CZ202032A3 - Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štepících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití - Google Patents

Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štepících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití Download PDF

Info

Publication number
CZ202032A3
CZ202032A3 CZ202032A CZ202032A CZ202032A3 CZ 202032 A3 CZ202032 A3 CZ 202032A3 CZ 202032 A CZ202032 A CZ 202032A CZ 202032 A CZ202032 A CZ 202032A CZ 202032 A3 CZ202032 A3 CZ 202032A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
saccharide
polyurethane foam
biodegradable polyurethane
poly
foam
Prior art date
Application number
CZ202032A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ308954B6 (cs
Inventor
Hynek Beneš
Sonia BUJOK
Sonia Bujok
Aleksandra PARUZEL
Aleksandra Paruzel
Veronika ZAJÍCOVÁ
Veronika Zajícová
Tereza Hnátková
Guuske Frederike Busscher
Alex Alois Joseph SCHMEETS
Alex Alois Joseph Schmeets
Original Assignee
Ústav makromolekulářní chemie AV ČR, v. v. i.
Biomosae
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav makromolekulářní chemie AV ČR, v. v. i., Biomosae filed Critical Ústav makromolekulářní chemie AV ČR, v. v. i.
Priority to CZ202032A priority Critical patent/CZ308954B6/cs
Priority to EP21701881.1A priority patent/EP4093797A1/en
Priority to PCT/CZ2021/050007 priority patent/WO2021148064A1/en
Publication of CZ202032A3 publication Critical patent/CZ202032A3/cs
Publication of CZ308954B6 publication Critical patent/CZ308954B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78—Nitrogen
    • C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/791—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
    • C08G18/792—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups formed by oligomerisation of aliphatic and/or cycloaliphatic isocyanates or isothiocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/161—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C08G18/163—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22
    • C08G18/165—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/24
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/1808—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof having alkylene polyamine groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/22—Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24—Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/244—Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids
    • C08G18/246—Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids containing also tin-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3218—Polyhydroxy compounds containing cyclic groups having at least one oxygen atom in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4081—Mixtures of compounds of group C08G18/64 with other macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4244—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G18/4247—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids
    • C08G18/425—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids the polyols containing one or two ether groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6484—Polysaccharides and derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633—Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6637—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/664—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C08G18/6644—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203 having at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/73—Polyisocyanates or polyisothiocyanates acyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22—After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C08L75/06—Polyurethanes from polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/08—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
    • C12N11/089—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C12N11/093—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405—Glucanases
    • C12N9/2408—Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2411—Amylases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405—Glucanases
    • C12N9/2408—Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2411—Amylases
    • C12N9/2414—Alpha-amylase (3.2.1.1.)
    • C12N9/2417—Alpha-amylase (3.2.1.1.) from microbiological source
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405—Glucanases
    • C12N9/2434—Glucanases acting on beta-1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2442—Chitinase (3.2.1.14)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/0058—≥50 and <150kg/m3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2230/00—Compositions for preparing biodegradable polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/02—CO2-releasing, e.g. NaHCO3 and citric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/16—Biodegradable polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

Vynález se týká způsobu syntézy biologicky rozložitelné polyurethanové pěny zahrnující následující kroky: i) smíchání alespoň jednoho alifatického isokyanátu nesoucího alespoň dvě isokyanátové skupiny s alespoň jedním sacharidem v hmotnostním poměru 1: 1 až 30: 1 za vzniku prekurzoru; ii) homogenizaci prekurzoru a alespoň jednoho biologicky rozložitelného alifatického polyester-etherpolyolu s molekulovou hmotností v rozmezí od 0 do 10 000 g/mol a hydroxylovém čísle od 10 do 100 mgKOH/g, 1 až 5 % (hmotn./hmotn.) vody a 1 až 10 % (hmotn./hmotn.) alespoň jednoho nadouvadla jiného než voda, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi; iii) vypěnění homogenizované směsi z kroku ii) .

Description

Biodegradovatelná polyurethanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyurethanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká biologicky rozložitelné polyurethanové pěny, která je vhodná jako porézní nosič pro imobilizaci produkčních kmenů mikroorganismů, způsobu jejich syntézy a použití, zejména v produkčních biotechnologiích ke zvýšení výtěžku průmyslových extracelulámích enzymů.
Dosavadní stav techniky
Porézní materiály jsou dnes v mnoha biotechnologických procesech velmi žádoucí jako substráty a nosiče mikrobiální biomasy. Pro přírodní média (např. půda, kůra, rašelina a kompost) jsou nezbytné živiny pro růst biomasy obvykle zajišťovány samotným materiálem, který je však velmi nehomogenní a často obtížně nastavitelný pro specifické biotechnologické operace. Naproti tomu syntetické materiály, jako je vermikulit, perlit, polyethylen nebo expandovaný polyurethan, jsou biologicky neaktivní, tj. poskytují pouze povrch pro imobilizaci biomasy a tvorbu biofilmu, přičemž růst mikroorganismů je zajištěn přidaným nutričním roztokem.
Ideální nosič biomasy by měl mít vysokou specifickou plochu povrchu, vysoký obsah otevřených pórů pro snadný tok, stabilní strukturální integritu během dlouhodobého provozu a také umožňovat účinnou imobilizaci mikroorganismů a zásobování živinami.
Vzhledem k jejich proměnlivému chemickému složení, nízké hustotě, nastavitelné tuhosti a požadované morfologii buněk (vzájemně propojené otevřené póry vs. uzavřené izolované buňky) lze polyuretanové pěny považovat za nej slibnější lehčené plasty pro výrobu porézních nosičů biomasy. Povaha a variabilita chemického složení polyurethanové pěny umožňuje začlenit určité látky do struktury materiálu, které pak mohou působit jako inhibitory nebo induktory aktivity biofilmu vytvořeného na polyurethanovém nosiči.
Syntéza polyurethanových pěn je založena na dvou základních reakcích. První reakce je polyadice mezi alkoholem nesoucím dvě nebo více hydroxylových (OH) skupin (polyol) a isokyanátem nesoucím dvě nebo více isokyanátových (NCO) skupin (polyisokyanát), což vede k produkci polyurethanů a tvorbě chemicky zesítěné struktury. Tato reakce se proto často nazývá „gelovací reakce“. Druhá reakce (nadouvací reakce) probíhá mezi polyisokyanátem a vodou za vzniku oxidu uhličitého a primárního aminu. Vytvořený amin reaguje velmi rychle s jinými isokyanátovými (NCO) skupinami za vzniku disubstituované močoviny. Vyráběný oxid uhličitý je tedy zodpovědný za pěnění. Protože oxid uhličitý vzniká během chemické reakce, přidaná voda se považuje za chemické nadouvadlo. Vyrobené polyurethanové pěny se proto nazývají „vypěňované vodou“. Další fýzikální nadouvadla (chlorfluoruhlovodíky - CFC, cyklopentan, hexan atd.) se přidávají do receptury zejména v případě tvrdých pěn k dosažení požadovaných tepelně izolačních vlastností a nízké hustoty. Z environmentálního hlediska je však jejich použití nevhodné a často legislativně omezené.
V současné době se prakticky výhradně používají k výrobě polyurethanových pěn aromatické polyisokyanáty, protože jsou mnohem reaktivnější vůči OH skupinám než alifatické. Rychlá a dobře kontrolovaná buněčná strukturuje hlavní výhodou a důvodem, proč jsou polyuretanové pěny tak populární ve srovnání s jinými polymerovými pěnami, které vyžadují intenzivní mechanické míchání, přívod plynu nebo intenzivní zahřívání. Na druhé straně mají běžné polyuretanové pěny několik nevýhod, např. obtížná recyklovatelnost (kvůli chemicky zesítěné struktuře), možná přítomnost zbytkových toxických aromatických isokyanátů nebo produkce toxických sloučenin během degradace pěny (typicky tvorba aromatických diaminů během fotooxidace pěny), které jsou
CZ 2020 - 32 A3 nebezpečné pro životní prostředí. Tyto pěny navíc nejsou biologicky aktivní (neslouží jako zdroj živin pro mikroorganismy nebo se biologicky nerozkádají).
Použití konvenční aromatické polyurethanové pěny jako nosiče pro mikrobiální biomasu je známé. Pro přípravu nosiče biomasy jsou však výhodné výhradně alifatické polyurethanové pěny, které vykazují biologickou aktivitu, jsou netoxické, stejně tak jako produkty jejich rozkladu. Jejich příprava je však komplikovanější z důvodu nízké reaktivity alifatických isokyanátů. To lze zvýšit použitím kombinace triethanolaminů a cín-olovnatých katalyzátorů [US 4 748 192], Lee a kol. připravil plně alifatickou polyurethanovou pěnu z 1,6-hexamethylen diisokyanátu (HDI) a směs kyseliny polymléčné a polyethylenglykolu. [LEE, Jung-Min a kol. Fibers and Polymers, 2014, 15 (7), 1349-1356.]. Kvůli nízké reaktivitě HDI byla reakce prováděna při zvýšené teplotě.
