|
|
Příprava a charakterizace obalových filmů na bázi beta-keratinu
Měšťánková, Zuzana ; Mikulíková, Renata (oponent) ; Kovalčík, Adriána (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá izolací keratinu z odpadního peří a využitím izolovaného keratinu pro přípravu polymerních filmů. Hlavním cílem bylo prostřednictvím hydrolýzy izolovat keratin z drůbežího peří a porovnat výtěžnost různých typů hydrolýz. Nejefektivnější byla hydrolýza s 0,5% hydroxidem sodným s výtěžností 480 g keratinu na 1 kg slepičího peří. Izolovaný keratin byl charakterizován z hlediska struktury, morfologie a termálních vlastností. Porovnání s hmotnostním standardem ukázalo, že aplikované hydrolýzy rozštěpily keratin na makromolekuly menší než 15 kDa. Za pomoci skenovací elektronové mikroskopie bylo stanoveno, že lyofilizované keratinové částice dosahovaly velikosti v řádu desítek µm a měly nepravidelný tvar. Dále byly připraveny kompozitní filmy na bázi izolovaného -keratinu a dalších polymerů. Pomocí termických metod bylo zjištěno, že přídavek keratinu výrazně snížil termální stabilitu kompozitních filmů. Analýzy ukázaly, že nejlepších mechanických vlastností bylo dosaženo u filmů na bázi polyvinyl alkoholu a keratinu. Ku příkladu přídavek 0,25 g keratinu na 1 g polyvinyl alkoholu významně zvýšil hodnotu prodloužení v tahu až o 68,9 %. Dále pak filmy na bázi chitosanu a keratinu měl antibakteriální vlastnosti. Výsledky této diplomové práce dokládají, že z drůbežího peří lze za pomoci alkalické hydrolýzy efektivně izolovat keratin, který může být využit pro přípravu kompozitních filmů s potenciálem pro praktickou aplikaci.
|
|
|
Předúprava polysacharidických odpadních materiálů za účelem maximalizace produktů hydrolýzy
Myslivcová, Pavla ; Trachtová, Štěpánka (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá studiem předúprav polysacharidických odpadních materiálů za účelem maximalizace produktů hydrolýzy. Jako odpadní materiál bylo zvoleno pečivo, konkrétně chléb a rohlíky. Pečivo bylo předupraveno mletím a následně z něj byla připravena 15% w/v suspenze, která byla podrobena několika druhům hydrolýz. Výtěžky jednotlivých hydrolýz byly stanoveny spektrofotometricky metodou podle Somogyi-Nelsona a účinnost hydrolýz byla porovnána. Pro chemickou hydrolýzu byly použity kyseliny (H2SO4, HNO3, HCl) a zásady (NaOH, KOH) o 3 různých koncentracích. Pro fyzikální hydrolýzu byla použita mikrovlnná trouba a ultrazvuk.
|
|
|
Extrakce arabinoxylanů z pšeničných otrub
Koblasová, Dana ; Kouřilová, Xenie (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá využitím pšeničných otrub jako suroviny pro extrakci arabinoxylanů. Pšeničné otruby jsou odpadem při mlýnském zpracování pšenice na mouku a používají se zejména jako krmivo pro hospodářská zvířata. Množství produkovaných otrub však významně převyšuje jejich spotřebu jako krmivo, což otevírá prostor pro výzkum jejich dalšího využití. V otrubách jsou přítomny zejména polysacharidy jako celulóza, hemicelulózy a lignin. Nejzastoupenějším typem hemicelulóz jsou arabinoxylany, které tvoří hlavní strukturní složku pšeničných otrub. Alkalická extrakce narušuje vodíkové a kovalentní vazby a uvolňuje ze zesítěné struktury buněčných stěn polysacharidy o různých molárních hmotnostech. Pro získání arabinózy a xylózy je nutné provést hydrolýzu. Pro hydrolýzu byla zvolena kyselina trifluoroctová, která štěpí glykosidické vazby poly- a oligosacharidů za vzniku příslušných monosacharidů. Postupnými experimenty bylo zjištěno, že výtěžek vícestupňové extrakce je dvakrát vyšší než výtěžek jednostupňové. Následnou hydrolýzou pevných podílů zbylých po alkalické extrakty bylo zjištěno, že poměrně velké množství arabinoxylanů a ostatních sacharidů stále zůstává vázaných v komplexní matrici buněčné stěny otrub. Pouze samotná alkalická extrakce tedy nemusí být pro získávání arabinoxylanů ve větším měřítku nejvýhodnější, případně je nutné zvážit optimalizaci procesu. Jako efektivní se jeví extrakce s přídavkem peroxidu vodíku.
|
|
|
Využití separačních technik ve spojení s hmotnostní spektrometrií pro stanovení environmentálně významných látek
Mácová, Daniela ; Čelechovská, Olga (oponent) ; Márová, Ivana (oponent) ; Demnerová, Kateřina (oponent) ; Čáslavský, Josef (vedoucí práce)
Prvním tématem předkládané dizertační práce byla identifikace degradačních produktů flexibilních polyurethanových pěn s přidaným biodegradovatelným plnidlem vzniklých hydrolýzou a fotodegradací. U hydrolyzátů polyurethanových pěn, určených pro ekotoxikologické testy, byly za pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (HPLC/MS) separovány hydrolýzní degradační produkty. Jejich struktura byla objasňována pomocí tandemové hmotnostní spektrometrie (MSn). Fotodegradační produkty polyurethanových pěn byly získány expozicí materiálů záření vlnové délky 254 nm. Semivolatilní degradační produkty byly z materiálu izolovány extrakcí n-hexanem, volatilní sloučeniny mikroextrakcí tuhou fází (SPME). Pro jejich identifikaci byla použita plynová chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GC/MS) a orthogonální kompletní tandemová plynová chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GCxGC/TOF MS). V závěru této části je diskutován vliv přidaného bioplnidla na charakter degradačních produktů a vliv stanovených degradačních produktů na životní prostředí. Předmětem druhého tématu bylo stanovení izoprostanů – markerů oxidativního stresu v tkáních mořského bezobratlovce sasanky koňské (Actinia equina). Z kyseliny arachidonové byly syntetizovány F2-izoprostany, které byly použity pro vývoj a optimalizaci metody stanovení těchto látek pomocí kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií (HPLC/MS/MS). Optimalizována byla izolace izoprostanů z tkání Actinia equina pomocí extrakce tuhou fází (SPE). Výsledná metodika byla použita pro kvantifikaci izoprostanů v tkáních Actinia equina, které byly vystaveny mírným i vysokým teplotním změnám. Změna teploty měla za cíl iniciovat v organismech oxidativní stres. Sledovány byly rovněž časové změny hladin neznámých sloučenin, které byly z tkání extrahovány spolu s F2-izoprostany. Identita těchto sloučenin je v dizertační práci rovněž diskutována. Závěrem práce je zhodnocení možnosti využití stanovení izoprostanů v korálnatcích k monitoringu oxidativního stresu těchto organismů.
|
|
| |
|
|
Izolace čistých aminokyselin z pšeničných otrub
Sloupová, Klára ; Diviš, Pavel (oponent) ; Pořízka, Jaromír (vedoucí práce)
Pšeničné otruby jsou perspektivní materiál obsahující širokou škálu využitelných komponent, včetně bílkovin. Navíc je produkován ve značných objemech. V současné době se pšeničné otruby využívají na produkci energie spalováním a pro krmné účely. Postupně se hledají nové postupy valorizace tohoto materiálu. Jednou z možností využití pšeničných otrub je izolace bílkovin, hydrolýza a separace vybraných aminokyselin. Touto problematikou se zabývá tato diplomová práce, která se zaměřila na zisk argininu a leucinu z proteinového izolátu. Proteiny byly vyextrahovány z pšeničných otrub pomocí změny hodnoty pH. Následnou lyofilizací byl získán proteinový izolát. Před provedením hydrolýzy vzniklého izolátu byl nejprve proveden stabilitní test standardů aminokyselin argininu a leucinu, na které byly aplikovány různé metody hydrolýzy. Jako nejefektivnější se ukázala kyselá hydrolýza pomocí mineralizačního přístroje, která byla aplikována na proteinový izolát. Následovala derivatizace hydrolyzátů činidlem OPA a analýza vzniklých hydrolyzátů vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií s UV-VIS detekcí. Poté byla provedena optimalizace vhodných podmínek adsorpce a desorpce. Bylo zjištěno, že časová závislost nemá vliv na množství adsorbovaného materiálu na sorbent. Proto byla zvolena doba aplikace 15 minut. Při optimalizaci množství použitého adsorbentu Amberchrom 50WX8 bylo zjištěno, že optimální použitou navážkou je 0,25 g. Zvolené podmínky byly aplikovány na proteinový hydrolyzát. Separací vybraných aminokyselin pomocí změny pH citrátového pufru byly získány dvě frakce. Po aplikaci tohoto postupu bylo z jednoho kilogramu pšeničných otrub po odpaření získáno z frakce jedna 0,26 g argininu a 0,82 g leucinu. Z frakce dva bylo po odpaření získáno 1,01 g argininu a 0,25 g leucinu.
