Celulóza jako potencionální zdroj uhlíku pro biotechnologickou syntézu polyhydroxyalkanoátů

Bc. Martina Brožová

Bachelor's thesis

Cellulose as a Potential Carbon Source for Biotechnological Synthesis of Polyhydroxyalkanoates

Abstract:

Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou přírodní polymery, které se staly zajímavou alternativou k petrochemickým polymerům, především díky svým vlastnostem, jako je schopnost biodegradace a biokompatibilita. Tyto biopolymery jsou vytvářeny mikroorganismy za nutričně nevyvážených podmínek a mohou vznikat ze široké škály substrátů. Celulóza, jako nejrozšířenější biopolymer a zároveň největší zdroj organického uhlíku na světě, představuje atraktivní možnost pro syntézu PHA. V této práci byla zkoumána celulolytická schopnost bakteriálních izolátů z potravin využívat různé formy celulózy pro biosyntézu polyhydroxyalkanoátů. Celulolytická aktivita byla prokázána u Acinetobacter calcoaceticus (D171), Bacillus sp. (D31), Bacillus velezensis (D11), Lysinibacillus fusiformis (D117), Priestia megaterium (D32, D199, D201) a Pseudomonas oryzihabitans (D37). Tvorba PHA z glukózy, karboxymethylcelulózy a mikrokrystalické celulózy byla pak pozorována pouze u bakteriálních kmenů P. megaterium (D32, D199, D201) a L. fusiformis (D117). Tyto bakterie se tak jeví jako vhodní adepti pro biotechnologickou syntézu PHA z celulózy.

Abstract:

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are natural polymers that have become an interesting alternative to petrochemical polymers, mainly due to their properties such as biodegradability and biocompatibility. These biopolymers are produced by microorganisms under nutritionally imbalanced conditions and can be formed from a wide range of substrates. Cellulose, as the most widely used biopolymer and the largest source of organic carbon in the world, represents an attractive option for the synthesis of PHAs. In this work, the cellulolytic ability of bacterial isolates from food was investigated to utilize different forms of cellulose for the biosynthesis of polyhydroxyalkanoates. Cellulolytic activity was demonstrated in Acinetobacter calcoaceticus (D171), Bacillus sp. (D31), Bacillus velezensis (D11), Lysinibacillus fusiformis (D117), Priestia megaterium (D32, D199, D201) and Pseudomonas oryzihabitans (D37). The formation of PHA from carboxymethylcellulose, glucose and microcrystalline cellulose was then observed only in the bacterial strains P. megaterium (D32, D199, D201) and L. fusiformis (D117). These bacteria thus appear to be suitable candidates for the biotechnological synthesis of PHA from cellulose.

Keywords

celulolytické bakterie, karboxymethylcelulóza, mikrokrystalická celulóza, polyhydroxyalkanoáty

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2024

Thesis defence

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Bachelor programme / field:
Food Technology and Assessment / Food Biotechnology and Applied Microbiology