Izolace čistých aminokyselin z pšeničných otrub
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
C
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Pšeničné otruby jsou perspektivní materiál obsahující širokou škálu využitelných komponent, včetně bílkovin. Navíc je produkován ve značných objemech. V současné době se pšeničné otruby využívají na produkci energie spalováním a pro krmné účely. Postupně se hledají nové postupy valorizace tohoto materiálu. Jednou z možností využití pšeničných otrub je izolace bílkovin, hydrolýza a separace vybraných aminokyselin. Touto problematikou se zabývá tato diplomová práce, která se zaměřila na zisk argininu a leucinu z proteinového izolátu. Proteiny byly vyextrahovány z pšeničných otrub pomocí změny hodnoty pH. Následnou lyofilizací byl získán proteinový izolát. Před provedením hydrolýzy vzniklého izolátu byl nejprve proveden stabilitní test standardů aminokyselin argininu a leucinu, na které byly aplikovány různé metody hydrolýzy. Jako nejefektivnější se ukázala kyselá hydrolýza pomocí mineralizačního přístroje, která byla aplikována na proteinový izolát. Následovala derivatizace hydrolyzátů činidlem OPA a analýza vzniklých hydrolyzátů vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií s UV-VIS detekcí. Poté byla provedena optimalizace vhodných podmínek adsorpce a desorpce. Bylo zjištěno, že časová závislost nemá vliv na množství adsorbovaného materiálu na sorbent. Proto byla zvolena doba aplikace 15 minut. Při optimalizaci množství použitého adsorbentu Amberchrom 50WX8 bylo zjištěno, že optimální použitou navážkou je 0,25 g. Zvolené podmínky byly aplikovány na proteinový hydrolyzát. Separací vybraných aminokyselin pomocí změny pH citrátového pufru byly získány dvě frakce. Po aplikaci tohoto postupu bylo z jednoho kilogramu pšeničných otrub po odpaření získáno z frakce jedna 0,26 g argininu a 0,82 g leucinu. Z frakce dva bylo po odpaření získáno 1,01 g argininu a 0,25 g leucinu.
Wheat bran is a promising material containing a wide range of useful components, including proteins. In addition, it is produced in significant volumes. Currently, wheat bran is used for the production of energy by combustion and for feed purposes. Gradually, new methods of valorization of this material are being sought. One of the possibilities of using wheat bran is the isolation of proteins, hydrolysis, and separation of selected amino acids. This diploma thesis deals with this issue, it is focused on the recovery of arginine and leucine from a protein isolate. Proteins were extracted from wheat bran by changing the pH. Thanks to the subsequent lyophilization a protein isolate was gained. Prior to hydrolysis of the resulting isolate, a stability test of arginine and leucine amino acid standards was first performed, to which various hydrolysis methods were applied. Acid hydrolysis using a mineralizer, which was applied to the protein isolate, was proved to be the most effective. This was followed by the derivatization of the hydrolysates with OPA and analysis of the resulting hydrolysates by high-performance liquid chromatography with UV-VIS detection. Then, suitable adsorption and desorption conditions were optimized. It was found that the time dependence does not affect the amount of adsorbed material on the sorbent. Therefore, an application time of 15 minutes was chosen. While optimizing the amount of used standard, it was found that the optimal weight was 0.25 g of sorbent. The selected conditions were applied to the protein hydrolyzate. Two fractions were obtained by the separation of selected amino acids due to the change in the pH of the citrate buffer. After the application of this procedure, 0.26 g of arginine and 0.82 g of leucine were obtained from one kilogram after evaporation. From evaporation two, 1.01 g of arginine and 0.25 g of leucine were obtained after evaporation.
Wheat bran is a promising material containing a wide range of useful components, including proteins. In addition, it is produced in significant volumes. Currently, wheat bran is used for the production of energy by combustion and for feed purposes. Gradually, new methods of valorization of this material are being sought. One of the possibilities of using wheat bran is the isolation of proteins, hydrolysis, and separation of selected amino acids. This diploma thesis deals with this issue, it is focused on the recovery of arginine and leucine from a protein isolate. Proteins were extracted from wheat bran by changing the pH. Thanks to the subsequent lyophilization a protein isolate was gained. Prior to hydrolysis of the resulting isolate, a stability test of arginine and leucine amino acid standards was first performed, to which various hydrolysis methods were applied. Acid hydrolysis using a mineralizer, which was applied to the protein isolate, was proved to be the most effective. This was followed by the derivatization of the hydrolysates with OPA and analysis of the resulting hydrolysates by high-performance liquid chromatography with UV-VIS detection. Then, suitable adsorption and desorption conditions were optimized. It was found that the time dependence does not affect the amount of adsorbed material on the sorbent. Therefore, an application time of 15 minutes was chosen. While optimizing the amount of used standard, it was found that the optimal weight was 0.25 g of sorbent. The selected conditions were applied to the protein hydrolyzate. Two fractions were obtained by the separation of selected amino acids due to the change in the pH of the citrate buffer. After the application of this procedure, 0.26 g of arginine and 0.82 g of leucine were obtained from one kilogram after evaporation. From evaporation two, 1.01 g of arginine and 0.25 g of leucine were obtained after evaporation.
Description
Keywords
Pšeničné otruby, proteiny, proteinový izolát, aminokyseliny, extrakce, hydrolýza, vysokoúčinná kapalinová chromatografie, iontově-výměnná chromatografie, UV-VIS detektor., Wheat bran, proteins, protein isolate, amino acids, extraction, hydrolysis, high performance liquid chromatography, ion exchange chromatography, UV-VIS detector.
Citation
SLOUPOVÁ, K. Izolace čistých aminokyselin z pšeničných otrub [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Kráčmar, DrSc. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-09-09
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. Márová: Proč byly zvolený právě aminokyseliny arginin a leucin? Kolik otruby obsahují vody? Jak si vysvětlujete extrémní neúspěch enzymové hydrolýzy? Jaká byla k hydrolýze použita koncentrace enzymu?
prof. Kráčmar: V katalogu krmiv můžete nalézt kompletní složení všech krmiv a vaše výsledky s těmito daty porovnat. Uvádíte, že z 1 g pšeničných otrub jste získala například 1,26 gramů aminokyselin argininu a leucinu, můžete to vysvětlit? Jakým způsobem jste prováděla hydrolýzu otrub pro stanovení aminokyselin?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala velmi dobré odborné znalosti a rovněž schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení