CZ20131002A3 - Způsob výroby polyhydroxyalkanoátů, karotenoidů nebo o karotenoidy obohacené biomasy z pevného odpadu po přípravě kávy - Google Patents
Způsob výroby polyhydroxyalkanoátů, karotenoidů nebo o karotenoidy obohacené biomasy z pevného odpadu po přípravě kávy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20131002A3 CZ20131002A3 CZ2013-1002A CZ20131002A CZ20131002A3 CZ 20131002 A3 CZ20131002 A3 CZ 20131002A3 CZ 20131002 A CZ20131002 A CZ 20131002A CZ 20131002 A3 CZ20131002 A3 CZ 20131002A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- coffee
- hydrolyzate
- carotenoids
- oil
- production
- Prior art date
Links
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 title claims abstract description 90
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 title claims abstract description 83
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 title claims abstract description 38
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000010635 coffee oil Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 17
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 241000589513 Burkholderia cepacia Species 0.000 claims description 14
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 14
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 13
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 13
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 13
- REKYPYSUBKSCAT-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypentanoic acid Chemical compound CCC(O)CC(O)=O REKYPYSUBKSCAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 4-oxopentanoic acid Chemical compound CC(=O)CCC(O)=O JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 10
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 claims description 10
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 241000194107 Bacillus megaterium Species 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 241001528539 Cupriavidus necator Species 0.000 claims description 5
- 229940040102 levulinic acid Drugs 0.000 claims description 5
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 241000223253 Rhodotorula glutinis Species 0.000 claims description 3
- 241000223254 Rhodotorula mucilaginosa Species 0.000 claims description 3
- 241000123675 Sporobolomyces roseus Species 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 31
- 238000013452 biotechnological production Methods 0.000 abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 8
- 240000007154 Coffea arabica Species 0.000 description 75
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 55
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 24
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 24
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 19
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 10
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 10
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 10
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 10
- 229920000070 poly-3-hydroxybutyrate Polymers 0.000 description 10
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- -1 hydroxyl- Chemical group 0.000 description 8
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 7
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 7
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 7
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- 208000037534 Progressive hemifacial atrophy Diseases 0.000 description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 6
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 6
- 238000012017 passive hemagglutination assay Methods 0.000 description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 5
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 description 5
- 235000021539 instant coffee Nutrition 0.000 description 5
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 5
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 description 5
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 4
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 4
- 241000481518 Ralstonia eutropha H16 Species 0.000 description 4
- 241000533293 Sesbania emerus Species 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 244000144916 Streptopus roseus Species 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 4
- 239000000413 hydrolysate Substances 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 4
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 4
- IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutanoic acid;3-hydroxypentanoic acid Chemical compound CC(O)CC(O)=O.CCC(O)CC(O)=O IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920013642 Biopol™ Polymers 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 3
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 3
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 3
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 3
- WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-M 3-hydroxybutyrate Chemical compound CC(O)CC([O-])=O WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 2
- 235000007460 Coffea arabica Nutrition 0.000 description 2
- 241000222039 Cystofilobasidium Species 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 238000012366 Fed-batch cultivation Methods 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N R3HBA Natural products CC(O)CC(O)=O WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000223252 Rhodotorula Species 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 230000001851 biosynthetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N icosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 239000013587 production medium Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- QVSVMNXRLWSNGS-UHFFFAOYSA-N (3-fluorophenyl)methanamine Chemical compound NCC1=CC=CC(F)=C1 QVSVMNXRLWSNGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- 240000002767 Acer grandidentatum Species 0.000 description 1
- 235000010319 Acer grandidentatum Nutrition 0.000 description 1
- 235000010328 Acer nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 235000002629 Acer saccharinum Nutrition 0.000 description 1
- 235000010157 Acer saccharum subsp saccharum Nutrition 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 244000257790 Brassica carinata Species 0.000 description 1
- 235000005156 Brassica carinata Nutrition 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000002187 Coffea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000016593 Coffea robusta Species 0.000 description 1
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 1
- 241000222041 Cystofilobasidium capitatum Species 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003983 Flavoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108010057573 Flavoproteins Proteins 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N Linoleic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Polymers 0.000 description 1
- 102000008109 Mixed Function Oxygenases Human genes 0.000 description 1
- 108010074633 Mixed Function Oxygenases Proteins 0.000 description 1
- 229910004616 Na2MoO4.2H2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 description 1
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 1
- 241000222068 Sporobolomyces <Sporidiobolaceae> Species 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 102000005158 Subtilisins Human genes 0.000 description 1
- 108010056079 Subtilisins Proteins 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- OENHQHLEOONYIE-UKMVMLAPSA-N all-trans beta-carotene Natural products CC=1CCCC(C)(C)C=1/C=C/C(/C)=C/C=C/C(/C)=C/C=C/C=C(C)C=CC=C(C)C=CC1=C(C)CCCC1(C)C OENHQHLEOONYIE-UKMVMLAPSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 230000002790 anti-mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012365 batch cultivation Methods 0.000 description 1
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000013734 beta-carotene Nutrition 0.000 description 1
- TUPZEYHYWIEDIH-WAIFQNFQSA-N beta-carotene Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CCCC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC2=CCCCC2(C)C TUPZEYHYWIEDIH-WAIFQNFQSA-N 0.000 description 1
- 239000011648 beta-carotene Substances 0.000 description 1
- 229960002747 betacarotene Drugs 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- 230000005017 genetic modification Effects 0.000 description 1
- 235000013617 genetically modified food Nutrition 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 1
- 235000012171 hot beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000003308 immunostimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N linoleic acid Natural products CCCCC\C=C/C\C=C\CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- LUEWUZLMQUOBSB-GFVSVBBRSA-N mannan Chemical class O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](O[C@H]3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-GFVSVBBRSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-BJUDXGSMSA-N methanone Chemical compound O=[11CH2] WSFSSNUMVMOOMR-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 230000001450 methanotrophic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000009343 monoculture Methods 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003711 photoprotective effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229960005335 propanol Drugs 0.000 description 1
- 229940095574 propionic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 1
- 230000007065 protein hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 229940024999 proteolytic enzymes for treatment of wounds and ulcers Drugs 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010993 response surface methodology Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002453 shampoo Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 235000012069 sugar maple Nutrition 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009283 thermal hydrolysis Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 1
- 229940005605 valeric acid Drugs 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- OENHQHLEOONYIE-JLTXGRSLSA-N β-Carotene Chemical compound CC=1CCCC(C)(C)C=1\C=C\C(\C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)\C=C\C1=C(C)CCCC1(C)C OENHQHLEOONYIE-JLTXGRSLSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
- A23F5/00—Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
- A23F5/46—Coffee flavour; Coffee oil; Flavouring of coffee or coffee extract
- A23F5/48—Isolation or recuperation of coffee flavour or coffee oil
- A23F5/483—Isolation or recuperation of coffee flavour or coffee oil by solvent extraction of the beans, ground or not
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/06—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B13/00—Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P23/00—Preparation of compounds containing a cyclohexene ring having an unsaturated side chain containing at least ten carbon atoms bound by conjugated double bonds, e.g. carotenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/62—Carboxylic acid esters
- C12P7/625—Polyesters of hydroxy carboxylic acids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/74—Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Komplexní zpracování různě extrahovaných frakcí pevného odpadu po přípravě kávy k biotechnologické výrobě polyhydroxyalkanoátů a/nebo karotenoidů případně o karotenoidy obohacené krmné biomasy s využitím hydrolyzovaného pevného odpadu po přípravě kávy, případně oleje extrahovaného z pevného odpadu jako substrátu. Zbytkový podíl po extrakci je spálen a použit pro produkci energie využitelné ke krytí potřeb biotechnologických kroků.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká využití pevného odpadu po přípravě kávy pro výrobu polyhydroxyalkanoátů a/nebo karotenoidů, kdy je z pevného odpadu extrahován kávový olej, který je následně využit jako substrát pro biotechnologickou výrobu polyhydroxyalkanoátů nebo se hydrolyzát pevného odpadu použije jako substrát pro biotechnologickou výrobu karotenoidů a/nebo polyhydroxyalkanoátů.
Dosavadní stav techniky
Káva, tedy horký nápoj připravovaný z různých plodů kávovníku (nejčastěji se jedná o odrůdy Coffea robusta a Coffea arabica), představuje, díky své senzorické kvalitě a stimulujícím vlastnostem, celosvětově jeden z nejrozšířenějších nápojů. V roce 2010 bylo celosvětově vyprodukováno a následně zpracováno přibližně 8,017,860 tun kávových zrn. Díky tomu je káva druhou nejobchodovanější komoditou světa (prvenství patří ropě) a mezi zemědělskými produkty ji tedy patří první místo [1].
Zpracování kávy proto generuje významné množství odpadu, které obvykle nenachází další uplatnění. Odpadním produktem zpracování kávy je, mimo jiné, také prášek kávových zrn vznikající po přípravě kávy (anglicky spent coffe ground, SCG), který je pro účely této patentové přihlášky dále označován jako pevný odpad po přípravě kávy. Tento odpadní materiál je ve velkých objemech produkován především při přípravě instantní kávy přímo ve zpracujících podnicích. Přibližně 50% světové produkce kávy je využito na přípravu rozpustné kávy. Obecně platí, že zpracování jedné tuny zelených kávových zrn vede k produkci přibližně 650 kg pevného odpadu, přičemž při výrobě 1 kg rozpustné (instantní kávy) vzniknou přibližně 2 kg SCG [2].
• ···· · ·· · ···· • · · ···· · · ·
V odborné i patentové literatuře je možné najít několik technologií zpracování odpadní kávy. Díky své vysoké spalné teplotě (cca 5000 kcal/kg) bylo uvažováno spalování odpadní kávy za účelem produkce energie, případně využití odpadní kávy jako hnojivá [3]. Yen et al. se zabývali využitím odpadní kávy jako zdroje antioxidantů [4], Simoes et al. testovali využití odpadní kávy jako zdroje polysacharidů stimulujících imunitní systém [5], Bylo také uvažováno využití odpadní kávy jako absorpčního činidla pro odstranění kladně nabitých barviv při čištění odpadních vod [6], případně jako zdroje polyfenolů [7, 8]. Odpadní káva byla také identifikována jako surovina pro výrobu biopaliv - ať už ethanolu [9, 10, 11] nebo bionafty (ta se připravuje transesterifíkací oleje odpadní kávy) [1, 11, 12], Navrženo bylo také několik technologií využití odpadní kávy při zpracování kávy [13, 14, 15], nicméně žádná z výše zmíněných technologií se doposud neimplementovala ve větším měřítku a kávovinový odpad není velkoobjemově žádným způsobem využíván.
Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou polyestery přírodního původu, které byly objeveny již v roce 1926 francouzským mikrobiologem Lemoignem. Ten izoloval a charakterizoval poly(3-hydroxybutyrát) (PHB) z bakterie Bacillus megaterium. Od té doby byla schopnost produkce a akumulace PHA objevena u celé řady mikroorganismů a to jak u gram-pozitivních tak i gram-negativních kmenů (autotrofních, heterotrofních, fototrofních; aerobních i anerobních), ale také u některých kmenů archaebakterií. Bakterie syntetizují PHA jako zásobní zdroj uhlíku, energie a redukční síly, a to nej častěji při nadbytku uhlíkatého zdroje a současné limitaci jiným důležitým prvkem (dusíkem, fosforem, železem atd.). Po vyčerpání uhlíkatého substrátu dokáží buňky PHA rozložit a využít je jako zdroj uhlíku a energie ke svým metabolickým pochodům [16].
PHA jsou polyestery hydroxykyselin. V závislosti na délce řetězce hydoxykyseliny se PHA dělí do dvou skupin. Polyestery složené z hydroxykyselin o délce 3-5 atomů uhlíku se označují jako short-chain-lenght (scl-PHA), zatímco PHA obsahující monomery o délce 6-14 atomů uhlíku spadají do skupiny medium-chain-lenght (mcl-PHA). V současné době je známo více než 90 hydroxykyselin, které slouží jako PHA monomery. Patří mezi ně řada sloučenin obsahujících rozličné funkční skupiny - halogenový atom, hydroxyl-, epoxy-, karboxyl-, kyano- funkční skupiny, ale také esterifikované karboxyly. Navíc mastné hydroxykyseliny mcl-PHA často obsahují násobné vazby nebo rozvětvené, případně aromatické struktury. Hydroxylová skupina PHA monomerů se nejčastěji nachází v poloze 3, ale jsou známy i monomery s hydroxylovou skupinou v poloze 2 až 6. Monomery PHA mikrobiálního původu jsou vždy v R-konfiguraci, což je způsobeno stereospecifitou příslušných biosyntetických enzymů [17], • · · ·
Možnost produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadních substrátů je řešena v rámci řady patentů a publikací. Jeden z nej obecnějších postupů zpracování zřejmě většiny typů odpadů je popsán v patentu US 2009/0317879 AI, kde však jsou blíže nespecifikované odpady zpracovány methanotrofními bakteriemi na těkavé karboxylové kyseliny (propionová, octová) a na methan, a tyto organické látky jsou posléze využity jako substrát pro produkční kmen. V dalším patentu - US 2010/0190221 AI jsou pro produkci polyhydroxyalkanoátů použity potenciálně toxické substráty. Pomocí enzymu methan-monooxygenázy jsou organické sloučeniny převáděny na utilizovatelné substráty.
Rovněž vlastní produkce PHA na odpadních olejích nejrůznějšího druhu je součástí řady různých patentů. Autoři využívali např. skládkový odpad obsahující olej (CN101255227 (A) — 2008-09-03), dále jedlý odpadní olej k produkci PHA pomocí vodíkových bakterií (JP2004254668 (A) — 2004-09-16), různé typy rostlinných olejů - jmenovitě slunečnicový, řepkový, konopný a další bez bližšího upřesnění (WO 2009/156950 A2). Potenciálním substrátem pro produkci polyhydroxyalkanoátů je olej z Brassicacarinata konvertovaný na polyhydroxyalkanoáty pomocí bakterií rodu Pseudomonas (WO 2010/0441180A1). Problematika využití olejů k biotechnologické produkci polyhydroxyalkanoátů je rovněž obsahem mnoha publikací [22-32]. V žádném z dostupných zdrojů se však nevyskytuje možnost využití oleje získaného pomocí extrakce z odpadní kávy.
Hydrolýzou hemicelulóz na fermentovatelné produkty se zabývalo několik publikací i patentů. V rámci patentu EP0964061 A3 byla navržena hydrolýza blíže nespecifikovaného materiálu obsahujícího hemicelulózy a celulózy použitím koncentrované kyseliny. Patent CA 2418441 C pak uvažuje hydrolýzu blíže nespecifikovaného materiálu obsahujícího hemicelulózy a celulózy za současné aplikace zředěného roztoku minerální kyseliny (např. H2SO4, HC1, HNO3) a soli (např. Fe2(SO4)3, FeSO4, MgSO4).
Mechanické vlastnosti PHA významně závisí na zastoupení jednotlivých monomerů. Homopolymer PHB vykazuje poměrně vysokou krystaličnost (asi 50-80 %), což ho činí tuhým a křehkým. Teplota skelného přechodu je 5-9 °C, teplota tání 173-180 °C. PHB se rozkládá při 200 °C, což je nebezpečně blízko bodu tání. Tato skutečnost je z hlediska průmyslového zpracování materiálu nepříjemná, neboť při tavení materiálu může docházet k jeho nežádoucímu rozkladu. Pokud je však do struktury polymeru zabudován 3-hydroxyvalerát nebo jiný monomer, mechanické vlastnosti se výrazně zlepší. Bod tání kopolymeru klesá na přibližně 130 °C, mírně klesne i teplota rozkladu. Díky tomu může být kopolymer taven, aniž by došlo k jeho rozkladu [18], • · · · • · · ·
V roce 1976 britská společnost Imperiál Chemical Industrie (ICI) rozpoznala potenciál PHB nahradit syntetické polymery připravované většinou z ropy. Přestože bakteriální produkce PHB byla drahá, předpokládalo se, že prudký růst cen ropy umožní rentabilní bakteriální výrobu PHB. Protože k očekávanému růstu cen ropy nedošlo, nachází PHB uplatnění především jako biodegradabilní a biokompatibilní materiál. Kvůli vysoké ceně však PHB a P(HB-co-HV) (kopolymer 3-hydroxybutyrátu a 3-hydroxyvalerátu), které se objevují pod obchodní značkou Biopol, nacházejí spíše sporadické uplatnění na trhu. V roce 1990 německá firma Wella použila obaly z Biopolu pro nový šampón. V roce 1996 odkoupila americká firma Monsanto Biopol od firmy ZENECA BioProducts, dceřiné společnosti ICI. I v současné době jsou prezentovány patenty k produkci PHA pomocí transgenních rostlin, což by mělo snížit náklady na výrobu (př. US 2003/0017576 Al, US 2004/0101865 Al).
Klasická výroba PHA spočívá ve fermentačním postupu s monokulturou vybraného bakteriálního kmene. Přestože existuje řada bakteriálních kmenů schopná produkce PHA, k průmyslovému využití je možno aplikovat jen několik málo z nich. Použitelnost bakteriálního kmene ovlivňuje řada faktorů. Především je to stabilita vlastností a bezpečnost, růstové a akumulační schopnosti, dosažitelné množství biomasy a množství akumulovaného PHA. Důležité jsou také míra extrahovatelnosti PHA, molekulová hmotnost PHA, množství použitelných substrátů a finanční náročnost jednotlivých komponent média [16]. Právě finanční aspekt celé výroby je z hlediska masové produkce PHA klíčový. Hlavní nevýhoda polyhydroxyalkanoátů oproti syntetickým plastům vyráběným z fosilních surovin spočívá ve vysoké ceně biopolyesterů. Bakteriálně produkované PHA jsou asi 5-1 Okřát dražší než syntetické plasty polypropylen nebo polyetylén s podobnými mechanickými vlastnostmi. Hlavní náklady syntézy PHA spočívají v ceně uhlíkatého substrátu, kterým nej častěji bývá čistý mono- nebo disacharid. Jeho cena představuje více než 40 % ceny výsledného produktu [19]. Proto je trendem poslední doby využít k produkci PHA co nej levnější substráty. Pozornost se tedy obrací směrem k odpadním a vedlejším produktům především potravinových a zemědělských výrob. Tyto substráty často obsahují velké množství využitelného zdroje uhlíku, přičemž z pohledu původní výroby se jedná o odpad, který je nutné likvidovat na skládkách nebo v čistírnách odpadních vod. Doposud byla publikována nebo patentována biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů na celé řadě odpadních substrátů, žádná se však nezabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů z pevného odpadu po přípravě kávy. Karotenoidy představují jednu z nejrozšířenějších a nej početnějších tříd přirozených pigmentů s významnými biologickými účinky a řadou průmyslových aplikací. Jsou produkovány fotosyntetizujícími organismy počínaje anaerobními fotosyntetickými • · · · • · · · * ·· t ·· · I ·ί bakteriemi, cyanobakteriemi, houbami až po vyšší organismy, ale i nefotosyntetizujícími bakteriemi, kvasinkami a plísněmi [20]. U fotosyntetizujících organismů slouží jako ochrana před fotooxidativním účinkem singletového kyslíku a radikálů vznikajících za světla v přítomnosti endogenních fotosenzitivních látek. V savčím organismu vykazují řadu fyziologicky pozitivních aktivit založených hlavně na antioxidačním, antimutagenním a fotoprotektivním účinku, ovlivňují imunitní systém a účastní se v procesu vidění [20, 21].
Četné kvasinkové organismy se vyznačují produkcí karotenoidů - pigmentů nerozpustných ve vodě, a proto nikdy nedifundují do živného prostředí. Jsou lokalizovány na vnitřní straně cytoplazmatické membrány a vznikají složitým biosyntetickým mechanismem. Většina kvasinkových organismů potřebuje na tvorbu karotenoidů světlo, jehož účinným akceptorem bývá flavin nebo flavoprotein schopný fotooxidace. Oxidačním produktem této reakce je enzym účastnící se procesu karotenogeneze [21]. Karotenogenní kvasinky jsou schopny utilizovat celou řadu odpadních, zejména sacharidických substrátů obsahujících, hexózy, pentózy, cukerné alkoholy a podobné složky.
Podobně jako tomu bylo u polyhydroxyalkanoátů, i u karotenoidů je obecnou strategií redukce ceny finálního produktů využití levných/odpadních surovin. Doposud byla publikována biotechnologická produkce karotenoidů s využitím širokého spektra odpadních substrátů, nicméně žádná z dosavadních prací se nezabývala využitím karotenogenních kvasinek k výrobě karotenoidů a nebo o karotenoidy obohacené biomasy s využitím odpadní kávy jako substrátu.
Reference
1. Al-Hamamre et. al. 2012. Oil Extracted from spent coffee grounds as a renewable source forfatty acid methyl ester manufacturing. Fuel 96, 70-76.
2. Murphy and Naidu 2012. Sustainable management of coffee industry by-products and valueaddition—A review. Resources, Conservation and Recycling 66, 45-58.
3. Silva et al. 1998. The use of biomass residues in the Brazilian soluble coffee industry. Biomass and Bioenergy 14, 457-467.
• · · · • ·
4. Yen et al. 2005. Antioxidant properties of roasted coffee residues. Joumal of Agricultural and Food Chemistry 53, 2658-2663.
5. Simoeset al. 2009. Immunostimulatory properties of coffee mannans. Molecular Nutrition & Food Research, 53, 1036-1043.
6. Franca et al. 2009. Kinetics and equilibrium studies of methylene blue adsorption by spent coffee grounds. Desalination, 249, 267- 272.
7. Machado et al. 2012. Growth of fiingal strains on coffee industry residues with removal of polyphenolic compounds. Biochemical Engineering Journal 60, 87- 90.
8. Zuorro and Lavecchia 2012.Spent coffee grounds as a valuable source of phenolic compounds and bioenergy. Journal of Cleaner Production 34, 49-56.
9. Mussatto et al. 2011. A study on chemical constituents and sugars extraction from spent coffee grounds. Carbohydrate Polymers 83, 368-374.
10. Mussatto et al. 2012. Sugars metabolism and ethanol production by different yeast strains from coffee industry wastes hydrolysates. Applied Energy 92, 763-768.
11. Eilhann et al. 2013. Sequential co-production of biodiesel and bioethanol with spent coffee grounds. Bioresource Technology136, 475-480.
12. W02009/015358 - Methods, systems, and apparatus for obtaining biofuel from coffee and fitels produced therefrom.
13. EP0398464- Aroma recovery from the thermal hydrolysis of spent coffee grounds.
14. US5328708 A - Roast ground coffee with defatted spent coffee grounds.
15. US20110226602 Al - Process of Manufacturing Powdered Coffee Carbons from
Spent Coffee Grounds
16. Flickinger, Michael C.; Drew, Stephen W. Encyclopedia of Bioprocess Technology-
Fermentation, Biocatalysis, and Bioseparation, Volumes 1-5. John Wiley & Sons,
1999.2024-2133 s. ISBN 1-59124-457-9
• · · · · ·· ···· • ·· · · ··· • · * ·· • · · · · ·· • · · · I· u • · ······· r··· ·
17. Steinbuchel A, Valentin Η. E. Diversity ofbacterial polyhydroxyalkanoic acids:
minireview, FEMS Microbiology Letters, 1995, vol. 125. 219-228 s. ISSN 0378-1097.
18. Sudech K., Abe H., Doi Y. Synthesis, structure and properities of polyhydroxyalkanoates: biological polyesters, Progres in Polymeric Science, 2000, vol. 25. 1503-1555 s. ISSN 0079-6700
19. Khanna S., Srivastava A.K. Statistical media studies for growth and PHB production by Ralstonia eutropha. Process Biochemistry, 2005, vol. 40,2173-2182 s., ISSN 0032-9592
20. Slovák B., Márová I., Drdák M.: Vliv vybraných metabolických aktivátorů na produkci karotenoidů kvasinkou Rhodotorula glutinis, Chem. Listy 94 (9), str.692698, 2000.
21. Briltton G., Liaaen-Jensen S., Pfannder H.: Carotenoids, Volume 3: Biosynthesis and Metabolism, Basel, Boston, Berlin, 1998.
22. Taniguchi I., Kagotani K., Kimura Y. Microbial production of poly(hydroxyalkanoates)s fřom waste edible oils. Green Chemistry, 2003, vol. 5, 545548 p., ISSN 1463-9270.
23. ChanP.-L., Yu V., Wai L., Yu H.-F. Production of medium-chain-length polyhydroxyalkanoates by Pseudomonas aeruginosa with fatty acids and alternativě carbon sources. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2006, vol. 129, 933-941 p. ISSN 0273-2289.
24. Bhubalan K., Lee W.-H., Loo C.-Y., Yamamoto T., Tsuge T., Doi Y., Sudesh K. Controlled biosynthesis and characterization of poly(3-hydroxybutyrate-co-3hydroxyvalerate-co-3-hydroxyhexanoate) fřom mixtures of palm kemel oil and 3HVprecursors. Polymer Degradation and Stability, 2008, vol. 93, 17-23 p. ISSN 0141 3910.
