|
|
Isolace PHA z bakteriální biomasy a jejich purifikace
Zlochová, Barbora ; Kouřilová, Xenie (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá isolací a charakterizací bakteriálního polymeru PHA isolovaného z bakteriálního kmene Halomonas halophila (CCM 3662) osmošokem v destilované vodě, tedy hypošoku, kdy buňky popraskají a uvolní se PHA. Přidáním biosurfaktantů se současně solubilizují proteiny a lipidy zbytkové biomasy, čímž se teoreticky dosáhne čistějšího produktu PHB bez použití toxických látek jako například chloroformu. Teoretická část práce se zaměřuje na PHA z hlediska jejich obecných vlastností a využití, na mechanismus syntézy mikroorganismy PHA a jejich následné degradace a na existující strategie isolace PHA z bakteriální biomasy. V experimentální časti je popsaná produkce PHB bakterií Halomonas halophila pro celkem tři kultivace a následný proces isolace vzniklého PHB hypošokem halofilních bakterií v destilované vodě s přídavkem vybraných biosurfaktantů. Biosurfaktanty využívané v rámci práce jsou kokosové mýdlo, lecithin, rhamnolipidy, sophorolipidy, coco glukosid, lauryl glukosid a cocoamidopropyl betain. Vlastnosti isolovaného materiálu PHB byly analyzovány pomoci plynové chromatografie s FID detekcí a metodami SEC-MALS a FTIR. Na základě výsledků jsme za nejvhodnější biosurfaktanty, které se dají využít k isolaci PHB z bakteriální biomasy, zvolili dvojici coco glukosid a lauryl glukosid. V kombinaci s promytím materiálu ethanolem jsme při koncentraci biosurfaktantu 5 g/l a teplotě isolace 70 °C byli schopni dosáhnout čistoty 90 % při použití coco glukosidu a 89% čistoty při použití lauryl glukosidu.
|
|
|
Nové způsoby isolace PHA z bakteriální biomasy
Dlouhá, Karolína ; Slaninová, Eva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem izolace polyhydroxyalkanoátů pomocí komerčního surfaktantu a vybraných biosurfaktantů, kterými byly sophorolipidy, kokosové mýdlo, lecitin, lauryl glukosid, coco glukosid a cocamidopropyl betain. PHA bylo izolováno z bakterie Schlegelella thermodepolymerans DSM 15344, u které bylo nejdříve optimalizováno množství NaCl v produkčním médiu. Molekulová hmotnost izolovaného polymeru byla analyzována pomocí SEC-MALS, přičemž největší pokles molekulové hmotnosti byl zaznamenán u kokosového mýdla. Případné nečistoty v izolovaném polymeru byly analyzovány pomocí infračervené spektrometrie (ATR-FTIR), kdy nejmenší znečištění polymeru proteiny bylo zaznamenáno u kokosového mýdla. Z výše uvedených biosurfaktantů bylo vybráno kokosové mýdlo, lauryl glukosid a coco glukosid, s nimiž bylo získáno PHA o nejvyšší čistotě. Největší potenciál však mělo kokosové mýdlo. U vybraných biosurfaktantů byla optimalizována teplota izolace a koncentrace surfaktantu. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při 90 °C a koncetraci 5 g/L. Dále byla zkoušena univerzálnost metody izolace pomocí vybraných biosurfaktantů na různých termofilních mikroorganismech, kterými byly Chelatococcus composti DSM 101465, Schlegelella thermodepolymerans DSM 15264, Tepidimonas taiwanensis LMG 22826 a Aneurinibacillus thermoaerophilus H1.
|
|
|
Evoluční a genové inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů
Nováčková, Ivana ; Patáková, Petra (oponent) ; Koutný, Marek (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá tematikou evolučního a genového inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů (PHA). Vyjma tato témata přímo související s názvem práce je rozvinuta o problematiku biotechnologické produkce PHA na modelových hydrolyzátech lignocelulosové biomasy s využitím extrémofilních mikroorganismů a dále o vývoj alternativního způsobu izolace PHA. Rozvíjející témata přitom volně navazovala na předchozí experimenty a reflektovala aktuálně řešené projekty na pracovišti. Disertační práce je vypracovaná formou komentované diskuse publikovaných prací, které jsou její součástí ve formě příloh. Evoluční inženýrství bylo aplikováno především na modelový PHA produkující bakteriální kmen Cupriavidus necator H16. Adaptací na kyselinu levulovou byly získány izoláty produkující kopolymer P(3HB-co-3HV) s vyšším zastoupením frakce 3HV, což vede ke zlepšení vlastností polymeru pro další zpracování. Stejně tak i růst kultur a množství celkových PHA v biomase bylo vyšší. Dlouhodobou adaptací téhož kmene na osmotický stres a přítomnost měďnatých iontů byly získány izoláty charakterizované v rámci druhé publikace. Ze získaných dat bylo možné pozorovat rozdíly v adaptačním procesu, kdy adaptace na osmotický stres byla postupná, zatímco u mědi byl pozorován výrazný skok nárůstu biomasy a PHA signalizující rychlou adaptaci. Na základě analýz byla diskutována významná úloha PHA při adaptaci kmene C. necator H16 na testované stresory, která nespočívala pouze v nárůstu množství polymeru v biomase, nicméně v posílení celého cyklu, což vede také ke zvýšení poolu monomerních jednotek vykazujících protektivní účinky. Adaptací na -kaptolakton, unikátní prekurzor 4HB, byl získán kopolymer P(3HB-co-4HB). Jeho vlastnosti jsou opět výhodnější než u homopolymeru P(3HB), a to už při nízkém zastoupení 4HB, kterého jsme dosáhli také v laboratorním bioreaktoru. Dalšího navýšení frakce 4HB by mohlo být dosaženo s využitím delečních mutantů s absencí relevantních genů, jež byly více diskutovány. Produkce PHA na modelech hydrolyzátů lignocelulosové biomasy pocházející například z potravinářství byla testována v kombinaci s využitím extrémofilních producentů, kdy byla diskutována preference obsažených monosacharidů (hexos, pentos) pro jednotlivé producenty. Pro přiblížení se reálným hydrolyzátům byla testována také odolnost kmenů vůči relevantním potenciálním mikrobiálním inhibitorům. Náchylnosti halofilních a termofilních producentů PHA k osmotickému namáhání bylo využito při vývoji alternativního izolačního přístupu, který by snížil ekonomickou i ekologickou zátěž celého procesu oproti standardní extrakci využívající chlorovaná rozpouštědla. Aplikací detergentu SDS v nízkých koncentracích při současném temperaci při vyšších teplotách vedla k zisku polymeru vysoké čistoty současně bez ztráty výtěžku. Dále se nabízí možnost recyklace využitého SDS.
|
|
|
Nové způsoby isolace PHA z bakteriální biomasy
Dlouhá, Karolína ; Slaninová, Eva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem izolace polyhydroxyalkanoátů pomocí komerčního surfaktantu a vybraných biosurfaktantů, kterými byly sophorolipidy, kokosové mýdlo, lecitin, lauryl glukosid, coco glukosid a cocamidopropyl betain. PHA bylo izolováno z bakterie Schlegelella thermodepolymerans DSM 15344, u které bylo nejdříve optimalizováno množství NaCl v produkčním médiu. Molekulová hmotnost izolovaného polymeru byla analyzována pomocí SEC-MALS, přičemž největší pokles molekulové hmotnosti byl zaznamenán u kokosového mýdla. Případné nečistoty v izolovaném polymeru byly analyzovány pomocí infračervené spektrometrie (ATR-FTIR), kdy nejmenší znečištění polymeru proteiny bylo zaznamenáno u kokosového mýdla. Z výše uvedených biosurfaktantů bylo vybráno kokosové mýdlo, lauryl glukosid a coco glukosid, s nimiž bylo získáno PHA o nejvyšší čistotě. Největší potenciál však mělo kokosové mýdlo. U vybraných biosurfaktantů byla optimalizována teplota izolace a koncentrace surfaktantu. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při 90 °C a koncetraci 5 g/L. Dále byla zkoušena univerzálnost metody izolace pomocí vybraných biosurfaktantů na různých termofilních mikroorganismech, kterými byly Chelatococcus composti DSM 101465, Schlegelella thermodepolymerans DSM 15264, Tepidimonas taiwanensis LMG 22826 a Aneurinibacillus thermoaerophilus H1.
|
|
|
Isolace PHA z bakteriální biomasy a jejich purifikace
Zlochová, Barbora ; Kouřilová, Xenie (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá isolací a charakterizací bakteriálního polymeru PHA isolovaného z bakteriálního kmene Halomonas halophila (CCM 3662) osmošokem v destilované vodě, tedy hypošoku, kdy buňky popraskají a uvolní se PHA. Přidáním biosurfaktantů se současně solubilizují proteiny a lipidy zbytkové biomasy, čímž se teoreticky dosáhne čistějšího produktu PHB bez použití toxických látek jako například chloroformu. Teoretická část práce se zaměřuje na PHA z hlediska jejich obecných vlastností a využití, na mechanismus syntézy mikroorganismy PHA a jejich následné degradace a na existující strategie isolace PHA z bakteriální biomasy. V experimentální časti je popsaná produkce PHB bakterií Halomonas halophila pro celkem tři kultivace a následný proces isolace vzniklého PHB hypošokem halofilních bakterií v destilované vodě s přídavkem vybraných biosurfaktantů. Biosurfaktanty využívané v rámci práce jsou kokosové mýdlo, lecithin, rhamnolipidy, sophorolipidy, coco glukosid, lauryl glukosid a cocoamidopropyl betain. Vlastnosti isolovaného materiálu PHB byly analyzovány pomoci plynové chromatografie s FID detekcí a metodami SEC-MALS a FTIR. Na základě výsledků jsme za nejvhodnější biosurfaktanty, které se dají využít k isolaci PHB z bakteriální biomasy, zvolili dvojici coco glukosid a lauryl glukosid. V kombinaci s promytím materiálu ethanolem jsme při koncentraci biosurfaktantu 5 g/l a teplotě isolace 70 °C byli schopni dosáhnout čistoty 90 % při použití coco glukosidu a 89% čistoty při použití lauryl glukosidu.
|
host ::
RSS.