|
|
Addition of probiotics and algae extracts to baby foods
Liová, Alexandra ; Szotkowski, Martin (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the selection of a suitable combination of probiotic culture with algae extracts as an addition to the baby formula and the application of the optimal composition of baby formula. Arame, wakame, hijiki and kombu seaweeds were selected for these purposes. The theoretical part is focused on the proper nutrition of children, their deficiencies and possible diseases. Subsequently, it deals with the characterization of probiotic cultures and their importance in the child's nutrition. Last but not least, the theoretical part characterizes the individual seaweeds, their nutritional composition and also their importance in the child's nutrition. In the experimental part, samples of selected algae were first analyzed in terms of saccharides, insoluble fiber content, fructooligosaccharides and -glucans or pigment content. A sample of inulin, a commonly used prebiotic in probiotic products, was used as a reference component. An important analysis of this experimental part was to determine the effect of algal extracts on the viability and growth of probiotic bacteria. Subsequently, a model digestion of a mixture of probiotics and algal extracts was performed, and the condition of the probiotic cells was evaluated during digestion and after digestion by measuring turbidity and flow cytometry. Finally, not only the optimal combination of algae extract and probiotic culture was proposed, but also the possibility of improving the long-term viability of probiotic cells in combination with algal extracts.
|
|
|
Controlled production of lipids and lipidic substances by selected yeasts and microalgae
Szotkowski, Martin ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Huelva, Ines Garbayo Nores, University (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Carotenoids are natural pigments found in microorganisms such as algae, yeast and cyanobacteria. They represent the most widespread group of antioxidants with a significant biological effect. Currently, there is a growing interest in carotenoids due to their beneficial effects on human health. Chlorophylls are green photosynthetic pigments that are used in the food industry as intensive green dyes. Coenzyme Q is known for its positive effect on the proper functioning of a number of organs in the human body. Ergosterol is an integral part of the membranes of yeasts and fungi. It is a provitamin D2, which is an important part of the immune system. Microbial lipids, or ‚Single cell oils’, are characterised by a high content of healthy unsaturated fatty acids that can be used in pharmacy or cosmetics. Microbial lipids are further studied as an alternative for the production of biofuels. The dissertation focused on the study and possibilities of optimising the production of lipids and lipid substances by selected strains of carotenogenic yeasts, microalgae and cyanobacteria. The tested yeasts of the genera Rhodotorula, Rhodosporidium, Cystofilobasidium and Sporidiobolus were cultivated on a series of different media with different C/N ratios in the range of 13 to 100, containing processed waste substrates of the food industry. Selected strains were then cultivated in bioreactors with medium containing a combination of waste substrates. Cultures of microalgae of the genera Desmodesmus, Scenedesmus, Chlorella, Coccomyxa, Chlamydomonas, Botryococcus dealt with the optimisation of individual components of the medium and the application of various stresses in order to increase the production of the studied metabolites. Pilot large-volume cultures in open tanks were performed as part of experiments with the extremophilic microalgae Cocomyxa. In the final part, pilot screenings and large-volume bioreactor experiments focused on the possibilities of co-cultivation of carotenogenic yeasts and microalgae were performed. The tested yeast strains were able to utilise media containing hydrolysed waste substrates with varying success. The best strain was Sporidiobolus pararoseus, which achieved the highest biomass production and studied metabolites in the media. The tested waste substrates were a combination of waste frying oil and coffee grounds hydrolysate. Successful optimisation of the composition of the mineral medium's main components led to increased production of the studied metabolites. The most important effect exhibited particular P/N ratio and the application of oxidative stress. Desmodesmus and Scenedesmus microalgae achieved the best results. Large-scale cultures of Coccomyxa onubensis confirmed the resistance of the culture to contamination by external influences and the ability to grow at high temperatures and light intensities. Co-cultivation experiments confirmed the ability of symbiotic growth of yeasts and microalgae. The best results were obtained in all tested yeasts co-cultivated with microalgae of the genus Desmodesmus and Scenedesmus and, to a lesser extent, with the genus Coccomyxa.
|
|
|
Produkce lipidů pomocí různých druhů kvasinek
Ponížil, David ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na kultivaci vybraných druhů kvasinek a jejich produkci lipidů, které mají mnohostranné využití například při výrobě biopaliv nebo produktů potravinářského průmyslu. Lipidy tvoří základní biomolekuly, které jsou součástí biomembrán v živých organismech. V teoretické části je popsána stavba, chemické složení a výživa těchto mikroorganismů. Dále jsou zde charakterizovány použité kmeny kvasinek a v neposlední řadě také lipidické metabolity. Experimentální část je orientována na popis přípravy živných médií, ve kterých byly kvasinky kultivovány. Byl sledován celkový podíl lipidů a lipidických metabolitů v biomase a provedeno srovnání mezi jednotlivými kmeny kvasinek, s využitím různého složení produkčních médií. Kultivace kvasinek probíhala při různých C/N poměrech, za použití rozdílných zdrojů uhlíku a dusíku, byly využity také odpadní substráty jakožto zdroje uhlíku a dusíku ve srovnání s klasickými zdroji. V neposlední řade bylo provedeno srovnání profilu mastných kyselin produkovaných vybranými kvasinkami s mastnými kyselinami, které jsou obsaženy v rostlinných olejích a másle. Ze série experimentů bylo vypozorováno, že největší podíl lipidů v biomase byl pozorován u kmene Rhodosporidium toruloides v případě využití odpadního substrátu živočišného tuku.
|
|
|
Produkce pigmentů a lipidických látek mikroorganismy na odpadních substrátech potravinářského průmyslu
Hladká, Dagmar ; Němcová, Andrea (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá produkcí karotenoidů, lipidů a jiných látek vybranými kmeny karotenogenních kvasinek, autotrofních řas. Vybrané kmeny byly kultivovány v produkčním médiu o různém složení, obsahujícím odpadní substráty z potravinářského průmyslu. Vybrané kmeny byly vystaveny různé formě stresu, za účelem zvýšení produkce zmíněných metabolitů. Teoretická část nám poskytuje informace o daných kmenech kvasinek a řas, dále informace o sledovaných metabolitech jako jsou lipidy, karotenoidy, ergosterol, ubichinon a chlorofyl. V neposlední řadě se studie zabývá možností stanovení těchto látek. Experimentální část vysvětluje postupy kultivace jednotlivých kmenů kvasinek a mikrořas. Dále se zaměřuje na popis jednotlivých metod stanovení sledovaných metabolitů. Výsledková část porovnává produkci biomasy, metabolitů a lipidů jednotlivými kmeny kvasinek a mikrořas. Jako vybrané kvasinek byly použity Sporidiobolus pararoseus, Sporidiobolus metaroseus, Sporobolomyces roceus, Phaffia rhodozyma a Dioszegia hungarica. Vybranými kmeny mikrořas byly Desmodesmus acutus, Desmodesmus quadricauda, Scenedesmus dimorphus a Chlamydomonas reinhardtii. U zmíněných kmenů byly testovány optimální podmínky média pro produkci metabolitů a lipidů. Z našich výsledků vyplývá, že optimální poměr uhlíku a dusíku pro produkci sledovaných metabolitů při aplikaci kávového hydrolyzátu byl C/N 13 a C/N 25. U mikrořas měla zvýšená koncentrace dusíkatého zdroje negativní vliv na produkci lipidů. Nejvhodnější kmen mikrořas pro využití dusíku v různých koncentracích byl Chlamydomonas reinhardtii. Sporidiobolus metaroseus se poté prokázal jako nejvhodnější kmen pro produkci metabolitů s využitím kávového hydrolyzátu.
|
|
|
Studium produkčních vlastností kvasinek rodu Metchnikowia
Chadimová, Markéta ; Szotkowski, Martin (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Kvasinky rodu Metschnikowia jsou schopné produkovat za různých podmínek různě velké množství lipidů, které mají pozoruhodné využití v biotechnologiích a v průmyslu. Tato bakalářská práce je zaměřena na studium kultivačních podmínek, za kterých kvasinky vyprodukují nejvíce lipidů a také se zabývá tím, z jakých mastných kyselin jsou tyto triacylglyceroly složeny. Je taktéž sledován vliv kultivačních podmínek na množství biomasy. Bylo zkoumáno pět kmenů kvasinek a to M. pulcherrima 145, M. pulcherrima 147, M. pulcherrima 149, M. andauensis 129 a M. chrysoperlae 1158. Na kultivaci byla použita kultivační média s různými poměru C/N, obsahující glukózu, nebo levné odpadní substráty (glycerol, káva a odpadní tuk). Kultivace byly prováděny při několika teplotách a následně bylo zjišťováno množství narostlé biomasy, pomocí plynové chromatografie bylo dále zjištěno složení a poměr mastných kyselin. Jako kvasinka, která vyprodukovala v čase nejvíce biomasy, byla stanovena kvasinka M. chrysoperlae 1158, která po 336 hodinách růstu při teplotě 15 °C na médiu o poměru C/N = 100 byla schopná vytvořit 10,66 g/l biomasy. Největšího množství lipidů bylo dosaženo u kmene M. andauensis 129 při teplotě 8 °C na médiu C/N = 100 (21,57 % lipidů v sušině). Pokud vezmeme do úvahy i produkci biomasy, nejlepších výsledku dosahuje kvasinka M. chrysoperlae 1158 při teplotě 11 °C na médiu s poměrem C/N = 100 s produkci biomasy 10,15 g/l a 19,58 % lipidů v sušině. Tato kvasinka proto byla dále kultivována na odpadních substrátech.