25. Kimura H., Takahashi T., Hiraka H., Iwana M., Takeishi M. Effective biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate) fřom planí oils by Chromobacterium sp. Polymer Joumal, 1999, vol. 31, 210-212 p. ISSN 0032-3896.
• · · ·
26. Fukui T., Doi Y. Effícient production of polyhydroxyalkanoates from plant oils by Alcaligenes eutrophus and its recombinant strain. Applied Microbiology and Biotechnology, 1998, vol. 49, 333-336 p. ISSN 1432-0614.
27. Kek Y.-K., Chang C.-W., Amirul A.-A., Sudesh K. Heterologous expression of Cupriavidus sp. USMAA2-4 PHA synthase gene in PHB-4 mutant for the production of poly(3-hydroxybutyrate) and its copolymers. World Joumal of Microbiology and Biotechnology, 2010, on-line first, DOI 10.1007/sl 1274-010-0335-5.
28. Alias Z., Tan I.K.P Isolation of palmoil- utilizing, polyhydroxyalkanoate (PHA)producing bacteria by an enrichement technique. Bioresource Technology, 2005, vol. 96, 1229-1234 p. ISSN 0960-8524.
29. Marsudi S., Unno H., Hoři K. Palm oil utilization for the simultaneous production of polyhydroxyalkanoates and rhamnolipids by Pseudomonas aeruginosa. Applied Microbiology and Biotechnology, 2008, vol. 78, 955-961 p. ISSN 1432-0614.
30. Akiyama M., Taima Y., Doi Y. Production of poly(3-hydroxyalkanoates) by bacterium of the genus Alcaligenes utilizing long-chain fatty acids. Applied Microbiology and Biotechnology, 1992, vol. 37, 698-701 p. ISSN 1432-0614.
31. Obruca S., Marova I., Snajdar O., Mravcova L., Svoboda Z. Productionofpoly(3hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) by Cupriavidus necator from waste rapeseed oil using propanol as a precursor of 3-hydroxyvalerate, Biotechnology Letters, 2010, vol. 32,1925-1932 p. ISSN 0141-5492
32. Verlinden R. A. J., Hill DJ, Kenward MA, Williams CG, Piotrowska-Seget Z., Radecka IK. Production ofpolyhydroxyalkanoates from waste frying oil by Cupriavidus necator. AMB Express, 2011, vol. 1, DOI: 10.1186/2191-0855-1-11
33. Keenan T.M.K., Tanenbaum S.W., Stipanovic A.J., Nakas J.P. Production and characterization of poly-b-hydroxyalkanoates copolymers from Burkholderia cepacia utilizing xylose and levulinic acid. Biotechnology Progress, 2004, vol. 20,1697 1704.
34. Zhu C., NomuraC.T., Perrotta J.A., Stipanovic A.J., Nakas J.P. Production and characterizationof poly-3-hydroxybutyrate from biodiesel-glycerol by Burholderia cepacia ATCC 17759.Biotechnology Progress, 2010, vol. 26, 424 - 430.
• · • · · · · ·: · ι ·ϊ
I · · ·
35. Pan W., PerrottaJ.A., Stipanovic A.J, Nomura C.T., Nakas J.P. Production of polyhydroxyalkanoates by Burhoderiacepacia ATCC 17759 using detoxified sugar maple hemicellulosic hydrolysate. Joumal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 2012, vol 39, 459-469.
36. Pan W., NomuraC.T., Nakas J.P. Estimationif inhibitory effectsofhemicellulosicwood hydrolysáte inhibitors on PHA production by Burkholderia cepacia ATCC 17759 using response surface metodology. Bioresource Technology, 2012, vol. 125, 275 282.
Podstata vynálezu
Nedostatek způsobu výroby polyhydroxyalkanoátů a karotenoidů využitelného pro výrobu v průmyslovém měřítku řeší využití pevného odpadu po přípravě kávy (spent coffee ground), tedy odpadu z přípravy instantní kávy případně prášku kávových zrn z přípravy kávy v kávovarech, jako vstupní suroviny pro biotechnologickou přípravu podle vynálezu. Výhodou technologie je možnost souběžného využití různých frakcí získaných při extrakci a zpracování odpadní kávy k biotechnologické (mikrobiální) produkci nejméně dvou různých druhů průmyslově žádaných produktů s vysokou přidanou hodnotou.
Ve způsobu podle vynálezu je k výrobě polyhydroxyalkanoátů využit jak olejový podíl kávy, tak hydrolyzát hemicelulóz a celulóz odpadní kávy, který je také využitelný pro výrobu karotenoidů.
Předmětem vynálezu je způsob výroby polyhydroxyalkanoátů a/nebo karotenoidů a/nebo o karotenoidy obohacené biomasy z pevného odpadu po přípravě kávy, kdy se provede extrakce kávového odpadu organickým rozpouštědlem za vzniku kávového oleje a pevného podílu. Vhodným organickým rozpouštědlem při extrakci kávového oleje je chloroform nebo hexan. Následně se provede biotechnologická konverze kávového oleje na polyhydroxyalkanoáty za pomocí bakterie Cupriavidus necator, přičemž pH kultivačního média jev rozmezí 6,7 až 7,3, nejlépe pH 7,0. Z kávového odpadu nebo pevného podílu z extrakce kávového odpadu nebo jejich směsi se může provést enzymatická a/nebo kyselá hydrolýza hemicelulóz a celulóz roztokem minerální kyseliny, například kyseliny sírové nebo kyseliny chlorovodíkové za vzniku kávového hydrolyzátu a následně se provede biotechnologická • ···· · ··* .· ’ί · ιί .· i . »* : .· ·:.:
··· ·· ··· ···· ··· ·· konverze kávového hydrolyzátu za vzniku polyhydroxyalkanoátů a pevného podílu za pomocí bakterie Burkholderia cepacia nebo Bacillus megaterium. pH kultivačního média je v rozmezí 6,5 až 7,5, nejlépe pH 7,0. Je možné provést také biotechnologickou konverzi kávového hydrolyzátu za vzniku karotenoidů nebo o karotenoidy obohacené krmné biomasy s využitím karotenogenních kvasinek Sporobolomyces roseus, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodotorula glutinis a Cystofilobasidium. capitatum a pevného podílu, přičemž pH kultivačního média je v rozmezí 5,2 až 5,7; nejlépe pH 5,5.
Biotechnologická konverze kávového oleje a/nebo biotechnologická konverze kávového hydrolyzátu může probíhat ve vsádkovém režimu a/nebo v režimu přidávání kultivačních složek během kultivace („fed-batch“ režim), jako například substrátu.
Při extrakci kávového oleje v režimu přidávání kultivačních složek během kultivace se výhodně přidává kávový olej a síran amonný jako příkrm a při biotechnologické konverzi kávového hydrolyzátu v režimu přidávání kultivačních složek během kultivace se jako příkrm výhodně přidává koncentrát kávového hydrolyzátu nebo prekurzory 3-hydroxyvalerátu, propionová kyselina nebo její sůl, propanol nebo levulinová kyselina. Příkrm je možné přidat vždy, když se hodnota pH používaná při kultivaci zvýší o 0,1.
Pevný podíl po extrakci, pevný podíl po hydrolýze, jejich směs nebo případně přímo pevný odpad po přípravě kávy, které jsou zároveň vstupní suroviny nebo vedlejší produkty jednotlivých kroků přípravy substrátu, mohou být spáleny, přičemž energie vyprodukovaná při spálení těchto materiálů může částečně pokrýt energetické náklady spojené s procesy popsané výše. Tok substrátu technologií může být regulován s ohledem na momentální poptávku po jednotlivých produktech a také s ohledem na energetické požadavky jednotlivých kroků.
Objasnění výkresů
Obr. 1: Schematické znázornění způsobu výroby polyhydroxyalkanoátů, karotenoidů nebo o karotenoidy obohacené biomasy
Obr. 2: Průběh vsádkové kultivace C. necator H16 s využitím kávového oleje
Obr. 3: Průběh fed-batch kultivace C. necator H16 s využitím kávového oleje
Obr. 4: Průběh vsádkové kultivace S. roseus s využitím hydrolyzátu jako substrátu • · · ·
Obr. 5: Průběh fed-batch kultivace S. roseus s využitím hydrolyzátu jako substrátu, šipky značí přídavek příkrmu (hydrolyzát zahuštěný 5,5x pomocí odpaření).
Obr. 6: Průběh vsádkové kultivace B. cepacia s využitím hydrolyzátu jako substrátu
Vynález je dále vysvětlen pomocí příkladů provedení, které však žádným způsobem neomezují jiná možná provedení v rozsahu patentových nároků.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Biotechnologická konverze kávového oleje na polyhydroxyalkanoáty (PHA)
Odpadní káva obsahuje cca 10 - 18 % hmotnostního podílu oleje. Olej se může vyextrahovat za zvýšené teploty (40 - 80 °C) pomocí organických rozpouštědel (nejlépe hexan, chloroform). Po extrakci se nadbytek rozpouštědla odstraní a recykluje např. destilací a kávový olej se může použít jako substrát pro výrobu PHA s využitím bakteriálního kmene Cupriavidus necator.
Tab. 1 Relativní zastoupení jednotlivých mastných kyselin v kávovém oleji a obecné charakteristiky kávového oleje
| Mastná kyselina | Obsah (%) |
| Palmitová kyselina (C16:1) | 35.7 |
| Stearová kyselina (Cl8:0) | 7.1 |
| Olejovákyselina (C18:2n6c) | 9.4 |
| Linolová kyselina (C18:2n6c) | 43.7 |
| Arachidová kyselina (C20:0) | 2.2 |
| alfa-linolenová kyselina | |
| (C18:3n3) | 1.1 |
• ···» « ·· ·: .* ·( · i
i.i· í .· ·*· «· ······· • · · · f •ι .* i . :
• · · · · cis-ll-eikosenová kyselina
| (C20:l) | 0.3 |
| Behenová kyselina (C22:0) | 0.4 |
| Parametr | Hodnota |
| Číslo zmýdelnění | 166.1 |
| Peroxidové číslo | 585.0 |
| Číslo kyselosti | 7.1 |
| Jodové číslo | 70.3 |
| Esterové číslo | 158.9 |
K výrobě PHA se použil kmen bakterie Cupriavidus necator H16 (Czech Collection of Microorganisms, sbírkové číslo CCM 3726). Jedná se o sbírkový kmen povolený k výrobě PHA určených pro styk s potravinami, u kmene nebyla provedena žádná genetická modifikace.
Kultivace produkčního bakteriálního kmene probíhala na následujících kultivačních médiích.
Médium pro úchovu a inokulum I
| Hovězí extrakt | 10 g |
| Pepton NaCl | 10g 5g |
| Destilovaná voda | 1000 ml |
Médium pro další inokulační kroky a produkční médium:
| Olej (odpadní, rostlinný) | 20 g |
| (NH4)2SO4 | 3g |
| Na2HPO4 | 11,1 g |
| KH2PO4 | 1.02 g |
| MgSO4 | 0.2 g |
| Roztok stopových prvků* | 1 ml |
| Destilovaná voda | 1000 ml |
* Roztok stopových prvků
FeCl3
CaCl3
CuSO4
CoCl2
NiCl2
CrCl2
Destilovaná voda
9.7 g
7.8 g
0.156 g
0.119 g
0.118 g
0.062 g
000 ml
Inokulum I se připravilo z Petriho misek, které se využily k inokulaci komplexního kultivačního média popsaného výše. Po 24-48 hodinách se následně inokulum I využilo k zaočkování inokula II. Kultivace inokula II již probíhala v minerálním médiu popsaném výše, kdy se jako zdroj uhlíku využil kávový olej (20 g/1). Po 24-48 hodinách se pak inokulum II využilo k zaočkování bioreaktoru, obsahující minerální médium popsané výše a kávový olej jako zdroj uhlíku. Ve všech případech se používá inokulační poměr 5 - 15 % (obj.), nejčastěji 10 %. Počáteční koncentrace substrátu se pohybuje v rozmezí 20-50 g/1, typická je pak hodnota 30 g/1. Kultivaci lze vést ve vsádkovém režimu, případně je možné přidávat další dávky oleje a (NH4)2SO4. Další přídavek živin je výhodné směřovat do počáteční fáze kultivace (10 až 20 hodina kultivace).
Teplota se v průběhu kultivace udržuje na hodnotě 30 °C, pH kultivačního média se reguluje přídavkem 30% NaOH, respektive 1 mol/1 H2SO4 v rozmezí 6,7 - 7,3, přičemž optimální je hodnota 7,0. Aerací bioreaktoru a rychlostí otáček míchadla se reguluje množství rozpuštěného kyslíku vbioreaktotu tak, aby se hodnota DO (Dissolved Oxygen, udává relativní saturaci média kyslíkem) pohybovala v rozmezí 10-70 % DO, přičemž je výhodné v první fázi kultivaci udržovat spíše vyšší hodnoty DO (30-70 %) a po ukončení růstové fáze je výhodné podpořit akumulaci PHA parciální limitací bakteriální kultury kyslíkem (DO v rozmezí 5 - 15 % DO). Kultivaci v bioreaktoru je možné vést ve vsádkovém režimu, případně je možné využít příkrm oleje v průběhu kultivace. Typický příklad průběhu vsádkové kultivace a fed-batch kultivace s příkrmem s využitím kávového oleje jako substrátu je znázorněn na obrázcích 2 a 3.
Kávový olej má relativně vysoké číslo kyselosti, což komplikuje jeho využití k produkci bionafty [1], na druhou stranu se zdá, že tato skutečnost je výhodou při produkci PHA s využitím bakteriálního kmene C. necator, protože výtěžky biomasy i PHA na kávovém oleji byly vyšší než u jiných olejů s nižším číslem kyselosti. Kávový olej je možné mísit s jinými oleji v libovolném poměru.
Tab. 2 Srovnání kávového oleje s dalšími odpadními oleji ve smyslu jeho využití jako substrátu pro produkci PHA. Kultivace (C. necator H16) probíhala v Erlenmeyerových baňkách po dobu 72 h, koncentrace oleje 20 g/1.
| Biomasa [g/i] | PHA [%] | PHA [g/1] | Číslo kyselosti | |
| Fritovací olej řepkový | 10.8 ±0.2 | 67.9 ± 1.9 | 7.3 ± 0.2 | 3.0 |
| Fritovací olej palmový | 8.8 ±0.2 | 56.8 ±2.3 | 5.0 ±0.2 | 3.4 |
| Kávový olej | 14.2± 0.5 | 70.3 ±0.8 | 10.0 ±0.3 | 7.1 |
Po ukončení kultivace se buňky bakterie odseparovaly od fermentačního média pomocí centrifugace nebo filtrace a polyhydroxyalkanoáty se z buněčné hmoty vyizolovaly některým ze standardních postupů (extrakce organickými rozpouštědly, digesce buněčné hmoty pomocí NaOH, enzymů, detergentů atd.).
Příklad 2
Hydrolýza kávového odpadu nebo pevného podílu po extrakci kávového oleje
Před krokem samotné hydrolýzy je možné zařadit krok extrakce póly fenolů, které mohou představovat mikrobiální inhibitory. Extrakce polyfenolů probíhá louhováním odpadní kávy resp. pevného podílu po extrakci kávového oleje v roztoku etanolu (0 - 75 % v/v) nebo ethyl laktátu, louhování probíhá při teplotě 20-50 °C po dobu 1-5 hodin. Následně se pevný podíl oddělí (dekantací nebo centrifugací), vysuší a podrobí hydrolýze.
• ·
Tab. 3 Porovnání vybraných rozpouštědel vzhledem k účinnosti extrakce polyfenolů z odpadní kávy. Účinnost extrakce byla stanovena porovnáním koncentrace polyfenolů v hydrolyzátech odpadní kávy louhovaných vybranými rozpouštěly s kontrolním vzorkem, který nebyl před hydrolýzou nijak ošetřován.
| Použité | Účinnost extrakce |
| rozpouštědlo | polyfenolů [%] |
| Etyl acetát | 0.8 |
| Etyl laktát | 18.6 |
| Etanol 50% | 41.1 |
| Etanol 75% | 22.4 |
Odpadní káva obsahuje relativně vysoký obsah hemicelulóz (cca 40 %) s majoritním obsahem galaktózy a manózy, kromě hemicelulóz je odpadní káva bohatá také na celulózu (cca 9 %) a proteiny (cca 14.0 %) [2],
Hydrolýza hemicelulóz odpadní kávy se provedla zředěným roztokem minerální kyseliny. Ta spočívá v aplikaci roztoku minerální kyseliny (H2SO4, HC1) o koncentraci 0,5 2 % v/v. Navážka odpadní kávy respektive pevného podílu po extrakci kávového oleje se pak vzhledem k zředěnému roztoku minerální kyseliny pohybuje v rozmezí 0,5 - 2,5 % (w/v). Samotná hydrolýza probíhá za teploty 100 - 130 °C po dobu 30 - 90 minut. Suspenze může být dále podrobena enzymatické hydrolýze (viz. dále), případně je přímo možné oddělit pevný podíl (filtrace, dekantace případně centrifugace) a kapalný podíl využít jako základ fermentačního média.
Enzymatické hydrolýze celulóz může být podrobena suspenze odpadní kávy, pevného podílu po extrakci kávového oleje, případně (nejlépe) suspenze po kyselé hydrolýze hemicelulóz. pH suspenze se upraví na hodnotu odpovídající optimální teplotě použitého celulytického enzymu (obvykle v rozmezí 3,5 - 5), následně se aplikuje komerčně dostupný celulytický enzym (např. Celluclast®) v množství odpovídajícím 0,2 - 1 % nejčastěji pak 0,4 % obj. suspenze. Směs se inkubuje po dobu 12 - 24 h za teploty optimální pro aktivitu daného enzymu (nejčastěji v rozmezí 40 - 60 °C).
V dalším kroku se pak může provést hydrolýza proteinů přítomných v suspenzi pomocí proteolytických enzymů, kde produktem hydrolýzy jsou volné aminokyseliny, případně oligopeptidy, které mohou při fermentaci představovat snadno dostupný zdroj dusíku • · · ·
a uhlíku pro mikrobiální buňky. Nejprve se pH suspenze upraví na hodnotu optimální pro aktivitu použitého proteolytického enzymu, např. při použití enzymu Alcalase® se pH upraví na hodnotu 7-8. Hydrolýza proteinů probíhá za teploty optimální pro aktivitu použitého proteolytického enzymu (obvykle v rozmezí 40-60 °C) po dobu 12-24 h.
Po enzymatické hydrolýze se pevný podíl odstraní dekantací, filtrací, případně centrifugací a kapalný podíl (dále jen hydrolyzát) se použije jako základ fermentačního média pro následující biotechnologické výroby.
Jednotlivé hydrolytické kroky (kyselá resp. enzymatická hydrolýza) je možné kombinovat podle potřeby technologie a podle aktuálních ekonomických aspektů (cena enzymu, cena produktu). Složení typického hydrolyzátu odpadní kávy připraveného hydrolýzou pevného podílu po extrakci kávového oleje (15 % w/v) nejprve kyselou hydrolýzou a následně enzymatickou hydrolýzou je uvedeno v tabulce 4.
Tab. 4 Složení typického hydrolyzátu odpadní kávy
| Parametr | Koncentrace/hodnota |
| Sušina (g/1) | 106.5 ±0.1 |
| Popel (g/1) | 27.6 ±0.8 |
| Vodivost (mS/cm) | 23.2 |
| po4 3· (g/1) | 0.32 ±0.03 |
| Proteiny(g/1) | 10.63 ±0.6 |
| Polyfenoly (mg/1) | 0.69 ±0.1 |
| Celkové cukry (g/1) | 67.3± 2.2 |
| Galaktóza (g/1) | 19.5 ±0.3 |
| Manóza (g/1) | 28.1 ±0.6 |
| Arabinóza (g/1) | 3.1 ±0.2 |
| Glukóza (g/1) | 8.7 ±0.2 |
| Celubióza (g/1) | 4.8 ±0.8 |
| Rhamnóza (g/1) | 3.6 ±0.1 |
• · · ·
Příklad 3
Využití kávového hydrolyzátu k výrobě karotenoidů
Hydrolyzát je možné využít jako základ kultivačního média pro biotechnologickou výrobu karotenoidů s využitím karotenogenních kvasinek Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Cystofilobasidium capitatum a Spoloboromyces roseus.
Kultivace karotenogenních kvasinek probíhá za využití hydrolyzátu jako jediného zdroje uhlíku, fermentační médium se pouze doplní o několik minerálních solí, které slouží jako dodatečný zdroj dusíku, fosforu a hořčíku.
Složení kultivačního média:
Hydrolyzát (NH4)2SO4
KH2PO4
MgSO4
1000 ml
4.0 g
4.0 g
0.34
Tabulka 5. Růst testovaných kmenů karotenogenních kvasinek a produkce karotenoidů na hydrolyzátu odpadní kávy. Experiment probíhal v Erlenmeyerových baňkách. Kontrola minerální médium s glukózou (30 g/1) jako jediným zdrojem uhlíku; Série A - hydrolyzát odpadní kávy bez extrakce oleje, Série B - hydrolyzát pevného podílu po extrakci oleje, aplikována jak celuláza tak proteáza; Série C - hydrolyzát pevného podílu po extrakci oleje, aplikována jen celuláza. Ve všech případech byla navážka odpadní kávy na kyselou hydrolýzu 50gna 1,01 1%H2SO4.
• ···
| Karotenogenní kvasinka | Kultivační série | Biomasa [g/i] | β-karoten [mg/1] | Celkové karotenoidy [mg/1] | Y P/S | ||
| Υχ/S | Yp/x [mg/g] | ||||||
| [ g/g] | [mg/g] | ||||||
| Rhodotorula | Kontrola | 11.53 | 1.05 | 4.78 | 0.39 | 0.16 | 0.42 |
| glutinis | Série A | 8.80 | 0.25 | 1.64 | 0.37 | 0.07 | 0.19 |
| CCY 20-2-26 | Série B | 6.20 | 0.73 | 2.48 | 0.40 | 0.16 | 0.40 |
| Série C | 7.49 | 0.22 | 0.89 | 0.34 | 0.04 | 0.12 | |
| Cystofilobasidium | Kontrola | 12.31 | 0.08 | 6.05 | 0.44 | 0.21 | 0.49 |
| capitatum | Série A | 8.35 | 0.33 | 1.71 | 0.38 | 0.08 | 0.21 |
| CCY 10-1-1 | Série B | 1.78 | 0.01 | 0.15 | 0.28 | 0.02 | 0.08 |
| Série C | 7.93 | 0.04 | 0.37 | 0.36 | 0.02 | 0.05 | |
| Sporobolomyces | Kontrola | 8.75 | 1.83 | 6.11 | 0.60 | 0.42 | 0.70 |
| roseus | Série A | 8.50 | 5.85 | 10.03 | 0.34 | 0.40 | 1.18 |
| CCY 19-6-4 | Série B | 10.00 | 7.81 | 12.59 | 0.45 | 0.56 | 1.26 |
| Série C | 8.43 | 1.38 | 4.60 | 0.36 | 0.20 | 0.55 | |
| Rhodotorula | Kontrola | 10.53 | 4.69 | 18.54 | 0.54 | 0.94 | 1.76 |
| mucilaginosa | Série A | 9.83 | 0.81 | 1.91 | 0.40 | 0.08 | 0.19 |
| CCY 20-7-31 | Série B | 4.13 | 0.98 | 3.68 | 0.26 | 0.23 | 0.89 |
| Série C | 6.94 | 0.28 | 1.21 | 0.37 | 0.06 | 0.17 |
Všechny testované kmeny kvasinek byly schopny utilizovat hydrolyzát, růst a produkovat karotenoidy. Nicméně jako nej perspektivnější se pro produkci karotenoidů jeví karotenogenní kvasinka S. roseus, která na kávovém odpadu dosahuje neobvykle vysokou produkci biomasy doprovázenou i vysokou produkcí pigmentů.
• · · ·
Kultivace S. roseus může probíhat ve vsádkovém režimu. Inokulace probíhá obvykle dvou-krokově, kdy se první inokulum připraví inokulací tekutého média (minerální médium s glukózou) kulturou ze šikmého agaru. Po 24 h inkubace (25°C, 120 rpm) se Inokulum I využije kzaočkování inokula II, inokulační poměr se pohybuje v rozmezí 10 - 30%, nej častěji pak 20 %. Inokulum II se následně po 24 h kultivace využije k zaočkování bioreaktoru, obsahující hydrolyzát fortifikovaný o minerální soli (viz. výše), jako kultivační médium. Kultivace probíhá za teploty 25 - 30 °C, nejčastěji pak 28 °C. pH vsádky se reguluje přídavkem 1 mol/1 H2SO4 nebo NaOH na hodnotu 5,5 ± 0,3. Pro dosažení vyšších výtěžků karotenoidů je nutné kulturu v průběhu kultivace prosvětlovat. Vzdušení bioreaktoru se reguluje tak, aby se hodnota DO pohybovala v rozmezí 10-50 %. Nejvyšších výtěžků se dosahuje mezi 45- 55 h kultivace, kdy je výhodné proces ukončit.
Kultivaci je také možné vést v režimu fed-batch, kdy je jako příkrm použit hydrolyzát koncertovaný pomocí odpaření. Při aplikaci příkrmu je možné využít skutečnosti, že vyčerpání cukerného substrátu v médiu začne kultura jako zdroj uhlíku metabolizovat přítomné proteiny, což doprovází exkrece zásaditých metabolitů do fermentačního média. Dávka příkrmu je tedy přidána pokaždé, když pH vsádky vzroste např. o hodnotu 0,1 nadhodnotu, která je optimální růstovou hodnotou. Optimální produktivity systému je dosaženo v rozmezí 60 - 75 h kultivace, kdy je vhodné kultivaci ukončit.
Biomasa je po ukončení kultivace oddělena od fermentačního média centrifugací případně mikrofiltrací. O karotenoidy obohacená biomasa může být využita jako krmivo, případně karotenoidy mohou být z biomasy izolovány některým s postupů, které jsou v současnosti popsány v odborné nebo patentové literatuře.
Příklad 4
Využití kávového hydrolyzátu k produkci polyhydroxyalkanoátů (PHA)
Hydrolyzát je kromě karotenoidů možno využít jako kultivační médium pro výrobu s využitím bakteriálních kmenů Bacillus megaterium nebo Burkholderia cepacia.
Oba kmeny jsou známé díky své schopnosti utilizovat široké spektrum nejen cukematých substrátů za současné akumulace polyhydroxyalkanoátů. Především kmen Burkholderia cepacia je tedy uvažován jako produkční kmen pro průmyslovou výrobu polyhydroxyalkanoátů. V odborné nebo patentové literatuře je popsáno jeho využití • · · · k produkci bioplastů s využitím následujících substrátů: sacharózy (WO1992018553 AI), xylózy a levulinové kyseliny (US20060105439 Al)[33], glycerolu (US20120135480 AI) [34] a palmového oleje [28]. Uvažována byla i produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím hydrolyzátu hemicelulóz javorového dřeva [35] a byla identifikována nízká citlivost bakterie B. cepacia vůči inhibitorům přítomných v hemicelulózových hydrolyzátech [36],
Bakterie B. cepacia je přímo z hydrolyzátu schopna produkovat kopolymer obsahující 3-hydroxybutyrát i 3-hydroxyvalerát, výsledný kopolymer vykazuje lepší mechanické vlastnosti než homopolymer PHB. Zároveň přídavek prekurzorů 3HV jako je například kyselina propionová, kyselina valerová, propanol nebo kyselina levulinová vede u bakterie B. cepacia k inkorporaci významných množství 3HV (až 50% 3HV v PHA) do struktury polymeru, zatímco bakterie B. megaterium není podle experimentálních výsledků schopna inkorporovat tyto prekurzory do PHA ve formě 3HV.
Tabulka 6. Růst bakteriálních kmenů Bacillus megaterium a Burkholderia cepacia a produkce polyhydroxyalkanoátů na hydrolyzátu kávy. Kultivace probíhaly v Erlenmeyerových baňkách po dobu 72 h.
| Biomasa [g/i] | PHA[%] | PHA[g/l] | Monomemí složení PHA 3HB % 3HV % | ||
| Bacillus megaterium | 3.2 ± 0.2 | 48.7 ±3.1 | 1.6 ± 0.1 | 100 | 0 |
| Burkholderia cepacia | 4.8 ±0.3 | 61.9 ±0.2 | 3.0 ±0.2 | 96 | 4 |
| Kultivace | bakterie Bacillus | megaterium | probíhala ve | stejném médiu, které bylo |
použito pro kultivaci C. necator, popsaném výše. Ke kultivaci bakterie Burkholderia cepacia byla použita následující kultivační média:
• 9 ♦ v
Médium pro úchovu a inokulum I
| Hovězí extrakt | 10 g |
| Pepton | 10g |
| NaCl | 5g |
| Destilovanávoda | 1000 ml |
Produkční médium
| Hydrolyzát | 1 000 ml (ředí se vodou na koncentraci 25-75 %) |
| (NH4)2SO4 | 0-5 - 2 g |
| Na2HPO4.7 H2O | 6.8 g |
| kh2po4 | 1.5 g |
| CaCl2.2 H2O | o.i g |
| NH4-Fe(III) citrát | 0.06 g |
| MgSO4.7 H2O | 0.2 g |
| Roztok stopových prvků* | 1 ml |
*Roztok stopových prvků
| ZnSO4.7 H2O | o.l g/L |
| MnCl2.4 H2O | 0.03 g/L |
| h3bo3 | 0.3 g/L |
| CoCl2.6 H2O | 0.2 g/L |
| CuSO4.5 H2O | 0.02 g/L |
| NíC12.6 H2O | 0.02 g/L |
| Na2MoO4.2 H2O | 0.03 g/L |
Při kultivaci v bioreaktoru se obvykle pracuje ve dvou inokulačních krocích, přičemž první inokulum je obvykle kultivováno na komplexní médium a očkováno z pevného média, druhé inokulum představuje minerální médium s glukózou a hydrolyzátem (obsah v médiu v rozmezí 5-20 %). Inokulační poměr se pohybuje v rozmezí 5-15 %, nejčastěji pak 10 % • · · ·
z objemu média. Samotná kultivace s využitím v hydrolyzátu jako zdroje uhlíku probíhá v bioreaktoru za teploty v rozmezí 28 - 32 °C, přičemž optimální růstová i produkční teplota pro oba bakteriální kmeny je 30 °C. Vzdušení respektive míchání vsádky je regulováno tak, aby se hodnota DO pohybovala v rozmezí 5-50 %, pH je regulováno aplikací 30 % NaOH a 2 M H2SO4 v rozmezí 6,5 - 7,5, přičemž optimální pH je 7,0.
Kultivaci v bioreaktoru je možno vést, stejně jako u karotenogenních kvasinek kultivovaných na hydrolyzátu, ve vsádkovém nebo fed-batch módu, přičemž se jako příkrm při fed-batch kultivaci používá koncentrovaný roztok hydrolyzátu a dávka příkrmu je aplikována, když se pH vsádky začne posouvat do alkalických hodnot. V průběhu kultivace B. cepacia je možno aplikovat prekurzory 3HV (propionovou kyselinu, propanol a levulinovou kyselinu), přičemž optimální je přídavek prekurzoru směřovat do druhé poloviny (ideálně do stacionární fáze) kultivace, koncentrace prekurzoru se pohybuje v rozmezí 1 až 5 g/1.
Koncentrace buněk se pak pohybuje v rozmezí 13 - 54 g/1 s intracelulámím obsahem PHA v rozmezí 35 - 62 % PHA v závislosti na použitém bakteriálním kmeni a módu kultivace. Typický průběh fermentačního procesu (vsádková kultivace, B. cepacia) výroby PHA z hydrolyzátu představuje obrázek 6.
Po ukončení kultivace se buňky odseparují od fermentačního média pomocí centrifugace nebo filtrace a polyhydroxyalkanoáty se z buněčné hmoty vyizolují některým ze standardních postupů (extrakce organickými rozpouštědly, digesce buněčné hmoty pomocí NaOH, enzymů, detergentů atd.).
Průmyslová využitelnost
Způsob podle vynálezu umožňuje výrobu polyhydroxyalkanoátů a karotenoidů v průmyslovém měřítku s využitím snadno dostupného pevného odpadu po přípravě kávy (spent coffee ground). Kromě výhodného využití pevného odpadu po přípravě kávy je výhodou technologie také možnost souběžného využití různé frakce získané při extrakci a zpracování odpadní kávy k biotechnologické (mikrobiální) produkci nejméně dvou různých druhů průmyslově žádaných produktů s vysokou přidanou hodnotou. Tok substrátu technologií může být regulován s ohledem na momentální poptávku po jednotlivých produktech a také s ohledem na energetické požadavky jednotlivých kroků. Spálení pevných podílů v průběhu procesu částečně kryje energetické nároky jednotlivých kroků technologie.
Claims (12)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby polyhydroxyalkanoátů a/nebo karotenoidů nebo o karotenoidy obohacené biomasy z pevného odpadu po přípravě kávy, vyznačující se tím, že se provede extrakce pevného odpadu po přípravě kávy organickým rozpouštědlem za vzniku kávového oleje a pevného podílu a následně biotechnologická konverze kávového oleje na polyhydroxyalkanoáty za pomocí bakterie Cupriavidus necator, přičemž pH kultivačního média je v rozmezí 6,7 až 7,3 nebo se provede enzymatická a/nebo kyselá hydrolýza hemicelulóz a celulóz z pevného odpadu po přípravě kávy nebo pevného podílu z extrakce pevného odpadu po přípravě kávy nebo jejich směsi za vzniku kávového hydrolyzátu a následně se provede biotechnologická konverze kávového hydrolyzátu za vzniku polyhydroxyalkanoátů a pevného podílu za pomocí bakterie Burkholderia cepacia nebo Bacillus megaterium, přičemž pH kultivačního média je v rozmezí 6,5 až 7,5 nebo se provede biotechnologické konverze kávového hydrolyzátu za vzniku karotenoidů nebo o karotenoidy obohacené krmné biomasy s využitím karotenogenních kvasinek Sporobolomyces roseus, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodotorula glutinis a Cystofdobasidium capitatum a pevného podílu, přičemž pH kultivačního média je v rozmezí 5,2 až 5,7.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pH kultivačního média při biotechnologické konverzi kávového oleje je 7,0.
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pH kultivačního média při biotechnologické konverzi kávového hydrolyzátu na polyhydroxyalkanoáty je 7,0.
- 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pH biotechnologické konverze kávového hydrolyzátu za vzniku karotenoidů nebo o karotenoidy obohacené krmné biomasy je 5,5.
- 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že organickým rozpouštědlem při extrakci kávového oleje je chloroform nebo hexan.
- 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že k hydrolýze hemicelulóz a celulóz se použije roztok minerální kyseliny.····· · · · » ··9· • · · * · · · « « • · ♦ · a · • · · · ··· · • ♦ · ·· 4 · · ·· ·· ······· «*« ··
- 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že minerální kyselinou je kyselina sírová nebo kyselina chlorovodíková.
- 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že karotenogenní kvasinkou jeSporobolomyces roseus.
- 9. Způsob výroby podle nároku 1, vyznačující se tím, že biotechnologická konverze kávového oleje a/nebo biotechnologická konverze kávového hydrolyzátu probíhá ve vsádkovém režimu a/nebo v režimu přidávání kultivačních složek během kultivace.
- 10. Způsob výroby podle nároku 9, vyznačující se tím, že při biotechnologické konverzi kávového oleje v režimu přidávání kultivačních složek se během kultivace přidává kávový olej a síran amonný.
- 11. Způsob výroby podle nároku 9, vyznačující se tím, že při biotechnologické konverzi kávového hydrolyzátu v režimu přidávání kultivačních složek během kultivace se přidává koncentrát kávového hydrolyzátu nebo prekurzory 3-hydroxyvalerátu, propionová kyselina nebo její sůl, propanol nebo levulinová kyselina.
- 12. Použití pevného podílu vzniklého po extrakci kávového oleje z pevného odpadu po přípravě kávy a/nebo po hydrolýze hemicelulóz a celulóz z pevného odpadu po přípravě kávy jako paliva.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20131002A CZ309148B6 (cs) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Způsob výroby polyhydroxyalkanoátů z pevného odpadu po přípravě kávy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20131002A CZ309148B6 (cs) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Způsob výroby polyhydroxyalkanoátů z pevného odpadu po přípravě kávy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20131002A3 true CZ20131002A3 (cs) | 2015-06-24 |
| CZ309148B6 CZ309148B6 (cs) | 2022-03-16 |
Family
ID=53508385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20131002A CZ309148B6 (cs) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Způsob výroby polyhydroxyalkanoátů z pevného odpadu po přípravě kávy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309148B6 (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020037394A1 (en) | 2018-08-24 | 2020-02-27 | Moharram Venturas Inc. | Biodegradable polymer composition and method of producing the same |
| WO2025144064A1 (en) | 2023-12-30 | 2025-07-03 | Ecobean Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Comprehensive processing of coffee grounds in a single process |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69519963T2 (de) * | 1994-07-23 | 2001-06-21 | Societe Des Produits Nestle S.A., Vevey | Antioxidantzusammensetzung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US6344573B1 (en) * | 2000-09-25 | 2002-02-05 | Resitec Industria Quimica Ltda | Process for extraction and concentration of liposoluble vitamins and provitamins, growth factors and animal and vegetable hormones from residues and by-products of industrialized animal and vegetable products |
| PT104717A (pt) * | 2009-08-14 | 2011-02-14 | 73100 Setenta E Tres Mil E Cem Lda | Extracção supercrítica de óleos a partir de borras de café |
-
2013
- 2013-12-13 CZ CZ20131002A patent/CZ309148B6/cs unknown
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020037394A1 (en) | 2018-08-24 | 2020-02-27 | Moharram Venturas Inc. | Biodegradable polymer composition and method of producing the same |
| CN113330068A (zh) * | 2018-08-24 | 2021-08-31 | 墨哈拉姆企业有限公司 | 可生物降解的聚合物组合物及其制备方法 |
| EP3841169A4 (en) * | 2018-08-24 | 2022-07-13 | Moharram Ventures Inc. | BIODEGRADABLE POLYMER COMPOSITION AND MANUFACTURING PROCESS THEREOF |
| IL281041B1 (en) * | 2018-08-24 | 2025-05-01 | Moharram Ventures Inc | Biodegradable polymer composition and method for producing same |
| IL281041B2 (en) * | 2018-08-24 | 2025-09-01 | Moharram Ventures Inc | Biodegradable polymer composition and method for producing same |
| WO2025144064A1 (en) | 2023-12-30 | 2025-07-03 | Ecobean Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Comprehensive processing of coffee grounds in a single process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ309148B6 (cs) | 2022-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mu et al. | Microbial production of 1, 3-propanediol by Klebsiella pneumoniae using crude glycerol from biodiesel preparations | |
| Van Thuoc et al. | Utilization of waste fish oil and glycerol as carbon sources for polyhydroxyalkanoate production by Salinivibrio sp. M318 | |
| Quillaguamán et al. | Poly (β-hydroxybutyrate) production by a moderate halophile, Halomonas boliviensis LC1 | |
| Kaur et al. | Polyhydroxyalkanoates: Biosynthesis to commercial production-A review | |
| Ojha et al. | Process optimization and characterization of polyhydroxyalkanoate copolymers produced by marine Pichia kudriavzevii VIT-NN02 using banana peels and chicken feather hydrolysate | |
| Haas et al. | Production of PHB from chicory roots–comparison of three Cupriavidus necator strains | |
| CZ304183B6 (cs) | Zpusob produkce polyhydroxyalkanoátu (PHA) na olejovém substrátu | |
| EP2494029B1 (en) | Process for biodiesel production from a yeast strain | |
| de Paula et al. | Burkholderia glumae MA13: A newly isolated bacterial strain suitable for polyhydroxyalkanoate production from crude glycerol | |
| Riedel et al. | Inexpensive and waste raw materials for PHA production | |
| Bustamante et al. | Camelina oil as a promising substrate for mcl-PHA production in Pseudomonas sp. cultures | |
| Ingram et al. | Anabolism of poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) by Cupriavidus necator DSM 545 from spent coffee grounds oil | |
| US20240093249A1 (en) | Systems for co-culture of ralstonia eutropha strains | |
| Moungprayoon et al. | High cell density cultivation of Paracoccus sp. on sugarcane juice for poly (3-hydroxybutyrate) production | |
| CZ20131002A3 (cs) | Způsob výroby polyhydroxyalkanoátů, karotenoidů nebo o karotenoidy obohacené biomasy z pevného odpadu po přípravě kávy | |
| Ali et al. | Engineered yeast for the production of bioplastics | |
| Yee et al. | Polyhydroxyalkanoate synthesis by recombinant Escherichia coli JM109 expressing PHA biosynthesis genes from Comamonas sp. EB172 | |
| Akmal et al. | Biosynthesis of copolymer poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) from palm oil and n-pentanol in a 10 L bioreactor | |
| Alvarado-Cordero et al. | Production of polyhydroxybutyrate (PHB) by Bacillus megaterium DSM 32 from residual glycerol of the bioenergy industry | |
| Koo et al. | Lactic acid fermentation from coffee ground waste hydrolysate by Lactobacillus rhamnosus | |
| WO2005085415A1 (ja) | 新規形質転換体およびそれを用いたポリエステルの製造方法 | |
| Braunegg et al. | Production of plastics from waste derived from agrofood industry | |
| Rodrigues et al. | Microbial synthesis and characterization of biodegradable polyester copolymers from Burkholderia cepacia and Cupriavidus necator strains using crude glycerol as substrate | |
| Dalal et al. | Microbial polyhydroxyalkanoates: Current status and future prospects | |
| Pezzella et al. | PRODUCTION OF BIOPLASTIC FROM WASTE OILS BY RECOMBINANT Escherichia coli: A PIT-STOP IN WASTE FRYING OIL TO BIO-DIESEL CONVERSION RACE. |