CZ308954B6 - 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
CZ308954B6
CZ308954B6 CZ202032A CZ202032A CZ308954B6 CZ 308954 B6 CZ308954 B6 CZ 308954B6 CZ 202032 A CZ202032 A CZ 202032A CZ 202032 A CZ202032 A CZ 202032A CZ 308954 B6 CZ308954 B6 CZ 308954B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
polyurethane foam
saccharide
biodegradable polyurethane
foam
poly
Prior art date
Application number
CZ202032A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ202032A3 (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 makromolekulární 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 makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i., Biomosae filed Critical Ústav makromolekulární 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (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 alespoň jednoho biologicky rozložitelného alifatického polyester-etherpolyolu s molekulovou hmotností v rozmezí od 200 do 10 000 g/mol a hydroxylovém čísle od 10 do 100 mgKOH/g, 1 až 5 % hmotn. vody a 1 až 10 % hmotn. alespoň jednoho nadouvadla jiného než voda, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi; iii) vypěnění homogenizované směsi z kroku ii) při teplotě od 20 do 100 °C.

Description

Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká biologicky rozložitelné polyuretanové 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 polyuretan, 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 polyuretanové pěny umožňuje začlenit určité látky do struktury materiálu, které pak mohou působit jako inhibitory nebo induktory aktivity biofilmu vytvořeného na polyuretanovém nosiči.
Syntéza polyuretanových 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 polyuretanů 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 polyuretanové 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 polyuretanových 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
- 1 CZ 308954 B6 nebezpečné pro životní prostředí. Tyto pěny navíc nejsou biologicky aktivní (neslouží jako zdroj živin pro mikroorganismy nebo se biologicky nerozkládají).
Použití konvenční aromatické polyuretanové pěny jako nosiče pro mikrobiální biomasu je známé. Pro přípravu nosiče biomasy jsou však výhodné výhradně alifatické polyuretanové 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 4748192], Lee a kol. připravil plně alifatickou polyuretanovou pěnu z 1,6-hexamethylendiisokyanátu (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 2016/242422; CN 104450561; CN 104357361; CN 107099467; CN 104893997; CN 103088005; CN 103571810; CN 104694516; CN 104130961], US 9868811 popisuje způsob přípravy polyuretanové pěny se zabudovaným polysacharidem-chitinem, chitosanem, glukosaminem, /V-acetylglukosaminem, guarem, celulózou. Nevýhodou popsaného postupu je však potřeba chemické modifikace chitosanu a použití rozpouštědla (vody nebo vodného roztoku kyseliny), které musí být z konečné pěny odstraněno.
Bakteriální kmeny Aeribacillus pallidus, Pseudomonas gessardii a Bacillus cereus jsou běžně komerčně dostupné a používají se jako průmyslově produkční mikroorganismy pro produkci enzymů. Bakterie Aeribacillus pallidus se využívá pro produkci lipáz (Ktata et al., Environmental Science and Pollution Research, https://doi.org/10.1007/sll356-020-07853-x), proteáz (Sondes et al., International Journal of Biological Macromolecules http://dx.doi.Org/10.1016/j.ijbiomac.2016.09.112) a exopolysacharidů (Radchenkova et al., Journal of Applied Microbiology 119, 1301-1309 ® 2015 The Society for Applied Microbiology). Pseudomonas gessardii se využívá pro produkci lipáz (K. Ramani et al., Process Biochemistry 45 (2010) 1683-1691) a Bacillus cereus se využívá pro produkci celuláz, proteáz, aminopeptináz (CN 109251914 A, CN 106754464 A, CN 104651283 A).
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález eliminuje výše uvedené nevýhody výroby biotechnologických enzymů použitím porézního polyuretanu 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 polyuretanová 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 sacharidové 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 imobilizované bakteriální populace; iii) opakované použití imobilizované
- 2 CZ 308954 B6 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 polyuretanů, který obsahuje zabudovaný induktor enzymatické aktivity, který slouží k mobilizaci produkčních kmenů mikroorganismů v průmyslových biotechnologiích.
Předmětem předkládaného vynálezu je způsob syntézy biologicky rozložitelné polyuretanové pěny, který zahrnuje následující kroky:
i) smíchání alespoň jednoho alifatického isokyanátu, nesoucího alespoň dvě isokyanátové (-NCO) 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 % hmota, alespoň jednoho biologicky rozložitelného alifatického polyester-etherpolyolu s molekulovou hmotností v rozmezí od 200 do 10 000 g/mol a hydroxylovým číslem od 10 do 100 mg KOH/g, 1 až 5 % hmota, vody a 1 až 10% hmota, alespoň jednoho 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, což vede k biologicky rozložitelné polyuretanové pěně obsahující inkorporovaný sacharid, která má hustota menší než 70 kg/m3 a obsah otevřených buněk alespoň 70 %. 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 polyuretanové 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 od5:l 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 % hmota., výhodněji v rozmezí od 35 do 55 % hmota., ještě výhodněji v rozmezí od 45 do 50 % hmota.
Výhodně je hydroxylové číslo biodegradovatelného alifatického polyester-etherpolyolu v rozmezí od 20 do 80 mg KOH/g, výhodněji od 30 do 70 mg KOH/g, ještě výhodněji od 40 do 60 mg KOH/g, nej výhodněji 50 mg KOH/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 % hmota., výhodněji od 2 do 3,5 % hmota., ještě výhodněji od 2,5 do 3 % hmota.
S výhodou je obsah dalšího nadouvadla jiného než voda, vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii), od 2 do 8,5 % hmota., výhodněji od 3 do 7 % hmota. , ještě výhodněji od 4 do
- 3 CZ 308954 B6 % hmota., nej výhodněji 5 % hmota.
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 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 % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii), výhodněji od 0,6 do 1,2 % hmota., ještě výhodněji od 0,7 do 1 % hmota., nejvýhodněji od 0,8 do 0,9% hmota., 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 vybrán ze skupiny obsahující oktanoát cínatý, dibutylcíndilaurát (DBTL), N,Ndimethylbenzylamin, Λ'.Λ'.Λ''.Λ'''.Λ''-pcntamcthyldicthylcntriamin (PMDTA), dimethylethanolamin, triethylendiamin (DABCO), 3-aminopropyldimethylamin, dimethylcyklohexylamin, propylenglykol, N-methylmorfblin, bis-(2-dimethylaminoethyl)ether, 1,3,5-tris [3-(dimethylamino)propyl]hexahydro-l,3,5-triazin nebo jejich kombinace. S výhodou se katalyzátor přidává v množství od 0,5 do 5 % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi z kroku ii), výhodněji od 0,7 do 3 % hmota., ještě výhodněji od 1 do 2 % hmota., nejvýhodněji 1,5 % hmota., 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 (=0).
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 Z-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 polyuretanová pěna je během výroby netoxická a také netoxická pro kultivaci mikroorganismů na ní pěstovaných. Produkty biodegradace polyuretanové pěny jsou také netoxické.
NCO
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
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;
- 5 CZ 308954 B6
R, je (Cj-G.jalkyl. 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 400 do 8000 g/mol, výhodněji od 1000 do 6000 g/mol, ještě výhodněji od 2000 do 4000 g/mol.
V jednom provedení je alifatický polyester-etherpolyol vybrán ze skupiny zahrnující poly(diethylenglykoladipát) diol, poly(triethylenglykoladipát) diol, poly(tetraethylenglykoladipát) diol, poly(diethylenglykoladipát) triol, poly(triethylenglykoladipát) triol, poly(tetraetylenglykoladipát) triol, poly(diethylenglykolsukcinát) diol, poly(triethylenglykolsukcinát) diol, poly(tetraethylenglykolsukcinát) diol, poly(diethylenglykolsukcinát) triol, poly(triethylenglykolsukcinát) triol, poly(tetraethylenglykolsukcinát) triol. Výhodou použití alifatického polyester-etherpolyolu při syntéze biologicky rozložitelné polyuretanové 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 % hmota., 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 polyuretanové 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 polyuretanová pěna připravitelná 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 nejvýhodněji 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 polyuretanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy a na způsob jeho výroby.
