Презентация к выступлению

1.

ГУО «Средняя школа
№ 21 г. Гомеля»
Изучение потенциала
симбиотической культуры чайного
гриба для создания биополимерных
материалов и биодеградации
синтетических пластиков
Подготовили
Громыко Егор
Кечко Даниил

2.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение потенциала
симбиотической культуры
чайного гриба для создания
биополимерных материалов и
биодеградации синтетических
пластиков

3.

ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Исследовать влияние питательной среды на развитие и рост культуры гриба
Оптимизировать физико-химические параметры ферментации для
возможности образования целлюлозы.
Получить чистые образцы целлюлозы
Изготовить биоразлагаемый пластик на основе целлюлозы чайного гриба
Изучить способность комбучи разлагать некоторые виды пластика

4.

ОБЪЕКТ ИСЛЕДОВАНИЯ
Образец чайного гриба, а также
комбуча, полученная в процессе
ферментации.

5.

Создание биоразлагаемого пластика
на основе целлюлозы, полученной из
чайного гриба, может эффективно
Гипотеза
заменить традиционные материалы из
пластика, а комбуча, полученная в
процессе ферментации, способна
разлагать некоторые виды пластика, тем
самым уменьшая негативное
воздействие их на окружающую среду.

6.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
Биоразлагаемые пластики помогают снизить
количество пластиковых отходов, которые
загрязняют природу и оказывают негативное
воздействие
на
экосистемы.
При
разложении биоразлагаемых пластиков
10 BILLION
образуются
питательные
вещества,
полезные
для
почвы.
Это
может
способствовать
улучшению
состояния
грунта и поддержанию здоровья экосистем.

7.

Микробиологический состав гриба
Уксуснокислые бактерии
окисление этанола, продуцируемого дрожжами до
уксусной
кислоты,
синтез
внеклеточной
целлюлозной матрицы.
Дрожжи
сбраживание сахарозы до этанола и углекислого
газа, продуцирование витаминов и факторов роста,
стимулирующих бактерии.

8.

В напитке чайного гриба содержатся
Фенольные соединения
Флавоноиды
Органические кислоты
Витамины и минералы
Углеводы
Этиловый спирт

9.

Бактериальная целлюлоза представляет собой
наноструктурированный материал с принципиально
отличными от растительной целлюлозы свойствами. Ее
молекулярная структура характеризуется высокой степенью
полимеризации (до 10000 глюкозных остатков) и уникальной
БАКТЕРИАЛЬНАЯ
ЦЕЛЛЮЛОЗА
организацией фибрилл диаметром 3-10 нм, образующих
трехмерную сеть с размерами пор 0,1 – 1,0 мкм.

10.

БИОДЕГРАДАЦИЯ ПЛАСТИКОВ
1
Биоповреждение
2
3
4
Деполимеризация
Ассимиляция
Минерализация

11.

ЭТАПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА НА ОСНОВЕ
ЧАЯ
1.Вода дистиллированная – 1000 см3
2.Сахар – 100 г
3.Черный или зеленый чай – 10 г
Следует обратить внимание!
Избыточная концентрация заварки чая угнетает рост чайного гриба.
Низкие и высокие температуры губительны для культуры гриба.
Для гриба вредны прямые солнечные лучи

12.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА

13.

ИЗУЧЕНИЕ СРОКОВ ФЕРМЕНТАЦИИ
ЗЕЛЕНЫЙ ЧАЙ
ЧЕРНЫЙ ЧАЙ
5
На дне начинают подниматься мелкие пузырьки СО2.
Начинает формироваться полупрозрачная
пленка нового слоя
7
Множество пузырьков поднимаются со дна.
Новый слой становится толще молочно-белого
цвета
14
Пузырьки практически исчезают.
Новый слой становится плотным и непрозрачным
5
Гриб лежит на дне. Пузырьков почти
нет. Формирование нового слоя не
происходит.
7
Начинают подниматься мелкие
пузырьки. Формирование нового
слоя не происходит.
14
Много пузырьков поднимается на
поверхность. Начинает формироваться
новый тонкий слой

14.

Методы контроля окончания ферментации
Определение кислотности титрованием.
Количество
титрований
1
2
3
Определение рН при помощи
универсальной индикаторной бумаги
Взято раствора
На титрование
комбучи, см3 израсходовано раствора
кислоты, см3
25,0
25,0
25,0
11,5
11,7
11,7
11,6333 ∙0,1∙60∙1000
N=
= 2792 г/ см3 = 2,792 г/ дм3
25

15.

Отделение целлюлозного слоя и изготовление биопластика
Отделение целлюлозного
слоя
Измельчение
целлюлозного слоя
Изготовление пластика

16.

Изучение биодеградации пластика
Для исследования были взяты
несколько образцов полимеров:
полиэтилен,
полипропилен,
капрон и органическое стекло.
Все образцы были помещены в
раствор
комбучи.
Для
сравнения полимеры были
помещены
в
воду
и
содержались в одинаковых
условиях в течении 30 дней

17.

Изучение биодеградации пластика
Образцы полимеров, помещенных в раствор комбучи

18.

Изучение биодеградации пластика
Образец
Начальный
Конечный
Потеря
%
вес, г
вес, г
веса, г
деградации
Полиэтилен
10
9,2
0,8
0,8
Полипропилен
10
8,8
1,2
1,2
Капрон
10
9,0
1,0
1
Органическое стекло
10
10
0
0
Исследование изменения веса образцов пластика при деградации

19.

Процент деградации полимеров
Изучение биодеградации пластика
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Деградация синтетических пластиков
1,2
0,8
1
0
Полиэтилен
Полипропилен
Капрон
Опытные образцы полимеров
Органическое
стекло

20.

Изучение биодеградации пластика
Определение кислотности при помощи метода кислотно-основного титрования
Количество
титрований
1
2
3
Взято раствора
комбучи, см3
На титрование
израсходовано раствора
кислоты, см3
25,0
25,0
25,0
18,0
18,2
18,3
18,1666 ∙0,1∙60∙1000
N=
= 4359 г/ см3 = 4,359 г/ дм3
25

21.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Использование черного чая дает более высокое
содержание целлюлозного слоя, создает оптимальные
условия для ферментации.
В результате формирования биомассы гель
трансформировался
в
легкий
высокопрочный
материал, пригодный для дальнейшего использования
в качестве наполнителя или основы для производства
биопластика
Исследование
степени
деградации
полимеров
показало, что при разложении пластиков происходит
гидролиз, при котором бактерии производят
специальные ферменты
BACK TO AGENDA

22.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В результате биодеградации значение кислотности
Изменилось с 2,792 г/дм3 до 4,359 г/ дм3
Показателем деградации пластика также является
потеря веса по истечению 90 дней исследования.
Опытные образцы полимеров показали снижение
массы на 0,8%-1,2%. Органическое стекло потерю
веса не подтвердил
BACK TO AGENDA

23.

Выводы
Были установлены оптимальные параметры культивирования
симбиотической культуры чайного гриба
Отработана технология получения биополимерных пленок на
основе целлюлозного слоя.
Экспериментально подтверждены данные способности
метаболитов комбучи инициировать деструкцию синтетических
полимеров.

24.

ГУО «Средняя школа
№ 21 г. Гомеля»
Изучение потенциала
симбиотической культуры чайного
гриба для создания биополимерных
материалов и биодеградации
синтетических пластиков
Подготовили
Громыко Егор
Кечко Даниил