Studium biodegradace polyhydroxyalkanoátů.
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Diplomová práce je zaměřena na studium biodegradace polyhydroxyalkanoátů, konkrétně polymeru polyhydroxybutyrátu. První část práce se zabývá studiem biodegradace polyhydroxybutyrátu ve formě PHB prášku a PHB fólie pomocí vybraných druhů mikroorganismů z řad bakterií, kvasinek a plísní. Jako zástupce bakterií byl vybrán mikroorganismus Delftia acidovorans, z řad kvasinek Aureobasidium pullulans a ze zástupců plísní Aspergillus fumigatus. Aktivita extracelulární PHB depolymerázy byla analyzována turbidemitrickým měřením suspenze PHB granulí. Zároveň byla stanovena hodnota pH a teplotního optima jednotlivých PHB depolymeráz. Z výsledků vyplývá, že bakterie D. acidovorans dokáže částečně degradovat PHB, naopak kvasinka A. pullulans nedokáže PHB účinně degradovat. Nejvýraznější degradační schopnost vykazovala plíseň A. fumigatus, která PHB kompletně degradovala v rámci daného testu. Extracelulární enzymy exprimované těmito mikroorganismy při kultivaci na PHB jako jediném zdroji uhlíku byly analyzovány pomocí SDS-PAGE. Druhá část práce se zabývá biodegradací PHB ve formě PHB fólie, PHB tvrzené fólie a PHB Nanoul textilie v rámci standardního kompostovacího testu. Polosuchá kultivace podávala pozitivní výsledky, kdy v intervalu od 14. dnů do dvou měsíců byly zcela biodegradovány všechny formy použitých PHB. Co se týče polosuché kultivace, byla touto metodou ještě studována míra biodegradace polyuretanových elastomerů, kde část polyesterového polyolu byla nahrazena PHB (PU-PHB). Testovány byly vzorky obsahující komerční PHB od firmy Sigma a vzorky s PHB připravené na Fakultě chemické VUT v Brně. Jednotlivé vzorky se navíc lišily rozdílnou koncentrací dispergovaného PHB (1 %, 5 % a 10 %) v polyuretanu. Na konci kultivace, která trvala dva měsíce, byly zjišťovány mechanické změny materiálu v tahu, účinnost biodegradace vážkovou analýzou a změna povrchu materiálu analýzou mikroskopickou.
The master‘s thesis is focused on the study of biodegradation of polyhydroxyalkanoates, namely polymer polyhydroxybutyrate. The first part of the thesis is focused on the study of biodegradation of polyhydroxybutyrate in the form of crystalline granules of PHB and PHB films using selected species of microorganisms from bacteria, yeasts and fungi. As a representative of bacteria was chosen microorganism Delftia acidorovans, as yeast was selected Aureobasidium pullulans and Aspergillus fumigatus as fungi. PHB depolymerase activity was measured employing turbidemtiric method with suspension of PHB granules as substrate. The results showed that D. acidorovans can partially degrade PHB. On the contrary A. pullulans cannot effectively degrade PHB. The most significant degradation ability revealed A. fumigatus, which was able to degrade PHB completely. Extracellular enzymes excreted by these microorganisms when cultivated on PHB materials as sole carbon sources were analyzed by SDS-PAGE. The second part of the thesis deals with the biodegradation of PHB in the form of PHB film, PHB hardened foil and PHB Nanoul fabric using standard composting test. Semi-solid cultivation showed positive results. In the interval from 14 days to two months were all forms of the PHB completely biodegraded. With semi-solid cultivation was also studied biodegradation rate of the polyurethane elastomeric films which were modified by partial replacement of polyester polyol by PHB. The test samples were prepared using PHB from Sigma and the PHB samples prepared at the Faculty of chemistry VUT. Samples with different concentrations of the dispersed PHB (1 %, 5 % and 10 %) in the polyurethane were also object of the study. At the end of the cultivation (after 2 months) were measured mechanical properties in tension of the material, then efficiency of biodegradation by gravimetric analysis and modification of the material surface by microscopic analysis.
The master‘s thesis is focused on the study of biodegradation of polyhydroxyalkanoates, namely polymer polyhydroxybutyrate. The first part of the thesis is focused on the study of biodegradation of polyhydroxybutyrate in the form of crystalline granules of PHB and PHB films using selected species of microorganisms from bacteria, yeasts and fungi. As a representative of bacteria was chosen microorganism Delftia acidorovans, as yeast was selected Aureobasidium pullulans and Aspergillus fumigatus as fungi. PHB depolymerase activity was measured employing turbidemtiric method with suspension of PHB granules as substrate. The results showed that D. acidorovans can partially degrade PHB. On the contrary A. pullulans cannot effectively degrade PHB. The most significant degradation ability revealed A. fumigatus, which was able to degrade PHB completely. Extracellular enzymes excreted by these microorganisms when cultivated on PHB materials as sole carbon sources were analyzed by SDS-PAGE. The second part of the thesis deals with the biodegradation of PHB in the form of PHB film, PHB hardened foil and PHB Nanoul fabric using standard composting test. Semi-solid cultivation showed positive results. In the interval from 14 days to two months were all forms of the PHB completely biodegraded. With semi-solid cultivation was also studied biodegradation rate of the polyurethane elastomeric films which were modified by partial replacement of polyester polyol by PHB. The test samples were prepared using PHB from Sigma and the PHB samples prepared at the Faculty of chemistry VUT. Samples with different concentrations of the dispersed PHB (1 %, 5 % and 10 %) in the polyurethane were also object of the study. At the end of the cultivation (after 2 months) were measured mechanical properties in tension of the material, then efficiency of biodegradation by gravimetric analysis and modification of the material surface by microscopic analysis.
Description
Citation
WURSTOVÁ, A. Studium biodegradace polyhydroxyalkanoátů. [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2014.
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
2014-06-04
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.
Diskuse:
doc. Španová: Původ použitých MO ?
prof. Márová: Odkud byl vzorek textilií ?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení