Biotechnologická produkce PHB pomocí netradičních uhlíkových zdrojů
Loading...
Date
Authors
Fialová, Tereza
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Bakalářská práce byla zaměřena na studium možností využití odpadních produktů růže šípkové získaných po výrobě likérů jako sekundárních uhlíkových zdrojů pro produkci poly(3- hydroxybutyrátu) (PHB). Pro biosyntézu PHB byla použita bakterie Cupriavidus necator. Veškeré kultivace byly vedeny jako submerzní batch kultivace v minerálním médiu s obsahem mikroelementů v erlenmeyerových baňkách po dobu 72 hodin. Jako sekundární zdroj uhlíku se použil šípkový olej získaný extrakcí hexanem ze zrníček plodu šípku a enzymatický hydrolyzát připravený z odpadní dužiny plodu šípku. Výtěžky po 72-hodinové fermentaci ukázaly, že šípkový olej je porovnatelným uhlíkovým zdrojem s fruktózou pro kultivaci bakterie C. necator, na rozdíl od enzymatického hydrolyzátu. Fermentací za použití 20 g/l šípkového oleje bylo vyprodukováno 10,82 g/l biomasy a 6,20 g/l PHB, což bylo o 21,6 % víc biomasy a o 13,1 % víc PHB v porovnání s fermentací za použití 20 g/l fruktózy. Fermentací C. necator za použití enzymatického hydrolyzátu o koncentraci redukujících cukrů 20 g/l se získalo jenom 2,92 g/l biomasy a 0,12 g/l PHB. Ani kombinace enzymatického hydrolyzátu s fruktózou se neukázala vhodná pro produkci PHB. V rámci této bakalářské práce byl dále v likéru, šípkovém oleji a enzymatickém hydrolyzátu stanoven obsah celkových redukujících cukrů, fenolických látek, a celková antioxidační aktivita. V šípkovém oleji byl také stanoven profil mastných kyselin a obsah barviv. Výsledky ukázali, že všechny stanovované vzorky vykazovali významný obsah celkových polyfenolů (2,04 – 12,4 g GAE/l vzorku) a antioxidační aktivitu (1,3 – 2,0 mmol TE /l vzorku).
The bachelor thesis was focused on studying the possibilities of using waste rosehip byproducts obtained after the production of liqueurs as secondary carbon sources for the production of poly (3-hydroxybutyrate) (PHB). Cupriavidus necator was used for PHB biosynthesis. All cultures were run as submerged batch cultures in mineral media containing microelements in Erlenmeyer flasks for 72 hours. Rosehip oil obtained by hexane extraction from rosehip seeds and an enzymatic hydrolysate prepared from rosehip waste pulp were used as secondary carbon sources. After 72 hours of fermentation, yields showed that rosehip oil is a comparable carbon source to fructose for culturing of C. necator, in contrast to the enzymatic hydrolysate. Fermentation using 20 g / l rosehip oil produced 10.82 g / l biomass and 6.20 g / l PHB. This is about 21.6% more biomass and 13.1% more PHB than was received by fermentation using 20 g / l fructose. Fermentation of C. necator using an enzymatic hydrolysate with a reducing sugar concentration of 20 g / l gave only 2.92 g / l biomass and 0.12 g / l PHB. Even the combination of enzymatic hydrolysate with fructose did not prove satisfying yields for the production of PHB. Next, in liqueur, rosehip oil and enzymatic hydrolysate was also determined the content of total reducing sugars, phenolics, and total antioxidant activity. Moreover, the fatty acid profile and the content of dyes was determined in rosehip oil. The results showed that all selected rosehip products showed a significant range of total polyphenols (2.04 - 12.4 g GAE /l sample) and antioxidant activity (1.3 - 2.0 mmol TE /l sample).
The bachelor thesis was focused on studying the possibilities of using waste rosehip byproducts obtained after the production of liqueurs as secondary carbon sources for the production of poly (3-hydroxybutyrate) (PHB). Cupriavidus necator was used for PHB biosynthesis. All cultures were run as submerged batch cultures in mineral media containing microelements in Erlenmeyer flasks for 72 hours. Rosehip oil obtained by hexane extraction from rosehip seeds and an enzymatic hydrolysate prepared from rosehip waste pulp were used as secondary carbon sources. After 72 hours of fermentation, yields showed that rosehip oil is a comparable carbon source to fructose for culturing of C. necator, in contrast to the enzymatic hydrolysate. Fermentation using 20 g / l rosehip oil produced 10.82 g / l biomass and 6.20 g / l PHB. This is about 21.6% more biomass and 13.1% more PHB than was received by fermentation using 20 g / l fructose. Fermentation of C. necator using an enzymatic hydrolysate with a reducing sugar concentration of 20 g / l gave only 2.92 g / l biomass and 0.12 g / l PHB. Even the combination of enzymatic hydrolysate with fructose did not prove satisfying yields for the production of PHB. Next, in liqueur, rosehip oil and enzymatic hydrolysate was also determined the content of total reducing sugars, phenolics, and total antioxidant activity. Moreover, the fatty acid profile and the content of dyes was determined in rosehip oil. The results showed that all selected rosehip products showed a significant range of total polyphenols (2.04 - 12.4 g GAE /l sample) and antioxidant activity (1.3 - 2.0 mmol TE /l sample).
Description
Citation
FIALOVÁ, T. Biotechnologická produkce PHB pomocí netradičních uhlíkových zdrojů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Biotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-08-31
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. Márová: Kde se šípkový olej využívá? Bylo původním záměrem na uvedeném odpadu produkovat PHB? Můžete uvést, jaký způsobem byly detekovány karotenoidy?
doc. Obruča: Proč byla provedena tak podrobná analýzy využité substrátu, když byla práce zaměřena především na produkci PHB? Doporučil bych, s ohledem na využitý substrát, místo Cupriavidus necator, který neumí utilizovat glukózu využít jiného producenta PHA.
doc. Diviš: Pozor na správné formulace, například iontově vázaná plazma. Můžete vysvětlit zkratku ICP-OES?
Studentka zodpověděla doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. Nevěděla ale, jakým způsobem analyzovala karotenoidy. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala velmi dobrou orientaci v dané problematice i dobrou schopnost samostatné prezentace získaných výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení