|
|
Biodegradace azobarviv působením hub bílé hniloby
Bírošíková, Paulína
Houby bílé hniloby, které patří mezi dřevokazné houby, mají schopnost rozkládat složité aromatické struktury, jako je lignin, po případě polutanty s aromatickou strukturou (tetracykliny, endokrinní disruptory) prostřednictvím extracelulárních ligninolytických enzymů. Azobarviva jsou syntetická barviva obsahující aromatické kruhy s vázanými substituenty spojenými azoskupinou. Houby jsou schopny tyto struktury degradovat, přičemž dochází ke ztrátě barviva, tzv. dekolorizaci. Cílem této bakalářské práce je prozkoumat schopnost degradace tří typů azobarviv (methylenové červeně, tartrazinu a azorubinu) deseti druhy hub bílé hniloby. Kultivace jednotlivých hub s barvivy byla prováděna po dobu dvaceti čtyř dnů, během nichž byla v intervalech každého druhého pracovního dne sledována absorbance na UV/VIS spektrofotometru. Z naměřených hodnot byla vypočtena ztráta barvy a hodnoty dechlorace byly vyjádřeny graficky v procentech. Vybrané houby vykazovaly nejvyšší dekolorizaci tartrazinu druhý den pokusu, a to v průměru 89 %, s výjimkou houby Fomes fomentarius, u níž dekolorizace barviva nebyla pozorována. Naopak nejméně degradovaným barvivem byl azorubin, a to v průměru 37 % na konci pokusu u většiny druhů hub. Nejstabilnější průběh dekolorizace vykazovala methylenová červeň, jejíž průměrná hodnota na konci měření činila 77 %. Účinek dekolorizace byl ovlivněn strukturou azobarviv a účinností konkrétních druhů hub.
|
|
|
Diverzita, ekologie a biotechnologický potenciál kvasinek asociovaných s kůrovci
Havlíček, Václav ; Kolařík, Miroslav (vedoucí práce) ; Novotný, David (oponent)
Kůrovci (Coleoptera; Scolytinae) napadají dřeviny, proto jsou z pohledu člověka považováni za škůdce. Svému evolučnímu úspěchu mimo jiné vděčí za četné symbiózy s mikroorganismy, mezi kterými hrají důležitou roli houby. Mykobiom kůrovců je dominován kvasinkami, které jsou nicméně široce přehlíženy. Intestinální kvasinky nejen z I. typographus, ale i z jiných druhů kůrovců, mají potenciál na budoucí využití v biotechnologiích. Cílem práce bylo studium jejich diverzity a jejich fyziologických aktivit, což poslouží k objasnění jejich ekologické role a biotechnologického potenciálu. Sběry probíhali v České republice z larev lýkožrouta smrkového Ips typographus, a z různých druhů podkorního hmyzu v Keni. Kvasinky byly identifikovány a taxonomicky zařazeny na základě sekvenace rDNA. Celkem bylo identifkováno 133 kmenů kvasinek, které patřily do 37 druhů, včetně 9 druhů které se nepodařilo určit a patří patrně do dosud nepopsaných druhů a ve dvou případech také rodů. Nejčastěji izolovanými druhy z I. typographus byla Meyerozyma guielliermondii, Wickerhamomyces bisporus, Ogataea ramenticola a Kuraishia molischiana. Z afrických různých druhů podkorních brouků sbíraných v africké Keni byly nejčastějšími kvasinky Hyphopichia burtonii, H. pseudoburtonii a Rhodotorulla spp. Nejvyšší hodnoty aktivit 12...
|
|
|
Využití termofilních bakterií k biodegradaci syntetických a přírodních polymerů
Csölle, Eduard ; Sedlář, Karel (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá využitím termofilní bakterie Schlegelella thermodepolymerans k biodegradaci vybraných polymerů, mezi které patří poly(3-hydroxybutyrát) (PHB), polyester kyseliny mléčné (PLA) a poly(butylen adipát-co-tereftalát) (PBAT). V teoretické části práce jsou přiblíženy vlastnosti a původ těchto bioplastů, charakteristika studovaných bakterií a celkový průběh biodegradačního procesu. Experimentální část je zaměřena na dvacetidenní kultivaci tří testovaných kmenů v přítomnosti zmíněných polymerů a následné zhodnocení míry degradace těchto materiálů. Největší nárůst biomasy byl pomocí spektrofotometrie pozorován u kmene DSM 15344 při kultivaci na PHB. Díky slepým vzorkům (bez polymerů) bylo prokázáno, že pro významnější růst musely bakterie opravdu utilizovat přítomné polymery. Gravimetrická analýza obsahu biomasy potvrdila, že nejvhodnějším substrátem pro kultivaci byl PHB. Největší hmotnostní ztráty byly zaznamenány u PHB a pohybovaly se v rámci všech tří kmenů okolo 30 %. U kmene LMG 21645 činil úbytek téměř 33 %. Hmotnostní ztráty PLA a PBAT dosahovaly znatelně nižších hodnot. Přesto byl pomocí SEC-MALS zaznamenán nejvýraznější pokles molekulové hmotnosti právě u PLA, a to asi 80 % u kmene DSM 15264. Analýza povrchu polymerů využitím SEM potvrdila, že biodegradace PHB probíhá formou povrchové enzymatické eroze. Naopak u vzorků PLA a PBAT se biodegradace neprokázala.
|
|
|
Biodegradace 3D tištěných kompozitů na bázi poly(3-hydroxybutyrátu)
Gazdová, Nikol ; Menčík, Přemysl (oponent) ; Melčová, Veronika (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá biodegradací 3D tištěných těles složených z poly(3- hyroxybutyrátu), kyseliny polymléčné, biokeramiky a změkčovadla. Tyto složky byly vybrány pro svou biokompatibilitu a vlastnosti, které by mohly být využity v tkáňovém inženýrství jako dočasná, vstřebatelná náhrada kostní tkáně. Hlavním cílem bylo zkoumání vlivu jednotlivých složek těles na samotnou biodegradaci. Biodegradace probíhala při 37 °C v roztoku simulující iontovou koncetraci krevní plazmy. Vzorky byly postupně vytahovány v měsíčních intervalech po dobu pěti měsíců. Pro vyhodnocení výsledků byly použity 2 metody – změna hmotnosti a zkouška v tlaku, kde byla vyhodnocována pevnost jednotlivých těles. Z vyhodnocení dat nešlo dojít k jednotnému výsledku, která látka nejvíc ovlivňuje biodegradaci, protože vždy záleželo i na poměru látek ostatních. Pro zkoumaní vlivu poly(3-hydroxybutyrátu) a kyseliny polymléčné na rychlost biodegradace byly porovnávány směsi RP9, RP10 a RP15. Ukázalo, že vyšší zastoupení kyseliny polymléčné a nižší zastoupení poly(3-hydroxybutyrátu) výrazně pozitivně ovlivňuje rychlost biodegradace, jelikož rozdíl mezi poklesem hmotnosti pro směs RP9 s nejvyšším zastoupením poly(3-hydroxybutyrátu) a RP10 s nejvyšším zastoupením kyseliny polymléčné činil 8,37 % pro plné tělesa a 4,13 % pro tělesa porézní. U pevnosti to pak byl rozdíl o 73,32 % pro plné a 73,65 % pro porézní těleso. Při pozorování vlivu obsahu biokeramiky na směsích RP11, RP12 a RP15, jsme došli k závěru, že tento vliv je na rychlost biodegradace téměř zanedbatelný rozdíl poklesu hmotnosti mezi směsí RP11 s nejnižším obsahem biokeramiky a RP12 s nejvyšším zastoupením biokeramiky činil pouze 1,68 % pro plné tělesa a 0,99 % pro tělesa porézní, naopak směs RP15 se vykazovala nevyšší mírou biodegradace, přestože má střední hodnotu biokeramiky ve směsi. Pro mechanické vlastnosti to pak činí rozdíl o 10,4 % pro plné a 7,57 % u porézních těles. Při porovnání vlivu změkčovadla u směsí RP13, RP14 a RP15 byl zaznamenán vliv spíše na pokles pevnosti, kdy rozdíl v poklesu pevnosti u směsi RP13 s nejnižším obsahem změkčovadla a RP14 s nejvyšším obsahem změkčovadla byl rozdílný o 20,3 % pro plné a 18,16 % pro porézní těleso. Pokles hmotnosti pak byl rozdílný o 4,1 % pro plné a 0,83 % pro porézní tělěso. Jako důležitým faktorem pro rychlost biodegradace se nakonec stala biokeramika od rozdílných firem. Nejlépe se biodegradoval hydroxyapatit od firmy Applichem a nejhůře zase hydroxyapatit od firmy CN Lab. Rozdíl na pokles hmotnosti činil 17,35 % pro plné a 5,93 % pro porézní těleso. Úbytek pevnosti pak byl rozdílný o 55,6 % pro plné těleso a o 33,38 % pro porézní těleso.
|
|
|
Možnosti využití mikroorganismů pro rozklad plastového odpadu
HEŘMANOVÁ, Pavlína
Heřmanová, P. Možnosti využití mikroorganismů pro rozklad plastového odpadu. České Budějovice, 2023. Bakalářská práce na zemědělské fakultě Jihočeské univerzity. Vedoucí práce Kristýna Perná Mgr. Ing. Ph.D. Tato práce se zabývá možnostmi biodegradace plastů pomocí mikroorganismů. Je zde popsána výroba nejpoužívanějších plastů a jejich využití, dále se zabývám plastovým odpadem a jeho únikem do životního prostředí. Pozornost je věnována mikroorganismům a jejich enzymům, které jsou schopny biodegradovat plasty a dále jsou zhodnoceny metody používané při hodnocení průběhu biodegradace
|
|
|
Studium degradačních procesů bioplastů
Fojt, Jakub ; Koutný, Marek (oponent) ; Gregor, Tomáš (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Biodegradabilní bioplasty jsou v současné době vyvíjeny jako ekologičtější náhrada za konvenční plasty, která má najít uplatnění v zemědělství nebo v obalových materiálech. Se vzrůstající produkcí těchto výrobků poroste i pravděpodobnost jejich průniku do životního prostředí. U biodegradabilních materiálů se předpokládá jejich rychlá biodegradace, čímž by měly snižovat množství mikroplastů v životním prostředí. Biodegradabilita je v současné době určována pomocí biodegradačních testů, jejichž parametry jsou definovány velmi obecně a často neodrážejí reálné podmínky, ve kterých se bude bioplast rozkládat v životním prostředí. O osudu a vlivu těchto částic v různých ekosystémech (především v půdě, kde předpokládáme nejvyšší kontaminaci) je toho v současné době známo velmi málo. Proto se tato disertační práci zabývá kritickým zhodnocením biodegradačního testu v půdě dle normy ISO 17556:2012, který doplňuje následným stanovením reziduí bioplastu. K tomuto účelu je zde prezentován vývoj analytické metody ke stanovení mikrobioplastů polyhydroxybutyrátu a polymléčné kyseliny založená na metodách používaných ke stanovení konvenčních mikroplastů. Dále je zde také diskutován vliv mikrobioplastů na půdu se zaměřením na efekty, které mohou představovat problémy v zemědělství. Je zde popsán vliv mikrobioplastů na abiotické (chování půdní vody, struktura půdy) a biotické (změna půdní diverzity, cyklus nutrientů) vlastnosti půdy ihned po jejich vstupu do půdy. Taktéž je zde studován vliv biodegradace a dlouhodobého působení mikrobioplastů na půdní organickou hmotu, obsah nutrientů a půdní mikrobiální diverzitu (popsanou pomocí aktivity 5 hlavních enzymů podílejících se na cyklech uhlíku, dusíku a fosforu). V poslední kapitole jsou pak demonstrované vybrané problémy, se kterými je možné se setkat při aplikaci bioplastových produktů v zemědělství, kdy může dojít k rychlejšímu růstů hub (plísní) přirozeně se vyskytujících v půdě. Výsledkem této disertační práce je širší pohled na problematiku bioplastů v životním prostředí, který může sloužit posouzení vhodnosti aplikace bioplastových produktů současné generace v zemědělství a možného nakládání s bioplastovým odpadem.
|
|
|
Biodegradace nového typu polyuretanu při použití různých půdních substrátů
Valešová, Kateřina ; Innemanová, Petra (vedoucí práce) ; Cajthaml, Tomáš (oponent)
Nově vyvinutý, plně alifatický polyuretan (PUR) pro aplikace v zemědělství byl vystaven aerobní biodegradaci v půdě (ASTM D5988-18) a modifikací této metody také ve standardizované půdě, která je běžně používaná pro ekotoxikologické testy. Biodegradabilita byla posuzována měřením uvolněného CO2 během mineralizace testovaného materiálu. PUR v přírodní půdě (dle D5988-18) dosáhl 43 ± 15,0% mineralizace a ve standardizované půdě 28 ± 9,9 %. Oba typy půd splnily kritéria validity (rozklad celulózy >70 %). Výluhy z obou typu půd s obsahem PUR (a výluhy pozitivních kontrol obsahující celulózu a negativních kontrol obsahující pouze půdu) byly po půlroční biodegradaci testovány na ekotoxicitu pomocí mořské bakterie Vibrio fischeri. Biotest byl proveden z důvodu podezření toxického působení dibutylcín dilaurátu, který byl použit při výrobě PUR jako katalyzátor. Navíc byl proveden zkrácený test biodegradace ve dvou variantách (s vyšším obsahem PUR a tomu odpovídající množství čistého katalyzátoru) ve standardizované půdě a výluhy byly poté opět testovány na ekotoxicitu. Žádný výluh neprokázal ekotoxické účinky. Biotest byl doplněn analýzou PLFA pro zjištění případného vlivu PUR na mikrobiální diverzitu (oproti kontrolám). Ani v tomto případě nebyl zjištěn negativní účinek polyuretanu na půdní mikrobiotu....
|
|
|
Biodegradace polyesterů a dalších polymerů v prostředí půdy a kompostu
Papala, František ; Smilek, Jiří (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce studuje biodegradaci polyhydroxybutyrátu (PHB) a polyesteru kyseliny mléčné (PLA) v prostředí půdy a kompostu. Experimentální část se zaobírá rozdíly degradace mezi prostředími a vlivem degradovaných polymerů na samotné prostředí. Testy odhalily, že především vyšší teplota a popřípadě vyšší vlhkost prostředí mají velký vliv na rychlost biodegradace. V prostředí kompostu došlo k viditelnému úbytku všech polymerů, zatímco polymery v prostředí půdy nevykazovaly viditelnou změnu a ani hmotnostní úbytek v 8. týdnu experimentu. Přestože snímky z SEM prokázaly pomalou mikrobiální degradaci PHB v prostředí půdy, ani u jednoho ze vzorků PLA toto k vidění nebylo. Což by naznačovalo abiotickou degradaci PLA. Germinační a ani růstový test, které využily připravené komposty přetížené testovanými polymery jako substrát, respektive hnojivo, nevykazovaly ve většině případů signifikantní rozdíly mezi jednotlivými rostlinami napříč substráty. Díky tomu můžeme předpokládat, že polymery a ani jejich degradační produkty vznikající v rámci procesu kompostování nejsou fytotoxické.
