Příprava a charakterizace ligninu modifikovaného pomocí enzymu lakáza
Loading...
Date
Authors
Hrušková, Lucie
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce se zaměřuje na enzymatickou modifikaci komerčně dostupného ligninu pomocí enzymu lakázy a sledování jejího vlivu na vybrané fyzikální a chemické vlastnosti. Lignin je atraktivní materiál pro výrobu obnovitelných chemikálií, materiálů a energie, ale jeho komplexní chemická struktura představuje hlavní překážku pro jeho efektivní využití, přičemž enzymatická modifikace se jeví jako slibné řešení pro jeho úpravu. Experimenty byly prováděny za různých podmínek, jako je pH prostředí, množství použitého enzymu a doba působení. V další části experimentu proběhla charakterizace modifikovaných ligninů a srovnání těchto výsledků s hodnotami původního kraft ligninu před modifikací. Byla stanovena molekulová hmotnost pomocí SEC-MALS, koncentrace fenolických skupin a antioxidační aktivita. Dále byla sledována změna struktury pomocí FTIR. Z výsledků vyplývá, že enzymatická modifikace ligninu pomocí lakázy vedla ke zvýšení molekulové hmotnosti modifikovaných ligninů, současně došlo k poklesu obsahu fenolických skupin a snížení antioxidační aktivity. Na základě získaných výsledků lze usoudit, že působením enzymu lakáza došlo k polymerizaci ligninu a formování nových chemických vazeb, což vedlo k jeho další agregaci.
This master’s thesis focuses on the enzymatic modification of commercially available lignin using laccase enzyme and monitoring its impact on selected physical and chemical properties. Lignin is an attractive material for the production of renewable chemicals, materials, and energy, but its complex chemical structure poses a major obstacle to its effective utilization. Enzymatic modification appears to be a promising solution for its processing. Experiments were conducted under various conditions, such as pH, enzyme dosage, and reaction time. In the subsequent part of the experiment, the modified lignins were characterized and their results compared with those of the raw kraft lignin before modification. Molecular weight was determined using SEC-MALS, and the concentration of phenolic groups and antioxidant activity were measured. Structural changes were also monitored using FTIR. The results indicate that the enzymatic modification of lignin using laccase led to an increase in the molecular weight of the modified lignins, along with a decrease in the content of phenolic groups and a reduction in antioxidant activity. Based on the obtained results, it can be concluded that the action of the laccase enzyme resulted in lignin polymerization and the formation of new chemical bonds, leading to further aggregation.
This master’s thesis focuses on the enzymatic modification of commercially available lignin using laccase enzyme and monitoring its impact on selected physical and chemical properties. Lignin is an attractive material for the production of renewable chemicals, materials, and energy, but its complex chemical structure poses a major obstacle to its effective utilization. Enzymatic modification appears to be a promising solution for its processing. Experiments were conducted under various conditions, such as pH, enzyme dosage, and reaction time. In the subsequent part of the experiment, the modified lignins were characterized and their results compared with those of the raw kraft lignin before modification. Molecular weight was determined using SEC-MALS, and the concentration of phenolic groups and antioxidant activity were measured. Structural changes were also monitored using FTIR. The results indicate that the enzymatic modification of lignin using laccase led to an increase in the molecular weight of the modified lignins, along with a decrease in the content of phenolic groups and a reduction in antioxidant activity. Based on the obtained results, it can be concluded that the action of the laccase enzyme resulted in lignin polymerization and the formation of new chemical bonds, leading to further aggregation.
Description
Citation
HRUŠKOVÁ, L. Příprava a charakterizace ligninu modifikovaného pomocí enzymu lakáza [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie bioaktivních látek
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr. (člen)
Date of acceptance
2024-05-27
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Pozorujete souvislost rozpustnosti látek se změnou pH? Co bylo použito jako substrát pro aktivitu lakázy? Měřili jste i specifickou aktivitu? Jak byla měřena? Na základě jakých parametrů byl zvolen daný enzymatický preparát? V jaké formě byl použitý lignin?
doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.
Na základě jakých parametrů byly zvolené dané intervaly a prostředí při stanovení enzymatické aktivity? Docházelo například k obměně prostředí?
Bylo by možné použít na lignin přímo houby, které produkují Vámi používané enzymy?
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.
Byla Vámi použitá lakáza produkována rekombinantním producentem nebo se jednalo o přirozeného producenta?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení