Isolace PHA z bakteriální biomasy a jejich purifikace
Loading...
Date
Authors
Zlochová, Barbora
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá isolací a charakterizací bakteriálního polymeru PHA isolovaného z bakteriálního kmene Halomonas halophila (CCM 3662) osmošokem v destilované vodě, tedy hypošoku, kdy buňky popraskají a uvolní se PHA. Přidáním biosurfaktantů se současně solubilizují proteiny a lipidy zbytkové biomasy, čímž se teoreticky dosáhne čistějšího produktu PHB bez použití toxických látek jako například chloroformu. Teoretická část práce se zaměřuje na PHA z hlediska jejich obecných vlastností a využití, na mechanismus syntézy mikroorganismy PHA a jejich následné degradace a na existující strategie isolace PHA z bakteriální biomasy. V experimentální časti je popsaná produkce PHB bakterií Halomonas halophila pro celkem tři kultivace a následný proces isolace vzniklého PHB hypošokem halofilních bakterií v destilované vodě s přídavkem vybraných biosurfaktantů. Biosurfaktanty využívané v rámci práce jsou kokosové mýdlo, lecithin, rhamnolipidy, sophorolipidy, coco glukosid, lauryl glukosid a cocoamidopropyl betain. Vlastnosti isolovaného materiálu PHB byly analyzovány pomoci plynové chromatografie s FID detekcí a metodami SEC-MALS a FTIR. Na základě výsledků jsme za nejvhodnější biosurfaktanty, které se dají využít k isolaci PHB z bakteriální biomasy, zvolili dvojici coco glukosid a lauryl glukosid. V kombinaci s promytím materiálu ethanolem jsme při koncentraci biosurfaktantu 5 g/l a teplotě isolace 70 °C byli schopni dosáhnout čistoty 90 % při použití coco glukosidu a 89% čistoty při použití lauryl glukosidu.
This bachelor thesis deals with the isolation and characterization of the bacterial polymer PHA isolated from the bacterial strain Halomonas halophila (CCM 3662) by osmotic stress in distilled water, ie hypo shock, when the cells crack and release PHA. The addition of biosurfactants simultaneously solubilizes the proteins and lipids of the residual biomass, theoretically achieving a purer PHB product without the use of toxic substances such as chloroform. The theoretical part of the work focuses on PHA in terms of their general properties and use, the mechanism of synthesis of PHA microorganisms and their subsequent degradation and the existing strategy for isolating PHA from bacterial biomass. The experimental part describes the production of PHB bacteria Halomonas halophila and the subsequent process of isolation of PHB by hypo shock of halophilic bacteria in distilled water with the addition of selected biosurfactants. Biosurfactants used in the work are coconut soap, lecithin, rhamnolipids, sophorolipids, coco glucoside, lauryl glucoside and cocoamidopropyl betaine. The properties of the isolated PHB material were analyzed by gas chromatography with FID detection and SEC-MALS and FTIR methods. Based on the results, we chose the pair of coco glucoside and lauryl glucoside as the most suitable biosurfactants that can be used to isolate PHB from bacterial biomass. In combination with washing the material in ethanol, at concentration of biosurfactant 5 g/l and isolation in 70 ° C, it was possible to achieve a purity of 90 % of material using cocot glucoside and 89 % purity of material using lauryl glucoside.
This bachelor thesis deals with the isolation and characterization of the bacterial polymer PHA isolated from the bacterial strain Halomonas halophila (CCM 3662) by osmotic stress in distilled water, ie hypo shock, when the cells crack and release PHA. The addition of biosurfactants simultaneously solubilizes the proteins and lipids of the residual biomass, theoretically achieving a purer PHB product without the use of toxic substances such as chloroform. The theoretical part of the work focuses on PHA in terms of their general properties and use, the mechanism of synthesis of PHA microorganisms and their subsequent degradation and the existing strategy for isolating PHA from bacterial biomass. The experimental part describes the production of PHB bacteria Halomonas halophila and the subsequent process of isolation of PHB by hypo shock of halophilic bacteria in distilled water with the addition of selected biosurfactants. Biosurfactants used in the work are coconut soap, lecithin, rhamnolipids, sophorolipids, coco glucoside, lauryl glucoside and cocoamidopropyl betaine. The properties of the isolated PHB material were analyzed by gas chromatography with FID detection and SEC-MALS and FTIR methods. Based on the results, we chose the pair of coco glucoside and lauryl glucoside as the most suitable biosurfactants that can be used to isolate PHB from bacterial biomass. In combination with washing the material in ethanol, at concentration of biosurfactant 5 g/l and isolation in 70 ° C, it was possible to achieve a purity of 90 % of material using cocot glucoside and 89 % purity of material using lauryl glucoside.
Description
Citation
ZLOCHOVÁ, B. Isolace PHA z bakteriální biomasy a jejich purifikace [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
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
Date of acceptance
2021-08-26
Defence
Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace student-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla velmi dobrý výtah výsledků své bakalářské práce, zodpověděla dotazy oponentské i členů komise, reagovala na připomínky k bakalářské práci. V diskusi tak studentka prokázala velmi dobrou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky bakalářské práce. Komise, s uvážením hodnocení v posudku a vyjádření vedoucí/ho, zhodnotila její bakalářskou práci celkově jako velmi dobrou.
Dzik: Jak si vysvětlujete, že různé surfaktanty ovlivnily stanovené hodnoty molární hmotnosti? Zíkláme skutečně frakce s různou molární hmotností nebo se jedná o artefakty vznikající vlivem matrice?
Márová: Vůči jakému základu vztahujete relativní čistotu získaného PHB?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení