Study of 3D bacterial cellulose production using banana peels as a carbon source

Tato bakalářská práce se zabývá studiem produkce 3D bakteriální celulózy pomocí bakterie Komagataeibacter xylinus za využití banánových slupek jako zdroje uhlíku. V teoretické části se zabývá porovnáním vlastností bakteriální celulózy a rostlinné celulózy, různými způsoby biotechnologické produkce bakteriální celulózy a jejím využitím. Cílem bakalářské práce bylo zjistit, zda je možné použít banánové slupky jako uhlíkový zdroj pro biotechnologickou produkci bakteriální celulózy. Banánové slupky jsou odpadním lignocelulozóvým materiálem vznikajícím například při výrobě přesnídávek anebo ovocných případně mléčných nápojů v potravinářském průmyslu. HPLC analýza ukázala, že 1 l hydrolyzátu po enzymatické hydrolýze 100 g suchých banánových slupek na 1 l vody obsahoval 8,86 g glukózy a 10,46 g fruktózy. Hydrolyzát byl použitý jako uhlíkový zdroj pro statickou a dynamickou kultivaci bakterie Komagataeibacter xylinus. Výtěžky bakteriální celulózy získané produkcí na hydrolyzátu byly porovnané s produkcí za použití glukózy. Zjistilo se, že použití hydrolyzátu příznivě ovlivnilo výtěžky o 170 % v případě statické kultivace a o 220 % v případě dynamické kultivace. Morfologická analýza pomocí SEM potvrdila rozdíly mezi bakteriální celulózou produkovanou staticky a dynamicky. Vliv druhu uhlíkového zdroje na morfologii bakteriální celulózy byl též patrný.This bachelor thesis deals with the study of 3D bacterial cellulose production using Komagataeibacter xylinus using banana peels as a carbon source. The theoretical part deals with the comparison of the properties of bacterial cellulose and plant cellulose, different methods of biotechnological production of bacterial cellulose and its use. The aim of the bachelor thesis was to find out whether it is possible to use banana peel as a carbon source for biotechnological production of bacterial cellulose. Banana peels are waste lignocellulosic material produced, for example, in the production of snacks or fruit or dairy beverages in the food industry. HPLC analysis showed that 1 l of hydrolyzate after enzymatic hydrolysis of 100 g of dry banana peels per 1 l of water contained 8.86 g of glucose and 10.46 g of fructose. The hydrolyzate was used as a carbon source for static and dynamic cultivation of Komagataeibacter xylinus. The yields of bacterial cellulose produced by using banana peels or glucose were compared. The use of banana peels hydrolyzate increased the yields of bacterial cellulose about 170 % in the case of static cultivation and about 220 % in the case of dynamic cultivation. Scanning electron micrographs of bacterial cellulose confirmed the morphological differences between bacterial cellulose produced statically and dynamically. Moreover, the morphology of bacterial cellulose was influenced by the kind of used carbon source.