2012

Browse

Now showing 1 - 5 of 19

Možnosti mikrobiální degradace a využití odpadů z potravinářských výrob
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Illková, Kateřina; Omelková, Jiřina; Karovičová, Jolana; Jarošová, Alžběta
Tato práce se zabývá problematikou mikrobiálních degradací odpadních materiálů potravinářského průmyslu. Problematika je orientována na produkci technologicky významných enzymů produkovaných mikroorganismy, které jsou schopny daný odpad využívat jako zdroj uhlíku. První část dizertační práce, zabývající se produkcí polygalakturonas, byla vypracována v rámci studijních pobytů na Chemickém ústavu SAV, oddělení Glykomiky v Bratislavě. Použitým odpadem a současně zdrojem uhlíku pro růst mikroorganismů a produkci enzymů byly hroznové výlisky z vinařství. Na tomto odpadním materiálu byla testována produkce pektolytických enzymů. Na základě screeningu byl vybrán mikrobiální kmen s nejvyšší produkcí polygalakturonasové aktivity. Produkované enzymy byly nejprve izolovány extrakčními metodami, purifikovány a následně proteomicky identifikovány. V další části dizertační práce byla pozornost zaměřena na lipasy a čištění odpadních vod s obsahem lipidů. Důvodem byla spolupráce s firmou zabývající se konstrukcí odlučovačů tuků. Předmětem této části bylo studium vlastností dodaného komerčního přípravku, prostudování podmínek mikrobiální produkce lipas, identifikace mikroflóry přítomné v komerčním přípravku a testování mikrobiálních kmenů pro vývoj nového přípravku. Testování mikrobiálních kmenů proběhlo za účelem realizace nápadu firmy vyvinout nový přípravek do odlučovače tuků.
Využití separačních technik ve spojení s hmotnostní spektrometrií pro stanovení environmentálně významných látek
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Mácová, Daniela; Čáslavský, Josef; Čelechovská, Olga; Márová, Ivana; Demnerová, Kateřina
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.
Studium distribuce halogenovaných difenyletherů do složek životního prostředí
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Hroch, Martin; Vávrová, Milada; Hajšlová, Jana; Kráčmar, Stanislav; Šucman, Emanuel
V posledních letech je značná pozornost věnována problematice bromovaných retardátorů hoření (BFR’s – Brominated Flame Retardants), které tvoří různorodou skupinu organických sloučenin. Ještě v nedávné minulosti byly nejhojněji zastoupenou skupinou především polybromované difenylethery (PBDE), které nalezly široké použití v mnoha průmyslových odvětvích. Důvodem aplikace právě těchto látek je schopnost zpomalovat proces hoření a snižovat riziko vznícení při nadměrném záhřevu materiálu. Na druhou stranu přibyly vážné obavy související s užíváním PBDE. Nejzávažnějším problémem je zejména jejich možné uvolňování ze spotřebních výrobků při jejich běžném používání, toxicita a vysoká perzistence ve složkách životního prostředí. Některé z těchto kontaminantů se navíc vyznačují vysokým stupněm akumulace v biologických systémech. V předložené disertační práci byla prostřednictvím několika dílčích studií řešena problematika posouzení úrovně znečištění vodního a terestrického ekosystému vybraných lokalit České republiky PBDE. Jedním z cílů bylo rovněž zmapování situace v systému chovných rybníků nedaleko obce Záhlinice v oblasti střední Moravy. Zde byla posuzována míra kontaminace u ryb a ptáků, jako dvou po sobě jdoucích článků potravinového řetězce. Získané výsledky potvrdily z větší části předpoklad, že se vzrůstající trofickou úrovní organismů dochází k bioakumulaci a tím i k vyšším hladinám těchto xenobiotik. Pro porovnání byl odchyt ryb a ptáků realizován také v jiných lokalitách ČR. V Bartošovicích a Hustopečích nad Bečvou byly obsahy, které detekované u káněte lesního a volavky popelavé srovnatelné, u kormoránů byly naopak zjištěny obsahy PBDE řádově vyšší. Kromě toho byly posuzovány hladiny PBDE detekované ve tkáních jedinců bioindikačního druhu jelec tloušť, odlovených na jaře a na podzim ve dvou lokalitách na řece Svratce. Porovnávány byly nálezy PBDE ve svalovině, kůži a vnitřnostech. Získané výsledky ukazují, že mezi jednotlivými tkáněmi, resp. i mezi lokalitami, nebyla prokázána výrazná variabilita a nálezy sledovaných látek jsou prakticky srovnatelné. S cílem určit obsah PBDE v rybách žijících ve vodních nádržích na řece Svratce byl proveden odlov ryb na Vírské a Brněnské přehradě. V obou lokalitách byl pilotním monitorovaným druhem cejn velký, který byl doplněn i ostatními druhy ryb. Výsledky analýz indikují, že vyšší koncentrace PBDE byly zjištěny v rybách pocházejících z Brněnské přehrady. Rozdílná byla také distribuce jednotlivých kongenerů v rybách odlovených na obou odběrových místech. Pro zmapování úrovně kontaminace terestrického ekosystému PBDE bylo použito několik druhů rostlinných bioindikátorů. Jednalo se o jehličí (borovice lesní, borovice vejmutovka, jedle bělokorá, smrk pichlavý) sesbírané z různých lokalit České republiky. Další zvolenou rostlinnou matricí byla objemná krmiva (pšenice obecná, ječmen, vojtěška setá, jetel luční) a olejniny (řepka olejka), pocházející z oblasti Nového Jíčína, z hospodářství Školního zemědělského podniku Veterinární a farmaceutické univerzity Brno. Zjištěné hodnoty koncentrací PBDE byly velmi nízké, vesměs se pohybovaly na úrovni detekčních limitů použité analytické metody.
Kinetika heterogenních procesů v technologii silikátů - dehydroxylace a rozpouštění jílových minerálů
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Křečková, Magdaléna; Havlica, Jaromír; Kutzendörfer, Jaroslav; Kuřitka, Ivo
Tato disertační práce se zabývá studiem kinetiky heterogenních procesů v silikátové technologii, věnuje se objasnění jednotlivých dějů nastávajících při tepelné úpravě jílových minerálů. Úvodní část seznamuje s obecným popisem časového průběhu reakcí, dále je zaměřena na procesy, které jsou významné v technologii silikátů, jako je slinování, rozklad pevných látek a modifikační přeměny. Další kapitola této práce se věnuje mineralogii, struktuře a vlastnostem významných silikátových surovin. Zejména se zaměřuje na charakterizaci jílových minerálů, současné poznatky a jejich využití. Experimentální část je věnována studiu dehydroxylace, krystalizace Al-Si spinelové fáze a mechanismu slinování komerčně dostupného karlovarského kaolinu pro keramiku Sedlec Ia. Experimentální část je zamřena na interpretaci naměřených výsledků.
Produkce vybraných mikrobiálních metabolitů a energie s využitím různých typů odpadních substrátů
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Petrik, Siniša; Márová, Ivana; Rychtera, Mojmír; Němec, Miroslav; Pekař, Miloslav
Pro zpracování a nakládání s odpadními substráty lze použít řadu postupů a možností. Stále se rozšiřující spektrum metod a technologií umožňuje další využití materiálů a energie ve formě obnovitelných zdrojů. Jedním z řešení pro zpětné získávání některých odpadních materiálů je využití tzv. bílé (průmyslové) biotechnologie, která zahrnuje praktickou aplikaci metabolických aktivit celé řady různých mikroorganizmů včetně jejich specifických biologických drah k produkci látek s vysokou přidanou hodnotou. V předložené práci screeningového typu bylo pro zhodnocení odpadních surovin využito několik druhů mikroorganizmů kultivovaných za různých specifických podmínek včetně kultivace na odpadních materiálech získaných zejména ze zemědělství a potravinářství. Cílem bylo získání vybraných typů průmyslově cenných metabolitů, případně energie. Předložená studie byla zaměřena na srovnání růstu a produkčních vlastností několika kmenů karotenogenních kvasinek rodu Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium, kultivovaných v médiích s obsahem glycerolu (technický a odpadní glycerol), dále v médiích obsahujících pšeničnou slámu, hydrolyzovanou slámu zpracovanou v hydrotermálním procesu při vysoké teplotě a zbytky po filtraci hydrolyzátu. Dalším testovaným odpadním substrátem byla syrovátka. Všechny testované kvasinky byly schopny využít glycerol jako jediný zdroj uhlíku. Produkce biomasy při kultivaci na technickém glycerolu se více či méně přibližovala kontrole (cca 7 - 10 gl-1), zatímco při kultivaci na odpadním glycerolu byla produkce vyšší (10.9 - 14.5 gl-1). Produkce karotenoidů a ergosterolu byla vyšší v glukózovém médiu než v médiu s obsahem glycerolu. Všechny testované kvasinky byly rovněž schopny produkovat neutrální lipidy, a to v rozmezí 11 - 15 %, s výjimkou C. capitatum, kde produkce dosahovala více než 22 % obsahu neutrálních lipidů. Pšeničná sláma a produkty z ní připravené se ukázaly být využitelnými substráty s vysokým potenciálem pro produkci biomasy i metabolitů, a to zejména u kmene S. roseus. Syrovátka, jako odpadní produkt mlékarenství, byla účinně využita jako substrát pro kokultivaci karotenogenních kvasinek a bakterií mléčného kvašení. Kokultivační proces může vyvolat nadprodukci pigmentů a ergosterolu, přičemž získaná biomasa díky obohacení o bakterie L. casei dosahovala vyšší kvality. Za účelem energetického využití mikrobiálního metabolismu formou mikrobiálních palivových článků, tzv. „Microbial Fuel Cell“ byla aplikována směsná kultura bakterií získaných z čistírny odpadních vod. Tyto mikroorganizmy hrají významnou roli při výrobě elektrické energie a současně také při čištění odpadních vod. Elektřina je generována přímo z organických látek přítomných v kultivačním médiu a lze ji použít pro provoz čistírny samotné a případně i pro další aplikace.

Browse

Recent Submissions