Dokumenty popisující produkci enzymů bakteriálními kmeny využívají složky běžných médií, jako jsou vývar, pepton, trypton, glukóza, fruktóza, agar, škrob, sója, želatina atd. [US 2016242422; CN 104450561; CN 104357361; CN 107099467; CN 104893997; CN 103088005; CN 103571810; CN 104694516; CN 104130961], US 9868811 popisuje způsob přípravy polyurethanové pěny se zabudovaným polysacharidem-chitinem, chitosanem, glukosaminem, Nacetylglukosaminem, guarem, celulózou. Nevýhodou popsaného postupuje však potřeba chemické modifikace chitosanu a použití rozpouštědla (vody nebo vodného roztoku kyseliny), které musí být z konečné pěny odstraněno.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález eliminuje výše uvedené nevýhody výroby biotechnologických enzymů použitím porézního polyurethanu jako nosiče biomasy se zabudovanými uhlovodíkovými jednotkami, které slouží jako induktor enzymatické aktivity, což umožňuje účinnou imobilizaci bakterií a zvýšenou enzymatickou produkci při snížených provozních nákladech fermentačního procesu.
Vynález je založen na experimentálním zjištění, že za použití specifických podmínek vypěňování může být připravena polyurethanová pěna s otevřenou porézní strukturou. Polyuretanová pěna je složena z alifatických polyolů a alifatických polyisokyanátových segmentů a přírodní uhlovodíkové jednotky a vykazuje biologickou rozložitelnost. Překvapivě bylo zjištěno, že takto připravený porézní materiál je velmi vhodný pro imobilizaci produkčního mikrobiálního kmene, např. z rodu Pseudomonas, a navíc slouží jako účinný zdroj uhlíku a dusíku pro bakterie. Protože kmen Pseudomonas umožňuje produkci řady průmyslových enzymů, připravený porézní materiál může sloužit jako nosič pro mikrobiální biomasu v produkčních biotechnologických kulturách. Kromě toho bylo zjištěno, že produkce konkrétního typu enzymu je indukována vhodným výběrem uhlohydrátové jednotky, která tedy slouží jako induktor enzymatické aktivity. V biotechnologických procesech lze pak aplikací připraveného porézního nosiče s navázaným / zabudovaným induktorem enzymu docílit následujících výhod: (i) vyšší produktivita procesu v menším rozsahu objemu bioreaktoru - kvůli vyšší hustotě mikrobiální populace, (ii) vyšší stabilita fermentačního procesu díky lepší ochraně mobilizované bakteriální populace; iii) opakované použití mobilizované biomasy. Otevřená porézní struktura zajišťuje optimální difúzi skrz nosič, vysoký obsah a stabilitu mobilizované biomasy, což umožňuje výrazně zvýšit výtěžky biotechnologických procesů oproti existujícím řešením. Předkládaný vynález tedy poskytuje porézní (biologicky rozložitelný) nosič na bázi expandovaných polyurethanů, který obsahuje zabudovaný induktor enzymatické aktivity, který slouží k imobilizaci produkčních kmenů mikroorganismů v průmyslových biotechnologiích.
Předmětem předkládaného vynálezu je způsob syntézy biologicky rozložitelné polyurethanové pěny, který zahrnuje následující kroky:
i) smíchání alespoň jednoho alifatického isokyanátů, nesoucího alespoň dvě isokyanátové (-NCO)
CZ 2020 - 32 A3 skupiny, s alespoň jedním sacharidem v hmotnostním poměru v rozmezí od 1: 1 do 30: 1 za vzniku prekurzoru sacharid-isokyanát;
ii) homogenizace prekurzoru sacharid-isokyanát z kroku i) s 20 až 70 % (hmotn./hmotn.) alespoň jednoho biologicky rozložitelného alifatického polyester-etherpolyolu s molekulovou hmotností v rozmezí od 0 do 10 000 g/mol a hydroxylovém čísle od 10 do 100 mgKOH/g, 1 až 5 % (hmotn. /hmotn.) vody a 1 až 10% (hmotn./hmotn.) alespoň jednoho nadouvadlajiného než voda, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi;
iii) vypěnění homogenizované směsi z kroku ii) při teplotě v rozmezí od 20 do 100 °C, což vede k biologicky rozložitelné polyurethanové pěně obsahující inkorporovaný sacharid, s výhodou se vypěnění provádí po dobu alespoň 1 minuty, výhodněji od 5 do 30 minut.
Krok iii) se s výhodou provádí nalitím homogenizované směsi z kroku ii) do formy a udržováním při požadované teplotě. Pěnivý proces odpovídá reakci mezi isokyanátem, vodou a nadouvadly jinými než voda za vzniku oxidu uhličitého, který je zodpovědný za pěnění, a primárním aminem. Vytvořený amin reaguje velmi rychle s dalšími isokyanátovými (-NCO) skupinami za vzniku disubstituované močoviny.
Sacharid může být monosacharid (např. glukóza, fruktóza, galaktóza), disacharid (např. sacharóza, laktóza) nebo polysacharid (např. škrob, chitin, glykogen, inulin, celulóza, pektin). Hydroxylové číslo je definováno jako počet miligramů hydroxidu draselného potřebný k neutralizaci kyseliny octové spotřebované po acetylaci jednoho gramu polyolu.
Inkorporovaný sacharid znamená, že sacharid (monosacharid, disacharid nebo polysacharid) je kovalentně a / nebo nekovalentně vázán na polymemí kostru biologicky rozložitelné polyurethanové pěny. Nekovalentní vazba je např. vázání prostřednictvím van der Waalsových sil.
S výhodou je hmotnostní poměr alifatického isokyanátu a sacharidu v kroku i) v rozmezí od 2: 1 do 25: 1, výhodněji v rozmezí od 5: 1 do 20: 1, ještě výhodněji v rozmezí od 10: 1 do 15: 1.
Obsah biologicky rozložitelného alifatického polyester-etherpolyolu, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii), je s výhodou v rozmezí od 25 do 65 % (hmotn. / hmotn.), výhodněji v rozmezí od 35 do 55 % (hmotn./hmotn.), ještě výhodněji v rozmezí od 45 do 50 % (hmotn. /hmotn.).
Výhodně je hydroxylové číslo biodegradovatelného alifatického polyester-etherpolyolu v rozmezí od 20 do 80 mgKOH / g, výhodněji od 30 do 70 mgKOH / g, ještě výhodněji od 40 do 60 mgKOH/g, nejvýhodněji 50 mgKOH / g.
Během pěnivé reakce slouží jako nadouvadlo voda. Výhodně je obsah vody, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii), od 1,5 do 4 % (hmotn / hmotn), výhodněji od 2 do 3,5 % (hmotn / hmotn), ještě výhodněji od 2,5 do 3 % (hmotn / hmotn).
S výhodou je obsah dalšího nadouvadlajiného než voda, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii), od 2 do 8,5 % hmotn., výhodněji od 3 do 7 % hmotn. Ještě výhodněji od 4 do 6 % hmotn.hmotn, nejvýhodněji 5 % hmotn.hmotn.
Homogenizace v kroku ii) může být provedena použitím konvenčních homogenizačních technik, jako je vysokorychlostní míchání (např. 2000 ot / min), sonifikace, staticko-dynamický dvousložkový směšovací systém a dynamická směšovací hlava.
V jednom provedení je ke směsi, která má být homogenizována v kroku ii), přidána povrchově aktivní látka. Povrchově aktivní látka je kationtová povrchově aktivní látka, aniontová povrchově aktivní látka, zwitteriontová povrchově aktivní látka nebo neiontová povrchově aktivní látka. S
CZ 2020 - 32 A3 výhodou je povrchově aktivní látka vybrána ze skupiny zahrnující polysorbát (polysorbát 20, polysorbát 80), lecitin, alkoholethoxylát nebo hydrogenovaný ricinový olej PEG- 40, silikonové povrchově aktivní činidlo nebo jejich kombinace. S výhodou se povrchově aktivní látka přidává v množství od 0,5 do 1,5 % (hmoto / hmota), vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii), výhodněji od 0,6 do 1,2 % (hmota / hmota), ještě výhodněji od 0,7 do 1 % (hmotn./hmotn.), nejvýhodněji od 0,8 do 0,9% (hmotn./hmotn.), vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii).
V jednom provedení se přidá ke směsi, která má být homogenizována v kroku ii), katalyzátor. Katalyzátor je s výhodou vybrán ze skupiny obsahující oktanoát cínatý, dibutylcíndilaurát (DBTL), N, N-dimethylbenzylamin, N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylentriamin (PMDTA), dimethylethanolamin, triethylenediamin (DABCO) , 3-aminopropyldimethylamin, dimethylcyklohexylamin, propylenglykol, N-methylmorfolin, bis- (2-dimethylaminoethyl) ether, 1,3,5-tris [3- (dimethylamino) propyl] hexahydro-1,3,5-triazin nebo jejich kombinace. S výhodou se katalyzátor přidává v množství od 0,5 do 5 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii), výhodněji od 0,7 do 3 % hmotnostních, ještě výhodněji od 1 do 2 % (hmotn./hmotn.), nej výhodněji 1,5 % (hmotn./hmotn.), vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii).
V jednom provedení je alifatický isokyanát vybrán ze skupiny obsahující (C2 až C60) alifatický polyisokyanát, kde jeden nebo více atomů C je nahrazeno heteroatomy vybranými z O, S, N a / nebo substituovaných skupinou (= O).
V jednom provedení je alifatický isokyanát vybrán ze skupiny, zahrnující pentamethylendiisokyanát (PDI), hexamethylendiisokyanát (HDI), dimery pentamethylendiisokyanátu, dimery hexamethylendiisokyanátu, trimery methylendicyklohexyldiisokyanát (HMDI), isoforondiisokyanát (IPDI), polyisokyanáty z rostlinných olejů (jako je sójový olej, ricinový olej, řepkový olej, olivový olej, palmový olej, rýžový otrubový olej), methylester L-lysin diisokyanátu, ethylester L-lysin diisokyanátu, jak je znázorněno ve Schématu 1. Všechny znázorněné struktury jsou komerčně dostupné. Na rozdíl od aromatických isokyanátů jsou alifatické isokyanáty výhodné díky své nízké toxicitě, takže výsledná polyurethanová pěna je během výroby netoxická a také netoxická pro kultivaci mikroorganismů na ní pěstovaných. Produkty biodegradace polyurethanové pěny jsou také netoxické.
CZ 2020 - 32 A3
NOG
Schéma 1: Příklady alifatických isokyanátů pro použití ve způsobu podle předkládaného vynálezu.
V jednom provedení je sacharidem monosacharid nebo sacharid vybraný ze skupiny obsahující sacharidy obecného vzorce (I)
(I), kde «je celé číslo v rozmezí od 2 do 50 000;
Ri je vybrán ze skupiny sestávající z - OH, -NH2, -NH-C(=O)-CH3, -O-C(=O)-R3;
R2 je vybrán ze skupiny sestávající z -CH2-OH, -CH2-O-C(=O)-R3, -C(=0)-0M;
CZ 2020 - 32 A3
R3 je (C’i-G,)alkyl. který může být lineární nebo rozvětvený;
M je vodík, kationt amonný, kationt alkalického kovu (např. Li+, Na+, K+) nebo kationt kovu alkalických zemin (např. Mg2+, Ca2+).
V jednom výhodném provedení je sacharid vybrán ze skupiny zahrnující pšeničný B-škrob (Amylon), pšeničný A-škrob (Amylon), maltodextrin, s výhodou s ekvivalentem dextrózy v rozmezí od 20 do 30, glukóza, celulóza, chitin.
V jednom provedení má alifatický polyester-etherpolyol molekulovou hmotnost od 200 do 10 000 g / mol, s výhodou od 400 do 8 000 g / mol, výhodněji od 1 000 do 6 000 g / mol, ještě výhodněji od 2 000 do 4 000 g / mol.
V jednom provedení je alifatický polyester-etherpolyol vybrán ze skupiny zahrnující poly(diethylenglykoladipát) diol, poly(triethylenglykoladipát) diol, poly(tetraethylenglykoladipát) diol, poly(diethylenglykoladipát) poly(tetraetylenglykoladipát) triol, poly(triethylenglykolsukcinát) diol, poly(diethylenglykolsukcinát) triol, triol, poly(triethylenglykoladipát) triol.
poly(diethylenglykolsukcinát) diol.
poly(tetraethylenglykolsukcinát) diol.
poly(triethylenglykolsukcinát) triol.
poly(tetraethylenglykolsukcinát) triol. Výhodou použití alifatického polyester-etherpolyolu při syntéze biologicky rozložitelné polyurethanové pěny je zvýšení hydrofilnosti (díky etherové části polyolu) a současně zachování biologické rozložitelnosti (díky esterové části polyolu). Kromě toho jsou alifatické polyester-etherpolyoly plně amorfní anekrystalizují, což je výhodné jak z hlediska zpracování (snadná homogenizace a růst pěny), tak z hlediska rychlosti biologického rozkladu (rychlost biologické degradace jev krystalické fázi nižší).
V jednom provedení může být do směsi, která má být homogenizována v kroku ii), přidán jeden nebo více polyetherdiolů v množství až 20 % (hmotn./hmotn.), vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi. Polyetherdiol je s výhodou vybrán ze skupiny zahrnující polyethylenglykol s molekulovou hmotností cca 3000 Daltonů nebo nižší, s výhodou cca 2000 nebo nižší, jako například cca 400, cca 500 nebo cca 700. Přidání polyetherdiolů dále zvyšuje hydrofilitu výsledné biologicky rozložitelné polyurethanové pěny.
V jednom provedení je další nadouvadlo jiné než voda vybráno ze skupiny obsahující hydrogenuhličitan amonný, hydrogenuhličitan sodný, směs kyseliny citrónové a hydrogenuhličitanu sodného, azodikarbonamid, polyethyleniminy s roubovanými adukty oxidu uhličitého.
Dalším předmětem předkládaného vynálezu je biologicky rozložitelná polyurethanová pěna připravíteIná způsobem podle předkládaného vynálezu. Tato pěna obsahuje inkorporovaný sacharid a její hustota je menší než 70 kg / m3, s výhodou v rozmezí od 10 do 50 kg / m3, výhodněji od 20 do 40 kg / m3, nejvýhodněji 30 kg / m3, a obsah otevřených buněk je v rozmezí od 70 % do 100 %, výhodněji od 80 % do 100 % a nej výhodněji od 90 % do 100 %. Velikost buněk je v rozmezí od 0,1 do 9 mm, s výhodou od 0,2 do 3 mm. Taková velikost buněk znamená, že přibližně 90 % objemu pěny má takovou velikost buněk, s výhodou alespoň přibližně 95 % objemu pěny má takovou velikost buněk. Velikost buněk může být měřena řezáním pěny a měřením velikosti buněk (průměr) pěny 5 cm x 5 cm.
Vynález je dále zaměřen na biologicky rozložitelný materiál na bázi polyurethanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy a na způsob jeho výroby.
Předmětem předkládaného vynálezu je biodegradovatelný materiál na bázi polyurethanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy zahrnuje biologicky degradovatelnou polyurethanovou pěnu podle předkládaného vynálezu a imobilizovanou mikrobiální biomasu, jako je bakteriální
CZ 2020 - 32 A3 kmen, kde mikrobiální biomasa (např. bakteriální kmen) je schopen produkovat sacharidštěpícíenzym , s výhodou enzym štěpící sacharid obecného vzorce (I), výhodněji je imobilizovaný bakteriální kmen schopen produkovat amylázu, glukosidázu, chitinázu, glykogen fosforylázu, inulinázu, celulázu, pektin degradující enzymy.
Mikrobiální biomasa může být jakákoli v oboru známá, která je schopna produkovat enzym štěpící sacharidy. Biodegradovatelná polyurethanová pěna podle předkládaného vynálezu umožňuje mikroorganismům růst na svém povrchu a v pórech tohoto porézního materiálu a vytvářet biofilm. Protože biologicky rozložitelná polyurethanová pěna podle předkládaného vynálezu obsahuje inkorporovaný sacharid (jak je definován výše), tento sacharid indukuje v mikroorganismu produkci konkrétního enzymu štěpícího sacharid. Navíc tento sacharid také slouží jako zdroj dusíku a uhlíku pro přítomný mikroorganismus, čímž zajišťuje a zlepšuje imobilizaci mikroorganismu produkujícího enzymy.
V jednom provedení je vhodná mikrobiální biomasa pro imobilizaci v biologicky rozložitelné polyurethanové pěně a produkci enzymů vybrána ze skupiny obsahující bakteriální kmen rodu Pseudomonas, Bacillus, Aeribacillus, Geobacillus, Rhodococcus; výhodně je mobilizovaným bakteriálním kmenem Pseudomonas gessardii, Bacillus cereus, Aeribacillus pallidus, výhodněji Pseudomonas gessardii CCM 8663 (Česká sbírka mikroorganismů (CCM), Česká republika).
Způsob produkce enzymů štěpících sacharidy za použití biologicky rozložitelného materiálu na bázi polyurethanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy zahrnuje následující kroky:
i) poskytnutí biologicky rozložitelné polyurethanové pěny obsahující zabudovaný sacharid podle předkládaného vynálezu;
ii) imobilizaci mikroorganismů produkujících enzymy v biologicky rozložitelné polyurethanové pěně z kroku i), čímž se získá materiál na bázi biologicky rozložitelné polyurethanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy podle předkládaného vynálezu; Imobilizace je indukována inokulací biologicky rozložitelné polyurethanové pěny z kroku i) mikroorganismem produkujícím enzym štěpícím sacharid, následovaným kultivací mikroorganismu produkujícího enzym štěpícího sacharid, dokud se nevytvoří biofilm, čímž se získá biologicky rozložitelný materiál na bázi polyurethanové pěny pro produkce enzymu štěpícího sacharid s mikroorganismem produkujícím imobilizovaný sacharid štěpící enzym; mikroorganismy tvoří biofilm, a tím se imobilizují na biologicky rozložitelnou polyurethanovou pěnu.
iii) fermentaci mikroorganismu produkujícího enzym štěpícího sacharid (např. bakteriálního kmene) imobilizovaného na biologicky rozložitelném materiálu na bázi polyurethanové pěny, což vede k produkci enzymu štěpícího sacharid;
iv) separaci enzymu štěpícího sacharid od materiálu na bázi biologicky rozložitelné polyurethanové pěny.
ad i) Poskytnutí biologicky rozložitelné polyurethanové pěny podle předkládaného vynálezu se provádí způsobem přípravy biologicky rozložitelné polyurethanové pěny popsaným výše.
ad ii) Imobilizace enzym-produkujícího mikroorganismu v biologicky rozložitelné polyurethanové pěně zahrnuje naočkování (inokulací) mikroorganismu na biologicky rozložitelnou polyurethanovou pěnu a umožnění jeho růstu po přiměřenou dobu. Přebytek neimobilizovaného mikroorganismu se poté smyje, čímž se získá biologicky rozložitelná polyurethanová pěna s mobilizovaným mikroorganismem.
ad iii) Fermentace imobilizovaného enzym-produkujícího mikroorganismu se obvykle provádí v nádobě, která je obvykle provzdušňována během fermentačního procesu (aerace závisí na typu použitého mikroorganismu - aerobní mikroorganismus vyžaduje provzdušňování, anaerobní ne),
CZ 2020 - 32 A3 včetně růstové fáze a kultivační fáze fermentace. Během fermentace se do imobilizovaného mikroorganismu dodává růstové médium. Podmínky fermentace obecně zahrnují teplotu alespoň 20 °C, např. 25 °C, 30 °C nebo 35 °C. Pokud nejsou použity termofilní mikroorganismy, měla by být maximální teplota asi 45 °C. Hodnota pH je obvykle v rozmezí od přibližně 4 do přibližně 9, proto je mírně kyselá, neutrální nebo mírně zásaditá (pH přibližně 6, přibližně 7 nebo přibližně 8). Obecně se kultivace provádí po dobu několika dní, aby se dosáhlo vhodného množství produkovaného enzymu.
ad iv) Sacharid-štěpící enzym produkovaný během fermentace je obsažen v růstovém médiu, které lze oddělit od mikroorganismu pomocí filtrace nebo dekantace, a může být izolován z růstového média obvyklými izolačními technikami. Vhodná růstová média jsou v oboru známa a zahrnují všechny podstatné prvky a živiny pro konkrétní mikroorganismy (uhlík, dusík, síra, fosfor atd.), příkladem vhodného růstového médiaje bazální solné médium (BSM) doplněné o některé C a/nebo N zdroje. Příklad takového médiaje v Tabulce 1 :
Chemické složení Koncentrace (g/L) Stopové prvky Koncentrace (mg/L)
K2HPO4 4,2 ZnSO4.7H2O 6,0
KH2HPO4 3,4 MnSO4.H2O 169
(NH4)2SO4 1,5 CuSO4.5H2O 2,0
FeSO4.7H2O 3,2
CaSO4.2H2O 2,0
Na2B4O7.10H2O 2,0
Sacharid může být přítomen nejen v biologicky rozložitelné polyurethanové pěně, ale může být také přidán do růstového média, což umožňuje kontinuální produkci enzymů.
Sacharid-štěpící enzym produkovaný imobilizovaným mikroorganismem tedy závisí na typu sacharidu obsaženého v biologicky rozložitelné polyurethanové pěně. Proto pěna obsahující škrob nebo maltodextrin je vhodná pro výrobu amylázy, pěna obsahující chitin je vhodná pro výrobu chitinázy, pěna obsahující glykogen je vhodná pro výrobu glykogenové fosforylázy, pěna obsahující inulin je vhodná pro výrobu inulinázy, pěna obsahující celulózu je vhodná pro výrobu celulázy, pěna obsahující glukózu je vhodná pro produkci glukosidázy a pektin obsahující pěna je vhodná pro produkci enzymů degradujících pektin.
Dalším předmětem předkládaného vynálezu je použití biologicky rozložitelné polyurethanové pěny podle předkládaného vynálezu v průmyslové mikrobiologii.
Dalším předmětem předkládaného vynálezu je použití biologicky rozložitelné polyurethanové pěny podle předkládaného vynálezu jako nosiče pro imobilizaci biomasy, s výhodou pro imobilizaci průmyslových produkčních mikroorganismů, výhodněji pro imobilizaci bakterií z rodu Pseudomonas, Bacillus, Aeribacillus, Geobacillus, Rhodococcus. ]cAc výhodněji Pseudomonas gessardii, Bacillus cereus, Aeribacillus pallidus, nejvýhodněji Pseudomonas gessardii CCM 8663.
Dalším předmětem předkládaného vynálezu je použití materiálu na bázi biologicky rozložitelné polyurethanové pěny s mobilizovanými mikroorganismy podle předkládaného vynálezu pro produkci sacharid-štěpícího enzymu, s výhodou je sacharid-štěpící enzym vybrán ze skupiny zahrnující amylázu, glukosidázu, glykogen fosforylázu, inulinázu, celulázu, enzymy degradující pektin.
CZ 2020 - 32 A3
Objasnění výkresů
Obr. 1: Fotografie biofilmů Pseudomonas sp. (a, b), Bacillus cereus (c, d) zAerihacilluspallidus (e, f), kultivované na biologicky rozložitelné polyurethanové pěně ze srovnávacího příkladu 2, s glukózovým substrátem po 2 (a, c, e) a 5 (b, d, f) hodinách.
Příklady provedení vynálezu
Materiály a metody
V příkladech byly použity následující metody hodnocení vlastností připravených materiálů:
Čas do začátku růstu polyuretanové pěny - detekován změnou objemu materiálu.
Čas gelace polyuretanové pěny - detekován jako doba, kdy může být polymemí struna vytvořena ponořením zkušební tyče do systému, tj. je vytvořena trojrozměrná struktura.
Čas konce růstu polyuretanové pěny - detekován stálou výškou vytvořené pěny.
Čas zavadnutí povrchu polyuretanové pěny - detekován nelepivým povrchem vytvořené pěny. Volná objemová hmotnost polyurethanové pěny byla stanovena podle české národní normy č. ČSN ENISO 845.
Obsah otevřených buněk v polyurethanové pěně byl stanoven pyknometricky podle standardního zkušebního postupu pro obsah otevřených buněk v tuhém lehčeném plastu č. ASTM D 6226-05. Distribuce velikosti buněk v polyurethanové pěně byla stanovena optickou mikroskopií.
Příklad 1:
Směs 4 g pšeničného B-škrobu Soltex NP6 (Amylon) a 63 g trimeru hexamethylendiisokyanátu (Desmodur ™ N 3300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 80 g poly(diethylenglykoladipátu) diolu s hydroxylovým číslem 47 mgKOH / g, 2,4 g vody, 4,4 g hydrogenuhličitanu amonného, 1,4 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 1,2 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,2 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 25 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Příklad 2:
Směs 2,2 g pšeničného A-škrobu SoltexNPl (Amylon) a 63 g trimeru hexamethylendiisokyanátu (Desmodur ™ N 3300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 80 g poly(diethylenglykoladipátu) diolu s hydroxylovým číslem 47 mgKOH / g, 2,4 g vody, 7,3 g hydrogenuhličitanu amonného, 1,4 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 1,2 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,2 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 45 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na
CZ 2020 - 32 A3 kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Příklad 3:
Směs 5 g maltodextrinu o dextrózovém ekvivalentu 22 a 78 g trimeru hexamethylendiisokyanátu (Desmodur ™ N 3300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 80 g poly(diethylenglykoladipátu) triolu s hydroxylovým číslem 59 mgKOH / g, 3,0 g vody, 8,0 g to hydrogenuhličitanu amonného, 1,6 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 1,2 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,2 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 25 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky 15 pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Příklad 4:
Směs 30 g maltodextrinu o dextrózovém ekvivalentu 22 a 56 g trimeru pentamethylendiisokyanátu (Desmodur TMecoN 7300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 45 g poly(diethylenglykoladipátu) diolu s hydroxylovým číslem 49 mgKOH / g, 2,3 g vody, 8,7 g 25 hydrogenuhličitanu amonného, 0,9 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 0,6 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 0,5 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 30 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky 30 pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Příklad 5:
Směs 30 g pšeničného A-škrobu SoltexNPl (Amylon) a 40 g trimeru pentamethylendiisokyanátu (Desmodur TMecoN 7300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot Z min). Poté se ke směsi přidalo 30 g poly(tetraethylenglykoladipátu) diolu s hydroxylovým číslem 51 mgKOH Z g, 1,6 g vody, 9,4 g 40 hydrogenuhličitanu sodného, 0,9 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 0,8 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 0,9 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 55 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky 45 pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Příklad 6:
Směs 10 g pšeničného A-škrobu SoltexNPl (Amylon) a 50 g hexamethylendiisokyanátu (SigmaAldrich) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 5 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 53 g poly(diethylenglykolsukcinátu) triolu s hydroxylovým číslem 83 mgKOH Z g, 4,7 g vody, 3,2 g 55 hydrogenuhličitanu amonného, 0,7 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L- 6900
CZ 2020 - 32 A3 (Momentive Performance Materials), 0,5 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 0,5 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 30 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 20 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Příklad 7:
Směs 7,5 g pšeničného B-škrobu Soltex NP6 (Amylon) a 50 g trimeru pentamethylendiisokyanátu (Desmodur TMecoN 7300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 89 g poly(diethylenglykoladipátu) triolu s hydroxylovým číslem 22 mgKOH / g, 2,1 g vody, 3,4 g hydrogenuhličitanu sodného, 1,5 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 1,1 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,1 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 75 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Příklad 8:
Směs 7,3 g chitinu (Sigma-Aldrich) a 75 g trimeru hexamethylendiisokyanátu (Desmodur ™ N 3300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 60 g poly(tetraethylenglykoladipátu) triolu s hydroxylovým číslem 49 mgKOH/g, 3,1 g vody, 3,1 g hydrogenuhličitanu amonného, 1,4 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 1,1 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,1 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 55 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny měl 5% (hmotn./hmotn.) (8B) obsah chitinu a byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13. Analogicky byly připraveny biologicky rozložitelné polyurethanové pěny s 2,5 (8A) a 7,5% (hmotn. /hmotn.) (8C) chitinu za použití 3,6 nebo 15 g chitinu pro syntézu.
Příklad 9:
Směs 30 g acetátu celulózy (Sigma-Aldrich) a 65 g trimeru hexamethylendiisokyanátu (Desmodur ™ N 3300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 57 g poly(diethylenglykoladipátu) triolu s hydroxylovým číslem 45 mgKOH / g, 2,9 g vody, 5,5 g hydrogenuhličitanu amonného, 1,3 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L- 6900 (Momentive Performance Materials), 1,0 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,0 g N, N, N ', Ν' ', Ν' '- pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 30 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
CZ 2020 - 32 A3
Příklad 10:
Směs 2,2 g glukózy a 63 g trimeru hexamethylendiisokyanátu (Desmodur ™ N 3300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 80 g poly(diethylenglykoladipátu)diolu s hydroxylovým číslem 47 mgKOH / g, 2,4 g vody, 7,7 g hydrogenuhličitanu amonného, 1,4 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 1,2 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,2 g N, N, N ', Ν' ', Ν' 'pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 23 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Srovnávací příklad 1:
Směs 4 g pšeničného B-škrobu Soltex NP6 (Amylon) a 63 g trimeru hexamethylendiisokyanátu (Desmodur ™ N 3300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté se ke směsi přidalo 80 g poly(diethylenglykoladipátu) diolu s hydroxylovým číslem 47 mgKOH Z g, 2,4 g vody, 1,4 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 1,2 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,2 g N, N, N ', Ν' ', Ν' 'pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 25 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Srovnávací příklad 2:
g poly(diethylenglykoladipátu) diolu s hydroxylovým číslem 47 mgKOH / g, 2,4 g vody, 1,4 g silikonové povrchově aktivní látky Niax ™ Silicone L-6900 (Momentive Performance Materials), 1,2 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 1,2 g N, N, N ', Ν' ', Ν' 'pentamethyldiethylenetriaminu (Polycat ™ 9, Air Products) bylo smícháno a zhomogenizováno v plastovém kelímku po dobu 5 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot / min). Poté bylo do směsi přidáno 63 g trimeru hexamethylendiisokyanátu (Desmodur ™N 3300, Covestro) a směs se homogenizovala dalších 60 s. Reakční směs se poté nalila do otevřené formy a nechala se volně vypěnit při 23 °C a poté dotvrdit při pokojové teplotě po dobu 48 hodin. Procesní charakteristiky pěny a vlastnosti připravené pěny jsou shrnuty v Tabulce 2. Připravený blok pěny byl nařezán na kostky 10x10x10 mm, které byly použity jako porézní nosiče mikrobiální biomasy podle Příkladu 13.
Tabulka 2: Charakteristiky vypěňování a získaných porézních polyurethanových pěn
CZ 2020 - 32 A3
Inkorporovaný induktor ti / Ϊ2 / Ϊ3 / Ϊ4 (min) p (kg/m3) Ov (%) Průměrná velikost pórů (mm)
Příklad 1 B-škrob (2,5 %) 2,0/5,5/6,0/8,0 68 94 0,45
Příklad 2 A-škrob (1,2%) 1,75 /5,0/5,25 /6,5 66 95 0,49
Příklad 3 Maltodextrin (2,5 %) 2,5/5,5/7,5/10,3 55 94 0,36
Příklad 4 Maltodextrin (21 %) 2,1/4,9/7,0/9,5 65 90 0,31
Příklad 5 A-škrob (30 %) 1,8/3,7/4,6/6,5 61 85 0,35
Příklad 6 A-škrob (9 %) 1,9/5,8/6,5/8,5 52 94 0,48
Příklad 7 B-škrob (5 %) 1,7/2,1/2,6/2,9 66 89 0,35
Příklad 8 Chitin (5,0 %, 2,5 % and 7,0 %) 1,8/3,7/4,6/6,5 68 94 0,50
Příklad 9 Acetát celulózy (20 %) 4,2 / 7,3 / 7,8 / 8,3 64 94 0,56
Příklad 10 Glukóza (1,2%) 2,5/5,5/6,7/8,5 55 95 0,30
Srovnávací příklad 1 B-škrob (2,5%) 2,0/4,5/6,25/8,8 100 45 0,29
Srovnávací příklad 2 (0 %) 1,9/3,7/4,2/12 112 64 0,70
ti - čas do začátku růstu polyuretanové pěny; Ϊ2 - čas gelace polyuretanové pěny; Ϊ3 - čas konce růstu polyuretanové pěny; U - čas zavadnutí povrchu polyuretanové pěny; p volná objemová hmotnost polyurethanové pěny; Ov % otevřených buněk v polyurethanové pěně
Příklad 11: Mikroorganismy použité pro produkci enzymů
Testované bakteriální druhy (Pseudomonas gessardi, Bacillus cereus a Aeribacillus pallidus) byly skladovány v mrazničce při -80 °C (Liebherr CP 4023) v roztoku 25% glycerolu v ίο mikrotrubičkách. Před testováním byly všechny bakteriální kultury asepticky (ve flowboxu) naočkovány v Petriho misce obsahující růstové médium (DEV agar), obsahy DEV agaru, jak je uvedeno výrobcem, jsou uvedeny v Tabulce 3. Naočkované Petriho misky byly umístěny do exsikátoru, kde došlo ke kultivaci při pokojové teplotě.
Tabulka 3: Obsahy DEV agaru
DEV agar_________
Agar 15 g.L1________
ZelatinalO g.L1
Extrakt z masa 10 g.L1
Pepton z masa 10 g.L1 Chlorid sodný 5 g.L1
CZ 2020 - 32 A3
Příklad 12: Mikroskopická analýza pěny
Mikroskopie byla provedena pomocí mikroskopu Olympus BX40 a fotografie byly pořízeny fotoaparátem Canon EOS 700D.
Fotografie biologicky rozložitelné polyurethanové pěny, která se dále používala pro kultivaci mikrobiálních biofilmů, byly pořízeny nebarvené a barvené. Barvení bylo provedeno pomocí Gram I - Gial Violet, Sigma-ALDRICH, USA, G2039-256, Gram II - jodid draselný + resublimovaný jód a Safranin O, Sigma-ALDRICH, USA, 84120-256, termofilní bakterie byly barveny inkoustem.
