Anyagcsere markerek analitikai mérésének és informatikai feldolgozásának kutatása a gombakomposzt gyártástechnológiájának fejlesztése érdekében

Hasonló dokumentumok
A tételhez használható segédeszközöket a vizsgaszervező biztosítja. Jogszabályi változás esetén a vizsgaszervező aktualizálja a mellékleteket.

Doktori értekezés tézisei

Minőségbiztosítás, validálás

A közeli infravörös tartományban végzett spektroszkópia felhasználása a minőségbiztosításban

Szakképesítés-ráépülés: Műszeres analitikus Szóbeli vizsgatevékenység A vizsgafeladat megnevezése: Analitikai elemző módszerek

Doktori munka. Solymosi József: NUKLEÁRIS KÖRNYEZETELLENŐRZŐ MÉRŐRENDSZEREK. Alkotás leírása

Duna-víz extrahálható komponenseinek meghatározása GC-MSD rendszerrel. I. Elméleti áttekintés

MELLÉKLETEK MELLÉKLETEK

Kémiai analitika GÁZKROMATOGRÁF. Bodáné Kendrovics Rita főiskolai adjunktus

Nyugat-magyarországi Egyetem Sopron

Depóniákból elszivárgó vizek hasznosítása komposztálásban

CCI-szám: 2007HU16UPO001. EGYSÉGES SZERKEZETBE FOGLALT MÓDOSÍTÁS november

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

KÖRNYEZETI LEVEGŐ MINTAVÉTEL VIZSGÁLATI JEGYZŐKÖNYV

Real time PCR módszerrel végzett patogén vizsgálatok tapasztalati

Triklór-etilén eltávolításának vizsgálata vizekből nagy hatékonyságú oxidációs eljárással

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI. Gyümölcsök penészes romlásának előrejelzése. Sági-Kiss Virág. Budapest 2012.

INTERFERONI GAMMA-1B SOLUTIO CONCENTRATA. Tömény gamma-1b-interferon-oldat

Síkkromatográfia. Kapacitásaránynak (kapacitási tényezőnek): a mérendő komponens állófázisában (n S ) és mozgófázisában (n M ) lévő anyagmennyiségei.

GYÓGYSZERES RÁGÓGUMIK HATÓANYAGÁNAK KIOLDÓDÁSI VIZSGÁLATA

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2013/2. ütem -

Konfokális mikroszkópia elméleti bevezetõ

Kardos Levente 1 Sárközi Edit 1 Csumán András 1 Bálint András 2 Kasza Gyula 2 : Kommunális szennyvíziszap vermikomposztálásának lehetőségei

2. fejezet KÖRNYEZETI KOCKÁZATBECSLÉS

Házikerti. komposztálás. telei

τ Γ ħ (ahol ħ=6, evs) 2.3. A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia (Forrás: Buszlai Péter, szakdolgozat) A Mössbauer-effektus

A DR-PAck fejlesztései PE fólia gyártástechnológiában

A KÖRNYEZETI INNOVÁCIÓK MOZGATÓRUGÓI A HAZAI FELDOLGOZÓIPARBAN EGY VÁLLALATI FELMÉRÉS TANULSÁGAI

ETANOLTARTALOM

Az infravörös spektroszkópia analitikai alkalmazása

Kutatási zárójelentés (2009) OTKA sz. pályázat

FÜGGELÉK. értékelési módok

Hosszú élettartamú fényforrások megbízhatóságának vizsgálata Tóth Zoltán. 1. Bevezetés

Zárójelentés. ICP-OES paraméterek


ADEPS LANAE. Gyapjúviasz

GOP Piacorientált kutatás-fejlesztés tevékenység támogatása

Az Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzék módosításának eljárásrendjéről szóló 133/2010. (IV. 22.) Korm.

ESÉLYTEREMTŐ OKTATÁS. TKKI Eötvös József Program pedagógiai szakmai hírlevél I. évfolyam 3. szám

Kenőanyagcsere és gépkarbantartás szervezés olajanalízis alapján

Veszprémi Egyetem, Vegyészmérnöki Intézet K o o p e r á c i ó s K u t a t á s i K ö z p o n t 8200 Veszprém, Egyetem u. 10., Tel.

A fehérje triptofán enantiomereinek meghatározása

OTKA KUTATÁS ZÁRÓJELENTÉSE Égésgátló szereket tartalmazó műanyagok hőbomlása T047377

A MEPS (Microextraction by Packed Sorbent) minta-előkészítési módszer alkalmazása környezeti vízminták GC-MS áttekintésében

1. A tárgyalandó témakör tárgyilagos és tényszerű bemutatása

A évi integritásfelmérések céljai, módszertana és eredményei

INTELLIGENS SEBÉSZETI ESZKÖZ SZÖVETEK MŰTÉT KÖZBENI AZONOSÍTÁSA TÖMEGSPEKTROMETRIÁS MÓDSZERREL

Bevezető 1. Elemző rész 1.1 Célok meghatározása 1.2 Helyzetelemzés 1.3 Következtetések 2. Tanácsadó rész 2.1. Stratégiai tanácsok 2.

Bevezetés - helyzetkép

Témavezető neve Földiné dr. Polyák lára.. A téma címe Komplex vízkezelés természetbarát anyagokkal A kutatás időtartama:

Hidrogén előállítása tejcukor folyamatos erjesztésével

A Ratipur Kft. poliuretán-feldolgozással foglalkozik. Hogyan került kapcsolatba ezzel az anyaggal?

Elválasztástechnikai módszerek alkalmazásának gyakorlati kérdései gyógyszeranyagok és -készítmények minőségellenőrzésében. Doktori (PhD) értekezés

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁS. Vízszennyezés Vízszennyezés elleni védekezés. Összeállította: Dr. Simon László Nyíregyházi Főiskola

Vegyi felderítési koncepció 2006-os FIFA VB-n a lipcsei labdarúgó-stadionban

Spektroszkópiai módszerek és ezek más módszerrel kombinált változatainak alkalmazása a műanyagiparban

Szteroid gyógyszeranyagok tisztaságvizsgálata kromatográfiás technikákkal

I. Bevezető, az elektronikai tervezés során felmerülő megoldandó problémák rövid összefoglalása

Logisztika a kórházakban

Duna-víz extrahálható komponenseinek meghatározása GC- MSD rendszerrel. Elméleti bevezető

1. Bevezetés. 2. Búzaminősítő módszerek összehasonlító elemzése

Nemlineáris és femtoszekundumos optika Szakmai záróbeszámoló OTKA K 47078

Szakmai zárójelentés OTKA-PD sz. pályázat Készítette: Szekeres András

Hogyan lehet hasznosítani egy egyszerő könyvtárhasználati kérdıív eredményeit a gyakorlatban?

Testtartás, kényelem és a munkaeszközök beállítása varrógépen végzett munkánál

Talajvizek szerves mikroszennyezőinek eltávolítása oxidációs technikákkal

Szerves kémiai analízis TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

A Károli Gáspár Református Egyetem által használt kockázatelemzési modell

Biohulladékok kezeléséből származó talajtermékenység-növelő anyagok minőségbiztosítási rendszere

Közös szennyvízelvezetési projektje

Szentes Város Polgármesterétől 660 Szentes, Kossuth tér 6. Pf /

HEPARINA MASSAE MOLECULARIS MINORIS. Kis molekulatömegű heparinok

A korai kéttannyelvű oktatás hatása a kisiskolások anyanyelvi szövegértési és helyesírási kompetenciájára

Doktori tézisek. Sedlák Éva. Semmelweis Egyetem Gyógyszertudományok Doktori Iskola

9. Hét. Műszeres analitika Folyadékkromatográfia Ionkromatográfia Gélkromatográfia Affinitás kromatográfia Gázkromatográfia. Dr.

VIZSGAKÉRDÉSEK ÉS VÁLASZOK ENERGETIKAI MÉRÉSEK TÁRGYBÓL, 2014

Pénztárgép Projektfeladat specifikáció

Darts - Krikett Projekt feladat specifikáció

SZENNYVÍZISZAP KEZELÉSI ÉS HASZNOSÍTÁSI STRATÉGIA ÉS PROGRAM

A mintavétel bizonytalansága

PHENOXYMETHYLPENICILLINUM KALICUM. Fenoximetilpenicillin-kálium

PCA. Digitálisan szabályozható elõtétek

Polietilén zsákokban gyűjtött szerves hulladék komposztálása nyitott halmokban

Tárgyszavak: szerves vegyület; levegőszennyezés.

A BIZOTTSÁG KÖZLEMÉNYE A TANÁCSNAK ÉS AZ EURÓPAI PARLAMENTNEK

WESSLING Közhasznú Nonprofit Kft. QualcoDuna jártassági vizsgálatok Általános feltételek 2016.

A projekt eredetileg kért időtartama: 2002 február december 31. Az időtartam meghosszabbításra került december 31-ig.

Ipari eredetű nyári túlterhelés a Debreceni Szennyvíztisztító Telepen.

