English
Projekt Centra kompetence BIORAF se již třetím rokem zabývá biorafinačními procesy, které se zakládají na chemické, biologické a termické přeměně přírodních materiálů z odpadů rostlinného a živočišného původu ze zemědělské výroby i potravinářského průmyslu či z řas na žádané produkty s vysokou přidanou hodnotou. Projekt se řeší s finanční podporou Technologické agentury ČR za koordinace Ústavu chemických procesů AV ČR a ve spolupráci s Vysokou školou chemicko-technologickou, Botanickým ústavem AV ČR a společnostmi Agra, Rabbit, Briklis a Ecofuel. Viz také První rok Centra BIORAF a Aplikace biorafinací.
Všechna fota: Archiv ÚCHP AV ČR
Kvetoucí slunečnice topinambur – Helianthus tuberosus (obr. 2)
Mezi hlavní výsledky patří nalezení kmenů jedno buněčných řas schopných růstu na znečištěném odpadním glycerolu coby zdroji energie. Centrum vyvinulo a patentovalo technologii kultivace a výroby krmné řasové biomasy z glycerolu na základě klíčových zjištění souvisejících s nároky na salinitu média a množství zdroje dusíku i optimalizaci teploty. Velmi slibné výsledky byly získány u mikroorganismů rodu Thraustochytriales, kmene Japonochytrium sp. AN4. Získány, izolovány, vyčištěny a napěstovány byly mnohé kmeny jak z tuzemských (CCALA), tak i zahraničních řasových sbírek či z vlastních sběrů, z nichž se vyselektovalo 59 kmenů obsahujících biotechnologicky perspektivní látky, jako jsou omega-3 mastné kyseliny, barviva či beta-karoten. Za zmínku stojí unikátní potravinářské modré barvivo, jehož produkce se testuje v poloprovozním měřítku. V současnosti se dokončuje stavba pilotního fotobioreaktoru ve firmě Rabbit napojeného na odpadní teplo bioplynové stanice, který umožní celoroční produkci žádaných řasových kmenů.
Vzorky extrahovaných vosků Miscanthus sinensis a Miscanthus giganteus (Obr. 1a, b)
Dále vznikly velkoplošné produkční plantáže energetických plodin včetně certifikace kultivačních postupů obsahujících extrahovatelné cenné bioaktivní látky, například vosky získané z ozdobnice čínské a obrovské (obr. 1a, b) či látky s vysokou antioxidační aktivitou získané ze speciálních genotypů šípkových růží. Za úspěch lze považovat nalezení biopesticidní účinnosti topolového materiálu, což vyústilo v podání patentu na biopesticid účinkující proti fytofágním škůdcům. Významného pokroku jsme docílili při vývoji produktu na bázi inulínu z hlíz topinambur; vyvinutá technologie přináší možnosti přípravy dietně příznivých produktů – například potravinových doplňků či sirupů pro diabetiky. Mimořádné výsledky byly zaznamenány u enzymatické hydrolýzy rostlinného materiálu, jež umožňuje postupné rozvolnění složité struktury lignocelulózového komplexu a kterou lze následně využít pro produkci bioplastů.
V oblasti zpracování živočišných odpadů byla vyvinuta biotechnologie, která řeší enzymatickou transesterifikaci olejů a tuků pro výrobu biodieselu pomocí imobilizovaných lipáz; ověřili jsme ji na směsném slunečnicořepkovém oleji, odpadním fritovacím oleji a odpadním vepřovém sádle (obr. 2). Nalezeny byly i kmeny bakterií, Pseudomonas otitidis, s keratinolytickou aktivitou, které umožňují degradaci peří, či enzymy, jež hydrolyzují odpadní chrupavky vhodné pro izolaci chondroitin sulfátu a kyseliny hyaluronové. Opominout nelze ani tlakovou hydrolýzu kuřecího peří a chrupavek pomocí oxidu uhličitého, kterou jsme uskutečnili v poloprovozním měřítku, s významným komerčním potenciálem.
OLGA ŠOLCOVÁ,
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.