Příklad 13: Mikrobiální kultivace biofilmu na biologicky rozložitelnépolyurethanovépěně
Mikrobiální kultivace biofilmu byla prováděna v 250 ml Erlenmayerových bankách, každá kultivace byla opakována dvakrát. Každý testovaný mikroorganismus byl kultivován v přítomnosti a nepřítomnosti konkrétního substrátu (glukóza, pepton, ethanol). Do každé kultivační baňky byly vloženy čtyři kousky biologicky rozložitelné polyurethanové pěny připravené podle tohoto vynálezu. Mikrobiální kultura byla potom pěstována s použitím konkrétního substrátu a byla změřena optická hustota jednotlivých vzorků 1 kus pěny a 1 ml substrátu. Jako růstové médium bylo použito bakteriální standardní médium (BSM), které mělo následující složení: 6,8 [g.L1] KH2PO4, 8,6 [g.L1] K2HPO4, 4 [g.L1] (NH4)2SO4, 0,68 [g.L1] MgCl2.6H2O, 200 [pL.L1] stopových prvků, médium BSM bylo připraveno rozpuštěním výše uvedených množství K2HPO4 (99%, ΡΕΝΤΑ, číslo šarže 280308) a KH2PO4 (99%, Lach-Ner, číslo šarže PP / 2010/06505) v 1 litru destilované vody, (NH4)2SO4 (99%, ΡΕΝΤΑ, číslo šarže 150596), MgCf.óFfO (99%, LachNer), PP / 2012/06969) a stopové prvky, uvedené v Tabulce 4, byly rozpuštěny v dalším 1 litru destilované vody. Oba roztoky byly sterilizovány při 121 0 C v autoklávu a poté smíchány za aseptických podmínek (v Flowboux Safe Fast Elita).
Tabulka 4: Stopové prvky používané pro médium BSM
Složka Koncentrace [g.L1]
ZnSO4.7H2O 6
MnSO4.H2O 2
CuSO4.5H2O 2
FeSO4.7H2O 3,2
CaSO4.0,5H2O 3
CoSO4.7H2O 2
N2B4O7.I0H2O 2
Bakteriální buňky každého testovaného druhu, kultivované v Petriho miskách podle Příkladu 11, byly použity k inokulaci sterilních 250 ml Erlenmayerových baněk obsahujících 70 ml BSM média a 70 ml sterilní destilované vody, aby se dosáhlo počáteční optické hustoty 0,2. Výsledné suspenze byly obohaceny výše uvedenými substráty a kultivovány při 30 °C a 120 ot / min (laboratorní třepačka).
Po 5 hodinách byly do jednotlivých suspenzí umístěny sterilní biologicky rozložitelné polyurethanové pěny podle tohoto vynálezu (biologicky rozložitelné polyurethanové pěny byly sterilizovány při 110 °C v sušicí komoře Zalimp, KBC G16 / 250, Polsko).
Byla měřena skutečná koncentrace substrátu (HPLC) a optická hustota. Suspenze byly dále třepány při 30 °C a 120 ot / min (laboratorní třepačka) a další vzorky byly odebrány po 2, 3, 4 a 5 hodinách kultivace. Vzorky biodegradovatelné polyuretanové pěny byly poté zbarveny za použití Gramova barvení a analyzovány pomocí mikroskopie (mikroskop Olympus BX40, zoom 40x). Pro každý
CZ 2020 - 32 A3 vzorek byla poté vypočtena plocha pokrytá konkrétním biofilmem.
Optická hustota byla měřena pomocí spektrofotometru (Biochrom, Libra S22, vlnová délka 600 nm) pro analýzu skutečného růstu bakteriální kultury v konkrétní suspenzi. Byla pozorována korelace s růstem biofílmu.
Růst biofílmu byl analyzován s použitím fotografií biologicky rozložitelné polyurethanové pěny (syntetizované ve Srovnávacím příkladu 2) odebraných z kultivační suspenze po 2, 3, 4 a 5 hodinách pomocí programu NIS-elements AR 3.0. Obr. 1 zobrazuje fotografie biofilmů Pseudomonas sp, Bacillus cereus a Aeribacillus pallidus, kultivovaných na biologicky rozložitelné polyurethanové pěně ze Srovnávacího příkladu 2, s glukózovým substrátem po 2 a 5 hodinách, jiné kultivace používající jiné biologicky rozložitelné polyurethanové pěny podle předkládaného vynálezu (jako substráty) vykazovaly podobný nárůst biofílmu.
Příklad 14: Příklady produkčních kultivací a stanovení enzymatické aktivity
Podmínky kultivace:
Teplota: 22 °C
Růstové médium: BSM pH: 7,5
Přidání buněčné suspenze: 200 pl buněčné suspenze do 50 ml BSM (optická hustota cca 0,1)
Kultivace za použití laboratorní třepačky
Přidání ethanolu: 19 μΐ (na začátku kultivace) a 32 μΐ (2. den kultivace)
Testované mikroorganismy a podmínky jsou uvedeny v Tabulce 5.
Tabulka 5
induktor Substrát Testovaný mikroorganismus
esterázy (lipázová aktivita) samotná pěna pHPA, pNPB, p-NPD Pseudomonas gessardi Bacillus cereus
amylázy maltodextrin 4-Nitrofenyl a-Dmaltohexaosid (aktivita alfaamylázy) Pseudomonas gessardi Bacillus cereus \Aeribacillus pallidus
amylázy škrob 4-Nitrofenyl a-Dmaltohexaosid (aktivita alfaamylázy) Pseudomonas gessardi Bacillus cereus
chitinázy chitin MUFN Pseudomonas gessardi
ml sterilního BSM bylo přidáno do sterilní Erlenmayerovy baňky s 0,5 g biologicky rozložitelnou polyurethanovou pěnou podle předkládaného vynálezu obsahující 5 % (hmotn./hmotn.) chitinu (Příklad 8B), 5 % (hmotn./hmotn.) B- škrobu (Příklad 7) a 2,5 % (hmotn./hmotn.) maltodextrinu (Příklad 3), a komerční pěny jako kontroly. Do každé baňky byla
CZ 2020 - 32 A3 přidána buněčná suspenze tak, aby výsledná optická hustota byla asi 0,1; celkem bylo připraveno 10 vzorků (3 vzorky každé biologicky rozložitelné pěny a 1 kontrola), ke kontrolnímu vzorku a ke dvěma ze tří vzorků každé pěny podle předkládaného vynálezu byl přidán ethanol.
Druhý den kultivace byl ke vzorkům přidán ethanol. Na konci kultivace byla enzymatická aktivita měřena spektrofotometricky při vlnové délce 405 nm. Měření byla prováděna bezprostředně po začátku enzymatické reakce, poté po 0,5 hodině, 1,5 hodiny, 2,5 hodiny a 3,5 hodiny po začátku enzymatické reakce. Tabulka 6 ukazuje hodnoty optické hustoty získané na začátku kultivace a po 5 dnech kultivace.
Tabulka 6
sacharid inkorporovaný do pěny Příklad č. hmotnost použité Pěny (g) optická hustota (začátek) optická hustota (konec)
Chitin 1 + EtOH Příklad 8B 0,51 0,079 0,598
Chitin 2 + EtOH Příklad 8B 0,49 0,113 0,594
Chitin 3 Příklad 8B 0,51 0,139 0,279
Škrob 1 + EtOH Příklad 7 0,50 0,109 0,620
Škrob 2 + EtOH Příklad 7 0,51 0,116 0,602
Škrob 3 Příklad 7 0,50 0,115 0,272
Maltodextrin 1 + EtOH Příklad 3 0,52 0,117 0,636
Maltodextrin 2 + EtOH Příklad 3 0,51 0,104 0,609
Maltodextrin 3 Příklad 3 0,51 0,101 0,293
Komerční pěna + EtOH - 0,49 0,100 0,670
Poznámka: Každá pěna měla tři paralelní vzorky, ke dvěma ze tří vzorků každé pěny byl přidán EtOH.
Enzymatické aktivity jsou uvedeny v Tabulce 7, nejvyšší enzymatická aktivita byla pozorována u chitináz produkovaných Pseudomonas gessardi a lipáz produkovaných Pseudomonas gessardi.
Tabulka 7: Enzymatické aktivity
Amylázová aktivita (μΜ-h1·!1)
0,2 ± 0,04 (±EtOH) pěna s inkorporovaným škrobem Příklad 7 (Aeribacillus pallidus)
0,2 ± 0,03 (±EtOH)
0,222 ±0,051
0,1 ± 0,026 (±EtOH) pěna s inkorporovaným škrobem Příklad 7 (Pseudomonas gessardi)
0,7 ±0,014
0,19 ± 0,037 (±EtOH) pěna ze Srovnávacího příkladu 2 (Pseudomonas gessardi)
0,17 ±0,051 (±EtOH)
0,17 ±0,048
0,2 ± 0,037 (±EtOH) pěna s inkorporovaným maltodextrinem - Příklad 3 (Bacillus cereus)
0,2 ± 0,057
CZ 2020 - 32 A3
0,21 ± 0,019 (±EtOH) pěna s inkorporovaným maltodextrinem - Příklad 3 (Aeribacillus pallidus)
0,3 ± 0,081 (±EtOH) pěna s inkorporovaným maltodextrinem - Příklad 3 (Pseudomonas gessardi)
Chitinázová aktivita (μΜ-h1·!1)
0,62 ± 0,035 (±EtOH) pěna s inkorporovaným chitinem Příklad 8B (Pseudomonas gessardi)
0,49 ±0,039 pěna ze Srovnávacího příkladu 2 (Pseudomonas gessardi)
Příklad 15: Produkce chitinázy bakteriemi mobilizovanými na biologicky rozložitelné polyurethanové pěně z Příkladu 8
Porézní biologicky rozložitelná polyurethanová pěna byla syntetizována podle Příkladu 8, přičemž složení je uvedeno v Tabulce 8. V Tabulce 9, jsou podrobně uvedeny výsledky produkce chitinázy.
Tabulka 8: Složení biologicky rozložitelných polyurethanových pěn
pěna 8A pěna 8B pěna 8C
chitin 2,5% (3,6 g) 5 % (7,3 g) 7,5 % (15 g)
Desmodur ™ N 3300 75 g 75 g 75 g
poly(tetraethylenglycoladipát) triol 60 g 60 g 60 g
voda 3,1 g 3,1 g 3,1 g
hydrogenuhličitan sodný 3,1 g 3,1 g 3,1 g
Niax ™ Silicone L-6900 1,4 g 1,4 g 1,4 g
Dibutylcíndilaurát 1,1 g 1,1 g 1,1 g
Polycat ™ 9 1,1 g 1,1 g 1,1 g
Kmen bakterií Pseudomonas gessardii CCM 8663 byl mobilizován na biologicky rozložitelné polyurethanové pěny podle předchozích Příkladů 13 a 14.
Imobilizované bakterie byly kultivovány v médiu BSM. K tomu byla případně přidána glukóza 15 (1% roztok) nebo ethanol (1% roztok). Byl pozorován růst biomasy a bylo prokázáno, že i v prostředí s nízkým obsahem uhlíku (i, e, pouze BSM), došlo k bakteriálnímu růstu. Navíc byl pozorován významný růst u vzorků s přidanou glukózou.
Byly provedeny tři experimenty s 2,5% (8A), 5% (8B) a 7,5% (8C) chitinem, produkce chitinázy
CZ 2020 - 32 A3 ze tří pěn (8A, 8B a 8C) byla měřena během 72 hodin při 25 °C , jak je uvedeno v Tabulce 9.
Tabulka 9: Podrobnosti o produkci chitinázy
Koncentrace chitinázy (μΜ/h/L)
Koncentrace chitinu 24 h 48 h 72 h
(%)
2,5 6,46 1,67 0,63
5 8,75 1,25 0,94
7,5 15,21 0,83 5,00
V dalším sérii experimentů byla pěna s 5% chitinem použita pro měření plochy pokryté bakteriemi po 24 hodinách při 20, 25 a 30 °C. Pokrytí bylo dobré v případě všech experimentů (> 70 %), ale nej vyšší pokrytí bylo dosaženo při reakci prováděné při 25 °C (92 %). Tato hodnota byla ovlivněna množstvím použitého inokula. Ačkoli všechna množství mezi 0,5 a 2 % (v / v) jsou dobrá (inokulum obsahovalo 108 bakterií), nejlepší výsledky (92 %) byly získány s 1 % (v / v) inokula.
Produkce chitinázy na třech pěnách byla měřena během 72 hodin při 25 °C, jak je uvedeno v Tabulce 10.
Tabulka 10
Koncentrace chitinázy (pM/h/L)
Inokulace (v/v %) 24 h 48 h 72 h
0,5 26,88 10,42 5,63
1 20,00 15,42 10,63
2 25,21 10,42 13,13
Všechna tři očkovací množství poskytla dobré výsledky, 1 obj. % pak poskytla výsledky nejvíce konzistentní.
V dalším souboru experimentů byly testovány tři zdroje uhlíku při koncentraci 200 mg / 1, fermentace při 25 °C a pH 7. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 11.
Tabulka 11
Koncentrace chitinázy (pM/h/L)
Zdroj uhlíku 24 h 48 h 72 h
Pepton 25,63 10,42 13,33
Výtažek z kvasnic 30,83 14,17 12,08
Glukóza 20,00 15,42 10,63
Všechny tři zdroje lze použít s dobrými výsledky.
Další testy byly prováděny při pH od 6 do 8 a pufrovány za použití vhodného množství solí fosfátových kyselin. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 12. Pokrytí pěny bakteriemi bylo> 90 % při pH 7 i pH 8. Produkce byla měřena 72 hodin při 25 °C.
CZ 2020 - 32 A3
Tabulka 12
Koncentrace chitinázy (μΜ/h/L)
Hodnota pH 24 h 48 h 72 h
6 23,54 5,00 8,54
7 7,71 16,67 4,38
8 16,25 13,54 12,29
Všechny výsledky jsou považovány za dobré. Použitý bakteriální kmen vykazuje nejlepší výsledky při pH 8.

Claims (14)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob přípravy biodegradovatelné polyurethanové pěny, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:
    i) smíchání alespoň jednoho alifatického isokyanátu nesoucího alespoň dvě isokyanátové skupiny s alespoň jedním sacharidem v hmotnostním poměru v rozmezí od 1:1 do 30:1 za vzniku prekurzoru sacharid-isokyanát;
    ii) homogenizaci prekurzoru sacharid-isokyanát z kroku i) s 20 až 70 % (hmotn./hmotn.), vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi, alespoň jednoho biologicky rozložitelného alifatického polyester-etherpolyolu s molekulovou hmotností v rozmezí od 0 do 10 000 g/mol a hydroxylovém čísle od 10 do 100 mgKOH/g; s 1 až 5 % (hmota../hmoto.), vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi, vody a s 1 až 10 % (hmota. / hmota.) alespoň jednoho dalšího nadouvadla jiného než voda, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi;
    iii) vypěnění homogenizované směsi z kroku ii) při teplotě v rozmezí od 20 do 100 °C, za vzniku biodegradovatelné polyurethanové pěny obsahující inkorporovaný sacharid.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že další nadouvadlo je vybráno ze skupiny zahrnující hydrogenuhličitan amonný, hydrogenuhličitan sodný, směs kyseliny citrónové a hydrogenuhličitanu sodného, azodikarbonamid, polyethyleniminy s roubovanými adukty oxidu uhličitého.
  3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že sacharidem je monosacharid nebo sacharid vybraný ze skupiny obsahující sacharidy obecného vzorce (I)
    kde n^Q celé číslo v rozmezí od 2 do 50 000;
    R je vybrán ze skupiny sestávající z - OH, -NH2, -NH-C(=O)-CH3, -O-C(=O)-R3;
    R je vybrán ze skupiny sestávající z -CH2-OH, -CH2-O-C(=O)-R3, -C(=0)-0M;
    R3 je (Ci-Cs)alkyl, který může být lineární nebo rozvětvený;
    M je vodík, kationt amonný, kationt alkalického kovu nebo kationt kovu alkalických zemin.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alifatický isokyanát je vybrán ze skupiny zahrnující pentamethylendiisokyanát, hexamethylendiisokyanát, dimery pentamethylendiisokyanáta, dimery hexamethylendiisokyanátu, trimery pentamethylendiisokyanátu, trimery hexamethylendiisokyanátu, cyklohexyldiisokyanát,
    CZ 2020 - 32 A3 methylendicyklohexyldiisokyanát, isoforondiisokyanát, polyisokyanáty z rostlinných olejů, methylester L-lysindiisokyanátu, ethylester L-lysindiisokyanátu.
  5. 5. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alifatický polyester-etherpolyol je vybrán ze skupiny zahrnující poly(diethylenglykoladipát) diol, poly(triethylenglykoladipát) diol, poly(tetraethylenglykoladipát) diol, poly(diethylenglykoladipát) triol, poly(triethylenglykoladipát) triol, poly(tetraethylenglykoladipát) triol, poly(diethylenglykolsukcinát) diol, poly(triethylenglykolsukcinát) diol, poly(tetraethylenglykolsukcinát) diol, poly(diethylenglykolsukcinát) triol, poly(triethylenglykolsukcinát) triol, poly(tetraethyl englykol sukcinát) tri ol.
  6. 6. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se ke směsi, která má být homogenizována v kroku ii), přidá povrchově aktivní látka.
  7. 7. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se ke směsi, která má být homogenizována v kroku ii), přidá katalyzátor.
  8. 8. Biodegradovatelná polyuretanová pěna, obsahující inkorporovaný sacharid, mající hustotu menší než 70 kg/m3 a obsah otevřených buněk alespoň 70 %, připravitelná způsobem podle kteréhokoli z předcházejících nároků.
  9. 9. Biodegradovatelný materiál na bázi polyurethanové pěny pro produkci sacharid-štěpícího enzymu zahrnující biodegradovatelnou polyurethanovou pěnu podle nároku 8 a mobilizovaný mikroorganismus, přičemž mikroorganismus je uzpůsoben pro produkci sacharid-štěpícího enzymu, přičemž sacharid inkorporovaný do biodegradovatelné polyurethanové pěny je stejný jako substrát pro sacharid-štěpící enzym produkovaný mobilizovaným mikroorganismem.
  10. 10. Materiál podle nároku 9, kde mobilizovaným mikroorganismem je bakteriální kmen vybraný z rodu Pseudomonas, Bacillus, Aeribacillus, Geobacillus, Rhodococcus; s výhodou je imobilizovaný bakteriální kmen vybrán ze skupiny obsahující Pseudomonas gessardii, Bacillus cereus, Aeribacillus pallidus.
