1. Izolacija encimov in proteinov iz celic črne kvasovke Wallemia Ichthyophaga z uporabo mehanskega postopka : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeMarko Kresnik, 2025, undergraduate thesis Abstract: V svetu s hitro naraščajočo populacijo, onesnaženostjo in z izčrpanjem številnih naravnih virov, encimska tehnologija ponuja velik potencial za številne industrijske aplikacije. Nekatera področja, kjer se uporablja encimska tehnologija, so prehrambena industrija (encimi se uporabljajo za izboljšanje proizvodnje hrane, na primer pri predelavi žit, proizvodnji sladkorja, sira, sokov..), farmacevtska industrija (encimi se uporabljajo v sintezi zdravil, proizvodnji antibiotikov in pripravi cepiv), tekstilna industrija, proizvodnja biogoriv, kozmetična industrija in še druge panoge. Mikrobni encimi lahko na ekonomičen in okolju prijazen način delujejo kot biokatalizatorji za izvajanje reakcij v bioprocesih. Vsak živ organizem vsebuje biološko aktivne snovi, ki jih je mogoče ekstrahirati. Mikrobne celice proizvajajo intracelularne in ekstracelularne encime. Za sprostitev intracelularnih komponent iz celice je potrebno celično steno mikrobov razbiti. Za to smo uporabili postopek mehanske homogenizacije. Postopek homogeniziranja se običajno izvaja s pomočjo homogenizacijskih naprav, ki lahko delujejo s hidravličnim tlakom, ultrazvokom, visokim tlakom ali drugimi mehanskimi silami. V našem primeru bomo uporabili rotor-stator homogenizator, kjer vzorec potuje skozi ozek prostor med vrtečim rotorjem in statorjem, kar povzroči razbijanje delcev in razlitje celic v celično suspenzijo. Namen te diplomske naloge je bil ugotoviti kako čas homogenizacije vpliva na preživelost črnih kvasovk W.Ichthyophaga v celični suspenziji, preostalo aktivnost encimov (amilaza, β- glukozidaza, proteaza, celulaza) in preostalo koncentracijo proteinov. Celično suspenzijo smo homogenizirali v času od 0 – 90 min pri konstantni temperaturi 35 ºC. Rezultati so pokazali, da je preživelost W.Ichthyophaga s podaljševanjem časa homogenizacije upadala, preostala koncentracija proteinov pa je naraščala. Zaznali smo povečanje preostale aktivnosti encimov α-amilaze, celulaze in proteaze. Na preostalo aktivnost β-glukozidaze pa je imela homogenizacija negativen vpliv, saj smo dokazali takojšen upad preostale aktivnosti.
Keywords: W.Ichthyophaga, črne glive, homogenizacija, encimi, proteini.
Published in DKUM: 06.05.2025; Views: 0; Downloads: 15
 Full text (2,00 MB) |
2. Hidrotermična separacija vrednih spojin iz bele omele (Viscum album) : magistrsko deloAnej Pevec, 2025, master's thesis Abstract: V magistrskem delu je predstavljena učinkovitost hidrotermične ekstrakcije pri podkritičnih pogojih za separacijo vrednih spojin iz bele omele (Viscum album), ki, kot parazitska rastlina, predstavlja odpadno biomaso. Preučili smo vpliv procesnih parametrov: temperature (100, 125, 150 in 180 °C), razmerja med materialom in topilom (1:10 ter 1:5) in časa ekstrakcije (10, 30 in 60 minut) na izkoristek ekstrakcije, sestavo in aktivnost ekstrakta. Najvišji izkoristek ekstrakcije smo dosegli pri pogojih 150 °C, trajanju 60 minut in razmerju 1:10, kjer je znašal 46,73 %. Dokazali smo, da imajo vsi ekstrakti bele omele antioksidativno aktivnost. Najvišja antioksidativnst (34,32 %) je bila izmerjena pri ekstraktu pri razmerju 1:5, temperaturi 125 °C in času 60 minut. Ugotovili smo, da ima temperatura ključno vlogo pri ohranjanju protivnetne aktivnosti rastlinskih ekstraktov. Najvišjo protivnetno aktivnost so dosegli ekstrakti, pridobljeni pri 100 °C (od 77,79 % do 88,70 %), ne glede na razmerje med materialom in vodo, pri čemer je bila aktivnost stabilna tudi ob daljši ekstrakciji. Vsebnost celokupnih fenolov v ekstraktih je bila močno odvisna od temperature, časa ekstrakcije in razmerja material:voda. Pri razmerju 1:10 je bil najvišji izkoristek (4,1 mg GA/g) dosežen pri 150 °C in 60 minutah. Pri krajših časih in višjih temperaturah pa je bila vsebnost nižja zaradi možne toplotne degradacije. Vsebnost celokupnih flavonoidov v ekstraktih je bila močno odvisna od temperature in časa ekstrakcije. Pri razmerju 1:10 je bil najvišji izkoristek (3,4 mg QU/g) dosežen pri 150 °C po 60 minutah. Krajši časi pri višjih temperaturah so pokazali nižjo vsebnost (od do), kar nakazuje na možno toplotno degradacijo spojin. Določevali smo tudi antihiperglikemično aktivnost pri ekstraktih, ki so pri razmerju 1:5 pokazali visoko stopnjo aktivnosti. Najvišjo antihiperglikemično aktivnost smo dosegli pri razmerju 1:5, procesnimi pogoji 150 °C ter 60 min, in je znašala 81,81 %. S HPLC analizo smo ugotavljali prisotnost določenih fenolnih spojin v ekstraktih. Ugotovili smo prisotnost petih pomembnih fenolnih spojin (klorogenske kisline, kofeinske kisline, epikatehina, epigalokatehin galata in galne kisline) ter kofeina in prišli do zaključka, da je dvostopenjska ekstrakcija (kjer smo material predhodno obdelali s CO2) v tem primeru kazala manjšo prisotnost komponent, kar je kazalo na toplotno občutljivost fenolnih spojin. Z ekstrakcijo z nadkritičnim CO2 smo ekstrahirali proste maščobne kisline in olja. V ekstraktih smo zasledili palmitinsko kislino, linolejsko kislino, oleinsko kislino in druge. Ugotovili smo, da dvostopenjska ekstrakcija omogoča boljši izkoristek pri nadaljnji ekstrakciji s podkritično vodo, zlasti pri razmerju 1:10, kjer se kaže visoka protivnetna aktivnost. Kljub temu se pri višjih temperaturah in daljšem času učinkovitost zmanjša zaradi degradacije spojin. Pri razmerju 1:5 dvostopenjska metoda izboljša protivnetne, ne pa tudi antihiperglikemične aktivnosti ekstraktov.
Keywords: bela omela, ekstrakcija, podkritična voda, nadkritični CO2, bioaktivne komponente
Published in DKUM: 06.05.2025; Views: 0; Downloads: 21
Full text (3,10 MB) |
3. Keratinski nanodelci iz produkta hidrotermične razgradnje perja/volne in formulacija premazov na celulozne tekstilije : magistrsko deloTamara Gavrić, 2025, master's thesis Abstract: V magisterskem delu je predstavljena sinteza delcev iz ekstrahiranega keratina iz odpadne volne oz. perja in kvaterniziranega hitozana. Cilj je, da dobimo nanodelce (velikost delcev do 100 nm), katere bi uporabili za medicinske tekstilije namenjene celjenju ran. Keratinske suspenzije smo še dodatno prečistili z dializo in filtrirali skozi 1 μm filter. Sintezo nanodelcev smo izvedli z metodo ionskega geliranja, kjer smo počasi dodajali hitozan v keratin pri pH=5, konstantnem mešanju in pri sobni tempraturi z namenom, da bi zamrežili keratinske karboksilne (negativne) skupine s hitozanskimi aminskimi (pozitivnimi) skupinami. Pri optimizaciji razmerij in sprotnem merjenju zeta potenciala je bila izbrana mešanica F v množinskem razmerju hitozan:keratin=1:5000. Ta je pri meritvah zeta potenciala skozi pH območje med 2 in 9, imela izoelektrično točko pri pH okoli 7 in s tem obdržala tako pozitiven kot negativen značaj, kar kaže na amfoterni značaj in uspešno zamreženje. S tem v delce doprinesemo antioksidativne kot protimikrobne značilnosti obeh združenih polimerov. Optimalni mešanici smo nanesli na bombažno tekstilijo in preverili antioksidativnost le te, ki je bila visoka. Nazadnje smo naredili test omočljivost tekstilije in izmerili ATR-FTIR spekter, s pomočjo katerega smo ugotovili, da pri sintezi premaza in premazovanju ni prišlo do spremembe glavnih funkcionalnih skupin,
Keywords: ionsko geliranje, keratin, hitozan, nanodelci, celjenje ran, antioksidativnost
Published in DKUM: 02.04.2025; Views: 0; Downloads: 20
Full text (2,41 MB) |
4. Hydrothermal decomposition of virgin and waste polylactic acid with subcritical water under N[sub]2 and air atmospheresMaja Čolnik, Mihael Irgolič, Mojca Škerget, 2025, original scientific article Abstract: This study addresses the inherent shortcomings of poly (lactic acid) (PLA), a biodegradable polymer widely used in industries such as packaging and biomedical applications. The principal challenge of PLA resides in its low crystallinity, which detrimentally affects its mechanical properties and thermal stability. Additionally, PLA is prone to water and hydrolysis, which compromises its chemical resistance and can lead to degradation over time. To overcome surmount these limitations, the study focuses on the development of hybrid films through the blending of PLA with poly (l-lactide-co-ethylene adipate) (pLEA) block copolymers. The objective is to augment the crystallinity, mechanical performance, and chemical resistance of the resulting materials. The study employs a range of analytical techniques, including Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), Polarised Light Microscopy (PLM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), and Thermogravimetric Analysis (TGA), to thoroughly characterize the copolymers and blend films. By systematically selecting blending ratios and processing methodologies, the study demonstrates enhancements in the properties of the resultant hybrid films compared to neat PLA. Specifically, the structure of films significantly changed from amorphous to crystalline in a short duration - 5 min, of annealing., leading to better tensile strength, modulus and reduced wettability, which are crucial for applications requiring durability and resistance to environmental factors. Films made from 30 wt% of pLEA 97.5/2.5 with 70 % of PLA by fast cooling exhibited outstanding mechanical properties, with a tensile strength 20 MPa higher than that of neat PLA films. Additionally, the chemical resistance may be improved, as evidenced by a decrease in wettability by approximately 15° and a reduction in the polar component of the surface free energy by about 7 mN/m. Hydrophobic, water-repellent materials resist penetration by water and other polar solvents, reducing exposure to corrosive substances and enhancing chemical resistance through barrier protection. Overall, this research addresses the limitations of PLA through innovative copolymerization and blending strategies, offering valuable insights into optimizing the material's properties for various practical applications.
Keywords: biopolymers recycling, polylactic acid, subcritical water, lactic acid, carboxylic acids, gaseous products
Published in DKUM: 01.04.2025; Views: 0; Downloads: 9
 Full text (170,70 KB) |
5. Optimizacija postopka hidrotermične razgradnje olupkov ananasa ( ananas comosus ) za pridobivanje sekundarnih surovin : magistrsko deloAna Marija Črešnar, 2025, master's thesis Abstract: Ananas je trajnica družine Bromeliaceae, katere plodove konzumirajo po vsem svetu. Velja za eksotično sadje prijetnega okusa in arome, ki se uživa samostojno ali pa se uporablja v različnih produktih. Vendar pa s predelavo ananasa pridelamo tudi velike količine odpadkov, od 25 do 35 % teže sadja, ki lahko povzročajo veliko obremenitev za okolje in onesnaženje.
Konvencionalne in nekonvencionalne ekstrakcije so se izkazale kot učinkovite metode za procesiranje odpadkov ananasa. Med nekonvencionalnimi ekstrakcijskimi tehnikami največ zanimanja vzbujajo hidrotermični postopki za procesiranje biomase, saj pri teh postopkih sočasno potekajo reakcije razgradnje odpadne biomase s podkritično vodo in separacijo razgradnih produktov. Podkritična voda se nanaša na tekočo vodo pri temperaturi in tlaku pod kritično točko (Tc = 374,15 ºC, Pc = 22,1 Mpa).
