|
|
Excited States of Carotenoids and Their Roles in Light Harvesting Systems
KEŞAN, Gürkan
Karotenoidy tvoří velkou skupinu přírodních pigmentů. Ve vztahu k fotosyntéze mají zejména dvě role: světlosběrnou a fotoprotektivní. Struktura karotenoidů a dynamika jejich excitovaných stavů jsou vodítky k výše zmíněným rolím. Tato dizertační práce je proto zaměřena na experimentální i teoretické studium karotenoidů. Pro experimentální studium byla používána metoda femtosekundové tranzientní absorpční spektroskopie. Jako podpora a doplnění těchto výsledků sloužily různé výpočetní metody. V této práci se prokázalo, že světlosběrné funkce jsou zásadně závislé na struktuře karotenoidů, a naopak, že struktura světlosběrných komplexů ovlivňuje vlastnosti karotenoidů.
|
|
|
Biologicky aktivní látky v medu
Ošťádalová, Ilona
Tato bakalářská práce seznamuje čtenáře s tématem "Biologicky aktivní látky v medu". První část této literární rešerše se zabývá charakteristikou medu, především druhy medu, kde jsou popsány nejčastěji se vyskytující tuzemské i zahraniční medy a jejich vlastnosti. Dále je čtenář stručně seznámen s historií jeho používání pro léčebné účely, jak byl med využíván pro léčbu kožních onemocnění, zánětů, rakoviny a dalších nemocí. Na konci této kapitoly je popsáno složení medu. V další části této práce je vysvětlen pojem "Biologicky aktivní látka", jsou zde popsány konkrétní biologicky aktivní látky vyskytující se v medu, jejich množství a porovnání s obsahem u jiných potravin. Dále jsou uvedeny jejich pozitivní účinky na zdraví člověka a metody jejich laboratorního stanovení.
|
|
|
Barevné pšenice - genetická determinace a technologické využití
Andrýsková, Martina
Cílem této práce s názvem "Barevné pšenice -- genetická determinace a technologické využití" bylo vybrat optimální způsoby zpracování barevných pšenic (Triticum aestivum L.) v potravinářském průmyslu. Běžně pěstované pšenice mají červenou barvu zrna. Jsou zde však i genotypy s geneticky podmíněným netradičním zabarvením zrna. Jedná se o pšenice s purpurovou, modrou, žlutou nebo bílou barvou zrna. Barva pšenic s purpurovou a modrou barvou zrna je dána obsahem antokyanů a barva pšenice se žlutým zrnem je způsobena zvýšenou koncentrací karotenoidů. Tyto sloučeniny jsou známé pro jejich antioxidační účinek. Z tohoto důvodu by pšenice s nestandardním zabarvením zrna mohly být využity pro výrobu nových potravin, které by byly pro spotřebitele nejen atraktivní svým vzhledem, ale také přínosné pro jejich zdraví. V různých pletivech zrna je různé zastoupení barevných látek, které ovlivňuje obsah těchto látek v mouce a šrotu, proto je nezbytné zohlednit tento fakt při zpracování. Technologický proces musí být také vhodně upraven z důvodu nízké stability pigmentů. Práce se také zabývá genetickou podmíněností nestandardního zabarvení zrna pšenic, zdravotními tvrzeními a označováním potravin.
|
|
|
Významné obsahové látky u vybraného druhu zeleniny
Jacková, Zdenka
Tato bakalářská práce se zabývá popisem významných obsahových látek u Daucus carota L. Experimentální část byla zaměřená na sledování a vyhodnocení obsahových látek u vybraných devíti moderních odrůd: 'Kardila', 'Rubína', 'Karkulka', 'Jolana F1', 'Kráska', 'Katlen', 'Jarana F1', 'Koloseum F1', 'Jitka F1'. Z těchto vybraných moderních odrůd došlo ke stanovení obsahu vitamínu C, sušiny, antioxidantů, minerálních látek, refraktometrické sušiny, dusičnanů, karotenoidů a hrubé vlákniny. Cílem prováděného experimentu bylo porovnat výsledky experimentu s ostatními literárními prameny. Nejlepších výsledků dosahovala odrůda 'Kráska' naopak těch nejhorších dosahovala odrůda 'Koloseum F1'. Na základě zjištěných výsledku je dobré ve sledování pokračovat.
|
|
|
Možnosti produkce pigmentů kvasinkami
Gonová, Dominika ; Hlaváček, Viliam (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Karotenoidy sú prirodzene sa vyskytujúce pigmenty syntetizované kvasinkami, baktériami, vláknitými hubami i rastlinami. V posledných rokoch vzrastá záujem o štúdium týchto pigmentov a ich mikrobiologickú produkciu najmä vďaka významným biologickým účinkom pripisovaným práve karotenoidom. Táto bakalárska práca je koncipovaná ako porovnávacia štúdia šiestich karotenogenných kvasiniek, a to dvoch kmeňov druhu Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Sporobolomyces roseus, Sporobolomyces metaroseus a Sporobolomyces pararoseus. Ich kultivácia prebiehala na rôznych živných médiách, kde bol aplikovaný oxidačný stres v podobe peroxidu vodíka a tiež bol použitý odpadný materiál – vaječné cestoviny ako nutričný zdroj. Všetky študované kmene boli schopné využívať odpadný substrát ako zdroj živín, pričom u rodu Sporobolomyces boli na takomto médiu zaznamenané zvýšené produkcie sledovaných metabolitov. Pôsobením oxidačného stresu sa u väčšiny študovaných kvasiniek prejavili nadprodukcie karotenoidov i sprievodných lipidických látok. Kvasinka Sporobolomyces roseus CCY 19-6-4 sa pri kultivácii na cestovinovom médiu síce vyznačovala najvyššou produkciou karotenoidov (1923,78 µg/g -karoténu), ale na druhej strane sa u nej prejavil výrazný pokles biomasy. Ako potencionálne najlepší producent biomasy (9,85 g/l) i karotenoidov (780,24 µg/g -karoténu) sa ukázala kvasinka Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26. Medzi prírodné pigmenty patrí aj pulcherimín syntetizovaný najmä kvasinkami, ale aj niektorými sporotvornými baktériami. V poslednej dobe sa intenzívne študuje jeho antagonistický efekt, ktorý vykazuje voči viacerým mikroorganizmom, čo sa javí ako veľmi významné z hľadiska biologickej kontroly. Druhá časť práce je venovaná práve štúdiu regulácie produkcie pulcherimínu a jeho antimikrobiálnej aktivite. Ako kvasinky produkujúce tento pigment boli použité kmene Metschnikowia pulcherrima 145, Metschnikowia pulcherrima 147, Mestchnikowia pulcherrima 149 a Metschnikowia andauensis 129, ktoré boli kultivované na rozličných živných médiách obsahujúcich rôzne koncentrácie iónov kovov a tiež peroxid vodíka ako exogénny stres. V rámci štúdia antagonistického efektu pulcherimínu boli ako testované mikroorganizmy využité grampozitívna baktéria Lactobacillus sakei, gramnegatívna baktéria Escherichia coli, ďalej kvasinka Candida glabrata a vláknitá pleseň Phanrochaete chrysosporium. Všetky kvasinky rodu Metschnikowia boli schopné produkcie pulcherimínu, a teda aj antagonistického efektu, iba v médiách obohatených o železité ióny, pričom intenzita sfarbenia bola priamo úmerná práve koncentrácii železa. Antimikrobiálna aktivita pulcherimínu sa neprejavila iba voči baktérií Escherichia coli.
