Przedstawiono wyniki analizy adsorpcji białek zawartych w przemysłowym celulolitycznym preparacie enzymatycznym na poddanej obróbce wstępnej biomasie słomy kukurydzianej. Słoma kukurydziana i wyizolowana z niej lignina zostały użyte jako substraty w procesie enzymatycznego uwalniania cukrów prostych. Obróbkę wstępną biomasy prowadzono w środowisku alkalicznego 2-proc. roztworu H₂O₂ (pH 11,5). Wyznaczono wydajność hydrolizy glukanów (uzyskano 80,5%) i ksylanów (88,2%), stanowiących frakcje wstępnie obrobionej biomasy. Wyniki badań adsorpcji białek enzymatycznych na cząstkach surowca oraz ligninie opisano modelami izotermy Langmuira. Na podstawie tego modelu wyznaczono izotermy adsorpcji enzymów na polisacharydach zawartych w biomasie surowca.
EN
Corn straw biomass was pretreated with H₂O2₂ in alk. medium and then hydrolyzed in presence of a com. enzyme formulation at 50°C to produce glucose and xylose (yields 80.5% and 88.2%, resp.). The adsorption of enzymes on the raw material was described with Langmuir model isotherms.
Przedstawiono wyniki pomiarów szybkości absorpcji tlenu z mieszaniny gazowej N2O2 w H2O w bioreaktorze z mieszaniem typu wave. Celem pracy była identyfikacja czynników wpływających na szybkość transportu tlenu do fazy ciekłej. Uzyskane wyniki doświadczalne wskazują, że szybkość absorpcji O2 w wodzie wzrasta wraz ze wzrostem wartości badanych parametrów operacyjnych: kąta i częstotliwości wychyleń platformy, przepływu fazy gazowej, objętości cieczy i prężności tlenu w gazie. Kontrola powyższych parametrów umożliwia uzyskanie odpowiednich warunków do hodowli wrażliwego materiału biologicznego.
EN
The results of measurements of O2 absorption rate from the N2O2 gas mixture in H2O in a bioreactor with wave-induced mixing are presented. The aim of this work was to identify the factors influencing on the rate of O2 transport to the liquid phase. The results show that the rate of O2 absorption in H2 increases with the increase of operating parameters values: angle and frequency of oscillations of the platform, gas flow rate, liquid volume, and O2 partial pressure. Controlling of the above parameters makes it possible to obtain suitable conditions for fragile biomass culture.
Przedyskutowano intensyfikację napowietrzania fazy ciekłej w bioreaktorze typu single-use z mieszaniem typu wave na przykładzie reaktora ReadyToProcess WAVE™25 z polimerowym naczyniem hodowlanym o objętości 2 dm3. Wyróżniono dwie grupy czynników procesowych wpływających na efektywność napowietrzania: parametry dotyczące gazu i fazy ciekłej oraz parametry związane z falą generowaną w aparacie. Dla zbadanych wariantów napowietrzania fazy ciekłej uzyskano równowagę termodynamiczną O-2-woda. Potwierdzono aplikacyjność reaktora WAVE™25 do realizacji bioprocesów z komórkami o metabolizmie tlenowym.
EN
Intensification of liquid phase oxygenation in a single-use bioreactor with wave-induced mixing, i.e. ReadyToProcess WAVE™25 system equipped with 2 dm3 culture bag has been discussed. Two groups of process factors influencing on oxygenation effectiveness have been recognized: parameters related to gas and liquid phases, and parameters related to the wave induced inside the culture bag. The O-2-water thermodynamic equilibrium has been obtained for all studied variants of oxygenation process. The applicability of the WAVE™25 system in oxygen-dependent bioprocesses has been confirmed.
Przedyskutowano wpływ wybranych warunków alkalicznej obróbki wstępnej odpadów kukurydzianych, tj. słomy oraz odziarnionych kolb, na efektywność hydrolizy enzymatycznej polisacharydów zawartych w biomasie. Alkaliczną obróbkę wstępną przeprowadzono z użyciem 2% NaOH oraz 2% H2O2 (pH 11,5) przez 2, 9 i 24 h. Wszystkie warianty alkalicznej obróbki wstępnej biomasy kukurydzianej pozwoliły otrzymać biomasę charakteryzującą się wysoką podatnością frakcji polisacharydowej na hydrolizę enzymatyczną. Wydajność scukrzania celulozy oraz hemiceluloz wyniosła ponad 80%.
EN
The influence of some process conditions of alkaline pretreatment of corn wastes, i.e. straw and ginned corncobs, on the effectiveness of enzymatic hydrolysis of polysaccharides contained in the pretreated biomass have been discussed. Pretreatment was carried out using 2% NaOH and 2% H2O2 (pH 11.5) for 2, 9 and 24 hours. All variants of alkaline-based pretreatment of corn biomass resulted in obtaining the biomass which was highly susceptible to enzymatic hydrolysis. In all investigated cases, the yield of cellulose and hemicellulose saccharification exceeded 80%.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Enzymatic hydrolysis is the essential step in the production of 2nd generation biofuels made from lignocellulosic biomass, i.e. agricultural or forestry solid wastes. The enzyme-catalysed robust degradation of cellulose and hemicellulose to monosaccharides requires the synergistic action of the independent types of highly-specific enzymes, usually offered as ready-to-use preparations. The basic aim of the study was to experimentally determine the enzymatic activity of two widely industrially-applied, commercially available cellulolytic enzyme preparations: (i) Cellic® CTec2 and (ii) the mixture of Celluclast® 1.5L and Novozyme 188, in the hydrolysis of pre-treated lignocellulosic biomass, i.e. (a) energetic willow and (b) rye straw, or untreated (c) cellulose paper as well, used as feedstocks. Before the hydrolysis, every kind of utilized lignocellulosic biomass was subjected to alkaline-based (10% NaOH) pre-treatment at high-temperature (121°C) and overpressure (0.1 MPa) conditions. The influence of the type of applied enzymes, as well as their concentration, on the effectiveness of hydrolysis was quantitatively evaluated, and finally the enzyme activities were determined for each of tested cellulolytic enzyme preparations.
One of the actual challenges in tissue engineering applications is to efficiently produce as high of number of cells as it is only possible, in the shortest time. In static cultures, the production of animal cell biomass in integrated forms (i.e. aggregates, inoculated scaffolds) is limited due to inefficient diffusion of culture medium components observed in such non-mixed culture systems, especially in the case of cell-inoculated fiber-based dense 3D scaffolds, inside which the intensification of mass transfer is particularly important. The applicability of a prototyped, small-scale, continuously wave-induced agitated system for intensification of anchorage-dependent CP5 chondrocytes proliferation outside and inside three-dimensional poly(lactic acid) (PLA) scaffolds has been discussed. Fibrous PLA-based constructs have been inoculated with CP5 cells and then maintained in two independent incubation systems: (i) non-agitated conditions and (ii) culture with wave-induced agitation. Significantly higher values of the volumetric glucose consumption rate have been noted for the system with the wave-induced agitation. The advantage of the presented wave-induced agitation culture system has been confirmed by lower activity of lactate dehydrogenase (LDH) released from the cells in the samples of culture medium harvested from the agitated cultures, in contrast to rather high values of LDH activity measured for static conditions. Results of the proceeded experiments and their analysis clearly exhibited the feasibility of the culture system supported with continuously wave-induced agitation for robust proliferation of the CP5 chondrocytes on PLA-based structures. Aside from the practicability of the prototyped system, we believe that it could also be applied as a standard method offering advantages for all types of the daily routine laboratory-scale animal cell cultures utilizing various fiber-based biomaterials, with the use of only regular laboratory devices.
A mathematical model of a hybrid culture system supported with a stationary layer of liquid perfluorochemical (PFC) as a source of O2 for cells which grow in the aqueous phase of culture medium has been developed and discussed. The two-substrate Monod kinetics without inhibition effects, i.e. the Tsao-Hanson equation, has been assumed to characterise the biomass growth. The Damköhler number which relates the growth rate to the mass transfer effects has been used to appraise the regime (i.e. diffusion-limited or kinetics) of the whole process. The proposed model predicted accurately previously published data on the submerged batch cultures of Nicotiana tabacum BY-2 heterotrophic cells performed in a culture system supported with a stationary layer of hydrophobic perfluorodecalin as a liquid O2 carrier. Estimated values of the parameters of the model showed that the process proceeded in the kinetics regime and the growth kinetics, not the effects of the mass transfer between aqueous phase and liquid PFC, had essential influence on the growth of biomass.
Efforts were made to demonstrate that in biorefineries it is possible to manufacture all the commodities required for maintaining human civilisation on the current level. Biorefineries are based on processing biomass resulting from photosynthesis. From sugars, oils and proteins, a variety of food, feed, nutrients, pharmaceuticals, polymers, chemicals and fuels can further be produced. Production in biorefineries must be based on a few rules to fulfil sustainable development: all raw materials are derived from biomass, all products are biodegradable and production methods are in accordance with the principles of Green Chemistry and Clean Technology. The paper presents a summary of state-of-the-art concerning biorefineries, production methods and product range of leading companies in the world that are already implemented. Potential risks caused by the development of biorefineries, such as: insecurities of food and feed production, uncontrolled changes in global production profiles, monocultures, eutrophication, etc., were also highlighted in this paper. It was stressed that the sustainable development is not only an alternative point of view but is our condition to survive.
Termiczna modyfikacja lizozymu jest jedną z metod zwiększania jego właściwości antybakteryjnych przeciwko bakteriom Gram-ujemnym. W pracy przedstawiono wyniki badań nad doborem najlepszych wartości podstawowych parametrów tego procesu. Wykazano, że modyfikacja prowadzona przy pH 4,40 przez 15 minut w temperaturze 80°C znacząco zwiększa właściwości bakteriobójcze lizozymu przeciwko bakteriom E. coli (Gram-ujemne) nie powodując spadku aktywności przeciwko bakteriom M. luteus (Gram-dodatnie).
XX
Thermal modification of lysozyme is one of methods of increasing its antimicrobial properties against Gram-negative bacteria. The paper presents research on determining the best values of basic parameters of this process. It is shown that modification carried out at pH 4.40 for 15 minutes at 80°C significantly increases the lysozyme antibacterial properties against E. coli (Gram-negative bacteria) without causing a decrease in activity against M. luteus (Gram-positive bacteria).
Opracowano hybrydowy układ do hodowli przestrzennej chondrocytów linii CP5 na polilaktydowym rusztowaniu o strukturze włóknistej wykorzystujący dwie niemieszające się fazy ciekłe: perfluorodekalinę (faza perfluorowana) i pożywkę (faza wodna). Proponowane rozwiązanie bioprocesowe zapewniło odpowiednie warunki do rozwoju komórek chrząstki nie tylko na powierzchni implantu, ale także do migracji i przerastania komórkami włóknistej struktury wewnętrznej rusztowania.
EN
A hybrid culture system which utilized two immiscible liquid phases: perfluorodecalin (hydrophobic phase) and culture medium (aqueous phase) was developed as a new method of 3-D culture of CP5 chondrocytes on fibrous polylactide scaffolds. Perfluorinated compound was applied as liquid-gas carrier which enhances the mass transfer in case of supplying/removing c respiratory gases (O2 and CO2). Robust and intensive growth of chondrocytes on the surface as well as inside scaffolds were achieved.
Opracowano metodę enzymatyczną pomiaru stężenia 02 w perfluorodeka- linie (PFD) poprzez wykorzystanie układu następczych reakcji katalizowanych przez oksydoreduktazy. Metodyka pozwala określić stężenie 02 w próbie PFD o objętości rzędu mikro litrów. Wyznaczono wartości objętościowych współczynników wnikania masy w fazie gazowej i ciekłej w dwufazowym układzie PFD-tlen/powietrze.
EN
An enzymatic method for the determination of 02 solubility in perfluoro- decalin (PFD) and based on the system of two reactions catalysed by oxi- doreductases was elaborated. The proposed method enables one to determine the 02 concentration in PFD microliter-scale samples. Volumetric mass transfer coefficients in gas and liquid phases for the PFD-oxygen/air two-phase system were calculated.
Chromatografia membranowa jest techniką rozdziału o potencjalnym zastosowaniu w przemysłowej separacji białek. W pracy przedstawiono wyniki badań separacji lizozymu z białka jaja kurzego za pomocą adsorberów membranowych jonowymiennych. Zastosowano 3 warianty recyrkulacji strumieni podawanych na membranę oraz zbadano produkty procesu za pomocą elektroforezy. Uzyskano 87,5% odzysku lizozymu oraz wysoką czystość końcowego produktu.
EN
The membrane chromatography is a separation technique which may be applied in the industrial separation of proteins. Results of lysozyme separation from a hen egg white using ion-exchange membrane adsorbers are presented in the paper. Three variants of stream recirculation were examined and products were tested by electrophoresis. The 87.5% recovery of lysozyme was obtained showing a high purity of final product. Keywords: membrane chromatography, lysozyme, separation
Przedstawiono wyniki analizy statystycznej procesu wykorzystującego przemysłowe preparaty enzymatyczne Cellic® CTec2 oraz СеШс® HTec2 do hydrolizy surowca lignocelulozowego z wierzby energetycznej (Salix viminalis L.) poddanego obróbce wstępnej metodą eksplozji pary. Wykazano niewielki wpływ preparatu Cellic HTec2 na efektywność hydrolizy. Według planu Boxa-Behnkena wyznaczono optymalne wartości temperatu¬ry (43,8°C) oraz odczynu pH (5,55) układu reakcyjnego, dla których po 72 h odnotowano stopień hydrolizy równy 0,52.
