BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:
Valentina Bohinec
(2019):
Insights into laccase catalyzed polymerizations of lignosulfonate.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Umweltbiotechnologie,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 78.
UB BOKU
obvsg
FullText
- Abstract:
- Lignin ist die größte natürliche Quelle von aromatischen Verbindungen. Lignin entsteht als Nebenprodukt in der Zellstoff- und Papierindustrie und wird hauptsächlich für Energieerzeugung verwendet. Nur 1-2% des produzierten Lignins werden zur Herstellung von Mehrwertprodukten verwendet. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand die Verwertung von Lignin. Das Ziel dieser Arbeit war es, ein stabiles und definiertes Endprodukt mit hohem Molekulargewicht zu erzeugen, welches für Papierbeschichtungsformulierungen verwendet werden und somit fossiles Latex als Bindemittel ersetzen könnte. Lignosulfonat-Polymere aus der Dünnlauge der Zellstoff- und Papierindustrie wurden aufgereinigt und mit Laccasen erfolgreich polymerisiert. Das verwendete Enzym, Myceliophthora thermophila Laccase (MtL), wurde charakterisiert. Das Molekulargewicht betrug 64.6 kDa und der Gyrationsradius 9.9 nm. Die katalytischen Konstanten von MtL wurden bei 23 °C mit einem 50 mM NaPi-Puffer pH 7.0 mit ABTS als Modellsubstrat bestimmt. Die Michaelis-Konstante (KM) wurde bei 832.4 µM ermittelt, während die Wechselzahl (kcat) 192.4 s-1 ergab. Die katalytische Effizienz (kcat / KM) war demnach 2.3 x 105 s-1 M-1. Die höchste enzymatische Aktivität von MtL wurde bei Temperaturen zwischen 60 und 65 ° C beobachtet. Während des Lignosulfonat (LS)-Polymerisationsprozesses konnte eine erfolgreiche Polymerisation durch eine Erhöhung des Molekulargewichts und der Viskosität, sowie durch eine Abnahme des Phenol- und Fluoreszenzgehaltes nachgewiesen werden. Die thermische Behandlung des polymerisierten LS bei 40 °C für 40 min oder 110 °C für 20 min führte zu der Inaktivierung des Enzyms. Abhängig von der LS-Konzentration, konnten dadurch Materialien mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen 300 und 1000 kDa und Viskositäten zwischen 6 und 33 mPas erzeugt werden. Polymerisiertes LS konnte mit ausreichender Stabilität in Bezug auf das Molekulargewicht und die Viskosität für einige Wochen bei 21 °C gelagert werden.
- Beurteilende(r): Gübitz Georg
- 1.Mitwirkender: Stadler Karina Anna