Original title: Biodegradace bioplastů v prostředí kompostu
Translated title: Biodegradation of bioplasts in compost environment
Authors: Vodička, Juraj ; Kovalčík, Adriána (referee) ; Obruča, Stanislav (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2020
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Předmětem této diplomové práce je studium biodegradace polyhydroxybutyrátu (PHB) a polyesteru kyseliny mléčné (PLA). Teoretická část práce pojednává o původu studovaných biopolyesterů, jejich vlastnostech a využití, a také enzymologii jejich biodegradace. Experimentální část práce je zaměřena na biodegradaci těchto polymerů v submerzním mediu využitím termofilních kmenů a na kompostování těchto bioplastů. Ze šesti použitých kmenů termofilních bakterií projevil významnou PHB-biodegradační aktivitu pouze jeden – kmen Schlegelella thermodepolymerans. Rezistenci vůči submerzní degradaci vykazovala amorfní i semi-krystalická forma PLA. V prostředí kompostu docházelo především k rozpadu obou forem PLA, proto byl dedukován primárně abiotický mechanizmus degradace. Během 4 týdnů kompostování došlo ke ztrátě hmotnosti amorfního PLA o 99 % a semi-krystalického PLA o 63 hmot. %. Hmotnostní úbytek PHB po stejné době kompostování dosahoval 36 %, navíc bylo pozorováno snížení molekulové hmotnosti na zhruba polovinu hodnoty využitím SEC. Pro tento polymer byl potvrzen mechanizmus biodegradace formou povrchové enzymatické eroze využitím SEM. Monitoring aktivity esteráz, lipáz a proteáz během celého experimentu neprokázal statisticky významné ovlivnění kompostu přítomností biopolymerů. This master’s thesis focuses on biodegradation of polyhydroxybutyrate (PHB) and polylactic acid (PLA). The theoretical part discusses an origin, properties and applications of investigated biopolyesters, and so the enzymology of their biodegradation. The experimental part deals with biodegradation of these polymers in liquid medium using several pure thermophilic bacteial strains and controlled composting of these bioplastics. Amongst six tested thermophilic bacterial strains only one showed PHB-biodegradation activity – strain Schlegelella thermodepolymerans. No degradation degree of amorphous or semi-crystalline PLA was observed. Mainly disintegration of both forms of PLA articles was observed in compost environment, thus the abiotic mechanism of its decomposition was indicated. After 4 weeks of composting, the relative weight loss of 99 % and 63 % was detected in amorphous and semi-crystalline PLA respectively. On the contrary, the weight loss of PHB after 4 weeks of composting reached 36 %, moreover, a half decrease of molar mass was observed using SEC. The surface erosive mechanism of PHB-biodegradation was stated using SEM. By monitoring of esterase, lipase and protease activities, no influence on the compost by polymer presence was concluded at statistical significance.
Keywords: biodegradation; compost; Polyhydroxyalkanoates; polylactic acid; Schlegelella thermodepolymerans; biodegradace; kompost; polyester kyseliny mléčné; Polyhydroxyalkanoáty; Schlegelella thermodepolymerans

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/190585

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-413729


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses