Máte rádi kuřata??? Jiří Hanika. Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., Praha

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Máte rádi kuřata??? Jiří Hanika. Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., Praha"

Nikola Černá
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Máte rádi kuřata??? Jiří Hanika Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., Praha 1

2 Domácí chov? 2

3 Velkochov? 3

4 Budoucí rodinný oběd pro 4? lidí si pochutná na více než kuřat ročně!!! 4

5 Nepoživatelné kuřecí odpady druhotné suroviny? Peří: KERATIN? Chrupavky: KOLAGEN? Separát : BIO-PLYN? 5

6 Keratin: Nepoživatelná bílkovina druhotná surovina nutričních aminokyselin? 6

7 Stříhané odpadní peří 7

8 Kolagen: Nepoživatelná bílkovina druhotná surovina nutričních aminokyselin? 8

9 Kolagen and Keratin Hydrolytické štěpení peptidových vazeb proteinů a esterových vazeb lipidů na směs nutričně ceněných aminokyselin a monoglycerolů, resp. mastných kyselin; využití hydrolyzátů: Kolagen želatina: potravinové doplňky pro regeneraci chrupavek a pokožky (dermatologické krémy). Keratin: ceněné nutrienty pro zálivky a ochranu před stresem rostlin, recyklace biogenních prvků v zemědělské výrobě. 9

10 Poznatky o keratinu v peří peří = 5-7% hmotnosti kuřat peří = cca 91% protein (keratin), 1% lipidů a 8% voda keratin má semikrystalickou strukturu vláknitou krystalickou fázi (a-šroubovicová proteinová mikrovlákna s menším množstvím b-skládaného listu) spojenou amorfní proteinovou maticí průměrná Mw kda vysoký obsah Cys (cca 9%) a to zejména ve strukturách b-skládaného listu s obtížnou rozložitelností 10

11 Pozorované účinky proteinových hydrolyzátů na rostliny Nárůst biomasy (rostliny či plodů) Zvýšení hladiny sekundárních metabolitů (vit. C, fenolické l.) Zvýšení příjmu živin (N, K, mikroživiny jako Fe, Zn, Cu) ale i snížení (Fe) význam chelatace! Zvýšení intenzity fotosyntézy (např. díky zvýšení koncentrace fotosyntetických pigmentů) Regulace transpirace (otevření průduchů) Fytohormonům-podobná aktivita (auxin, gibberellin..) Zvýšení odolnosti rostlin vůči stresu (teplota, sucho, škůdci) Zvýšení mikrobiální aktivity (CFU, enzym. aktivity, změny populace půdních baktérií i epifytů) 11

12 Tlaková hydrolýza proteinů z kuřecího odpadu v přítomnosti CO2 alanin cystein 12

13 Experimenty Kuřecí chrupavky & peří Rabbit, a. s., Trhový Štěpánov Tlaková hydrolýza ÚCHP AV ČR, v. v. i. Praha Analýza produktů VŠCHT FPBT Praha (HPLC/MS) Aplikační testy ECOFUEL, s. r. o., Praha BÚ AV ČR, v. v. i. Průhonice AGRA, a. s., Střelské Hoštice Rabbit, a. s., Trhový Štěpánov 13

14 Tlakové zařízení pro hydrolýzu bílkovin v přítomnosti CO2 14

15 PODMÍNKY HYDROLÝZY Hydrolýza v kyselém prostředí Aplikace tlakového oxidu uhličitého a vody Jednoduchá separace reakčního produktu Čtvrtprovozní autoklávové testy: Objem autoklávu 2.5 lt Frekvence míchání 1 Hz Teplota o C Tlak bar Reakční doba 5 6 hod 15

16 Tlak [MPa] Teplota [ C] Časový průběh experimentu 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Hydrolýza peří

17 Filtrace hydrolyzátu peří 17

18 Produkty hydrolýzy peří Test ; 101 g mražené peří; 1 lt vody T = 126,6 oc; P = 1,76 MPa; t = 5 h 18

19 Úvodní testy hydrolýzy peří 0,400 a.u. 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 peri1_ peri2_ 0,100 0,050 0,000 T (oc) P (bar) čas (h) konverze zbytek (%) Test Test

20 Vliv tlaku na hydrolýzu keratinu Konverze (%) Tlak (bar)

21 Zbytek po hydrolýze peří 21

22 Ověření analytické metody Elementární analýza tuhého zbytku a zastoupení prvků v aminokyselinách v hydrolyzátu Prvek Zbytek (% wt.) Aminokysel.(% wt.) C 46,7 43,98 * H 7,64 7,56 ** N 12 13,99 * S 1,18 2,73? O 32,48 31,74 ** 22

23 Vliv podmínek hydrolýzy Test Tlak (MPa) Peří (g/l) Teplota ( o C) Konver -ze na AK (-) ph hydroly -zátu Asp (mg/l) P1 0,47 62, ,0442 4,7 618,55 P2 1,87 70, ,0828 4,3 108,93 P3 1,89 92, ,1632 6,2 58,51 PA 1,85 71, ,1179 6,2 39,11 VZ1 0,40 69, ,0351 n.a. 277,87 VZ2 0,32 68, , ,33 Heterogenita suroviny podíl brk versus chmýří v peří 23

24 Distribuce aminokyselin v hydrolyzátu peří 1000,00 mg/lt 100,00 10,00 P1 P2 P3 PA 1,00 0,10 24

25 a.u. Vliv konverze na sumu AK, kyselinu asparagovou resp. alanin 2500, , , ,00 Asp Ala Suma Lineární (Asp) 500,00 Lineární (Ala) Lineární (Suma) 0,00 0,976 0,978 0,98 0,982 0,984 0,986 0,988 0,99 0,992 0,994 0,996 Konverze hydrolýzy peří 25

26 Distribuce aminokyselin v hydrolyzátu; mg/lt Násada: 149 g / 1 lt Teplota 135 C; Tlak 0,56 MPa; Doba reakce 5 h Konverze peří : 45,5% Konverze na AK: 2,7 % 26

27 SOUHRN Otevřené problémy: Heterogenita suroviny podíl brk versus chmýří v peří. Přenos dat do poloprovozního měřítka (autokláv 25 lt). Optimalizace podmínek a izolace kyseliny asparagové z hydrolyzátu. Zpracování dalších odpadů ze živočišné výroby (srsti zvířat, koželužny). Produkty hydrolýzy mají perspektivní použití v řadě aplikací: Zvlhčování kompostů, recyklace biogenních prvků. Ochranné postřiky rostlin (stres suchem, slunečním světlem ). Nutrinutriční přísady do krmiv zvířat. Nutrienty pro kultivaci řas. 27

28 PODĚKOVÁNÍ Studie je součástí Strategie AV21 Špičkový výzkum ve veřejném zájmu a projektu "Centrum Kompetence pro výzkum Biorafinace podpořeného Technologickou agenturou ČR (BIORAF - No. TE ). 28

29 Konverze hydrolýzy Vliv teploty na hydrolýzu peří 1 0,995 0,99 0,985 0, , , , , ,5 118 prům. Teplota (oc) 29

Podobné dokumenty

Tabulace učebního plánu. Obecná chemie. Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : Ročník: 1.ročník a kvinta

Tabulace učebního plánu. Obecná chemie. Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : Ročník: 1.ročník a kvinta Tabulace učebního plánu Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : CHEMIE Ročník: 1.ročník a kvinta Obecná Bezpečnost práce Názvosloví anorganických sloučenin Zná pravidla bezpečnosti práce a dodržuje je.