VYUŽITÍ ODPADŮ Z POTRAVINÁŘSKÝCH VÝROB NA BIOPRODUKCI KYSELINY MLÉČNÉ A ETHANOLU
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předložena disertační práce je zaměřena především na mikrobiální produkci kyseliny mléčné a ethanolu z odpadů z potravinářských výrob. Jakožto substráty byly vybrány odpad z produkce kávy (kávová sedlina), odpad z produkce vína (matoliny), odpad ze zpracování citrusových plodů (pomerančové slupky). Teoretická část se věnuje shrnutí dosavadních poznatků o odpadech z potravinářských výrob a možnostech jejich zpracování. Pojednává také o vybraných metabolitech (kyselina mléčná, ethanol), na které mohou být tyto odpady utilizovány. Část experimentů se zabývala především charakterizací a optimalizací hydrolýz pro maximalizaci množství fermentovatelných sacharidů. Byly provedeny různé kombinace chemickýc, fyzikálních a enzymatických hydrolýz vybraných substrátů. Následně byl vybírán vhodný produkční kmen kyseliny mléčné a ethanolu. V případě produkce kyseliny mléčné bylo vybráno 7 kmenů (Lactobacillus casei CCM 4798, Bacillus coagulans CCM 2013, Bacillus coagulans CCM 2658, Lactobacillus rhamnosus CCM 1825T, Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus CCM 7190, Lactobacillus plantarum CCM 7039T, Streptococcus thermophilus CCM 4757), které byly kultivovány nejprve na syntetických médiích s obsahem různých sacharidů a následně byly testovány na konkrétních hydrolyzátech odpadních substrátů. V případě produkce ethanolu byly testovány 2 kmeny (S. cerevisiae CNCTC 6646 a S. cerevisiae CNCTC 6651) na hydrolyzátech jednotlivých odpadních substrátů. Následně byla věnována část experimentů produkci kyseliny mléčné a ethanolu na hydrolyzátech jednotlivých odpadních substrátů za kontrolovaných podmínek v bioreaktoru. Závěrečná část předložené disertační práce se zabývala testováním mikroaerobní předúpravy lignocelulosového materiálu pro zvýšení produkce organických kyselin během acetogenní fáze anaerobní digescí.
The doctoral thesis is focused on the microbial production of lactic acid and ethanol using food processing waste as substrate. Coffee processing waste (spent coffee grounds), wine production waste (grape pomace) and orange processing waste (orange peel) were chosen as substrates for experiments. The theoretical part is dedicated to summarizing current knowledge about waste from food production and possibilities of its processing. It also deals with selected metabolites (lactic acid, ethanol) to which these wastes can be used. Part of the experiments was focused on the characterization and optimization of hydrolysis to maximize the amount of fermentable saccharides. Different combinations of chemical, physical and enzymatic hydrolysis of selected substrates have been tested. Subsequently, a suitable strain for lactic acid and ethanol production was searched for. In the case of lactic acid production, 7 bacterial strains were selected (Lactobacillus casei CCM 4798, Bacillus coagulans CCM 2013, Bacillus coagulans CCM 2658, Lactobacillus rhamnosus CCM 1825T, Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus CCM 7190, Lactobacillus plantarum CCM 7039T, Streptococcus thermophilus CCM 4757). These strains were first cultivated on the synthetic media containing different kind of saccharides. Afterward, the cultivation on the waste biomass hydrolysates were tested. In the case of ethanol production, 2 yeast strains kmeny (S. cerevisiae CNCTC 6646 a S. cerevisiae CNCTC 6651) were cultivated on hydrolysates of individual waste substrates. Subsequently, the experiments focused on the production of lactic acid and ethanol on hydrolysates of waste biomass in bioreactor were done. The last part of this doctoral thesis deals with the microaerobic pretreatment of lignocellulosic biomass to increase the production of organic acids during the acetogenic phase of anaerobic digestion.
The doctoral thesis is focused on the microbial production of lactic acid and ethanol using food processing waste as substrate. Coffee processing waste (spent coffee grounds), wine production waste (grape pomace) and orange processing waste (orange peel) were chosen as substrates for experiments. The theoretical part is dedicated to summarizing current knowledge about waste from food production and possibilities of its processing. It also deals with selected metabolites (lactic acid, ethanol) to which these wastes can be used. Part of the experiments was focused on the characterization and optimization of hydrolysis to maximize the amount of fermentable saccharides. Different combinations of chemical, physical and enzymatic hydrolysis of selected substrates have been tested. Subsequently, a suitable strain for lactic acid and ethanol production was searched for. In the case of lactic acid production, 7 bacterial strains were selected (Lactobacillus casei CCM 4798, Bacillus coagulans CCM 2013, Bacillus coagulans CCM 2658, Lactobacillus rhamnosus CCM 1825T, Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus CCM 7190, Lactobacillus plantarum CCM 7039T, Streptococcus thermophilus CCM 4757). These strains were first cultivated on the synthetic media containing different kind of saccharides. Afterward, the cultivation on the waste biomass hydrolysates were tested. In the case of ethanol production, 2 yeast strains kmeny (S. cerevisiae CNCTC 6646 a S. cerevisiae CNCTC 6651) were cultivated on hydrolysates of individual waste substrates. Subsequently, the experiments focused on the production of lactic acid and ethanol on hydrolysates of waste biomass in bioreactor were done. The last part of this doctoral thesis deals with the microaerobic pretreatment of lignocellulosic biomass to increase the production of organic acids during the acetogenic phase of anaerobic digestion.
Description
Citation
HUDEČKOVÁ, H. VYUŽITÍ ODPADŮ Z POTRAVINÁŘSKÝCH VÝROB NA BIOPRODUKCI KYSELINY MLÉČNÉ A ETHANOLU [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie
Comittee
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (předseda)
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Doškař, CSc. (člen)
prof. Ing. František Buňka, Ph.D., oponent (člen)
prof. Ing. Stanislav Kráčmár, DrSc., oponent (člen)
Date of acceptance
2018-12-04
Defence
Předseda komise představil doktorandku a předal jí slovo. Ing. Hudečková absolvovala zahraničí stáž na univerzitě v Tullnu, Rakousko a na univerzitě v Curychu ve Švýcarsku. Má pedagogickou praxi: praktikum z bioinženýrství a praktikum z instrumentální a strukturní analýzy. Má 1 publikaci v impaktovaném časopise u níž je prvním autorem a 2 v recenzovaných časopisech. Měla rovněž řadu příspěvků a abstraktů na konferencí.
Byly přečteny dva posudky, oba kladné a doporučovaly práci k dalšímu projednání. Doktorandka zodpověděla všechny dotazy z posudků vyplývající. Poté se rozproudila diskuze, Ing. Hudečková zodpověděla dotazy vzešlé z diskuze.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení