Biodegradácia azofarbív pôsobením húb bielej hniloby

Paulína Bírošíková

Bachelor's thesis

Biodegradace azobarviv působením hub bílé hniloby

Abstract:

Houby bílé hniloby, které patří mezi dřevokazné houby, mají schopnost rozkládat složité aromatické struktury, jako je lignin, po případě polutanty s aromatickou strukturou (tetracykliny, endokrinní disruptory) prostřednictvím extracelulárních ligninolytických enzymů. Azobarviva jsou syntetická barviva obsahující aromatické kruhy s vázanými substituenty spojenými azoskupinou. Houby jsou schopny tyto struktury degradovat, přičemž dochází ke ztrátě barviva, tzv. dekolorizaci. Cílem této bakalářské práce je prozkoumat schopnost degradace tří typů azobarviv (methylenové červeně, tartrazinu a azorubinu) deseti druhy hub bílé hniloby. Kultivace jednotlivých hub s barvivy byla prováděna po dobu dvaceti čtyř dnů, během nichž byla v intervalech každého druhého pracovního dne sledována absorbance na UV/VIS spektrofotometru. Z naměřených hodnot byla vypočtena ztráta barvy a hodnoty dechlorace byly vyjádřeny graficky v procentech. Vybrané houby vykazovaly nejvyšší dekolorizaci tartrazinu druhý den pokusu, a to v průměru 89 %, s výjimkou houby Fomes fomentarius, u níž dekolorizace barviva nebyla pozorována. Naopak nejméně degradovaným barvivem byl azorubin, a to v průměru 37 % na konci pokusu u většiny druhů hub. Nejstabilnější průběh dekolorizace vykazovala methylenová červeň, jejíž průměrná hodnota na konci měření činila 77 %. Účinek dekolorizace byl ovlivněn strukturou azobarviv a účinností konkrétních druhů hub.

Abstract:

White rot fungi, belonging to wood decay fungi have the ability to degra-de complex aromatic structures such as lignin or pollutants with an aromatic structure (tetracyclines, endocrine disruptors) via extracellular ligninolytic enzymes. Azo dyes are synthetic dyes containing aromatic rings with bonded substituents lin-ked by an azo group. Fungi are able to degrade these structures, whereas decrease of dye is observed, called decolorization. The aim of this bachelor's thesis is to de-termine the degradation ability of three types of azo dyes (methylene red, tartrazine and azorubin) using ten types of white rot fungi. Cultivation of individual fungi with the dyes was carried out for twenty-four days, during which the absorbance was monitored using a UV/VIS spectrophotometer at intervals of every other working day. The colour loss was calculated from the measured values and the decoloriza-tion values were expressed graphically as a percentages. The selected fungi showed the greatest decolorization of tartrazine on the second day of the experiment, an average of 89%, except for the fungus Fomes fomentarius, for which dye decoloriza-tion was not observed. In contrast, the least degraded dye was azorubin, an average of 37% at the end of the experiment for most fungi species. Methylene red showed the most stable decolorization trend, with an average of 77% at the end of the me-asurement. The effect of decolorization was influenced by the structure of the azo dyes and the efficiency of specific fungal species.

Abstract:

Huby bielej hniloby patriace k drevokazným hubám majú schopnosť degradovať zložité aromatické štruktúry, akým je lignín, po prípade polutanty s aromatickou štruktúrou (tetracyklíny, endokrinné disruptory) prostredníctvom extracelulárnych ligninolytických enzýmov. Azofarbivá sú syntetické farbivá obsahujúce aromatické kruhy s naviazanými substituentmi spojené azo skupinou. Huby sú schopné tieto štruktúry degradovať, pričom dochádza k úbytku farbiva, tzv. dekolorizácii. Predme-tom tejto bakalárskej práce je zistiť schopnosť degradácie troch druhov azofarbív (metylénová červená, tartrazín a azorubín) pomocou desiatich druhov húb bielej hniloby. Kultivácia jednotlivých húb s farbivami prebiehala dvadsaťštyri dní, počas ktorých bola v intervale každý druhý pracovný deň sledovaná absorbancia na UV/VIS spektrofotometri. Úbytok farby bol vyrátaný z nameraných hodnôt a hodnoty deko-lorizácie boli graficky vyjadrené v percentách. Vybrané huby vykazovali najväčšiu dekolorizáciu tartrazínu na druhý deň experimentu, v priemere 89 % okrem huby Fomes fomentarius, u ktorej rozklad farbiva nebol pozorovaný. Naopak najmenej degradované farbivo bolo azorubín, priemerne 37 % na konci experimentu u väčšiny druhov húb. Metylénová červená vykazovala najstabilnejší priebeh dekolorizácie, a to v priemere 77 % na konci merania. Na účinok dekolorizácie mala vplyv štruktúra azofarbív a účinnosť konkrétnych druhov húb.

Keywords

azobarviva, biodegradace, houby bílé hniloby, ligninolytické enzymy

Keywords

white rot fungi, biodegradation, ligninolytic enzymes, azo dyes

Keywords

azofarbivá, biodegradácia, ligninolytické enzýmy, huby bielej hniloby

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2023
• Supervisor: Ing. Martina Vršanská, Ph.D.
• Reader: Anna Oberle, Dipl.-Ing. Bc.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme:
Molecular Biology and Biotechnology