|
|
|
Kultivace mikrořas a karotenogenních kvasinek ve stresových podmínkách
Sniegoňová, Pavlína ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
V biotechnologickém průmyslu se čím dál více využívají mikroorganismy, jako jsou mikrořasy či karotenogenní kvasinky k produkci vybraných látek či k možnosti valorizace odpadu. Mezi metabolity produkované těmito mikroorganismy patří karotenoidy, což jsou přirozená barviva mající antioxidační a další biologické účinky. Další významné produkované látky patří lipidy, které zastupují velkou škálu látek v živých organismech. Tvoří například buněčné membrány a slouží jako rezerva energie. Využit těchto látek lze v potravinářském, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu, ale také k produkci biopaliv. Teoretická část je věnována popisu vybraných rodů mikroorganismů, jejich kultivaci a produkovaných metabolitů. Dále jsou zde zmíněny stresové faktory, kterým byly tyto organismy vystaveny a analytické metody použity pro zjištění zastoupení produkovaných metabolitů. V další části byly srovnány produkční vlastnosti vybraných mikroorganismů v závislosti na použitém stresovém faktoru. Z kvasinkových kmenů dosahovaly zvýšené produkce lipidů kmeny C. macerans a S. metaroseus při vyšší koncentraci FeCl3. Při použití syrovátky jako zdroje uhlíku docházelo u kvasinek zpravidla ke snížené produkci karotenoidů. U řas a sinic docházelo k nejvyšší produkci lipidů u kmenů S. acutus a D. quadricaudea. Produkce karotenoidů závisela na použitém stresu a nejvyšších produkcí dosahovaly kmeny C. sorokiniana, C. reinhardtii, D.quadricaudea a Coccomyxa sp.
|
|
|
Vliv stresu a nutričních podmínek na metabolismus karotenogenních kvasinek a mikrořas
Sikorová, Pavlína ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývala především vlivem biologického stresu (kokultivací) na růst a metabolismus vybraných karotenogenních kvasinek a mikrořas. Metabolity těchto mikroorganismů jsou chlorofyly a karotenoidy, což jsou přírodní pigmenty sloužící jako antioxidanty. Kokultivace teoreticky spočívá v tom, že se mikroorganismy vzájemně podporují v růstu a v produkci metabolitů, což by mělo za následek zvýšenou produkci již zmíněných chlorofylů a karotenoidů. Teoretická část práce je zaměřená na popis vybraných druhů kvasinek a mikrořas a dále podrobněji rozebírá témata stresových faktorů v závislosti na růstu a metbolismu mikroorganismů. Experimentální část se poté zabývá různými druhy kultivací a kokultivací a snaží se optimalizovat produkční média a najít nejlepší symbiotické kvasinky a mikrořasy. Také se zde řeší otázka různých poměrů mikroorganimsů v kokultivacích. Použité kvasinky byly Rhodotorula kratochvilovae, Rhodosporidium toruloides a Phaffia rhodozyma. Kultivovanými mikrořasami byly Desmodesmus acutus, Desmodesmus quadricauda, Coccomyxa sp., Chlorella sorokiniana, Chlamydomonas reinhardtii a Scenedesmus obliquus. Kultivovanou sinicí byl Synechoccocus nidulans. Nejúspěšnějsím kokultivačním experimentem ve všech směrech se ukázala být kokultivace R. kratochvilovae s řasou Desm. quadricauda. Tento experiment byl velmi úspěšný ve všech ohledech.
|
|
|
Microbial production of lipid substances using waste substrates
Árendásová, Veronika ; Szotkowski, Martin (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
This bachelor’s thesis examines the issue of lipid production, done through selected Metschnikowia strains gained from waste starch substrates. Produced lipids are extensively used in biotechnological processes. Cultivation utilised waste starch substrates, left over from food production, as they constituted an available and economical material. The study also monitored the growth of individual Metschnikowia strains in laboratory and reduced temperatures, using an optimal medium. The yeast’s production properties were analysed by means of gas chromatography. All selected Metschnikowia strains were able to produce lipid from waste substrates. Lipid production increased when a mixture of glucose and waste substrates was used. The amount of lipids and the share of fatty acids strongly depended on the strain and cultivation conditions. In all examined strains, monounsaturated fatty acids were represented most strongly. The Metschnikowia pulcherima 149 adapted best to waste substrates.
|
|
|
Využití vzácných olejů v kosmetice
Pilipenco, Alina ; Szotkowski, Martin (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce bylo zkoumání vzácných olejů. V práci byly charakterizovány oleje z vybraných rostlin (mák, konopí, ostropestřec) z hlediska obsahu aktivních fenolických látek, složení mastných kyselin, antioxidační a antimikrobiální účinky. První část práce je literární rešerší na zadané téma, která obsahuje následující části: univerzální chemické složení rostlinných olejů, charakteristiky a účinků netradičních rostlinných olejů a způsobů jejich získávání ke kosmetickým účelům. Experimentální část je především zaměřena na základní analýzu vybraných složek olejů a na základě získaných výsledků návrh využití v kosmetice, konkrétně přípravu sprchového oleje. Na závěr je uveden přehled všech vlastností vybraných olejů, jejich praktické využití a zhodnocení z ohledu na jejich aplikace v kosmetice.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.