Original title: Využití lignocelulózových materiálů k biotechnologické produkci polyhydroxyalkanoátů
Translated title: Utilization of lignocellulose materials for biotechnological production of polyhydroxyalkanoates
Authors: Kučera, Dan ; Márová, Ivana (referee) ; Obruča, Stanislav (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2015
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [eng] [cze]
Tato diplomová práce se zabývala možnostmi utilizace lignocelulosového materiálu jako obnovitelného zdroje k produkci polyhydroxyalkanoátů (PHA) biotechnologickými metodami. Teoretická část práce se zaměřuje na charakterizaci rostlinné odpadní biomasy, její enzymatickou sacharifikaci a možnosti produkce a izolace hydrolytických enzymů. Dále se pak literární rešerše zabývá bakteriální produkcí PHA a možností využití lignocelulosové biomasy pro jejich produkci. V rámci experimentální části byly vybrané odpadní substráty hydrolyzovány chemickou a enzymatickou cestou. Jako odpadní substráty byly použity výlisky z jablek, hroznového vína a řepky olejné a kávová sedlina. Získané hydrolyzáty byly použity k produkci PHA bakteriálním kmenem Burkholderia cepacia. Nejslibnějším substrátem se jevily výlisky z jablek. Ukázalo se, že vybraný bakteriální kmen je schopen utilizovat odpadní substráty i bez předchozí úpravy. Supernatant po skončení kultivace jevil následující aktivity: proteasovou, lipasovou (0.47 nmol/(mL•min)), celulasovou pro CMC (6.05 nmol/(mL•min)) a filtrační papír (4.63 nmol/(mL•min)) a xylanasovou (1.71 nmol/(mL•min)). Tyto enzymy mohou představovat zajímavý vedlejší produkt výroby PHA z odpadních zemědělských materiálů. V rámci této práce byl také posouzen vliv délky kultivace a způsob hydrolýzy na výslednou produkci PHA a enzymatickou aktivitu průmyslově zajímavých enzymů. This diploma thesis describes the possibilities of utilization of lignocellulosic material as a renewable resource to produce polyhydroxyalkanoates (PHA) by biotechnological methods. The theoretical part focuses on the characterization of plant waste biomass, its enzymatic saccharification and the possibilities of production and isolation of hydrolytic enzymes. Furthermore, the literature review deals with bacterial PHA production and the possibility to utilize lignocellulosic biomass for their production. In the experimental part, waste substrates hydrolyzed by chemical and enzymatic pathways were selected. Apple, wine and rapeseed pomace and spent coffee grounds were used as waste substrates. Burkholderia cepacia was employed for PHA production from obtained hydrolysates. Apple pomace appears to be the most promising substrate. It turned out that the selected bacterial strain is capable to utilize waste substrates even without previous treatment. The supernatant exhibited following activities after cultivation: protease, lipase (0.47 nmol/(mL•min)), cellulase for CMC (6.05 nmol/(mL•min)) and filter paper (4.63 nmol/(mL•min)) and xylanase (1.71 nmol/(mL•min)). These enzymes can represent an interesting byproduct PHA production from agricultural waste materials. The work assesses also the effect of time course of cultivation and method of hydrolysis on the resulting PHA production and enzymatic activity of industrially interesting enzymes.
Keywords: Burkholderia cepacia; hydrolýza; lignocelulosová biomasa; Polyhydroxyalkanoáty; Burkholderia cepacia; hydrolysis; lignocellulosic biomass; Polyhydroxyalkanoates

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/11012/40486

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-561212


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