Valorizace odpadů potravinářského průmyslu

Valorisation of wastes of food industry

habilitation thesis

Czech

Předložená habilitační práce se zabývá charakterizací a využitím vybraných potravinářských odpadů – především syrovátky, odpadních fritovacích olejů a kávové sedliny – jako substrátů pro výrobu produktů s vysokou přidanou hodnotou. Všechny výše uvedené substráty mohou být využity pro výrobu polyhydroxyalkanoátů, biodegradabilní a biokompatibilní alternativy syntetických polymerů. Dále byly prostudovány možné strategie navýšení výtěžnosti biotechnologického procesu výroby PHA z odpadních potravinářských produktů – aplikace optimalizované dávky vybraného stresového faktoru, náhodná mutageneze a také aplikace komplexního dusíkatého zdroje. Dalším velice zajímavým produktem, který může být připraven z potravinářského odpadu, jsou karotenoidy. V rámci této práce byl vyvinut postup výroby karotenoidů pomocí karotenogenních kvasinek s využitím hydrolyzátu kávové sedliny jako substrátu. Také lignocelulózy degradující enzymy jsou cenným produktem, který může být vyroben s využitím odpadních substrátů. V rámci této práce byl kmen Fusarium solani F-552 identifikován jako zajímavý producent nejen hydrolytických, ale také lignin degradujících enzymů. Aktivita enzymů v kultivačním médiu může být navýšena přídavkem potravinářských odpadů, především pak kukuřičných otrub. Nakonec byla testována biodegradabilita modifikovaných PUR elastomerů, parciální nahrazení polyetherového polyolu biopolymerem výrazně sníží environmentální dopad PUR materiálů.

Proposed work deals with characterization and utilization of selected wastes of food industry and agriculture – cheese whey, waste frying oils and spent coffee grounds. All these waste materials can be used as substrates for production of polyhydroxyalkanoates, biodegradable and biocompatible alternatives to petrochemical synthetic polymers. Furthermore, we investigated several novel strategies to enhance yields of the process of the PHA production – application of optimized dose of selected stress factor, random mutagenesis and utilization of complex nitrogen source. Carotenoids can be also considered as a very promising product which can be generated from waste substrates. In this work, carotenoids were produced employing carotenogenic yeasts using hydrolysate of spent coffee grounds. Furthermore, also lignocellulose degrading enzymes are very valuable product which can be gained utilizing food wastes. Fusarium solani F-552 was identified as a candidate for production of several hydrolases as well as lignin degrading enzymes. The activity of the enzymes in cultivation media can be increased by addition of selected food wastes, in particular corn bran. Finally, also biodegradability of the modified PUR elastomers was tested; partial replacement of polyether polyol by biopolymers reduced negative environmental impact of the materials and slightly increased their biodegradability.

Potravinářské odpady, valorizace, syrovátka, odpadní fritovací oleje, kávová sedlina, polyhydroxyalkanoáty, karotenoidy, lignocelulózy degradující enzymy

Food wastes, valorization, cheese whey, waste frying oils, spent coffee grounds, polyhydroxyalkanoates, carotenoids, lignocellulose-degrading enzymes

OBRUČA, S.

1. 4. 2015

1

157

157