit 16,4 J/mg erstaunlicherweise niedriger als der der Diätschokolade mit 23,4 J/mg.
Dagegen liegt, wie zu erwarten war, der Energiegehalt der Butter mit 24,8 J/mg deutlich über dem der Margarine (11,5 J/mg).

Differenz-Thermo-Analyse
Die Abbildungen 3 bis 6 zeigen die Ausdrucke der DSC (Thermogramme), aus denen wir die Daten für die weiteren Berechnungen ermittelten.

Die Abbildungen 7 und 8 zeigen für die gemessenen Indiumproben die Abhängigkeit der Peak-Onset-Temperatur und der Fläche unter dem Peak in Abhängigkeit von der Heizrate. Es besteht deutlich ein linearer Zusammenhang, der bei der Berechnung der Energiegehalte berücksichtigt werden muß:
Mit steigender Heizrate steigt auch die Peak-Onset-Temperatur (Regressionsgerade: y = 1,2217 x + 154,05), bzw. die Fläche (Regressionsgerade: y = 2,072 x - 0,045) unter dem Peak.

Abb.7: Peak-Onset-Temperatur in Abhängigkeit von der Heizrate


Abb.8: Fläche unter den Peaks in Abhängigkeit von der Heizrate



Tab.3: Werte und Ergebnisse der Berechnungen der DSC

In Tabelle 3 sind aus den Thermogrammen alle für die Berechnung von e aus den Indiumproben und des Kaloriengehaltes der restlichen Proben benötigten Daten dargestellt, sowie die Ergebnisse der Berechnungen Weiterhin ergab sich aus den Indiumproben für e = 0,00058647 (Mittelwert). Die daraus berechneten Energiegehalte in J/g für die einzelnen Proben waren folgende:

Bei einigen Proben traten mehrere Peaks auf, was darauf zurückzuführen ist, dass der untersuchte Stoff während des Schmelzvorganges in verschiedene Stadien übergeht, wobei jedesmal ein Teil der enthaltenen Energie abgegeben wird. Um den Kaloriengehalt dieser Proben zu bestimmen, wurden die aus den einzelnen Peaks berechneten Energiegehalte addiert. Die Peak-Onset-Temperaturen sind der Tabelle zu entnehmen.
Die unbekannte Probe zeigte zwei Peaks und einen Energiegehalt von 49,368. Die Peaks setzten bei 67,6, bzw. 90,1 °C ein. Damit stimmt sie weder vom Energiegehalt noch von den Peak-Onset-Temperatur her mit einer der Substanzen überein, die wie vorher analysiert haben. Die Zusammensetzung von Probe 11 bleibt demnach weiterhin unbekannt.

Physiologische Versuche mit Lymnaea stagnalis
Um eine Verfälschung der Messergebnisse zu verhindern, mußten wir sicherstellen, dass die Tiere der einzelnen Kategorien (Kontrolle 1; 1 Tag hungernde Tiere; Kontrolle 3,6; 3 Tage hungernde Tiere; 6 Tage hungernde Tiere) sich nicht schon aufgrund ihrer Morphologie extrem unterscheiden. Deshalb testeten wir, ob sich die Höhe und Breite der Schalen der Tiere der einzelnen Kategorien signifikant voneinander unterscheiden. Es ergaben sich hierfür keinen signifikanten Unterschied.
Es ergaben sich auch keine signifikanten Unterschiede in Hinsicht auf das Trockengewicht der Tiere, wohl aber in Hinsicht auf das Frischgewicht. Dabei unterschieden sich alle am ersten Tag genommenen Proben (K3,6, 3d und 6d) signifikant von allen am zweiten Tage (K1, 1d) genommenen. Die innerhalb eines Tages genommenen Proben unterschieden sich hinsichtlich ihres Frischgewichtes nicht.
Infolge dessen findet man nach der Berechnung der Wassergehalte aus den Frisch- und Trockengewichten der Tiere die gleichen signifikanten Unterschiede:
Alle am ersten Tag genommenen Proben haben einen Wassergehalt, der bei 85% des Frischegewichtes liegt, die restlichen Proben weisen alle einen Wassergehalt von etwas über 90% des Frischgewichtes auf. Die Tiere unterschieden sich nach unterschiedlich langen Hungerzeiten nicht in Bezug auf ihren Energiegehalt, dessen Mittelwerte zwischen 12 und 16 J/mg Trockengewicht lagen.
Die Abbildungen 9 bis 15 zeigen die Konzentrationen der Anionen nach den unterschiedlich langen Hungerzeiten und der Kontrollen, die Abbildungen 16 bis 20 die der Kationen. Weder bei den Kationen noch bei den Anionen war bei einem Ion eine deutliche Veränderung in Abhängigkeit von der Hungerzeit zu erkennen. Die Werte unterschieden sich zwar, z.T. auch signifikant (siehe Tabelle 4), jedoch war kein kontinuierlicher Abfall bzw. Anstieg einer Ionenart messbar gewesen. Bei einigen Ionen unterschieden sich bereits die Kontrollen so stark voneinander, dass sie nicht zusammenfassbar waren (Succinat, Carbonat, Magnesium, Natrium).
Allgemein kann man jedoch eine Aussage über die Hämolymphzusammensetzung von Lymnea stagnalis machen:
Für die Kationen lag der Natriumgehalt mit Werten zwischen 50 und 70 mmol/l am höchsten. Die Konzentration der restlichen Kationen lagen alle unter 7 mmol/l, wobei die von Calzium zwischen 2 und 7 mmol/l und die von Ammonium am niedrigsten mit Werten zwischen 0,2 und 0,9 mmol/l lag. Dazwischen lag die Konzentration von Kalium mit 2-4 mmol/l.
Bei den Anionen waren Chlorid mit 40-50 mmol/l und Carbonat mit 15-30 mmol/l am höchsten vertreten. Die Konzentrationen aller anderer Anionen lagen unter 3 mmol/l (Nitrat: 0,5-3 mmol/l; Sulfat: 1-2 mmol/l; Succinat und Lactat: <1 mmol/l; Acetat: <0,2 mmol/l).

Tab.4: Ergebnisse der Signifikanztests der einzelnen Ionen; Getestet wurden die Ionenkonzentrationen der Hämolymphe der Kontrolltiere gegen die der 1, 3, bzw. 6 Tage hungernden Tiere (Kontrolle - 1d; Kontrolle - 3d; Kontrolle - 6d) und die Ionenkonzentrationen der Hämolymphe der unterschiedlich lange hungernden Tiere gegeneinander (1d - 3d; 1d - 6d; 3d - 6d);
signifikant = signifikanter Unterschied der Ionenkonzentration; p < 0,05
n.s. = nicht signifikant

Inhaltsverzeichnis               Einleitung               Material und Methoden               Diskussion