Produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadních substrátů a jejich následná izolace
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Cílem práce je studium možností mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů (PHA) na různých odpadních substrátech. Polyhydroxyalkanoáty nacházejí uplatnění jako biodegradabilní materiály. Pro laboratorní práci byla využita průmyslově užívaná bakterie Cupriavidus necator, jež byla kultivována s prekurzory různých monomerních jednotek s cílem produkce kopolymerů 3HB s 3HV a 4HB. Bakterie byla dále kultivována na různých odpadních substrátech, především olejnatých, s cílem dosáhnout co nejvyšší produkce polymeru. Další velkou část práce tvoří studium izolačních strategií PHA s využitím enzymů. Komerčně využívané protéazy – alkaláza a pankreatin – jsou účinnými enzymy pro rozklad bakteriální buňky. Řada optimalizačních experimentů ukázala, že při použití enzymu můžeme získat až o 13 % čistší polymer. Vzrůst čistoty PHA až nad 90% hranici byl docílen přídavkem povrchově aktivní látky, která podporuje rozpustnost buněčných komponent netvořících polymer a může zvýšit čistotu až o 20 % vůči kontrolní kultivaci. Část práce se zabývá i využitím enzymového preparátu izolovaného z bakterie Bacillus subtilis. Jeho aplikace na bakteriální kultury vedla k zisku polymeru s čistotou přesahující 95% hranici. Tyto výsledky by mohly být základem nové izolační strategie, která povede k efektivnějšímu zisku PHA z biomasy.
The aim of this work is to study the possibility of microbial production of polyhydroxyalkanoates (PHA). PHA can be used as biodegradable materials. Bacterial strain Cupriavidus necator was used for laboratory production of PHA. This bacterium was cultivated in medium with various precursors to produce copolymers of 3HB with 3HV or 4HB. Another part of the work was aimed at cultivation of C. necator on different waste substrates, especially oils, with the aim to achieve the highest production of polymer. Another large part of the thesis is dedicated to isolation strategies of PHA using enzymes. Commercially used proteases – alcalase and pancreatin – can be used with advantages for digestion of bacterial cells. A number of optimization experiments showed that application of proteases leads to enhancement of PHA purity to about 13%. Purity increase up to 90 % was achieved by adding a surfactant, which promotes the solubility of non-PHA forming polymer. This surfactant increases the purity of 20 % when compared to control. The last part of presented work deals with the use of enzyme solution isolated from Bacillus subtilis medium. Its application to C. necator culture led to the yield of polymer at a purity exceeding 95 %. These results could represent the basis for new isolation strategies, which can lead to more efficient yield of PHA.
The aim of this work is to study the possibility of microbial production of polyhydroxyalkanoates (PHA). PHA can be used as biodegradable materials. Bacterial strain Cupriavidus necator was used for laboratory production of PHA. This bacterium was cultivated in medium with various precursors to produce copolymers of 3HB with 3HV or 4HB. Another part of the work was aimed at cultivation of C. necator on different waste substrates, especially oils, with the aim to achieve the highest production of polymer. Another large part of the thesis is dedicated to isolation strategies of PHA using enzymes. Commercially used proteases – alcalase and pancreatin – can be used with advantages for digestion of bacterial cells. A number of optimization experiments showed that application of proteases leads to enhancement of PHA purity to about 13%. Purity increase up to 90 % was achieved by adding a surfactant, which promotes the solubility of non-PHA forming polymer. This surfactant increases the purity of 20 % when compared to control. The last part of presented work deals with the use of enzyme solution isolated from Bacillus subtilis medium. Its application to C. necator culture led to the yield of polymer at a purity exceeding 95 %. These results could represent the basis for new isolation strategies, which can lead to more efficient yield of PHA.
Description
Citation
GROSSOVÁ, M. Produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadních substrátů a jejich následná izolace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2011.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. Ing. Peter Šimko, DrSc. (předseda)
doc. Ing. Jiřina Omelková, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Alena Španová, CSc. (člen)
doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc. (člen)
Date of acceptance
2011-06-07
Defence
1. Diplomantka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Diplomantka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
4. Diskuse:
Komise nepoložila žádný dotaz.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 5 roku/let