Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadů kávového průmyslu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) kmeny bakterií Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. Produkce PHA byla studována s využitím různými způsoby předupravené a hydrolyzované kávové sedliny. V rámci práce byla porovnána standardní metoda hydrolýzy kávové sedliny zředěnou minerální kyselinou a následnou enzymatickou hydrolýzou provedenou pouze pomocí enzymů. Vzniklé hydrolyzáty byly analyzovány se zaměřením na obsahu redukujících sacharidů a výtěžnost hydrolýzy. Z výsledků vyplývá, že nejlepší předpoklady pro produkci PHA měly vzorky vyprodukované bakterií Burkholderia cepacia a to v kultivačním médiu připraveném hydrolýzou kávové sedliny, která byla vystavena extrakci 60% ethanolem. Výtěžek biomasy v tomto médiu byl 3,553 g/l s procentuálním obsahem PHA 32,472% v biomase. Vzniklý PHA obsahoval 6,09% 3-hydroxyvalerátu. V rámci dalšího experimentu byl ověřen alternativní přístup hydrolýzy kávové sedliny, kde byly použity komerčně dostupné enzymy celuláza, hemiceluláza a extracelulární enzymatický koktejl vyprodukovaný plísní schopnou utilizovat kávovou sedlinu. Hemiceluláza se ukázala být nejefektivnějším hydrolytickým enzymem a proto nejvyšší obsah biomasy 5,708 g/l se také nacházel v médiu připraveného hemicelulázou katalyzovanou hydrolýzou kávové sedliny, která byla extrahovaná 60% ethanolem. Nedocházelo zde k produkci kopolymeru P(HB-co-HV), ale jen polymeru PHB, což bylo nejspíše způsobeno tím, že v průběhu enzymatické hydrolýzy nevznikala kyselina levulinová ani žádný jiný potenciální prekurzor 3HV.
This bachelor thesis is focused on study of production of polyhydroxyalkanoates (PHA) by bacteria Burkholderia cepacia and Burkholderia sacchari. Production of PHA has been studied using spent coffee grounds hydrolysates which have been prepared by different aproaches. In the thesis is compared standard method of coffee ground hydrolysis by mineral acid followed by enzymatic hydrolysis. Hydrolysates which have been produced were analyzed in terms of concentration of saccharides and efficiency of hydrolysis. The best producer of PHA (based on results) was bacterium Burkholderia cepacia, in the medium which has been prepared by hydrolysis of spent coffee grounds extracted by 60% solution of ethanol. Biomass yield of this cultivation was 3,553 g/l with 32,472% PHA content. This PHA contained 6,09% 3-hydroxyvalerate. In the other experiment, we verified alternative hydrolysis of spent coffee grounds – by commercially available enzymes. We used cellulase, hemicellulase and the enzymatic cocktail which has been produced by mould. Hemicellulase was the most effective hydrolytic enzyme and its application resulted in production of the highest amount of biomass – 5,708 g/l. In this cultivation, only homopolymer PHB has been which is probably caused by the fact, that during the enzymatic hydrolysis levulinic acid or any other potential precursor of 3HV is formed.
This bachelor thesis is focused on study of production of polyhydroxyalkanoates (PHA) by bacteria Burkholderia cepacia and Burkholderia sacchari. Production of PHA has been studied using spent coffee grounds hydrolysates which have been prepared by different aproaches. In the thesis is compared standard method of coffee ground hydrolysis by mineral acid followed by enzymatic hydrolysis. Hydrolysates which have been produced were analyzed in terms of concentration of saccharides and efficiency of hydrolysis. The best producer of PHA (based on results) was bacterium Burkholderia cepacia, in the medium which has been prepared by hydrolysis of spent coffee grounds extracted by 60% solution of ethanol. Biomass yield of this cultivation was 3,553 g/l with 32,472% PHA content. This PHA contained 6,09% 3-hydroxyvalerate. In the other experiment, we verified alternative hydrolysis of spent coffee grounds – by commercially available enzymes. We used cellulase, hemicellulase and the enzymatic cocktail which has been produced by mould. Hemicellulase was the most effective hydrolytic enzyme and its application resulted in production of the highest amount of biomass – 5,708 g/l. In this cultivation, only homopolymer PHB has been which is probably caused by the fact, that during the enzymatic hydrolysis levulinic acid or any other potential precursor of 3HV is formed.
Description
Keywords
Polyhydroxyalkanoáty, PHA, kyselá hydrolýza, enzymatická hydrolýza, Polyhydroxybutyrát, PHB, kávová sedlina, Burkholderia cepacia, Burkholderia sacchari, Polyhydroxyalkanoates, PHA, acid hydrolysis, enzymatic hydrolysis, Polyhydroxybutyrate, PHB, spent coffee ground, Burkholderia cepacia, Burkholderia sacchari
Citation
VAŠÍČKOVÁ, M. Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadů kávového průmyslu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2015.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Oldřich Zmeškal, CSc. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2015-06-19
Defence
Pekař – rozdíly v kávových sedlinách
Márová – typ plísní na kávové sedlině
Diviš – úprava sedliny před charakterizací
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení