Produkce a charakterizace extracelulárních hydroláz z vybraných druhů plísní
Loading...
Date
Authors
Skoumalová, Petra
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce byla zaměřena na studium možností produkce extracelulárních hydrolytických enzymů plísněmi. Teoretická část práce se zaměřuje na charakterizaci vybraných hydrolytických enzymů, jejich katalytické vlastnosti, možnosti produkce extracelulárních hydroláz plísněmi a jejich aplikace. V experimentální části byly enzymy produkovány pomocí plísní Aureobasidium pullulans, Fusarium solani a Phanerochaete chrysosporium při submerzní kultivaci v minerálním médiu obsahujícím navíc složitý odpadní substrát. Jako odpadní substráty byly použity pšeničné, kukuřičné, ovesné a žitné otruby, dřevní piliny, rýže, jablečná vláknina, vaječné a bezvaječné těstoviny. V průběhu kultivace byla sledována produkce celuláz, amyláz, xylanáz, lipáz, proteáz a ligninolytických enzymů (lakáza, Mn-dependentní peroxidáza, lignin peroxidáza). Produkce enzymů se lišila v závislosti na použitém substrátu i čase kultivace U celuláz, xylanáz a amyláz byla nejvyšší produkce naměřena na začátku kultivace (3. až 7. den). Proteázy a ligninolytické enzymy byly produkovány hlavně v závěru kultivace (7. až 10. den). Lipolytická aktivita byla detekována pouze u A.pullulans, přičemž její hodnota rostla s délkou kultivace a nejvyšší hodnota byla stanovena při kultivaci na pšeničných otrubách (3,6 nmol/ml.min). Nejvyšší xylanázová a celulázová aktivita (170,3 nmol/ml.min, 248,0 nmol/ml.min) byla stanovena při kultivaci plísně F. solani na kukuřičných otrubách. Nejvyšší amylázou aktivitu (111,8 nmol/ml.min) vykazovala plíseň P. chrysosporium při kultivaci na rýži. Nejvyšší aktivita proteázy (68,0 nmol/ml.min) byla naměřena při kultivaci plísně F. solani na pšeničných otrubách. Nejlepším producentem lakázy byl kmen A.pullulans, nejvyšší produkce byla zaznamenána na bezvaječných těstovinách (27,0 nmol/ml.min). Nejvyšší aktivita ligninperoxidázy (12,5 nmol/ml.min) byla naměřena u F.solani na vaječných těstovinách, nejvyšší produkce Mn-dependentní peroxidázy (7,7 nmol/ml.min) bylo dosaženo při kultivaci A.pullulans na pšeničných otrubách. Ligninolytické enzymy se chovaly jako induktivní. U ostatních enzymů byla jejich produkce zaznamenána i na minerálním mediu, u A. pullulans byla aktivita celuláz na minerálním médiu dokonce vyšší než u ostatních použitých substrátů. U preparátu získaného z média A. pullulans byla také provedena purifikace produkovaných enzymů pomocí ultrafiltrace, ionexové chromatografie a gelové filtrace.
This diploma thesis is focused on study of potential production of extracellular hydrolytic enzymes. The theoretical part deals with characterization of selected hydrolytic enzymes, their catalytic properties, the possibility of extracellular hydrolase production by fungi and their applications. In experimental part production strains Aureobasidium pullulans, Fusarium solani and Phanerochaete chrysosporium were used. Productions of cellulase, amylase, xylanase, lipase, protease and lignin-degraded enzymes (laccase, manganese- dependent peroxidase, lignin peroxidase) were observed. Cultivations were carried out in submersed mode in mineral medium supplemented by waste co-substrates such as wheat bran, corn bran, rice bran and oat bran, sawdust, rice, apple fiber, egg pasta and egg-free pasta. Production of enzymes depended on the substrate type and time of cultivation. The highest cellulase, xylanase and amylase activities were measured in the first period of cultivation (3 to 7 day). Lignin-degraded enzymes and proteases were produced at the end of cultivation (7 to 10 days). Lipolytic activity was detected only in A. pullulans, where the activity increased with time of cultivation. The highest value was determined during cultivation on wheat bran (3.6 nmol/ml.min). The highest xylanase and celulase activity (170.3 nmol/ml.min, 248.0 nmol/ml.min) were determined during cultivation of F. solani on corn bran. The highest amylase activity (111.8 nmol/ml.min) was reported in P. chrysosporium during the cultivation on rice. The highest protease activity (68.0 nmol/ml.min) was determined in F. solani grown on wheat bran. The best producer of laccase was A. pullulans, the highest production was recorded for egg-free pasta (27.0 nmol/ml.min). The maximum lignin peroxidase activity (12.5 nmol/ml.min) was measured during the cultivation of F. solani on egg pasta, while the highest yield of Mn-dependent peroxidase (7.7 nmol/ml.min) was achieved during the cultivation of A. pullulans on wheat bran. Lignin-degraded enzymes behaved as inductive, while the other enzymes were produced in mineral medium too. Activity of cellulase in the mineral medium was in A. pullulans strain higher than in media with waste substrates. Enzymes produced into A. pullulans medium were purified by ultrafiltration, ion exchange chromatography and gel filtration.
This diploma thesis is focused on study of potential production of extracellular hydrolytic enzymes. The theoretical part deals with characterization of selected hydrolytic enzymes, their catalytic properties, the possibility of extracellular hydrolase production by fungi and their applications. In experimental part production strains Aureobasidium pullulans, Fusarium solani and Phanerochaete chrysosporium were used. Productions of cellulase, amylase, xylanase, lipase, protease and lignin-degraded enzymes (laccase, manganese- dependent peroxidase, lignin peroxidase) were observed. Cultivations were carried out in submersed mode in mineral medium supplemented by waste co-substrates such as wheat bran, corn bran, rice bran and oat bran, sawdust, rice, apple fiber, egg pasta and egg-free pasta. Production of enzymes depended on the substrate type and time of cultivation. The highest cellulase, xylanase and amylase activities were measured in the first period of cultivation (3 to 7 day). Lignin-degraded enzymes and proteases were produced at the end of cultivation (7 to 10 days). Lipolytic activity was detected only in A. pullulans, where the activity increased with time of cultivation. The highest value was determined during cultivation on wheat bran (3.6 nmol/ml.min). The highest xylanase and celulase activity (170.3 nmol/ml.min, 248.0 nmol/ml.min) were determined during cultivation of F. solani on corn bran. The highest amylase activity (111.8 nmol/ml.min) was reported in P. chrysosporium during the cultivation on rice. The highest protease activity (68.0 nmol/ml.min) was determined in F. solani grown on wheat bran. The best producer of laccase was A. pullulans, the highest production was recorded for egg-free pasta (27.0 nmol/ml.min). The maximum lignin peroxidase activity (12.5 nmol/ml.min) was measured during the cultivation of F. solani on egg pasta, while the highest yield of Mn-dependent peroxidase (7.7 nmol/ml.min) was achieved during the cultivation of A. pullulans on wheat bran. Lignin-degraded enzymes behaved as inductive, while the other enzymes were produced in mineral medium too. Activity of cellulase in the mineral medium was in A. pullulans strain higher than in media with waste substrates. Enzymes produced into A. pullulans medium were purified by ultrafiltration, ion exchange chromatography and gel filtration.
Description
Citation
SKOUMALOVÁ, P. Produkce a charakterizace extracelulárních hydroláz z vybraných druhů plísní [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2011.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. Ing. Peter Šimko, DrSc. (předseda)
doc. Ing. Jiřina Omelková, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Alena Španová, CSc. (člen)
doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc. (člen)
Date of acceptance
2011-06-07
Defence
1. Diplomantka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Diplomantka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
4. Diskuse:
doc. Španová Podle jakého kritéria jste vybírali substráty?
Studentka otázku komise úspěšně zodpověděla.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení