Nanostruktury uzyskiwane z materiałów ligninocelulozowych stały się jednym
z bardziej pożądanych komponentów biokompozytów. Bardzo duże zainteresowanie nanocelulozą, zwłaszcza przemysłu rolno-spożywczego i papierniczego, wymusza opracowanie szybkich i wydajnych metod rafinacji biomasy roślinnej. Obecnie nanowłókna celulozy otrzymywane są głównie metodami fizyko-chemicznymi,
które generują stosunkowo dużą ilość uciążliwych dla środowiska odpadów. Wymusza to konieczność opracowania nowych, ekologicznych metod konwersji biomasy, którymi mogą być metody enzymatyczne [1].

Biorafinacja materiałów ligninocelulozowych wymaga zastosowania kilku enzymów
o różnej specyficzności substratowej, wśród których jedne są odpowiedzialne
za oczyszczenie struktury celulozy (ligninazy, pektynazy) a inne za jej kontrolowany rozkład do nanowłókien (ksylanazy i celulazy) [2]. Szczególnie ważną rolę w finalnym procesie otrzymywania nanocelulozy odgrywa endo-1,4-β-glukanaza hydrolizująca celulozę w jej amorficznych obszarach. Niestety biosynteza tego enzymu w warunkach hodowli mikroorganizmów jest zazwyczaj ściśle powiązana z biosyntezą β-glukozydazy, której aktywność skutkuje rozkładem nanostruktur celulozy
do pojedynczych cząsteczek glukozy.

Celem projektu jest wytworzenie preparatu celulaz przydatnego
do ukierunkowanej na otrzymywanie nanocząstek celulozy, biorafinacji biomasy (słomy lnianej i konopnej), w oparciu o hodowle solid-state pleśni Aspergillus niger [3,4]. W ramach badań zoptymalizowano warunki hodowli (w tym sposób wyjaławiania pożywki), dobrano metodę ekstrakcji białek enzymatycznych
i częściowego ich oczyszczenia. Stwierdzono pozytywny wpływ ozonowania podłoża na stosunek aktywności endo-1,4-β-glukanazy i β-glukozydazy w uzyskiwanym preparacie enzymatycznym.

Badania są finansowane z projektu 01.01.02-10-123/09 współfinansowanego
ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013.

Literatura:

1. Siro I., Plackett D.: Microfibrillated cellulose and new nanocomposite materials:
   a review, Cellulose, 2010, 17, 459–494.
2. Beguin P., Aubert J.P.: The biological degradation of cellulose. FEMS Microbiol. Rev., 1994, 13, 25-58.
3. Pyć R., Antczak T., Bratkowska H.: Sposób otrzymywania enzymów, Zasięg RP 209161.
4. Pyć R., Antczak T., Bratkowska H.: Sposób otrzymywania enzymów, Zasięg RP 209163.

1. POSTER: Wytwarzanie preparatu enzymatycznego przydatnego do otrzymywania nanocelulozy, PDF document, version 1.5, 1.9MB

• Legal notice:
  

  Copyright (c) Pielaszek Research, all rights reserved.
  The above materials, including auxiliary resources, are subject to Publisher's copyright and the Author(s) intellectual rights. Without limiting Author(s) rights under respective Copyright Transfer Agreement, no part of the above documents may be reproduced without the express written permission of Pielaszek Research, the Publisher. Express permission from the Author(s) is required to use the above materials for academic purposes, such as lectures or scientific presentations.
  In every case, proper references including Author(s) name(s) and URL of this webpage: https://science24.com/paper/28298 must be provided.

1. Isolation and application of β-galactosidases  in the synthesis of 2-deoxy-β-D-galactosides 
2. Otrzymywanie nanostruktur celulozy metodami rafinacji