Méréstechnika. Vízben zavarosság, vezetőképesség és oldott oxigéntartalom mérése

A fehér gólya (Ciconia ciconia) Debrecenben és a Dél-Nyírségben

Tartalomjegyzék 2. A PROJEKT FOGALMA 3 3. TANÁCSADÁSI FOLYAMAT 6

SGS-48 FORGALOMTECHNIKAI SEGÉDLET

3*2 FOKOZATU KASZKÁD IMPAKTOR A SZILÁRDRÉSZECSKÉK ÉS AEROSZOLOK FRAKCIONÁLT MINTAVÉTELÉRE

Vízből extrahálható ásványolaj-eredetű szénhidrogének meghatározása membrán segített oldószeres extrakcióval

Mindenütt jelen lévő szennyező gyógyszerek és higiéniai termékek: a klofibrinsav, koffein és DEET megjelenése és eloszlása az Északi-tengerben

MICÉLIUM-KOMPOSZTÁLÁS FÉLÜZEMI KÍSÉRLETÉNEK KRITIKAI ÉRTÉKELÉSE. Szakdolgozat

TARTÁSTECHNOLÓGIA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Korszerű raktározási rendszerek. Szakdolgozat

AZ ÉGÉSGÁTLÁS KÖRNYEZETI HATÁSAINAK VIZSGÁLATA

A BELLA PROGRAM SZEGEDI ADAPTÁCIÓJA

Átírás:

Anyagcsere markerek analitikai mérésének és informatikai feldolgozásának kutatása a gombakomposzt gyártástechnológiájának fejlesztése érdekében Project célja A gombakomposzt gyártása során 150-200 tonna töltőtömegű zárt alagutakban történik az alapanyagok fermentálása és a pasztörizálása. Egy ilyen alagútban 9-10 millió Ft értékű gombakomposzt gyártása folyik, tehát esetleges technológiai hiba folytán komoly az anyagi kár. A fermentálás hatékonysága attól függ, hogy az azt végző mikroszervezeteknek biztosítani tudjuk a szükséges környezeti feltételeket. Amennyiben a környezeti paraméterek valamelyike kedvezőtlenül változik, a mikroszervezetek arányának egyensúlya felborul. A környezeti paraméterek kedvezőtlen változása nem kívánt mikroorganizmusok elszaporodásának kedvez, amelyek negatívan hatnak a komposzt minőségére és termésátlag csökkenést eredményezhetnek. Célkitűzésünk az, hogy GC-MS analitikai módszer segítségével kimutassuk a káros mikroszervezetek anyagcsere termékeit és ezeket markerezésre, azaz faji identifikálásra felhasználjuk. Az anyagcsere markerek segítségével következtetni tudunk arra, hogy milyen szükséges beavatkozást kell elvégezni, a gépészeti egységek segítségével, a komposzt jobb minősége érdekében. A gombakomposzt fermentálásának hatékonysága attól függ, hogy az azt végző mikroszervezeteknek biztosítani tudjuk a szükséges környezeti feltételeket. A gombakomposzt gyártásánál alkalmazott környezeti paramétereket speciális légtechnika segítségével befolyásoljuk. A fermentáció előrehaladásának követésére jelenleg csak a hőmérséklet, az oxigén szint és az elhasznált levegő ammónia tartalmának mérése ad lehetőséget. Nincs olyan kidolgozott analitikai, mérési eljárás, amely a nagy tömegű komposzt minőségét befolyásoló mikroszervezetek elszaporodásáról és dominancia viszonyairól alkalmazható információt tudna adni. A kidolgozásra váró mérési technológia a gázkromatográfia elválasztás technológiájára épül, amely egy tömegspektrometriás detektor segítségével pontosan mérni tudja az anyagcsere markereket és azok mennyiségeit. Ilyen kutatások a múltban nem történtek. Eredmények 1) A kutatás egyik célkitűzése volt olyan kísérleti elrendezés kifejlesztése, mely alkalmas anyagcsere markerek gyors kimutatására. A kutatási terv szerint gázfázisú komponensek mintavétele alapján szeretnénk döntést hozó rendszereket fejleszteni, így az 1990-es évek elején kifejlesztett szilárd-fázisú mikroextrakció (SPME) (1. ábra) alkalmazása tűnt a legkecsegtetőbbnek, mely rendszert korábban többen is alkalmazták gázfázisú mintavételre élelmiszeripari termékek penészedésének nyomonkövetésekor.

1. ábra: SPME kísérleti elrendezés kifejlesztése További célfeladat volt olyan gázkromatográf-tömegspektrométer (GC-MS) alkalmazása, mely képes a jellemző komponensek elválasztására, a lehető legtöbb információt gyűjti az igen/nem (adott penész megjelenik/vagy sem) válasz eldöntéséhez (háromdimenziós adathalmaz). Amíg a klasszikus GC technikák a hosszú (30-40 m) oszlopok viszonylag lassú felfűtésével 40 perces kromatogrammokat és 10 perces lehűtésekkel közel egy órás időközökkel képesek információ képzésére, addig a jelen kutatásnál célfeladatul tűztük ki a teljes ciklus 10-15 perces lefutását (2. ábra), és így a viszonylag gyors döntéstámogatás megalapozását a nagy felbontás terhére, viszont a rendszer bizonytalanságait több mérési eredménnyel párhuzamos méréssel alátámasztani.

2. ábra: Kromatográfia kifejlesztése, elválasztás optimálása 2) A kísérleti rendszer kidolgozásánál a legfőbb célkitűzés az volt, hogy olyan mérőrendszer alakuljon, ki, amely ugyanabból a légtérből több minta vételére alkalmas. Nyilvánvaló volt a feladat tervezésekor, hogy a GC-MS rendszer installálásán túl, olyan rendszert alakítsunk ki, mely viszonylag olcsó működési költséggel (He vivő gáz helyett hidrogénnel) működik. A szoftver kialakításánál és tervezésénél alapvető volt az a feltételezés, hogy a mérések háttereként szolgáló komposzt illóanyag összetétele jóval komponens dúsabb, mint a penészgombák illóanyag spektruma, ezért egy háromdimenziót figyelembevevő Masshunter kiértékelő szoftverrel szereltük fel a műszerállományt. A tervezés során figyelembe kívánjuk venni a mintavételi körülmények tervezésekor azt, hogy az SPME szálak eltérő szelektivitással rendelkeznek és számunkra fontosabb paraméter a jellemző komponensek regisztrálása, mint a nagy mennyiségű, de információval (penészre jellemző) nem rendelkező komponensek kimutatása. A mintavétel optimáláskor, figyelembe vettük, azt, hogy a penészek élettartama paraméter (gázatmoszféra, ph, nedvességtartalom, hőmérséklet, stb.) függő, tehát az optimális mintavételi idő, sok paraméter függvénye oltott és oltatlan komposztok esetében is és a szinergikus és antagonisztikus hatások megismerése további kutatások célfüggvénye lehet. 3) Kidolgoztuk és megépítettük a megfelelő kísérleti elrendezést: 1. Mintavevő edény 2. Mintavevő adszorber szál 3. Kromatográfiás lefűtő fej 4. Kromatográfiás elválasztó rendszer 5. Tömegspektrometriás elválasztó rendszer 6. Adatrögzítő és adatértékelő szoftver 4) A megbízható eredmények elérése érdekében belső standard alkalmazását tűztük ki célul, mely célja elsősorban a manuális injektálásból származó esetleges kromatogram csúszások fixálása. Számtalan párhuzamos injektálás során kiderült, hogy a kromatogramok jól kézbentarthatók és stabilan tartják a retenciós időket. A kidolgozott zárt légterű mintavevő edényzetben olyan

standardokat tudtunk alkalmazni, amelyek a rendszer memória hatását kihasználva 4 napig tudják biztosítani a standard vegyületek jelét (3. ábra). 3. ábra: Alkán standardok memória hatása a mérések során A megfelelő eredmény eléréséhez az alkán homológ sor tagjaiból választottuk standardot, retenciós idejük figyelembe vételével. Ezzel a módszerrel a mikroorganizmusok növekedését nem befolyásoló, 4 napig stabil, memóriahatáson alapuló standardizálást értünk el. 5) Különböző statisztikai módszerek alkalmazásával a vizsgált, gombatermesztésben kártékony mikroorganizmusokat el tudtuk különíteni illékony anyagcseretermékeik által. PCA (főkomponens analízis) segítségével (4. ábra) 2 nagyobb csoportra tudtuk választani a mintahalmazunkat, és a főkomponensek mentén időbeli elkülönítésről is informálódhatunk. 4. ábra: Elkülönítés PCA-val

Lineáris diszkriminancia elemzéssel (LDA) mind az egyes leoltott minták (5. ábra), mind pedig a leoltások időtartama (6. ábra) elkülöníthető. A leoltások időtartama egyértelműen a 4. napig különíthető el, utána sajnos pontosabb elkülönítést ezzel a technikával nem tudtunk elérni. 5. ábra: Minták csoportosítása LDA-val Kitekintés 6. ábra: Leoltási napok elkülönítése LDA-val További méréseinkből sikeresen meghatároztuk a Trichderma aggressivum és egyéb más, gombatermesztésben kártékony penészek illékony anyagcsere termékeit. Továbbá ezen anyagcseretermékek időbeli lefutását is tanulmányoztuk, mely során a penész korai detektálására tudtunk következtetni. PLS regressziós modell segítségével a penészes fertőzés korát, tehát a

leotlástól eltelt napok számát is becsülni tudjuk. A felsorolt eredmények bővebb részletezése az alábbi, már megjelent publikációnkban olvasható: Dalma Radványi, Attila Gere, Zsuzsa Jókai, Péter Fodor (2015) Rapid evaluation technique to differentiate mushroom disease-related moulds by detecting microbial volatile organic compounds using HS-SPME-GC-MS, Anal Bioanal Chem (2015) 407:537 545, DOI 10.1007/s00216-014-8302-x