Předmětem předkládaného vynálezu je biodegradovatelný materiál na bázi polyuretanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy zahrnuje biologicky degradevatelnou polyuretanovou pěnu podle předkládaného vynálezu a mobilizovanou mikrobiální biomasu, jako je bakteriální kmen, kde mikrobiální biomasa (např. bakteriální kmen) je schopen produkovat sacharid- štěpící enzym,
- 6 CZ 308954 B6 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 polyuretanová pěna podle předkládaného vynálezu umožňuje mikroorganismům růst na svém povrchu a v pórech tohoto porézního materiálu a vytvářet biofilm. Protože biologicky rozložitelná polyuretanová 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.
Vhodná mikrobiální biomasa pro imobilizaci v biologicky rozložitelné polyuretanové pěně a produkci enzymů může být vybrána ze skupiny obsahující bakteriální kmen rodu Pseudomonas, Bacillus, Aeribacillus, Geobacillus, Rhodococcus; výhodně je imobilizovaným 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 polyuretanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy zahrnuje následující kroky:
i) příprava biologicky rozložitelné polyuretanové pěny obsahující zabudovaný sacharid podle předkládaného vynálezu;
ii) imobilizaci mikroorganismů produkujících enzymy v biologicky rozložitelné polyuretanové pěně z kroku i), čímž se získá materiál na bázi biologicky rozložitelné polyuretanové pěny pro produkci enzymů štěpících sacharidy podle předkládaného vynálezu; Imobilizace je indukována inokulací biologicky rozložitelné polyuretanové 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 polyuretanové pěny pro produkce enzymu štěpícího sacharid s mikroorganismem produkujícím imobilizovaný sacharid štěpící enzym; mikroorganismy tvoří biofilm, a tím se imobilizují na biologicky rozložitelnou polyuretanovou pěnu.
iii) fermentaci mikroorganismu produkujícího enzym štěpícího sacharid (např. bakteriálního kmene) mobilizovaného na biologicky rozložitelném materiálu na bázi polyuretanové pěny, což vede k produkci enzymu štěpícího sacharid;
iv) separaci enzymu štěpícího sacharid od materiálu na bázi biologicky rozložitelné polyuretanové pěny.
ad i) Poskytnutí biologicky rozložitelné polyuretanové pěny podle předkládaného vynálezu se provádí způsobem přípravy biologicky rozložitelné polyuretanové pěny popsaným výše.
ad ii) Imobilizace enzym-produkujícího mikroorganismu v biologicky rozložitelné polyuretanové pěně zahrnuje naočkování (inokulací) mikroorganismu na biologicky rozložitelnou polyuretanovou pěnu a umožnění jeho růstu po přiměřenou dobu. Přebytek neimobilizovaného mikroorganismu se poté smyje, čímž se získá biologicky rozložitelná polyuretanová pěna s imobilizovaným 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), včetně růstové fáze a kultivační fáze fermentace. Během fermentace se do imobilizovaného
- 7 CZ 308954 B6 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/1) Stopové prvky Koncentrace (mg/1)
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
Na2B4O?. I0H2O 2,0
Sacharid může být přítomen nejen v biologicky rozložitelné polyuretanové 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 polyuretanové 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 polyuretanové pěny podle předkládaného vynálezu v průmyslové mikrobiologii jako nosiče pro imobilizaci mikrobiální biomasy.
Biologicky rozložitelnou polyuretanovou pěnu podle předkládaného vynálezu lze použít jako nosič pro imobilizaci biomasy, s výhodou pro imobilizaci průmyslových produkčních mikroorganismů, výhodněji pro imobilizaci bakterií z rodu Pseudomonas, Bacillus, Aeribacillus, Geobacillus, Rhodococcus; ještě výhodněji Pseudomonas gessardii, Bacillus cereus, Aeribacillus pallidus, nej výhodněji Pseudomonas gessardii CCM 8663.
Dalším předmětem předkládaného vynálezu je použití materiálu na bázi biologicky rozložitelné polyuretanové 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.
- 8 CZ 308954 B6
Objasnění výkresů
Obr. 1: Fotografie biofilmů Pseudomonas sp. (a, b), Bacillus cereus (c, d) a Aeribacillus pallidus (e, f), kultivované na biologicky rozložitelné polyuretanové pěně ze srovnávacího příkladu 2, s glukózovým substrátem po 2 (a, c, e) a 5 (b, d, f) hodinách.
Příklady uskutečnění 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 polyuretanové pěny byla stanovena podle české národní normy č. ČSN ENISO 845.
Obsah otevřených buněk v polyuretanové 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 polyuretanové pěně byla stanovena optickou mikroskopií.
Příklad 1
Směs 4 g pšeničného B-škrobu Soltex NP6 (Amylon) a 63 g trimem 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 mg KOH/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 Ν,Ν,Ν', A,A-pentamethyldiethylentriaminu (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 mg KOH/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 ΛΆΆ'Ά''Ά'''-pcntamcthyldicthylcntriaminii (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
- 9 CZ 308954 B6 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 mg KOH/g, 3,0 g vody, 8,0 g ίο 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 ΛΆΆ'Ά''Ά'''-pcntamcthyldicthylcntriaminu (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™ eco N 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 mg KOH/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 ΛΆΆ'Ά''Ά'''-pcntamcthyldicthylcntriaminu (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™ eco N 7300, Covestro) byla homogenizována v plastovém kelímku po dobu 10 minut za použití vysokorychlostního míchadla (2000 ot./min). Poté se ke směsi přidalo 30 g poly(tetraethylenglykoladipátu) diolu s hydroxylovým číslem 51 mg KOH/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 ΛΆΆ'Ά''Ά'''-pcntamcthyldicthylcntriaminu (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 mg KOH/g, 4,7 g vody, 3,2 g 55 hydrogenuhličitanu amonného, 0,7 g silikonové povrchově aktivní látky Niax™ Silicone L- 6900
- 10 CZ 308954 B6 (Momentive Performance Materials), 0,5 g dibutylcíndilaurátu (DBTL, Aldrich, Německo) a 0,5 g AAW'JV,JV-pentamethyldiethylentriaminu (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™ eco N 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 mg KOH/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 NNAA'.N-pcntamcthyldicthylcntriaminii (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 mg KOH/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',N,N--pentamethyldiethylentriaminu (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% hmota. (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 polyuretanové pěny s 2,5 (8A) a 7,5% hmota. (8C) chitinu za použití 3,6 nebo 15 g chitinu pro syntézu.
Příklad 9
Směs 30 g acetáta 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 mg KOH/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',N,N--pentamethyldiethylentriaminu (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.
- 11 CZ 308954 B6
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 mg KOH/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',N,Npentamethyldiethylentriaminu (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 mg KOH/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 ΛΆΆ'Ά''Ά'''-pcntamcthyldicthylcntriaminii (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 mg KOH/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',N,Npentamethyldiethylentriaminu (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 polyuretanových pěn
Inkorporovaný induktor ti /12 /13 /14 (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 2,1/4,9/7,0/9,5 65 90 0,31
- 12 CZ 308954 B6
(21 %)
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 % a 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; t2 - čas gelace polyuretanové pěny; t3 - čas konce růstu polyuretanové pěny; U - čas zavadnutí povrchu polyuretanové pěny; p volná objemová hmotnost polyuretanové pěny; Ov % otevřených buněk v polyuretanové 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 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
Příklad 12: Mikroskopická analýza pěny
Mikroskopie byla provedena pomocí mikroskopu Olympus BX40 a fotografie byly pořízeny fotoaparátem Canon EOS 700D.