Glavni namen magistrske naloge je bil načrtovanje in optimizacija postopka izolacije vrednih spojin iz ananasovih olupkov z uporabo metode odzivinih površin z zasnovo Box-Behnkenovega načrtovanja. Hidrotermično razgradnjo olupkov ananasa smo izvedli pri različnih pogojih, kjer smo spreminjali tri parametre: temperaturo (180, 200, in 220 ºC), čas (15, 30 in 45 min) in razmerje topilo-material (10:1, 20:1 in 30:1 mL/g).
Ugotovili smo, da so optimalni pogoji za ekstrakcijo sladkorjev, derivatov sladkorjev, celokupnih ogljikovih hidratov in totalnih fenolov pri temperaturi: 200 ºC, času 30 min in razmerju topilo-material 20:1 mL/g. Največji vpliv na ekstrakcijo vrednih spojin s subkritično vodo imata temperatura in čas, saj se z višanjem temperature ekstrahira večja količina vrednih spojin. Večinoma smo v razgradnih produktih iz odpadnih olupkov ananasa, zaznali visoke vrednosti antioksidativne aktivnosti (od 54,5 do 78 %) ter vsebnosti fruktoze (od 15,10 do 18,20 mg/ g ekstrakta), glukoze (od 14,40 do 18,31 mg/ g ekstrakta) in totalnih fenolov (od 90,50 do 156,90 mg/ g ekstrakta).
Keywords: ekstrakcija s subkritično vodo, ananas (Ananas comosus), analiza razgradnih produktov, HPLC, antioksidativnost, derivati sladkorja
Published in DKUM: 03.03.2025; Views: 0; Downloads: 19
Full text (7,93 MB) |
6. Morphological, surface and thermal properties of polylactic acid foils, melamine-etherified resin, and polyethylene terephthalate fabric during (bio)degradation in soilOlivija Plohl, Alen Erjavec, Lidija Fras Zemljič, Alenka Vesel, Maja Čolnik, Mojca Škerget, Yee Van Fan, Lidija Čuček, Gregor Trimmel, Julija Volmajer Valh, 2023, original scientific article Keywords: plastic materials, (bio)degradation, soil, surface chemistry, thermal properties, surface zeta potential
Published in DKUM: 28.02.2025; Views: 0; Downloads: 6
Full text (10,81 MB) |
7. Hydrolytic decomposition of corncobs to sugars and derivatives using subcritical waterMaja Čolnik, Mihael Irgolič, Amra Perva, Mojca Škerget, 2025, original scientific article Abstract: Corncobs are a widespread and renewable by-product of corn cultivation that are typically considered waste or low-value material. Corncobs contain hemicellulose, cellulose, and lignin, which can be converted into valuable products using suitable techniques. Subcritical water is increasingly used as a green medium for the extraction of valuable components from biomass, as it has many advantageous properties (high yield, pure extracts, shorter times) compared to other organic solvents. For this reason, subcritical water was used in this study to extract valuable components from corncobs at different temperatures (150–250 °C) and reaction times (10–60 min). During the decomposition of corncobs, numerous valuable products are formed in the aqueous phase depending on the temperature and reaction time. In addition to sugars and their derivatives, phenolic compounds were also formed, which are of great importance in numerous applications. It was found that at low temperatures (150–170 °C) the hemicellulose in the corncobs begins to decompose and, in particular, the sugars (glucose, xylose, arabinose, and galactose) are initially formed in the aqueous phase. Higher temperatures (200 and 250 °C) are more favorable for the decomposition of corncobs into valuable components. The yield of sugars increases with temperature due to the degradation of the cellulose content of the lignocellulosic biomass. At the same time, several new valuable products (furfural, 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), 1,3-dihydroxyacetone, levulinic acid, and formic acid as well as phenolic components) are formed through the degradation of lignin and the further degradation of sugars. The most important products are certainly the furfurals, which are central platform compounds. The highest furfural content was reached at 200 °C and 60 min and accounted for almost half of all components in the aqueous phase (472.01 ± 5.64 mg/g dry extract). These biomass-derived sugars and derivatives can be used in the production of fuels, pharmaceuticals, biodegradable polymers, and surfactants.
Keywords: corncobs, subcritical water, biomass, valuable compounds, sugar derivates
Published in DKUM: 07.02.2025; Views: 0; Downloads: 9
Full text (2,41 MB) |
8. Priprava vaniljevih ekstraktov in karakterizacija komponent : magistrsko deloMatej Keber, 2024, master's thesis Abstract: Vanilija je dragocena in redka tropska rastlina, ki uspeva samo na določenih pordročjih. Njeni plodovi za zorenje potrebujejo od 7 do 9 mesecev, nakar sledi še skoraj polletni postopek ''sušenja'' (angl. curing). Med sušenjem plodovi oziroma stroki razvijejo značilno aromo vanilije, ki je svetovno ena najbolj prepoznavnih in uporabljenih.
Zaradi same redkosti, dolgotrajnega procesa pridobivanja in obdelave, je cena vaniljevih strokov visoka. Temu primerno je za industrijo zelo pomembno optimizirati pogoje pridobivanja vaniljevega ekstrakta, ocenitev njegove kvalitete in tudi obstojnosti.
Pred uporabo vaniljevih strokov kot surovine, je potrebno preveriti njihovo kvaliteto oziroma sestavo, ki je zelo odvisna od geografskega področja rasti in obdelave. V ta namen smo določili optimalne pogoje ekstrakcije po Soxhletu in z ultrazvokom, s čimer smo pridobili laboratorijsko reprezentativne ekstrakte kot predoceno in kriterij sprejemljivosti za industrijski proces.
Za analizo pridobljenih ekstraktov, smo v nalogi razvili in validirali metodo tekočinske kromatografije. Z njo smo kvalitativno in kvantitativno spremljali ključne komponente vaniljevega ekstrakta (vanilin, p-hidroksibenzaldehid, p-hidroksibenzojska kislina in vanilinska kislina). Razvita metoda nudi hiter in kakovosten vpogled v sestavo vaniljevega ekstrakta.
Z metodo plinske kromatografije (HS-SPME) smo spremljali tudi hlapne komponente v vaniljevih strokih, s čimer dobimo vpogled predvsem v starost strokov. Slednje smo nadgradili z identifikacijo in primerjavo hlapnih komponent v svežih strokih in strokih, ki smo jih izpostavili neprimernim skladiščnim pogojem. Identificiranim komponentam smo dodali senzorični opis in stopnja vpliva na senzorični profil.
Za zaključek smo s tekočinsko kromatografijo spremljali tudi obstojnost pripravljenih vaniljevih ekstraktov pri različnih skladiščnih pogojih.
Keywords: vanilija, vanilin, Soxhletova ekstrakcija, ultrazvočna ekstrakcija, tekočinska kromatografija, HS-SPME.
Published in DKUM: 04.02.2025; Views: 0; Downloads: 26
Full text (5,05 MB) |
9. Razgradnja polikarbonata (PC) v podkritični vodiŠpela Lepoša, 2024, undergraduate thesis Abstract: Uporaba plastike v vsakdanjem življenju drastično raste. Z večanjem količine plastičnih izdelkov se sorazmerno povečuje tudi število plastičnih odpadkov, kar predstavlja velik problem z vidika varovanja okolja. Razgradnja plastike v naravnem okolju je zelo počasen proces, zato raziskovalci iščejo metode za razgradnjo plastičnih mas, z namenom pridobitve dragocenih surovin, ki so primerne za nadaljnjo uporabo. Ena izmed pogosteje uporabljenih plastik je tudi polikarbonat (PC), ki se uporablja za proizvodnjo raznih izdelkov.
Namen in cilj diplomskega dela je bil raziskati razgradnjo plastike iz PC v podkritični vodi in ugotoviti, katere uporabne produkte lahko pridobimo iz nje. Za proces razgradnje PC smo uporabili visokotlačni in visokotemperaturni šaržni reaktor. Eksperimente smo izvajali pri temperaturi 250 °C in reakcijskih časih 60 in 120 min, medtem ko smo pri temperaturah 300 in 350 °C reakcije izvajali pri 5, 15, 30, 60 in 120 min. Kot produkte hidrotermične razgradnje smo dobili oljno, plinsko, vodno in trdno fazo. Največji izkoristek oljne faze smo dosegli pri 350 °C po 15 min in je znašal 97,7 %. Pri 250 °C je najvišje izkoristke dosegla trdna faza, ki je predstavljala nerazgrajeno plastiko iz PC, zato se je izkazalo, da je temperatura 250 °C prenizka za uspešno razgradnjo.
Analize oljne in plinske faze smo izvedli z metodo plinske kromatografije s plamensko ionizacijskim detektorjem (GC-FID), vodnim fazam smo določili totalni ogljik (TC) s TOC analizatorijem medtem ko smo trdne faze analizirali s Fourierjevo transformacijo z infrardečo spektroskopijo (FTIR). V oljni fazi smo določili tri glavne razgradne produkte: bisfenol A (BPA), 4-izopropilfenol in fenol. Maksimalni izkoristek BPA (40,9 %) smo dosegli pri 250 °C in 120 min, kar lahko pripišemo začetni razgradnji PC v glavni monomer BPA. S podaljševanjem reakcijskega časa in z naraščajočo temperaturo je izkoristek BPA upadal, zaradi pretvorbe v nadaljnje komponente (fenol in 4-izopropilfenol). V plinski fazi so bili poleg CO2 prisotni večinoma alkani in alkeni. Z naraščajočo temperaturo in podaljševanjem reakcijskega časa je naraščalo število prisotnih komponent v plinski mešanici, kot posledica razpada daljših ogljikovodikov na krajše.
Ugotovili smo, da je hidrotermična razgradnja PC uspešna metoda in predstavlja alternativni pristop recikliranja plastike iz PC, s katerim lahko pridobimo vredne razgradne produkte, ki so primerni za nadaljnjo uporabo.
Keywords: hidrotermična razgradnja, polikarbonat, podkritična voda, kemijsko recikliranje, BPA
Published in DKUM: 18.09.2024; Views: 0; Downloads: 117
Full text (2,70 MB) |
10. Decomposition and fragmentation of conventional and biobased plastic wastes in simulated and real aquatic systemsOlivija Plohl, Lidija Fras Zemljič, Alen Erjavec, Noemi Sep, Maja Čolnik, Yee Van Fan, Mojca Škerget, Annamaria Vujanović, Lidija Čuček, Julija Volmajer Valh, 2024, original scientific article Abstract: Plastics play a crucial role in our daily lives. The challenge, however, is that they become waste and contribute to a global environmental problem, increasing concerns about pollution and the urgent need to protect the environment. The accumulation and fragmentation of plastic waste, especially micro- and nanoplastics in aquatic systems, poses a significant threat to ecosystems and human health. In this study, the decomposition and fragmentation processes of conventional and biobased plastic waste in simulated water bodies (waters with different pH values) and in real water systems (tap water and seawater) are investigated over a period of one and six months. Three types of plastic were examined: thermoplastic polyethylene terephthalate and thermoset melamine etherified resin in the form of nonwovens and biobased polylactic acid (PLA) in the form of foils. Such a comprehensive study involving these three types of plastics and the methodology for tracking degradation in water bodies has not been conducted before, which underlines the novelty of the present work. After aging of the plastics, both the solid fraction and the leachate in the liquid phase were carefully examined. The parameters studied include mass loss, structural changes and alterations in functional groups observed in the aged plastics. Post-exposure assessment of the fragmented pieces includes quantification of the microplastic, microscopic observations and confirmation of composition by in situ Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy. The leachate analysis includes pH, conductivity, turbidity, total carbon and microplastic size distribution. The results highlight the importance of plastic waste morphology and the minor degradation of biobased PLA and show that microfibers contribute to increased fragmentation in all aquatic systems and leave a significant ecological footprint. This study underlines the crucial importance of post-consumer plastic waste management and provides valuable insights into strategies for environmental protection. It also addresses the pressing issue of plastic pollution and provides evidence-based measures to mitigate its environmental impact.
Keywords: polylactic acid, polyethylene terephthalate fabric, melamine etherifed resin fabric, aquatic environment, fragmentation, waste disposal
Published in DKUM: 09.09.2024; Views: 73; Downloads: 26
Full text (3,73 MB)
This document has many files! More... |
