Original title: Příprava a charakterizace ligninu modifikovaného pomocí enzymu lakáza
Translated title: Preparation and characterization of lignin modified by laccase enzyme
Authors: Hrušková, Lucie ; Obruča, Stanislav (referee) ; Kalina, Michal (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2024
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce se zaměřuje na enzymatickou modifikaci komerčně dostupného ligninu pomocí enzymu lakázy a sledování jejího vlivu na vybrané fyzikální a chemické vlastnosti. Lignin je atraktivní materiál pro výrobu obnovitelných chemikálií, materiálů a energie, ale jeho komplexní chemická struktura představuje hlavní překážku pro jeho efektivní využití, přičemž enzymatická modifikace se jeví jako slibné řešení pro jeho úpravu. Experimenty byly prováděny za různých podmínek, jako je pH prostředí, množství použitého enzymu a doba působení. V další části experimentu proběhla charakterizace modifikovaných ligninů a srovnání těchto výsledků s hodnotami původního kraft ligninu před modifikací. Byla stanovena molekulová hmotnost pomocí SEC-MALS, koncentrace fenolických skupin a antioxidační aktivita. Dále byla sledována změna struktury pomocí FTIR. Z výsledků vyplývá, že enzymatická modifikace ligninu pomocí lakázy vedla ke zvýšení molekulové hmotnosti modifikovaných ligninů, současně došlo k poklesu obsahu fenolických skupin a snížení antioxidační aktivity. Na základě získaných výsledků lze usoudit, že působením enzymu lakáza došlo k polymerizaci ligninu a formování nových chemických vazeb, což vedlo k jeho další agregaci. This master’s thesis focuses on the enzymatic modification of commercially available lignin using laccase enzyme and monitoring its impact on selected physical and chemical properties. Lignin is an attractive material for the production of renewable chemicals, materials, and energy, but its complex chemical structure poses a major obstacle to its effective utilization. Enzymatic modification appears to be a promising solution for its processing. Experiments were conducted under various conditions, such as pH, enzyme dosage, and reaction time. In the subsequent part of the experiment, the modified lignins were characterized and their results compared with those of the raw kraft lignin before modification. Molecular weight was determined using SEC-MALS, and the concentration of phenolic groups and antioxidant activity were measured. Structural changes were also monitored using FTIR. The results indicate that the enzymatic modification of lignin using laccase led to an increase in the molecular weight of the modified lignins, along with a decrease in the content of phenolic groups and a reduction in antioxidant activity. Based on the obtained results, it can be concluded that the action of the laccase enzyme resulted in lignin polymerization and the formation of new chemical bonds, leading to further aggregation.
Keywords: antioxidant activity; enzyme activity; FTIR; Laccase; Lignin; molecular weight; UV-VIS spectroscopy; aktivita enzymu; antioxidační aktivita; FTIR; lakáza; Lignin; molekulová hmotnost; UV-VIS spektroskopie

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/245637

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-615758


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