Fotografie biologicky rozložitelné polyuretanové pěny, která se dále používala pro kultivaci mikrobiálních biofílmů, 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 rozložitelné polyuretanové pěně
- 13 CZ 308954 B6
Mikrobiální kultivace biofilmu byla prováděna v 250ml 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 polyuretanové 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 [μΐ.11] 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, (NELÁSCE (99 %, ΡΕΝΤΑ, číslo šarže 150596), MgC12.6H20 (99 %, Lach-Ner), PP/2012/06969) a stopové prvky, uvedené v tabulce 4, byly rozpuštěny v dalším 1 litru destilované vody. Oba roztoky byly sterilizovány při 121 °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 250ml 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 polyuretanové pěny podle tohoto vynálezu (biologicky rozložitelné polyuretanové 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 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 biofilmu.
Růst biofilmu byl analyzován s použitím fotografií biologicky rozložitelné polyuretanové 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 polyuretanové pěně ze Srovnávacího příkladu 2, s glukózovým substrátem po 2 a 5 hodinách, jiné kultivace používající jiné biologicky rozložitelné polyuretanové pěny podle předkládaného vynálezu (jako substráty) vykazovaly podobný nárůst biofilmu.
Příklad 14: Příklady produkčních kultivací a stanovení enzymatické aktivity
- 14 CZ 308954 B6
Podmínky kultivace:
Teplota: 22 °C
Růstové médium: BSM pH: 7,5
Přidání buněčné suspenze: 200 μΐ 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-D-maltohexaosid (aktivita alfa-amylázy) Pseudomonas gessardi Bacillus cereus Aeribacillus pallidus
amylázy škrob 4-Nitrofenyl a-D-maltohexaosid (aktivita alfa-amylázy) Pseudomonas gessardi Bacillus cereus
chitinázy chitin MUFN Pseudomonas gessardi
ml sterilního BSM bylo přidáno do sterilní Erlenmayerovy baňky s 0,5 g biologicky rozložitelnou polyuretanovou pěnou podle předkládaného vynálezu obsahující 5 % hmota, chitinu (příklad 8B), 5 % hmota. B-škrobu (příklad 7) a 2,5 % hmota, maltodextrinu (příklad 3), a komerční pěny jako kontroly. Do každé baňky byla 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
- 15 CZ 308954 B6
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, nej vyšší enzymatická aktivita byla pozorována u chitináz produkovaných Pseudomonas gessardi a lipáz produkovaných Pseudomonas gessardi.
Tabulka 7: Enzymatické aktivity
Amylázová aktivita (pM-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
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 (pM-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 polyuretanové pěně z příkladu 8
Porézní biologicky rozložitelná polyuretanová pěna byla syntetizována podle příkladu 8, přičemž 15 složení je uvedeno v tabulce 8. V tabulce 9, jsou podrobně uvedeny výsledky produkce chitinázy.
Tabulka 8: Složení biologicky rozložitelných polyuretanových 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(tetraethylenglykoladipát) 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
- 16 CZ 308954 B6
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 imobilizován na biologicky rozložitelné polyuretanové pěny podle předchozích příkladů 13 a 14.
Imobilizované bakterie byly kultivovány v médiu BSM. K tomu byla případně přidána glukóza (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 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 (μΝ í/h/1)
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 nejvyšší 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
- 17 CZ 308954 B6
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 5 pH 7 i pH 8. Produkce byla měřena 72 hodin při 25 °C.
Tabulka 12
Koncentrace chitinázy (pM/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
ίο Všechny výsledky jsou považovány za dobré. Použitý bakteriální kmen vykazuje nejlepší výsledky při pH 8.

Claims (13)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob přípravy biodegradovatelné polyuretanové pěny pro imobilizaci mikrobiální biomasy, 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 % hmoto., vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi, alespoň jednoho biologicky rozložitelného alifatického polyester-etherpolyolu s molekulovou hmotností v rozmezí od 200 do 10 000 g/mol a hydroxylovým číslem od 10 do 100 mg KOH/g; s 1 až 5 % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost výsledné směsi, vody a s 1 až 10 % 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 polyuretanové pěny obsahující inkorporovaný sacharid, mající hustotu menší než 70 kg/m3 a obsah otevřených buněk alespoň 70 %.