EN
Statistical analysis results of hydrolysis process of energetic willow (Salix viminalis L.) lignocellulose biomass (pre-treated with steam explosion) catalyzed by industrial enzyme preparations: Cellic® CTec2 and Cellic® HTec2, have been discussed. The negligible effect of Cellic® HTec2 on the hydrolysis efficiency has been demonstrated. Based on the Box-Behnken design, the optimum values of temperature (43.8°C) and pH (5.55) for the studied reaction system have been estimated.
Hydroliza stanowi kluczowy etap w procesie otrzymywania biopaliw z surowców lignocelulozowych. W pracy przedstawiono wyniki badań enzymatycznej hydrolizy surowca z wierzby energetycznej. Przed hydrolizą surowiec poddawano obróbce wstępnej fizycznej (z wykorzystaniem promieniowania jonizującego oraz metodą eksplozji pary) lub chemicznej (kwaśnej lub zasadowej). Po 72 h hydrolizy największe stężenia glukozy uzyskano w przypadku, gdy surowiec poddano obróbce z użyciem kwasu fosforowego i etanolu.
EN
Hydrolysis is one of the most important steps in the production of biofuels from lignocellulose materials. The results of enzyme catalyzed hydrolysis of lignocellulose from energy willow is presented in the paper. Before hydrolysis, lignocellulose material has been pretreated chemically or by physical methods (ionic radiation or steam explosion). The highest glucose concentration has been obtained after 72 hours in case of lignocellulose pretreated with phosphoric acid and ethanol.
Porównano wzrost mysich zarodkowych komórek macierzystych w postaci kul zarodkowych w hodowli standardowej (stała powierzchnia pokryta żelatyną) oraz w układzie ciecz/ciecz (perfluorodekalina/pożywka). Wykazano, że hodowla kul zarodkowych w układzie dwóch niemieszających się faz ciekłych pozwala znacznie wydłużyć żywotność agregatów mysich komórek macierzystych oraz prawdopodobnie utrzymać je w stanie niezróżnicowanym.
EN
The growth of mouse embryonic stem cell spheres cultured in the typical (on solid surface) and in liquid/liquid systems (perfluorodecalin/medium) has been compared. It has been showed that the liquid/liquid culture system enables one to extend the viability of cultured cells and probably maintains undifferentiated state of the mouse embryonic stem cell spheres.
Kinetic resolution of (R)- and (S)-mandelic acid by its transesterification with vinyl acetate catalysed by Burholderia cepacia lipase has been studied. The influence of the initial substrate concentration on the kinetics of process has been investigated. A modified ping-pong bi-bi model of enzymatic transesterification of (S)-mandelic acid including substrate inhibition has been developed. The values of kinetic parameters of the model have been estimated. We have shown that the inhibition effect revealed over a certain threshold limit value of the initial concentration of substrate.
Kinetyczny rozdział enancjomerów kwasu migdałowego prowadzono na drodze transestryfikacji octanem winylu katalizowanej przez lipa-zę z Burkholderia cepacia. Proces realizowano w sposób ciągły w reaktorze kolumnowym wypełnionym enzymem. Przebieg reakcji opisano modelem Bi Bi Ping Pong z inhibicją substratem i produktem.
EN
Racemic mandelic acid was separated in a column reactor using tran-sesterification with vinyl acetate catalyzed by Burkholderia cepacia li-pase. The Bi Bi Ping Pong mechanism with inhibition by both substrate and product was used in reaction rate modeling.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Racemic mandelic acid was resolved by transesterification with vinyl acetate catalysed by Pseudo-monas cepacia lipase. A high enantiomeric excess (>99%) of both unreacted substrate and acylated product was obtained at 25 C degrees using diisopropyl ether as the reaction medium. The Ping-Pong Bi-Bi mechanism and second order kinetics have been used to model the reaction rate. The best estimation has been obtained for the Ping-Pong Bi-Bi model without inhibition. Values of kinetic parameters were estimated.
PL
Przeprowadzono efektywny, kinetyczny rozdział enancjomerów kwasu migdałowego na drodze transestryfikacji octanem winylu, katalizowanej przez lipazę z Pseudomonas cepacia. Prowadząc reakcję w środowisku eteru diizopropylowego w 25 stopni C, uzyskano duży nadmiar enancjomeryczny (>99%) zarówno substratu, jak i produktu reakcji. Do opisu przebiegu reakcji zastosowano model reakcji drugiego rzędu oraz model Ping-Pong. Najlepszą zgodność obliczeń modelowych z danymi doświadczalnymi uzyskano dla modelu Bi-Bi Ping-Pong bez inhibicji żadnym z reagentów.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.