|
|
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadů kávového průmyslu
Vašíčková, Monika ; Benešová, Pavla (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) kmeny bakterií Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. Produkce PHA byla studována s využitím různými způsoby předupravené a hydrolyzované kávové sedliny. V rámci práce byla porovnána standardní metoda hydrolýzy kávové sedliny zředěnou minerální kyselinou a následnou enzymatickou hydrolýzou provedenou pouze pomocí enzymů. Vzniklé hydrolyzáty byly analyzovány se zaměřením na obsahu redukujících sacharidů a výtěžnost hydrolýzy. Z výsledků vyplývá, že nejlepší předpoklady pro produkci PHA měly vzorky vyprodukované bakterií Burkholderia cepacia a to v kultivačním médiu připraveném hydrolýzou kávové sedliny, která byla vystavena extrakci 60% ethanolem. Výtěžek biomasy v tomto médiu byl 3,553 g/l s procentuálním obsahem PHA 32,472% v biomase. Vzniklý PHA obsahoval 6,09% 3-hydroxyvalerátu. V rámci dalšího experimentu byl ověřen alternativní přístup hydrolýzy kávové sedliny, kde byly použity komerčně dostupné enzymy celuláza, hemiceluláza a extracelulární enzymatický koktejl vyprodukovaný plísní schopnou utilizovat kávovou sedlinu. Hemiceluláza se ukázala být nejefektivnějším hydrolytickým enzymem a proto nejvyšší obsah biomasy 5,708 g/l se také nacházel v médiu připraveného hemicelulázou katalyzovanou hydrolýzou kávové sedliny, která byla extrahovaná 60% ethanolem. Nedocházelo zde k produkci kopolymeru P(HB-co-HV), ale jen polymeru PHB, což bylo nejspíše způsobeno tím, že v průběhu enzymatické hydrolýzy nevznikala kyselina levulinová ani žádný jiný potenciální prekurzor 3HV.
|
|
|
Studium možnosti využití pevného odpadu z biorafinace kávové sedliny pro zemedělské účely
Slavíková, Zuzana ; Vespalcová, Milena (oponent) ; Pořízka, Jaromír (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá využitím kávové sedliny a produktů její biorafinace v zemědělství, konkrétně jako potenciálního organického hnojiva. Byl prověřen vliv přídavku jak nativní kávové sedliny, tak kysele hydrolyzované, odtučněné a oxidované kávové sedliny do experimentální jílovité půdy na chemické a fyzikální vlastnosti, konkrétně pH a vodivost a obsah minerálních látek. Byly také provedeny růstové experimenty na rostlinách Lactuca sativa s cílem vyhodnotit potenciálně pozitivní nebo negativní růstové účinky. Jako reference k naměřeným hodnotám sloužily vzorky neobohacené půdy a půdy s přídavky komerčního hnojiva NPK. Měřením bylo zjištěno, že přidáním nativní kávové sedliny a produktů její biorafinace do jílovité půdy chudé na minerální látky došlo k poklesu pH, a naopak zvýšení vodivosti půdních vzorků. Došlo také k významnému zvýšení obsahu přístupného vápníku, hořčíku a manganu, mírný nárůst byl zaznamenán také u draslíku. 2 hm. % přídavek nativní sedliny do půdy se na růstu rostlin významně neprojevil, počet i vzhled rostlin byl srovnatelný se saláty na neobohacené půdě. Na kysele hydrolyzovaných půdních vzorcích nedošlo k vyklíčení žádných rostlin salátů, což bylo způsobeno velkým nárůstem vodivosti půdního roztoku a koncentrace síranů. U odtučněných a oxidovaných půdních vzorků naopak došlo k rychlejšímu nástupu klíčení semínek a byl evidován i vyšší počet vyrostlých rostlin. Příčinou mohlo být snížení obsahu fenolických látek v procesu biorafinace kávové sedliny. Na vzhled rostlin v půdních vzorcích měla významný vliv nízká koncentrace fosforu, který kávová sedlina ani produkty její biorafinace nebyly schopny do půdy dodat v potřebném množství. Při porovnání s rostlinami ve vzorcích půdy s obsahem NPK, měly saláty narůžovělý nádech a menší vzrůst.
|
|
|
Využití pšeničných otrub pro výrobu hnojiva
Maňáková, Helena ; Štursa,, Václav (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá výrobou hnojiva z pšeničných otrub a kávové sedliny, které jsou ve velkém množství produkovány v potravinářském průmyslu. V práci byla testována účinnost odstraňování kofeinu a fenolických látek z kávové sedliny pomocí oxidačního činidla a také možnost recyklace použitého oxidačního činidla. Oxidací se podařilo odstranit téměř všechny fenolické látky a významné množství kofeinu z kávové sedliny, a to i s použitím recyklovaného oxidačního činidla. Z kávové sedliny a z otrub bylo následně vytvořeno hnojivo ve formě pelet. Při peletování byl studován optimální stupeň zvlhčení materiálu pro dosažení optimální výtěžnosti pelet a dostatečně pevných pelet. Studovány byly také různé poměry substrátů pro peletování a byla posuzována kvalita vyrobených pelet. V připravených peletách byl stanoven obsah makro a mikroprvků bylo prokázáno, že pelety jsou dobrým zdrojem prvků významných pro růst rostlin.
|
|
|
Studium efektu hnojiva obsahující pšeničné otruby na růst salátu
Smrčková, Kamila ; Pořízka, Jaromír (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
Cílem práce bylo provést růstové experimenty v laboratorním měřítku s půdou, která byla obohacována 2,5 obj. % pšeničnými otrubami/kávovou sedlinou/biouhlem a studovat půdní i růstové charakteristiky na salátu Lactuca sativa L. Kávová sedlina byla přidávána surová nebo upravována oxidací/extrakcí. Germinační testy potvrdily fytotoxické vlastnosti kávové sedliny i přes snahy snížit obsah fenolických látek. Přidání výše uvedených půdních aditiv mělo zvýšený efekt na obsah organické hmoty, vodní kapacitu, pH a vodivost všech směsí oproti kontrolní půdě. Prvková analýza půd před pěstováním nám neprokázala žádný pozitivní přírůstek obsahu minerálních prvků vůči kontrolní půdě. Naopak po pěstování byl nalezen vyšší obsah minerálních prvků (P, Mg, Ca, K, Mn, Fe, Cu a Al) vůči čisté půdě. Vypěstované saláty obsahovaly nejvíce chlorofylu a, který dosahoval nejmenších hodnot u salátu vypěstovaného ve směsi s EXKS. Vypěstovaný salát se také lišil minerálním složením. Směs BU+OT+PŮDA obohatila salát fosforem. Naopak směs s EXKS měla negativní vliv na obsah draslíku. Mikroprvky jako je Fe, Zn, Al, Cu, Cr a Mn byly nejvíce ovlivněny v salátu přidáním surové kávové sedliny a OXKS2.
|
|
|
Optimalizace kultivace karotenogenních kvasinek na směsných odpadních substrátech
Holub, Jiří ; Mikulíková, Renata (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
V rámci diplomové práce je řešena problematika kultivací vybraných druhů karotenogenních kvasinek na odpadních produktech potravinářského průmyslu za pomoci laboratorního bioreaktoru. Buňky karotenogenních kvasinek produkují v průběhu kultivace velmi hodnotné metabolity nacházející se převážně v lipidické části buněk. Konkrétně jde o karotenoidy, ergosterol, koenzym Q a mastné kyseliny. Práce je rozdělena na dvě hlavní části, teoretickou část, a praktickou část. V teoretické části jsou popsány jednotlivé druhy kvasinek, typy odpadních substrátů, zkoumané metabolity a metody jejich analýzy. V experimentální části je řešeno zpracování odpadních produktů potravinářského průmyslu, konkrétně živočišného tuku, syrovátky a kávové sedliny do podoby využitelných substrátů pro kultivaci kvasinek. Dále je řešena problematika kultivace se zaměřením na zisk sledovaných metabolitů a jejich analýza pomocí HPLC/PDA a GC/FID. Při práci byly využity kvasinkové rody Rhodotorula mucilaginosa (CCY 19-4-6), Rhodotorula kratochvilae (CCY 20-2-26), Rhodosporidium toruloides (CCY 062-002-001), Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6) a Cystofilobasidium macerans (CCY 10-1-2). Jako jeden z nejlepších kmenů byl vyhodnocen Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6), který dosahoval velmi vysokých produkcí karotenoidů, koenzymu Q a ergosterolu.