  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
    (I), kde n je 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)-R;
    R je vybrán ze skupiny sestávající z -CH2-OH, -CH2-O-C(=O)-R3, -C(=0)-0M;
    R3 je (Ci-C )alkyl. který může být lineární nebo rozvětvený;
    M je vodík, kationt amonný, kationt alkalického kovu nebo kationt kovu alkalických zemin.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoliv 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,
    - 19 CZ 308954 B6 methylendicyklohexyldiisokyanát, isoforondiisokyanát, polyisokyanáty z rostlinných olejů, methylester L-lysindiisokyanátu, ethylester L-lysindiisokyanátu.
  5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alifatický polyesteretherpolyol 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(tetraethylenglykolsukcinát)triol.
  6. 6. Způsob podle kteréhokoliv 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 kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se ke směsi, která má být homogenizována v kroku ii), přidá katalyzátor, vybraný ze skupiny obsahující oktanoát cínatý, dibutylcíndilaurát, Λξ/V-dimethylbenzylamin, N,N,N',N,N-pentamethyldiethylentriamin, dimethylethanolamin, triethylenediamin, 3-aminopropyldimethylamin, dimethylcyklohexylamin, propylenglykol, /V-methylmorfblin, bis-(2-dimethylaminoethyl)ether, l,3,5-tris[3-(dimethylamino)propyl]hexahydro-l,3,5-triazin a jejich kombinace.
  8. 8. Biodegradovatelná polyuretanová pěna obsahující inkorporovaný sacharid, mající hustotu menší než 70 kg/m3 a obsah otevřených buněk alespoň 70 %, připravitelná způsobem podle kteréhokoliv z předcházejících nároků.
  9. 9. Biodegradovatelný materiál na bázi polyuretanové pěny pro produkci sacharid-štěpícího enzymu, vyznačený tím, že zahrnuje biodegradovatelnou polyuretanovou pěnu podle nároku 8 a imobilizovaný bakteriální kmen vybraný ze skupiny obsahující Pseudomonas gessardii, Bacillus cereus, Aerihacillus pallidus, pro produkci sacharid-štěpícího enzymu, přičemž sacharid inkorporovaný do biodegradovatelné polyuretanové pěny je stejný jako substrát pro sacharidštěpící enzym produkovaný imobilizováným bakteriálním kmenem.
  10. 10. Způsob produkce sacharid-štěpících enzymů, vyznačený tím, že zahrnuje následující kroky:
    i) příprava biodegradovatelné polyuretanové pěny podle nároku 1 až 7;
    ii) inokulaci biodegradovatelné polyuretanové pěny z kroku i) bakteriálním kmenem produkujícím sacharid-štěpící enzym a kultivaci tohoto bakteriálního kmene produkujícího sacharid-štěpící enzym do vytvoření biofilmu, čímž se získá biodegradovatelný materiál na bázi polyuretanové pěny pro produkci sacharid-štěpícího enzymu s imobilizováným bakteriálním kmenem produkující sacharid-štěpící enzym podle nároku 9;
    iii) fermentaci bakteriálního kmene, produkujícího sacharid-štěpící enzym, imobilizovaného na biodegradovatelné polyuretanové pěně, což vede k produkci sacharid-štěpícího enzymu;
    iv) separaci sacharid-štěpícího enzymu od materiálu na bázi biodegradovatelné polyuretanové pěny.
  11. 11. Použití biodegradovatelné polyuretanové pěny podle nároku 8 v průmyslové mikrobiologii jako nosiče pro imobilizaci mikrobiální biomasy.
  12. 12. Použití biodegradovatelné polyuretanové pěny podle nároku 8 jako nosiče pro imobilizaci průmyslových produkčních mikroorganismů, vybraných ze skupiny zahrnující Pseudomonas gessardii, Bacillus cereus, Aeribacillus pallidus.