|
|
|
Využití vybraných fluorescenčních technik ke studiu kvasinek a jejich metabolitů
Mikheichyk, Nadzeya ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem práce byla optimalizace metod pro studium kvasinek a jejich metabolitů s využitím průtokové cytometrie a fluorescenční mikroskopie. Červené kvasinky jsou charakteristické nadprodukcí karotenoidů a lipidů, které jsou využívané v potravinářském, farmaceutickém a krmivářském průmyslu. V současnosti se intenzivně zkoumají vhodné mikrobiologické alternativy pro produkci těchto látek. V této práci byly zkoumány vybrané kvasinkové rody: Rhodotorula, Sporobolomyces, Cystofilobasidium a kmen Phaffia rhodozyma. Kvasinky byly kultivovány na různých živných médiích, kde byla jako nutriční zdroj použita glukóza a dále také na vybraných odpadních materiálech glycerolu a syrovátce. U dvou kmenů Cystofilobasidium macerans a Rhodotorula mucilaginosa byly stanoveny růstové charakteristiky na syntetickém glukózovém produkčním médiu. Všechny studované kmeny byly schopny využívat použité odpadní substráty jako zdroj živin. U části kmenů byla pozorována zvýšená produkce karotenoidů, a v některých případech byla doprovázena i relativně vysokou produkcí lipidů. U klasické kultivace nejlepší produkční vlastnosti projevil kmen Rhodotorula glutinis v lipidovém a v glukózovém médiu s přídavkem vitaminů. Na glycerolu nejvíce karotenoidů a lipidických látek produkoval kmen Sporobolomyces shibatanus. Kmen Sporobolomyces roseus projevil nejlepší produkční vlastnosti na syrovátce, jako hlavním zdroji uhlíku. Z výsledků vyplývá, že využití syrovátky a glycerolu se jeví jako vhodná varianta možného zdroje uhlíku ke kultivaci karotenogenních kvasinek a produkci karotenoidů a vybraných lipidických látek jakožto produktů s vyšší přidanou hodnotou. Bude ale nutné dále optimalizovat živné médium na daných substrátech pro větší produkci vybraných metabolitů. Fluorescenční mikroskopie a průtokový cytometrie se ukázaly jako vhodné varianty pro stanovení obsahu sledovaných metabolitů v buňkách, jejich množství a viability.
|
|
|
Srovnání metabolické aktivity a potenciálního využití mikrořas a pigmentotvorných kvasinek
Szotkowski, Martin ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Karotenoidy jsou přírodními pigmenty vyskytujícími se v rostlinách a mnohých mikroorganismech, jako jsou řasy, kvasinky a bakterie. Představují nejrozšířenější skupinu antioxidantů s významným biologickým účinkem. Lipidy jsou esenciální složkou všech živých organismů. Jsou zdrojem a zásobárnou energie pro organismy, kterou lze využít také v petrochemickém průmyslu pro produkci biopaliv. Tato práce se zabývá studiem produkčních vlastností karotenoidů a lipidů vybranými kmeny kvasinek, řas a sinic, a to s cílem aplikace získaných poznatků a nalezení vhodné levné alternativy pro mikrobiální biotechnologickou produkci těchto metabolitů s využitím odpadních substrátů. Obsah karotenoidů, ergosterolu a koenzymu Q v buňkách byl stanovován kapalinovou chromatografií. Obsah lipidů a profil mastných kyselin byl analyzován plynovou chromatografií. Morfologie buněk a lokalizace vybraných metabolitů byla analyzována technikou časově rozlišené fluorescenční mikroskopie. V této práci byly využity kvasinkové rody Sporobolomyces, Cystofilobasidium a Rhodotorula. Z řas a sinic byl použity rody Desmodesmus, Cyanothece, Chlamydomonas, Synechoccocus a Chlorella. V celkovém porovnání produkčních vlastností, dosahovaly nejvyšší produkce kvasinky Z vybraných kmenů, bylo největších výtěžků karotenoidů dosaženo u kmenů S. pararoseus, C. capitatum a R. mucilaginosa a lipidů u kmenů C. infirmominiatum a S. metaroseus.
|
|
|
Optimalizace podmínek kultivace řasových kultur ve fotobioreaktorech
Byrtusová, Dana ; Márová, Ivana (oponent) ; Kočí, Radka (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce je zaměřena na optimalizaci kultivace kmenů Hameatococcus pluvialis ve fotobioreaktorech a biotechnologickou produkci astaxanthinu. V teoretické části byly shrnuty poznatky o podmínkách pro optimální růst a produkci sekundárních metabolitů. Dále byly charakterizovány aktuální kultivační systémy a možnosti monitoringu metabolitů a živin. V rámci experimentální části byla stanovena růstová charakteristika kmenu z Březové nad Svitavou HMP – CCALA 375 za optimálních podmínek na bílém a červeném světle. V průběhu růstu kultury byl studován také profil karotenoidů a jejich koncentrace. Vyšší výtěžek biomasy byl dosažen v kultivaci s bílým světlem (0,939 g/l). Z hlediska obsahu karotenoidů byly u obou kultivací dominujícími pigmenty lutein a -karoten. Další experimenty byly zaměřeny na stanovení optimálních růstových podmínek pro vybrané čtyři kmeny H. pluvialis z Německa, Ameriky, Afriky a Švýcarska. Jako nejvhodnější médium pro kultivaci bylo vyhodnoceno BBM, naopak nejhorší výsledky byly zaznamenány u BG11. Teplota kultivace 22°C byla v předchozích experimentech stanovena jako optimum pro srovnávací kmen HMP - CCALA 375. Vybrané čtyři kmeny byly podrobeny kultivaci nejen při 22°C, ale i při teplotě 25 °C. Kultivace při vyšší teplotě se ukázala být vhodná hlavně pro švýcarský, německý i africký kmen. Analýzou změny osvětlení bylo zjištěno, že je výhodnější kulturu předem adaptovat na nižší osvětlení (50 µmol fotonů•m^-2•s^-1) a poté zvýšit intenzitu na 100-150 µmol fotonů•m^-2•s^-1. Nejlepších růstových výsledků dosahoval švýcarský kmen, který by mohl být využitelný pro komerční produkci astaxanthinu. V poslední části práce byl zkoumán vliv stresových podmínek na produkci astaxanthinu kmenem z Březové nad Svitavou HMP – CCALA 375. Jako stresové faktory byly použity vysoké osvětlení (1 000 µmol fotonů•m^-2•s^-1), nízká koncentrace dusíku (32,96 mg/l), přídavek chloridu sodného (0,5%), vliv octanu sodného (2,2 mM) a kombinace chloridu a octanu sodného (0,5% NaCl, 2mM NaAc). Při vysokém osvětlení (1 000 µmol fotonů•m^-2•s^-1) bylo dosaženo největší akumulace astaxanthinu, která přesahovala 20 mg/g sušiny. Významný výtěžek byl pozorován i v kultivaci s přídavkem octanu sodného (9,2 mg/g) vzhledem k publikovaným hodnotám [103, 105]. Naopak minimální nárůst vykazovala kultura rostoucí v prostředí solného stresu (3,8 mg/g). V navazujících experimentech bude zkoumán vliv vhodných kombinací stresových faktorů nejen na kmen HMP – CCALA 375, ale i na jiné perspektivní kmeny H. pluvialis s cílem dosáhnout nadprodukce astaxanthinu významné pro velkoobjemovou kultivaci.
|
|
|
Produkce vybraných kvasinkových metabolitů využitelných do potravinových doplňků
Němcová, Andrea ; Čertík, Milan (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Karotenoidy sú prirodzene sa vyskytujúce pigmenty rastlín, ktoré sú tiež produkované mnohými baktériami a hubami. Predstavujú jednu z najviac rozšírených skupín prírodných antioxidantov s významnými biologickými účinkami a mnohými priemyselnými aplikáciami. V tomto smere je zvýšený záujem o karotenoidy ako prirodzené antioxidanty, ktoré majú mimo iné schopnosť znižovať prejavy chronických ochorení, patologických stavov u ľudí a celkovo spomaľujú proces stárnutia. Používajú sa prevažne v potravinárskom priemysle, ale hojne sú využívané aj v chemickom, farmaceutickom či kozmetickom priemysle. Jednou z možností získavania týchto látok je využívanie potenciálu červených kvasiniek, ktoré sú schopné prevádzať rôzne substráty v karoténové pigmenty. V predloženej práci boli testované kvasinky patriace do rodov Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium z hľadiska využívania vybraných odpadových substrátov. Boli tiež podrobené náhodnej mutagenéze za účelom zvýšenia produkcie biomasy a špecifických metabolitov – karotenoidov a iných lipidických látok. Ako alternatívne nutričné zdroje boli testované odpadové substráty z poľnohospodárskej a potravinárskej výroby (repka, ryža, pšeničné otruby, jablčná vláknina, cestoviny a lignocelulózové materiály). V niektorých produkčných médiách boli odpadové materiály hydrolyzované extracelulárnymi hydrolytickými enzýmami alebo komerčnými enzýmami za cieľom rozloženia komplexných sacharidických substrátov na jednoduché cukry utilizovateľné kvasinkami. Všetky testované kvasinkové kmene boli schopné využívať tieto odpadové materiály ako jediný zdroj uhlíka a zároveň produkovať pigmenty a obohatenú biomasu. V tejto práci bola študovaná charakterizácia karotenogénnych kvasiniek využitím molekulárnych techník. K tomuto účelu boli amplifikované medzidruhové konzervované sekvencie genómovej DNA, špeciálne oblasti rDNA D1/D2 ribozomálnej podjednotky a úseky ITS1 a 5,8-ITS2 rDNA. Tieto sekvencie boli podrobené analýze pomocou metódy DGGE k porovnaniu odlišností medzi jednotlivými karotenogénnymi kvasinkami. Technika izolácie intaktnej DNA bola optimalizovaná pre karyotypovú charakterizáciu kvasiniek metódou pulznej elektroforézy (PFGE). Jednotlivé karyotypy testovaných kvasiniek obsahovali viditeľné odlišnosti medzi kvasinkovými druhmi a rodmi.
