Daniel Karczewski

Dariusz Kosiorek

Kacper Łuczyński

Kierunek: Ochrona środowiska

Wtorek 10:15 - 14:00

LABORATORIUM Z TECHNOLOGII REMEDIACJI

„Biodegradacja białek”

1. Wstęp teoretyczny

Degradacja białek do niskocząsteczkowych peptydów lub aminokwasów zachodzi zarówno na drodze hydrolizy kwasowej, przebiegającej w drastycznych warunkach, jak i na drodze hydrolizy enzymatycznej, która pozwala na przebieg procesu w znacznie łagodniejszych warunkach pH i temperatury. Wśród enzymów proteolitycznych najważniejszą rolę odgrywają proteinazy serynowe, których optimum działania znajduje się w zakresie zasadowym (pH - 10). Enzymy te rozszczepiają wiązania peptydowe w białkach z przyłączeniem cząsteczki wody, poza tym są odporne na działanie różnych detergentów oraz wybielaczy, produkują je bakterie Bacillus subtilis. Poza bakteriami z rodzaju Bacillus enzymy proteolityczne produkują także bakterie mlekowe (m.in. Lactobacillus, Leuconostoc), promieniowce (Streptomyces) i grzyby rodzajów Mucor, Aspergillus i Penicillium. Na zajęciach wykorzystywaliśmy enzym proteolitycznym - alkalazę. Enzym ten produkowany jest przez bakterię Bacillus Licheniformis, optymalne warunki jego działania to pH - 8 oraz temperatura 50^o-60^oC.

Ścieki przemysłu mleczarskiego zawierają głównie zanieczyszczenia organiczne, w tym w różnych stosunkach ilościowych kazeina i inne białka, laktoza oraz tłuszcze. W skład tych ścieków wchodzą głównie wody pochodzące z mycia naczyń, aparatów, zbiorników, przewodów i pomieszczeń, z płukania i wygniatania masła, z produkcji twarogu i przetworów mlecznych.

Ścieki z hal uboju zawierają przede wszystkim składniki organiczne, takie jak krew, treść przewodu pokarmowego itp., przez co charakteryzują się brunatnokrwistym zabarwieniem.

Oczyszczanie ścieków przemysłu mięsnego oraz ścieków mleczarskich zachodzi przy udziale osadu czynnego, czyli napowietrzeniu ścieków z odpowiednim zespołem drobnoustrojów oraz oddzieleniu osadu od oczyszczonych ścieków w osadnikach wtórnych. Efektywność tej metody zależy przede wszystkim od powinowactwa drobnoustrojów do kazeiny zawartej w ściekach pochodzących z mleczarni oraz hemoglobiny z ubojni.

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie kinetyki rozkładu kazeiny i hemoglobiny zawartych w ściekach mleczarskich oraz w ściekach przemysłu mięsnego przez alkalazę Bacillus Licheniformis.

3. Wykonanie ćwiczenia

• Ćwiczenie polegało na wyznaczeniu dynamiki reakcji hydrolizy kazeiny zawartej w ściekach z mleczarni i hemoglobiny zawartej w ściekach z zakładu mięsnego.

Kolbę stożkową napełniliśmy 20ml ścieków pochodzących z zakładów mięsnych i umieściliśmy w cieplarce o temperaturze 37^oC na około 4minuty. W międzyczasie przygotowaliśmy 5 probówek z 2ml 5% TCA. Po wyjęciu kolbek z cieplarki i dodaliśmy do nich 1ml alkalozy, która była uprzednio rozcieńczona 2000x po czym dokładnie wymieszaliśmy. Następnie pobraliśmy 1ml mieszaniny i dodaliśmy do pierwszej probówki, której zawartość wymieszaliśmy. Po upływie pół godziny pojawił się osad, który przesączyliśmy przez lejek. Po upływie 15minut ponownie wyjęliśmy kolbę z mieszaniną i pobraliśmy z niej 1ml mieszaniny i tak jak poprzednio dodaliśmy do kolejnej probówki. Z pozostałymi probówkami postępowaliśmy tak samo jak w przypadku pierwszej, aż do momentu uzyskania przesączy we wszystkich pięciu probówkach. Następnie wykonaliśmy oznaczenia z odczynnikiem Folina:

Do 1ml każdego przesączu dodaliśmy kolejno 2ml NaOH i 0,6ml odczynnika Folina po czym dokładnie wymieszaliśmy ich zawartość. Przygotowaliśmy także próbę kontrolną, która zamiast przesączu zawierała wodę. Po upływie 10minut zmierzyliśmy absorbancję każdej próby wobec próby kontrolnej przy długości fali 690nm.

4. Wyniki

Tabela zbiorcza z wynikami wszystkich grup.

Czas [min]	Ubojnia				Mleczarnia
		Absorbancja A690
	0	0,12	0,23	0,46	średnia	0,1	0,055	0,105	średnia
											0,18				0,1
15	0,315	0,47	0,47	0,42	0,275	0,275	0,31	0,28
30	0,66	0,59	0,76	0,63	0,22	0,28	0,33	0,31
45	0,82	0,73	0,8	0,78	0,4	0,4	0,5	0,43
60	2	1,2	0,91	1,37	0,215	0,4	0,69	0,69

Wykres zależności absorbancji od czasu przedstawiający kinetykę reakcji hydrolizy kazeiny zawartej w ściekach mleczarskich i hemoglobiny zawartej w ściekach przemysłu mięsnego.

5. Wnioski

Na podstawie wykonanego ćwiczenia możemy stwierdzić, że preparat enzymatyczny wykazał większe powinowactwo do hemoglobiny, ponieważ w tym samym czasie oznaczona została większa ilość produktów reakcji.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0

15

30

45

60

75

t [min]

A₆₉₀

Ubojnia

Mleczarnia

---