    - 20 CZ 308954 B6
  13. 13. Použití biodegradovatelného materiálu na bázi polyuretanové pěny podle nároku 9 pro produkci sacharid-štěpícího enzymu, s výhodou je sacharid-štěpící enzym vybrán ze skupiny zahrnující amylázu, glukosidázu, glykogen fosforylázu, inulinázu, celulázu, pektin degradující 5 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 CZ202032A3 (cs) 2021-08-04
CZ308954B6 true 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 (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3117760C (en) * 2019-11-29 2021-10-26 Evoco Ltd. Biodegradable polyvester-based 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

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ30634U1 (cs) * 2017-03-23 2017-05-02 Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. Pachové zradidlo zvěře
CZ2017166A3 (cs) * 2017-03-23 2018-08-08 Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. Pachové zradidlo zvěře

Family Cites Families (13)

* 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
WO2005016559A1 (en) * 2003-08-19 2005-02-24 The University Of Western Ontario 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
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ30634U1 (cs) * 2017-03-23 2017-05-02 Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. Pachové zradidlo zvěře
CZ2017166A3 (cs) * 2017-03-23 2018-08-08 Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. Pachové zradidlo zvěře

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021148064A1 (en) 2021-07-29
CZ202032A3 (cs) 2021-08-04
EP4093797A1 (en) 2022-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
van Zyl et al. Hierarchical structure of bacterial-derived cellulose and its impact on biomedical applications
EP1149849B1 (de) Verfahren zur Herstellung von kovalent gebundenen biologisch aktiven Stoffen an Polyurethanschaumstoffen sowie Verwendung der geträgerten Polyurethanschaumstoffe für chirale Synthesen
Willaert et al. Gel entrapment and micro-encapsulation: Methods, applications and engineering principles
Kobayashi et al. Enzymatic polymerization
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
Ullah et al. Recent advancements in bioreactions of cellular and cell-free systems: A study of bacterial cellulose as a model
Vorlop et al. Entrapment of microbial cells within polyurethane hydrogel beads with the advantage of low toxicity
CZ308954B6 (cs) Biodegradovatelná polyuretanová pěna, materiál na bázi biodegradabilní polyuretanové pěny pro produkci enzymů štepících sacharidy, způsob jejich přípravy a jejich použití
US20050136516A1 (en) Stable biodegradable, high water absorbable gramma-polyglumatic acid hydrogel by 3-dimensional cross-linking and its preparation method
Mishra et al. Biochemistry, synthesis, and applications of bacterial cellulose: a review
KR20190033058A (ko) 다당류를 포함하는 폴리우레탄 중합체
Kadokawa α;-Glucan phosphorylase: A useful catalyst for precision enzymatic synthesis of oligo-and polysaccharides
Andrade et al. Bacterial cellulose: properties, production and applications
Choi et al. Properties of bacterial cellulose produced in a pilot-scale spherical type bubble column bioreactor
El Gazzar et al. BACTERIAL CELLULOSE AS A BASE MATERIAL IN BIODIGITAL ARCHITECTURE (BETWEEN BIO-MATERIAL DEVELOPMENT AND STRUCTURAL CUSTOMIZATION).
Borin et al. An overview on polymer gels applied to enzyme and cell immobilization
US11608495B2 (en) Biodegradable polyester-based polyurethane foams
EP3459566A1 (en) Method for obtaining a self-supporting bacterial foam and the foam obtained by said method
CN111971395B (zh) 子囊菌的发酵方法
EP4267720A1 (en) Bacterial strains for biocellulose production
EP2581444B1 (en) Deacetylation hydrolase of hyaluronic acid, hyaluronic acid deacetylated by same and derivative thereof
Adnan Production of bacterial cellulose using low-cost media
Srivastava et al. Bacterial cellulose: a versatile biopolymer
Saranya et al. Production and characterization of bacterial cellulose scaffold from Acetobacter sp. for tissue engineering
Watts et al. Glycosynthase-catalysed formation of modified polysaccharide microstructures

Legal Events

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

Effective date: 20230122