|
|
|
Study on biotechnological potential of thermophilic gram-positive bacterium Brevibacillus sp. Bz
Filimonova, Anastasiia ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Pernicová, Iva (vedoucí práce)
The subject of the Master’s theses is to study the biotechnological potential of the thermophilic Gram-positive bacterium Brevibacillus borstelensis BZ. The theoretical part contains a general characterization of thermophilic organisms and their derived thermozymes, and describes their adaptive molecular mechanisms in protein thermostability. The final part of the theoretical part focuses on biodegradation of waste substrates, biobased and fossil-based polymers. The first experimental part deals with the production of hydrolytic enzymes on various original sources and waste substrates. Brevibacillus borstelensis BZ is reputed to be a highly promising source of thermostable enzymes, namely xylanases and cellulases, due to its high enzymatic production on original sources. Secondly, the strain BZ was capable of producing a thermostable hydrolytic enzyme on waste substrates. On these substrates, a selected strain preferably produces xylanases. As a consequence, thermostable xylanase has gained a special attention, and, subsequently, it was assayed for the identification of its optimal pH and temperature. The final part of the experimental work discovers the biodegradation capacity of Brevibacillus borstelensis BZ toward selected biobased and fossil-based polymers. The strain BZ provided new insight into biodegradation of polyethylene terephthalate (PET), amorphous fraction of polylactic acid (PLA), semicrystalline PLA, and polyhydroxyalkanoates (PHA). Scanning electron microscope (SEM) observations confirmed an occurrence of roughness surface, the presence of grooves, and an utter penetration of the bacterium through the PET film. Regarding biobased polymers, PHA granules treated with the strain BZ were completely degraded. By studying the surface morphology of both types of PLA, the results indicated a clear deterioration of the structure and the presence of pits and cracks on the surfaces.
|
|
|
Vliv biodegradace polyhydroxyalkanoátů na vlastnosti a složení půdy
Denková, Pavla ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Biodegradabilní plasty jsou prezentovány jako slibná náhrada za syntetické polymery. Očekává se, že v půdě jsou během krátké doby plně odbourány přítomnými mikroorganismy a že jsou ze své podstaty neškodné pro životní prostředí. Správnost tohoto předpokladu je ale nutné ověřit, přičemž je důležité věnovat pozornost jak vlivu na půdní biotu, tak také vlivu procesu biodegradačních procesů na vlastnosti, složení a strukturu půdy. V této práci je studován vliv biodegradace poly(R-3-hydroxybutyrátu), (P3HB), patřícího do skupiny polyhydroxyalkanoátů, na strukturu a fyzikálně-chemické vlastnosti půdy. Částice P3HB byly smíchány v různých koncentracích s půdou, ve které byly provedeny nádobové biodegradační experimenty za různých podmínek – tj. s rostoucí rostlinou i bez rostliny, s hnojením dusíkatým hnojivem i bez. Po 90 dnech byla půda analyzována. Termogravimetrie byla využita ke stanovení množství nezdegradovaného mikrobioplastu a umožnila stanovit vliv biodegradace na vznik půdní organické hmoty. Diferenční kompenzační kalorimetrie poskytla informace o vlivu biodegradace na výparnou entalpii vody z půdy, taktéž bylo sledováno množství adsorbované vody v půdě. Dále byl stanoven vliv na polní vodní kapacitu a byla provedena sítová analýza jednotlivých vzorků, jež umožnila charakterizovat vliv biodegradace na distribuci velikosti půdních částic. Bylo prokázáno, že podmínky biodegradace ovlivňují nejen její rychlost, ale i některé půdní parametry. Podle očekávání biodegradace P3HB probíhala rychleji v prostředí s dostatkem živin. Naproti tomu, nedostatek dusíku v systému s rostoucí rostlinou způsobil snížení hodnoty výparné entalpie vody a snížení množství vody v systému, což může vést ke snazšímu vysychání půdy a vytvoření stresových podmínek pro růst rostliny. U všech sérií vzorků s P3HB byla patrná zvýšená agregace půdních částic v porovnání s půdami bez přídavku P3HB.
|
host ::
RSS.