|
|
|
Studium biokonverze celulosového odpadu na ethanol s využitím kvasinkových systémů
Čalová, Iveta ; Vítová, Eva (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o optimalizaci produkce ethanolu z odpadního papíru pomocí kvasinek. Jako substrát byly použity 4 druhy papíru – kancelářský papír, nerecyklovaný sešit, recyklovaný sešit a noviny. Všechny papíry byly předupraveny následujícími postupy mletí, mikrovlny + NaOH, mikrovlny + H2SO4 a mikrovlny + H2SO4 + NaOH. Pomocí enzymů byla provedena enzymatická hydrolýza, při které byla stanovena koncentrace glukózy pomocí HPLC. Pro produkci ethanolu byly vybrány kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Produkce ethanolu probíhala při simultánní sacharifikaci a fermentaci se všemi předupravenými papíry. Během hydrolýzy dosahovaly nejvyšších výsledků papíry předupravené kombinací mikrovln + H2SO4 + NaOH. Jedinou výjimku tvořil nerecyklovaný sešit, kde byla nejvyšší koncentrace glukózy získána předúpravou mikrovlny + H2SO4. Bylo dosaženo těchto výsledků: kancelářský papír 24,69 gdm-3, nerecyklovaný sešit 22,47 gdm-3, recyklovaný sešit 16,94 gdm-3 a noviny 15,36 gdm-3. SSF byla provedena opět se všemi papíry a jejich předúpravami. Nejvyšších koncentrací ethanolu bylo dosaženo u předúpravy mikrovlny + H2SO4 + NaOH. Celkově nejvyšší koncentrace byla získána z kancelářského papíru a činila 16,98 gdm-3. U nerecyklovaného sešitu dosahovala maximální koncentrace ethanolu 15,25 gdm-3, v případě recyklovaného sešitu 12,2 gdm-3 a u novin 12,59 gdm-3.
|
|
|
VYUŽITÍ ODPADŮ Z POTRAVINÁŘSKÝCH VÝROB NA BIOPRODUKCI KYSELINY MLÉČNÉ A ETHANOLU
Hudečková, Helena ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Buňka, František (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložena disertační práce je zaměřena především na mikrobiální produkci kyseliny mléčné a ethanolu z odpadů z potravinářských výrob. Jakožto substráty byly vybrány odpad z produkce kávy (kávová sedlina), odpad z produkce vína (matoliny), odpad ze zpracování citrusových plodů (pomerančové slupky). Teoretická část se věnuje shrnutí dosavadních poznatků o odpadech z potravinářských výrob a možnostech jejich zpracování. Pojednává také o vybraných metabolitech (kyselina mléčná, ethanol), na které mohou být tyto odpady utilizovány. Část experimentů se zabývala především charakterizací a optimalizací hydrolýz pro maximalizaci množství fermentovatelných sacharidů. Byly provedeny různé kombinace chemickýc, fyzikálních a enzymatických hydrolýz vybraných substrátů. Následně byl vybírán vhodný produkční kmen kyseliny mléčné a ethanolu. V případě produkce kyseliny mléčné bylo vybráno 7 kmenů (Lactobacillus casei CCM 4798, Bacillus coagulans CCM 2013, Bacillus coagulans CCM 2658, Lactobacillus rhamnosus CCM 1825T, Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus CCM 7190, Lactobacillus plantarum CCM 7039T, Streptococcus thermophilus CCM 4757), které byly kultivovány nejprve na syntetických médiích s obsahem různých sacharidů a následně byly testovány na konkrétních hydrolyzátech odpadních substrátů. V případě produkce ethanolu byly testovány 2 kmeny (S. cerevisiae CNCTC 6646 a S. cerevisiae CNCTC 6651) na hydrolyzátech jednotlivých odpadních substrátů. Následně byla věnována část experimentů produkci kyseliny mléčné a ethanolu na hydrolyzátech jednotlivých odpadních substrátů za kontrolovaných podmínek v bioreaktoru. Závěrečná část předložené disertační práce se zabývala testováním mikroaerobní předúpravy lignocelulosového materiálu pro zvýšení produkce organických kyselin během acetogenní fáze anaerobní digescí.
|
|
| |
|
|
Optimalizace produkce bioethanolu s využitím Zymomonas mobilis
Andrlová, Kateřina ; Vítová, Eva (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o využití Zymomonas mobilis pro produkci bioethanolu z odpadního papíru. Byly použity tři druhy substrátu (lepenka, výkres a kancelářský papír) za účelem optimalizace produkce bioethanolu. Jednotlivé papíry byly podrobeny stejným předúpravám, a to mletí, kombinaci mikrovlnného záření a NaOH, kombinaci mikrovlnného záření a H2SO4 a kombinaci mikrovlnného záření, H2SO4 a NaOH. Po předúpravě byl substrát rozložen enzymatickou hydrolýzou k vyhodnocení nejlepší předúpravy. Poté bylo provedeno SSF pro každý substrát (dvě nejlepší předúpravy). V průběhu hydrolýzy a SSF byly odebírány vzorky, které byly stanoveny pomocí HPLC. Byly sestrojeny růstové křivky Zymomonas mobilis, jako nejvhodnější pro SSF byla zvolena teplota 40 °C, při které exponenciální fáze probíhala v čase 6 - 15 hodin. Při hydrolýze byla sledována koncentrace glukózy v roztoku. Maximální koncentrace glukózy byla u lepenky (mikrovlny + H2SO4 + NaOH) 16,46 gdm-3, u výkresu (mikrovlny + H2SO4 + NaOH) 31,78 gdm-3 a u kancelářského papíru (mikrovlny + H2SO4) 25,04 gdm-3. Koncentrace ethanolu během SSF byly nejvyšší ve stejných případech jako při hydrolýze. U lepenky byla maximální koncentrace bioethanolu 9,50 gdm-3, u výkresu 16,1 gdm-3 a u kancelářského papíru 12,13 gdm-3.
|
host ::
RSS.