  11. 11. Způsob produkce sacharid-štěpících enzymů, vyznačený tím, že zahrnuje následující kroky:
    i) poskytnutí biodegradovatelné polyurethanové pěny podle nároku 8;
    ii) inokulaci biodegradovatelné polyurethanové pěny z kroku i) mikroorganismem produkujícím sacharid-štěpící enzym a kultivaci tohoto mikroorganismu produkujícího sacharid-štěpící enzym do vytvoření biofilmu, čímž se získá biodegradovatelný materiál na bázi polyurethanové pěny pro produkci sacharid-štěpícího enzymu s mobilizovaným mikroorganismem produkující sacharidštěpící enzym podle kteréhokoli z nároků 9 nebo 10;
    iii) fermentaci mikroorganismu, produkujícího sacharid-štěpící enzym, imobilizovaného na biodegradovatelné polyurethanové pěně, což vede k produkci sacharid-štěpícího enzymu;
    iv) separaci sacharid-štěpícího enzymu od materiálu na bázi biodegradovatelné polyurethanové pěny.
  12. 12. Použití biodegradovatelné polyurethanové pěny podle nároku 8 v průmyslové mikrobiologii.
  13. 13. Použití biodegradovatelné polyurethanové pěny podle nároku 8 jako nosiče pro imobilizaci biomasy, s výhodou pro imobilizaci průmyslových produkčních mikroorganismů, výhodněji pro imobilizaci bakterií z rodu Pseudomonas, Bacillus, Aeribacillus, Geobacillus, Rhodococcus; ještě výhodněji vybraných ze skupiny zahrnující Pseudomonas gessardii, Bacillus cereus,
    CZ 2020 - 32 A3
    Aeribacillus pallidus.
  14. 14. Použití biodegradovatelného materiálu na bázi polyurethanové pěny podle kteréhokoli z nároků 9 nebo 10 pro produkci sacharid-štěpícího enzymu, s výhodou je sacharid-štěpící enzym 5 vybrán ze skupiny zahrnující amylázu, glukosidázu, glykogen fosforylázu, inulinázu, celulázu, pektin degradující enzymy.
CZ202032A 2020-01-22 2020-01-22 Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štepících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití CZ308954B6 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202032A CZ308954B6 (cs) 2020-01-22 2020-01-22 Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štepících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití
EP21701881.1A EP4093797A1 (en) 2020-01-22 2021-01-21 Biodegradable polyurethane foam, biodegradable polyurethane foam-based material for saccharide-cleaving enzyme production, method of synthesis and use thereof
PCT/CZ2021/050007 WO2021148064A1 (en) 2020-01-22 2021-01-21 Biodegradable polyurethane foam, biodegradable polyurethane foam-based material for saccharide-cleaving enzyme production, method of synthesis and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202032A CZ308954B6 (cs) 2020-01-22 2020-01-22 Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štepících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ202032A3 true CZ202032A3 (cs) 2021-08-04
CZ308954B6 CZ308954B6 (cs) 2021-10-06

Family

ID=74285172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ202032A CZ308954B6 (cs) 2020-01-22 2020-01-22 Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štepících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4093797A1 (cs)
CZ (1) CZ308954B6 (cs)
WO (1) WO2021148064A1 (cs)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4065705A4 (en) * 2019-11-29 2023-12-13 Evoco Ltd. POLYESTER-BASED BIODEGRADABLE POLYURETHANE FOAMS
CN114507362B (zh) * 2022-03-17 2023-03-31 四川大学 喷雾法制备改性聚乙烯亚胺二氧化碳加合物微球发泡剂
JPWO2024135690A1 (cs) * 2022-12-21 2024-06-27

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748192A (en) 1986-03-24 1988-05-31 Urylon Development, Inc. Aliphatic polyurethane sprayable coating compositions and method of preparation
US20080075885A1 (en) * 2003-08-19 2008-03-27 Heng-Yong Nie Method of Controllable Morphology of Self-Assembled Monolayers on Substrates
CN103571810A (zh) 2012-08-07 2014-02-12 湖南鸿鹰生物科技有限公司 一种优化的发酵高产几丁质酶的方法
CN103088005A (zh) 2013-01-31 2013-05-08 四川农业大学 提高桑氏链霉菌kj40产几丁质酶的培养基及几丁质酶含菌制剂和应用
WO2015017847A1 (en) 2013-08-02 2015-02-05 International Park Of Creativity Polyurethane biofoams derived from natural products and methods of making and using thereof
CN104694516A (zh) 2013-12-09 2015-06-10 青岛根源生物技术集团有限公司 一种微生物生产普脂肪酶的方法
CN104893997B (zh) 2014-03-05 2018-01-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种低温生产几丁质酶的菌株及其发酵方法
CN104130961A (zh) 2014-07-25 2014-11-05 南京工业大学 一株产几丁质酶的菌株及其在酶解几丁质中的应用
CN104450561B (zh) 2014-11-12 2017-06-06 华南理工大学 一株产甲壳素酶菌株及其利用蟹壳发酵产甲壳素酶的应用
CN104357361B (zh) 2014-11-14 2015-06-03 青岛农业大学 一株产几丁质酶的枯草芽孢杆菌及其应用
US20160242422A1 (en) 2015-02-19 2016-08-25 Mark C. Elizer Agricultural composition containing chitin and chitinase-producing bacteria for treating soil and plants
CN107099467B (zh) 2017-01-25 2020-01-17 中国烟草总公司海南省公司 一株铜绿假单胞菌xcs007及其在防治烟草黑胫病中的应用
CZ30634U1 (cs) * 2017-03-23 2017-05-02 Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. Pachové zradidlo zvěře
CZ307421B6 (cs) * 2017-03-23 2018-08-08 Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. Pachové zradidlo zvěře
CN109852596B (zh) * 2019-04-04 2020-02-21 江苏省生产力促进中心 一种利用固定化桔青霉发酵制备核酸酶p1的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CZ308954B6 (cs) 2021-10-06
EP4093797A1 (en) 2022-11-30
WO2021148064A1 (en) 2021-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mishra et al. Biochemistry, synthesis, and applications of bacterial cellulose: a review
EP1149849B1 (de) Verfahren zur Herstellung von kovalent gebundenen biologisch aktiven Stoffen an Polyurethanschaumstoffen sowie Verwendung der geträgerten Polyurethanschaumstoffe für chirale Synthesen
van Zyl et al. Hierarchical structure of bacterial-derived cellulose and its impact on biomedical applications
Willaert et al. Gel entrapment and micro-encapsulation: Methods, applications and engineering principles
Rodrigues et al. Response surface statistical optimization of bacterial nanocellulose fermentation in static culture using a low-cost medium
CZ202032A3 (cs) Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štepících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití
Ng et al. Preparation and modification of water-blown porous biodegradable polyurethane foams with palm oil-based polyester polyol
Sran et al. Production, characterization and bio-emulsifying activity of a novel thermostable exopolysaccharide produced by a marine strain of Rhodobacter johrii CDR-SL 7Cii
Vorlop et al. Entrapment of microbial cells within polyurethane hydrogel beads with the advantage of low toxicity
CN101426855A (zh) 用于制备可生物降解的聚氨酯基泡沫的组合物和可生物降解的聚氨酯泡沫
US20080161605A1 (en) Stable biodegradable, high water absorbable polyglutamic acid hydrogel by 3-dimensional cross-linking and its preparation method
KR20190033058A (ko) 다당류를 포함하는 폴리우레탄 중합체
Beneš et al. Multifunctional and fully aliphatic biodegradable polyurethane foam as porous biomass carrier for biofiltration
EP1550469A1 (en) Stable biodegradable, water absorbing gamma-polyglutamic acid hydrogel
Andrade et al. Bacterial cellulose: properties, production and applications
US11939569B2 (en) Biodegradable polyester-based polyurethane foams
EP2581444B1 (en) Deacetylation hydrolase of hyaluronic acid, hyaluronic acid deacetylated by same and derivative thereof
Borin et al. An overview on polymer gels applied to enzyme and cell immobilization
EP3459566A1 (en) Method for obtaining a self-supporting bacterial foam and the foam obtained by said method
Salle et al. A review on extremozymes biocatalysis: a green industrial approach for biomaterials production
KR20090032621A (ko) 인산/하이드로프로필 가교 전분을 이용한 생분해성 필름
Javadi et al. Biobased and biodegradable PHBV-based polymer blends and biocomposites: properties and applications
Shehata et al. Immobilization of pullulanase from local isolate Bacillus subtilis MF467279 strain onto Magnetic@ TEMPO cellulose nanospheres for hydrolysis of Pullulan
Ullah et al. Cell-Free Nanocellulose Synthesis: Mechanism, Characterization, and Applications
Jovanovic-Malinovska et al. The use of poly (ethylene oxide) hydrogels as immobilization matrices for yeast cells

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20230122