Biotransformace fenolických látek pomocí vybraných extremofilních prokaryot

Abstract

Bakalárska práca je zameraná na biotransformáciu kyseliny ferulovej (FA) vybranými halofilnými a termofilnými mikroorganizmami. Štúdia je zameraná na transformáciu kyseliny ferulovej, čím vznikajú kyselina vanilová, vanilín a vanilylalkohol. Súčasne sa skúmala aj schopnosť týchto baktérií produkovať polyhydroxybutyrát (PHB), biologicky odbúrateľný biopolymér. Testovali sa baktérie rodov Halomonas, Aneurinibacillus, Caldimonas a Brevibacillus, ktoré boli kultivované v minerálnych a komplexných médiách doplnených 0,5 g/l FA. Meral sa mikrobiálny rast (meraný optickou hustotou), zmena pH, kvantitatívna a kvalitatívna analýza biotransformácie (pomocou HPLC) a produkcia PHB (pomocou GC- FID). Výsledky ukázali, že Halomonas elongata a Aneurinibacillus sp. AFN II boli najsľubnejšie kmene, pretože mali vysokú konverziu FA a súčasne produkovali PHB. Charakter použitého produkčného média mal tiež hlboký vplyv na biotransformáciu. V bakalárskej práci sa uvažuje aj o využití extrémofilných baktérií na biotechnologické spracovanie lignocelulózových odpadov obsahujúcich FA.The bachelor thesis is focused on the biotransformation of ferulic acid (FA) by selected halophilic and thermophilic microorganisms. The study focuses on the transformation of ferulic acid to produce vanillic acid, vanillin and vanillyl alcohol. Simultaneously, the ability of these bacteria to produce polyhydroxybutyrate (PHB), a biodegradable biopolymer, was also investigated. Bacteria of the genera Halomonas, Aneurinibacillus, Caldimonas and Brevibacillus were tested and cultured in mineral and complex media supplemented with 0,5 g/l FA. Microbial growth (measured by optical density), pH change, quantitative and qualitative analysis of biotransformation (by HPLC) and PHB production (by GC-FID) were measured. The results showed that Halomonas elongata and Aneurinibacillus sp. AFŇ II were the most promising strains because they had high FA conversion and simultaneously produced PHB. The nature of the production medium used also had a profound effect on biotransformation. This bachelor thesis also considers the use of extremophilic bacteria for the biotechnological treatment of FA-containing lignocellulosic wastes.