Rakouští vědci předvedli metodu recyklace plastů pomocí enzymů vylučovaných mikroorganismy v žaludku krávy. V práci publikované v časopise Hranice v bioinženýrství a biotechnologiivědci hydrolyzovali tři polyestery – polyethylen tereftalát (PET), polyethylen furanoát (PEF) a polybutylen adipatereftalát (PBAT) – pomocí tekutiny z bachoru, části čtyřkomorového žaludku dobytka.
V Evropě se dnes nashromáždilo 25,8 milionu tun plastového odpadu, z čehož přibližně 15 procent tvoří polyestery, především polyethylentereftalát, který se používá v textilu, obalech, lahvích na vodu a sycených nápojích. Mezi často používané polyestery patří také polybutylen adipatereftalát, což je kopolymer syntetizovaný z 1,4-butandiolu, kyseliny adipové a tereftalové. Dalším významným zástupcem polyesterů je polyethylenfuranoát, jehož monomerem je kyselina 2,5-furandikarboxylová, získávaná z obnovitelných zdrojů.
Enzymatická hydrolýza pomocí bakterií je nyní slibnou metodou recyklace plastů. Například v roce 2016 japonští mikrobiologové, kteří zkoumali půdu poblíž závodu na výrobu polyethylentereftalátu, izolovali kmen bakterií Ideonella sakaiensis 201-F6, schopný hydrolyzovat PET. Tyto bakterie dokázaly zpracovat tenký (0,2 milimetrový) polymerový film za šest týdnů. A v loňském roce se francouzským vědcům z University of Toulouse podařilo vylepšit enzym kutinázu LCC získanou z listového kompostu, který fungoval účinněji než enzym z Ideonella sakaiensis: Dokázala rozložit až 90 procent PET na monomery za 10 hodin. Stále však existuje potřeba účinnějších enzymů, které by umožnily škálovatelné zpracování.
Nyní se vědci pod vedením Felice Quartinella z Vídeňské univerzity přírodních zdrojů a věd o životě rozhodli využít k degradaci polyesterů enzymy produkované bachorovými mikroorganismy. Vzhledem k širokému využití jatek lze tento proces v budoucnu rozšířit.
Bachor je největší částí žaludku dobytka. Bachorový mikrobiom obsahuje asi 10 10 mikroorganismů na 1 mililitr bachorové tekutiny a je zastoupen několika stovkami druhů obyvatel, z nichž většina produkuje enzymy pro trávení vlákniny, škrobu a cukru. Potrava přežvýkavců obsahuje rostlinné polyestery, a proto jsou některé mikroorganismy obývající zvířata schopné syntetizovat enzymy (esterázy, lipázy a kutinázy), které štěpí esterové vazby.
Vědci navštívili rakouská jatka, aby odebrali bachorovou tekutinu krávě. Poté inkubovali tuto kapalinu se třemi polyestery (PET, PEF, PBAT) v práškové a filmové formě, aby viděli, jak účinně by se polymery hydrolyzovaly v různých formách. Vědci inkubovali 5 gramů prášku (každého polymeru) se 2 mililitry bachorové tekutiny v pufru fosforečnanu draselného. Inkubace byla prováděna po dobu 72 hodin v orbitální třepačce při 150 otáčkách za minutu při 40 stupních Celsia (jako v bachoru). Poté vědci udělali totéž s polymerními filmy (PET, PBAT a PEF) o rozměrech jeden a půl krát jeden centimetr.
Poté vědci pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie analyzovali produkty enzymatické hydrolýzy všech tří polymerů. Produkty degradace PET byly: kyselina tereftalová, mono-(2-hydroxyethyl)tereftalát a bis-(2-hydroxyethyl)tereftalát; PBAT byl hydrolyzován za vzniku monohydroxybutyltereftalátu a bis-(4-hydroxybutyl)tereftalátu a degradačním produktem PEF byla 2,5-furandikarboxylová kyselina.
Po 72 hodinách se z PET a PBAT vytvořilo 0,6 a 0,75 milimolů produktů hydrolýzy a z PEF se získalo 4,8 milimolů produktů. Enzymatická hydrolýza polymerů ve formě prášků byla lepší než hydrolýza filmů. Avšak jak v případě filmů, tak v případě prášků byl PEF rozložen účinněji než jiné polymery. Je to dáno pružností polymerního řetězce, která zlepšuje sorpci enzymů. Kromě toho může hydrolýzu ovlivnit délka řetězce a mezimolekulární vazby.
K identifikaci mikrobiální komunity v bachoru výzkumníci extrahovali genetický materiál z jednoho mililitru bachorové tekutiny pro sekvenování. Mezi bakteriemi v bachoru bakterie rod pseudomonády, které by mohly hrát důležitou roli při hydrolýze polyesterů. Je známo, že tyto bakterie jsou schopny syntetizovat esterázy, lipázy a kutinázy, které hydrolyzují esterové vazby. Ohledně hub (Aspergillus, Penicillium, Candida)Žijí v bachoru a jsou také schopny produkovat různé hydrolázy (lipázy a esterázy), a proto se podílejí na hydrolýze polymerů. Podle výzkumníků mikrobiální komunita s největší pravděpodobností účinně hydrolyzuje polyestery díky kombinaci enzymů syntetizovaných různými obyvateli bachoru.
Slibnou metodou je recyklace plastů pomocí mikroorganismů. Nedávno biochemici ze Skotska použili upravený kmen Escherichia coli Escherichia coli přeměnil kyselinu tereftalovou získanou z PET lahví na vanilin.
Viktorie Baranovské
Našli jste překlep? Vyberte fragment a stiskněte Ctrl + Enter.
Podávání kanabidiolu březím myším narušuje citlivost a chování u potomků
Tyto účinky se lišily podle pohlaví
Američtí vědci zjistili, že příjem kanabidiolu u březích myší je spojen se zhoršením citlivosti na tepelnou bolest, schopnosti řešit problémy a excitability prefrontální kůry u jejich potomků, přičemž tyto účinky závisí na pohlaví. Zpráva o práci byla zveřejněna v časopise Molecular Psychiatry. V zemích, kde jsou konopné produkty legální pro lékařské nebo rekreační použití, berou některé těhotné ženy kanabidiol (druhý nejrozšířenější kanabinoid po tetrahydrokanabinolu) samotný nebo v lékařské marihuaně k potlačení nevolnosti, protože věří, že je bezpečný. Současně kanabidiol, který nemá psychoaktivní vlastnosti, proniká hematoplacentární bariérou a váže se na mnoho receptorů zapojených do vývoje mozku, včetně serotoninu 5-HT1A, teplotně citlivého vaniloidu TRPV1 a draslíkových kanálů Kv7. Možné důsledky toho pro potomky zůstávají špatně pochopeny. Aby to pochopili, vědci z University of Colorado pod vedením Emily Anne Batesové podávali myším od pátého dne denně 50 miligramů kanabidiolu (vysoká dávka) ve slunečnicovém oleji na kilogram tělesné hmotnosti na kilogram tělesné hmotnosti. těhotenství (kolem konce prvního trimestru) až do porodu. Zvířata z kontrolní skupiny dostávala pouze slunečnicový olej. Délka březosti, přírůstek hmotnosti během březosti a velikost a pohlaví vrhu nebyly lékem ovlivněny. Ten a jeho metabolity byly zcela eliminovány z plazmy myších mláďat osmý den narození. Hargireevesův plantární test ve věku 11 týdnů ukázal, že po prenatální expozici kanabidiolu měli samci, ale ne samice, potomci významně (p = 4,99 x 10-8) nižší práh tepelné bolesti. Když byl gen TRPV1 vyřazen, nezměnil se, což znamená, že účinek je spojen specificky s těmito receptory. Podle testů s tmavo-světelnou komorou a různými bludišti neovlivnilo užívání kanabidiolu v těhotenství míru úzkosti, kompulzivity a prostorové paměti potomka. V experimentech s puzzle buňkami bylo zjištěno, že po takové expozici byly ženy, ale ne muži, pomalejší (p = 0,02) při řešení problémů, což je pravděpodobně způsobeno hyperaktivací 5-HT1A receptorů. Elektrofyziologická studie ve věku 14–21 dní ukázala, že takové samice měly zvýšený (p = 0,00007) akční potenciál práh spouštění (tj. sníženou excitabilitu) Kv7-pozitivních pyramidálních neuronů ve vrstvě 2/3 prefrontálního kortexu, což je zodpovědný za učení a výkonné funkce. Hustota, velikost a morfologie dendritických trnů těchto buněk nebyly ovlivněny, ale amplituda excitačních potenciálů způsobených aktivací glutamátových AMPA receptorů byla významně snížena (p = 0,0009). Žádné takové změny nebyly pozorovány u mužů. Zjištění naznačují, že každodenní podávání vysokých dávek kanabidiolu během posledních dvou trimestrů březosti u myší způsobuje změny neuronální fyziologie a neurovývoje u potomků, které se následně projevují jako poruchy senzoriky a chování, a tyto účinky závisí na pohlaví zvířat. . Autoři práce hodlají objasnit, jak je ovlivňuje dávka léku a jeho podávání v určitých obdobích těhotenství.
Každý ví, že zdravá kráva neustále přežvykuje. Ale co to má společného? Proč kráva žvýká jídlo dvakrát? To je vysvětleno strukturou trávicího systému zvířete. A taková specifická struktura žaludku vznikla v procesu evoluce, kdy bylo potřeba rychle se zásobit potravou a ta se dala později rozkousat a strávit.
Proč může kráva přežvykovat?
Kráva, která vzala potravu do tlamy, ji nežvýká, ale okamžitě ji spolkne. Po tomto, mezi jídly, je jídlo regurgitováno a vstupuje do úst, kde je pečlivě žvýkáno. Poté kráva znovu spolkne rozžvýkanou potravu. Ale jak může kráva přežvykovat? Specialisté společnosti Ukrvet vám to pomohou zjistit. Znalost struktury a fungování trávení je však důležitá pro každého chovatele hospodářských zvířat.
Řezy kravského žaludku a jejich funkce
Důvod tohoto neobvyklého mechanismu trávení potravy spočívá v žaludku. U krávy se skládá z 5 sektorů: bachor, pletivo, kniha, slez a střeva. V každém z nich se provádějí určité fáze zpracování potravin:
- Nejprve se krmivo dostane do bachoru, je zpracováno jeho charakteristickou mikroflórou a dochází k fermentačnímu procesu.
- Poté se krmivo dostane do sítě a rozdělí se na malé hrudky, které jsou vhodné pro krávu ke žvýkání.
- Potrava v kuličkách se vrací zpět do tlamy, kráva ji postupně žvýká, což se děje v době odpočinku.
- Rozžvýkané kuličky trávy nebo jiného jídla jsou opět spolknuty, načež přecházejí do další části – knihy.
- Po strávení se částečně natrávená potrava přenese do slezu, kde je plně strávena.
Průběh procesu přežvýkavce u krávy
Odpověď na otázku, jak probíhá přežvýkavý proces u krávy, spočívá také ve specifikách rytmu jejího trávení. Zvíře zpočátku nežvýká, ale pouze sbírá potravu v bachoru. Poté, v průměru hodinu po spolknutí potravy, se začne vracet do úst a žvýkat. Každý kousek této žvýkačky zůstane v ústech asi minutu. Po opětovném spolknutí již rozžvýkaného jídla se po 5 sekundové pauze dostane do úst další porce žvýkačky. V tomto období potrava uložená v bachoru změkne a nabobtná. To usnadňuje žvýkání.
Co brání spuštění procesu přežvýkavců?
Doba, kdy kráva začíná žvýkat krmivo, se liší. Toto období může záviset na povaze přijímané potravy a také na některých vnějších faktorech. Tento proces je ovlivněn zejména vnitřním mikroklimatem. Kvalitní vybavení pro chov skotu pomůže vytvořit optimální podmínky pro chov krav, nejvýhodnější je nakupovat na Ukrajině přes Ukrvet. Proces přežvýkavců je také inhibován na 2 hodiny nebo déle:
- Při konzumaci suchého hrubého jídla.
- Při nedostatečné spotřebě vody.
- Při vystavení vnějším podnětům.
- Při vysokých pokojových teplotách.
- Při dlouhodobém pobytu na slunci.
Co přispívá k začátku procesu přežvýkavců?
V noci začíná období přežvýkavců snadněji a rychleji než ve dne. Koneckonců, neexistují žádné dráždivé faktory, které pomáhají zpomalit proces přežvýkavců. Pokud kráva leží tiše, pak je žvýkání také snazší. Pokud se do bachoru dostane dostatek vody, potrava v ní obsažená se ředí, což vede k urychlení procesu přežvýkavců. Kvalitní napáječky pro skot zakoupíte v katalogu na našich stránkách. Vše, co potřebujete k péči o krávu, je zde.
Jaké jsou vlastnosti žvýkacího jídla?
Během dne má kráva v průměru 7 přežvýkavců, z nichž každá trvá asi 45 minut. Pokud je dodáváno objemné krmivo, pak se tato období prodlužují a při krmení smíšeným krmivem dochází ke žvýkání rychleji a rychleji. Kráva přežvýká denně asi sto hmotností krmiva odstraněného z bachoru. Během procesu žvýkání se potrava stlačí a z toho uvolněná šťáva a malé stravitelné částice potravy se spolknou. Kráva pokračuje v žvýkání větších okrajů asi minutu a pak polyká. Toto krmivo, opakovaně zpracovávané čelistmi a slinami, je spolknuto a následně smícháno s jeho obsahem v bachoru. Proč kráva žvýká jídlo? Taková žvýkačka je životně důležitá pro normální trávení a plnou absorpci živin z krmiva s hrubou vlákninou. Tele začíná žvýkat půl měsíce po narození.
Proč kráva žvýká jídlo?
Abyste pochopili, proč kráva žvýká jídlo, musíte zvážit, co jí. Obvykle se jedná o hrubé, suché seno. A i když zvíře dostane šťavnatou jarní trávu, stále zůstává velmi vláknitá. Proto je tělo krávy navrženo tak, aby zajistilo úplné zpracování zkonzumované potravy. Co se děje během procesu žvýkání?
- Výrazně se zvyšuje slinění, což způsobuje, že se jídlo mísí se slinami a zvlhčuje.
- Během žvýkání se jídlo drtí a třídí na stravitelné částice.
- Poté část krmiva opustí bachor a část zůstane pro dokvašení.
- Při žvýkání se vláknité struktury vlákniny, jako je seno a sláma, ztenčují.
- Zvyšuje se poddajnost vlákniny vůči vlivu mikroflóry a tím je lépe stravitelná.
- Zvyšuje se rozpustnost látek, které vyživují bakterie v žaludku.
- Tvoří se hrudky potravy, které je vhodné spolknout jako částečně rozžvýkané bolusy.
Závěry
Každý chovatel hospodářských zvířat ví, jak důležité je pro krávu žvýkání. Při konzumaci čerstvé trávy a krmiva dochází ke žvýkání mnohem rychleji. Ale žvýkání suchého sena bude trvat mnohem déle. Pro usnadnění tohoto procesu a pro zabránění náhodnému udušení krávy je nutné objemové krmivo rozdrtit. To vyžaduje speciální vybavení pro chov dobytka. Můžete si jej objednat s doručením do Ukrvet. Pomůže zorganizovat pohodlný chov, krmení a ošetřování zvířat. Když kráva žvýká, znamená to, že její trávení funguje. U zdravé krávy je normou 40 až 50 tisíc pohybů čelistí za den. Než potravu spolkne, musí ji kráva 50krát rozžvýkat. A pro stádo bude známkou kvalitního krmení fakt, že 60 % krav přežvykuje současně.