|
|
|
Využití odpadních surovin k produkci obohacené kvasinkové biomasy
Starečková, Terezie ; Demnerová, Kateřina (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; doc.PharmDr.Petr Babula, Ph.D. (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Kvasinky jsou stejně jako ostatní organismy neustále vystavovány vlivům okolního prostředí. Jejich přežití závisí na dovednosti přizpůsobit se environmentálním změnám včetně schopnosti využívat různé alternativní zdroje živin. V předložené disertační práci byly karotenogenní kvasinky patřící mezi rody Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium testovány z hlediska využitelnosti vybraných odpadních substrátů a rovněž podrobeny souběžně účinkům několika typů exogenního stresu a mutacím za účelem zvýšení produkce mikrobiální biomasy obohacené specifickými metabolity. Jako alternativní nutriční zdroje pocházející z odpadních substrátů ze zemědělské a hospodářské výroby byly testovány jablečné slupky, vláknina, kukuřičné klíčky a další. Kvasinky byly dále vystaveny působení osmotického, oxidačního a kombinovaného stresu (přídavky NaCl a H2O2 o různých koncentracích do kultivačních médií), dále iontů kovů selenu a chromu v koncentracích 0,01 mM, 0,1 mM a 1 mM. Testoval se také vliv mutagenu ethylesteru kyseliny metansulfonové. Při provedených experimentech se sledovala schopnost adaptace buněk, morfologické změny, zabarvení médií produkovanými pigmenty, tvorba některých významných kvasinkových metabolitů a změny ve fragmentaci chromozomální DNA. Za účelem vyhodnocení potenciálních změn v kvasinkovém genomu po působení mutagenu a stresových faktorů se optimalizovaly metody izolace intaktní chromozomální DNA a následná analýza pulsní gelovou elektroforézou. Množství produkovaných metabolitů se analyzovalo zejména pomocí RP-HPLC s UV/VIS a MS detekcí. V práci bylo prokázáno, že většina kmenů je schopna využívat studované odpadní substráty a produkovat na nich vybrané cílové metabolity. Biomasa se např. u R. aurantiaca na jablečné vláknině pohybovala kolem 7 g/l a u C. capitatum při kultivaci na neupravené syrovátce dosahovala 9 g/l. Vyprodukované množství karotenoidů činilo u R. aurantiaca při kultivacích na pšeničné kaši a kukuřičných klíčcích s enzymatickou hydrolýzou F. solani 1,01 mg/g, u S. roseus na těstovinách až 4,3 mg/g. Hodnoty syntézy ergosterolu se u R. aurantiaca pohybovaly na jablečných slupkách kolem 4,8 mg/g, u S. roseus při kultivaci na těstovinách s enzymatickou hydrolýzou P. chrysosporium 8,9 mg/g. Nejvhodnějším substrátem pro produkci biomasy a indukci karotenoidů jsou odpady obsahující směs jednodušších a složených sacharidů obohacená o přídavek dusíkatých látek. Potenciální cytotoxický účinek stresových faktorů o nízkých koncentracích nebyl prokázán. Genom karotenogenních kvasinek se podařilo rozdělit optimalizovanou metodou PFGE, karyotypy jednotlivých zástupců obsahují 11 a více chromosomů s viditelnými odlišnostmi mezi jednotlivými druhy i rody. V rámci zahraniční stáže se testovala schopnost rekombinantní kvasinky S. cerevisiae přeměňovat xylózu na xylitol, čímž by se dosáhlo zvýšení produkce bioethanolu jakožto náhradního zdroje paliv. Ukázalo se, že jak využitím ligninocelulózových materiálů k produkci biolihu, tak i různých odpadních substrátů k mikrobiální syntéze karotenoidů by vedlo ke snížení průmyslových výrobních nákladů na produkci kvasinkových metabolitů, jakož i ke snížení negativní zátěže na životní prostředí.
|
host ::
RSS.