|
|
|
Detoxifikace kávové sedliny oxidačními procesy
Maňáková, Helena ; Pořízka, Jaromír (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá detoxifikací kávové sedliny za využití oxidačních procesů. V teoretické části je popsána charakterizace kávových zrn a kávové sedliny. Poté je popsána valorizace kávové sedliny se zaměřením využití kávové sedliny jako rostlinného substrátu. Na závěr jsou charakterizovány fenolické látky, které zapříčiňují toxicitu kávové sedliny, a jsou popsány metody jejich stanovení pomocí UV–VIS spektrofotometrie a pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie. Experimentální část práce se zaměřuje na přípravu vzorků, na aplikaci účinného oxidačního procesu a na analýzu detoxifikované kávové sedliny se zaměřením na obsah fenolických látek. Pro analýzu fenolických látek byly využity tři typy kávové sedliny: neupravená, odtučněná a odtučněná a zároveň hydrolyzovaná kávová sedlina. Při analýze vzorků byly ve zvýšených koncentracích identifikovány především fenolické kyseliny, přesněji kyseliny gallová, ferulová, chlorogenová a kávová. Po aplikaci oxidačního činidla byla potvrzena detoxifikace u všech vzorků kávové sedliny. Pro nejúčinnější a ekonomický nejúspornější oxidaci byl vybrán roztok 1% oxidačního činidla, které bylo schopné po 10minutové oxidaci zredukovat více než 90 % obsažených fenolických látek.
|
|
|
Studium možnosti využití pevného odpadu z biorafinace kávové sedliny pro zemedělské účely
Slavíková, Zuzana ; Vespalcová, Milena (oponent) ; Pořízka, Jaromír (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá využitím kávové sedliny a produktů její biorafinace v zemědělství, konkrétně jako potenciálního organického hnojiva. Byl prověřen vliv přídavku jak nativní kávové sedliny, tak kysele hydrolyzované, odtučněné a oxidované kávové sedliny do experimentální jílovité půdy na chemické a fyzikální vlastnosti, konkrétně pH a vodivost a obsah minerálních látek. Byly také provedeny růstové experimenty na rostlinách Lactuca sativa s cílem vyhodnotit potenciálně pozitivní nebo negativní růstové účinky. Jako reference k naměřeným hodnotám sloužily vzorky neobohacené půdy a půdy s přídavky komerčního hnojiva NPK. Měřením bylo zjištěno, že přidáním nativní kávové sedliny a produktů její biorafinace do jílovité půdy chudé na minerální látky došlo k poklesu pH, a naopak zvýšení vodivosti půdních vzorků. Došlo také k významnému zvýšení obsahu přístupného vápníku, hořčíku a manganu, mírný nárůst byl zaznamenán také u draslíku. 2 hm. % přídavek nativní sedliny do půdy se na růstu rostlin významně neprojevil, počet i vzhled rostlin byl srovnatelný se saláty na neobohacené půdě. Na kysele hydrolyzovaných půdních vzorcích nedošlo k vyklíčení žádných rostlin salátů, což bylo způsobeno velkým nárůstem vodivosti půdního roztoku a koncentrace síranů. U odtučněných a oxidovaných půdních vzorků naopak došlo k rychlejšímu nástupu klíčení semínek a byl evidován i vyšší počet vyrostlých rostlin. Příčinou mohlo být snížení obsahu fenolických látek v procesu biorafinace kávové sedliny. Na vzhled rostlin v půdních vzorcích měla významný vliv nízká koncentrace fosforu, který kávová sedlina ani produkty její biorafinace nebyly schopny do půdy dodat v potřebném množství. Při porovnání s rostlinami ve vzorcích půdy s obsahem NPK, měly saláty narůžovělý nádech a menší vzrůst.
|
|
|
Modelování a kultivace vybraných mikroorganismů na hydrolyzátech odpadních substrátů
Kecskésová, Viktória ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce byla kultivace mikroorganismů Lactobacillus plantarum CCM 7039 a Bacillus coagulans CCM 2658 na hydrolyzované kávové sedlině, produkce kyseliny mléčné a modelování těchto procesů pro zjištění bližších charakteristik. Oba mikroorganismy byly nejdříve kultivovány v Erlenmeyerových baňkách na hydrolyzované kávové sedlině neextrahované a kávové sedlině, z níž byly vyextrahované lipidy. Byl sledován vliv zdroje dusíku a vliv inokulačního média na průběh kultivace. Zjištěné optimální podmínky byly použité pro následné fermentace v bioreaktorech. Mikroorganismy byly také kultivovány v Erlenmeyerových baňkách v kultivačních médiích založených na jednotlivých sacharidech obsažených v hydrolyzované kávové sedlině, pro zjištění schopnosti bakterií utilizovat tyto sacharidy. Fermentací v bioreaktorech bylo dosaženo výtěžnosti kyseliny mléčné ze sacharidů 97 % u Lactobacillus plantarum a 99 % u Bacillus coagulans. Růst a produktivita mikroorganismů byly modelovány v programu MATLAB pomocí logistické, generalizované logistické a Monodovy funkce. Obecně nejlepšího proložení dat bylo dosaženo při použití logistické funkce.
|
|
|
Spalování pelet z kávy
Kurečková, Andrea ; Baláš, Marek (oponent) ; Lisý, Martin (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá spalováním kávových pelet, které jsou vyrobeny z kávové sedliny. Práce se dělí na dvě hlavní části. První část obsahuje rešerši o spalování, tuhých palivech a energetickém využití kávové sedliny. Druhá část je experimentální a popisuje spalovací zkoušku. Je zde popsán postup měření, potřebné výpočty a vyhodnocení.
|
|
|
Hydrolytické štěpení odpadů po zpracování kávy
Skřivanová, Veronika ; Hlaváček, Viliam (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá různými typy hydrolýzy kávové sedliny pro následující biotechnologické využití jako kultivačního média. V rámci práce byla provedena mechanická, kyselá, alkalická a enzymatická hydrolýza. Vzniklé hydrolyzáty byly analyzovány se zaměřením na obsah redukujících sacharidů a také potenciálně inhibičních látek polyfenolické povahy. Z výsledků vyplývá, že nejlepší předpoklady pro kultivaci kvasinek měly vzorky připravené s koncentrací kávy 150 g/l hydrolyzované kombinací 2,5% minerálních kyselin se zahřátím na 121 °C po dobu 15 minut. Použití ultrazvukového homogenizátoru výrazně navyšuje účinek hydrolýzy. Z testovaných postupů enzymové hydrolýzy má nejlepší předpoklady hydrolyzát připravený celulázou. Hydrolyzované kávové sedliny byly využity jako produkční médium pro produkci ethanolu Saccharomyces cerevisiae. U vzorků byla stanovována změna koncentrace glukózy a ethanolu pomocí HPLC/RID. Nejvyšší koncentraci biomasy obsahoval vzorek hydrolyzovaný celulázou, nejvyššího výtěžku ethanolu (20,07 g/l) pak bylo dosaženo u hydrolyzátu připraveného hydrolýzou pomocí 2,5% kyseliny chlorovodíkové.
|
host ::
RSS.