|
|
Řízení řasových bioreaktorů
Rek, David ; Naď, Martin (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce řeší problematiku kultivace mikrořas v uměle vytvořeném prostředí – bioreaktoru. Cílem je systematické představení faktorů ovlivňující růst mikrořas a nalezení způsobu jejich automatického řízení. V současnosti převládají bioreaktory laboratorní, u nichž probíhá většina obsluhy manuálně. S rostoucím zájmem o tyto technologie roste i množství prováděných poloprovozních testů s různými druhy mikrořas. Tyto kultivační testy bude třeba pro potřeby budoucího výzkumu a vývoje automatizovat. Práce si zakládá na důkladné rešerši odborné literatury, zejména vědeckých článků. V první části je čtenář seznámen s obrovským potenciálem využití mikrořas v různých odvětvích, počínaje potravinářským průmyslem, přes čištění odpadních vod, konče sekvestrací CO2 z ovzduší nebo odpadních plynů. Poté práce představuje faktory ovlivňující jejich růst a nakonec je popsán systém potřebných zařízení a senzorů důležitých pro automatické řízení tohoto procesu. Bakalářská práce tedy přináší shrnutí informací důležitých pro konstrukci a bezobslužný provoz mikrořasového bioreaktoru s ohledem na maximalizaci produktivity.
|
|
|
Aplikace chemických a fyzikálních stresů v pozdní fázi růstu na vybrané kmeny mikroorganismů
Langer, Marek ; Holub, Jiří (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
V biotechnologickém průmyslu je využíváno široké spektrum mikroorganismů, které slouží k produkci významných metabolitů. Mezi ně patří karotenoidy a chlorofyly s antioxidačními účinky, mastné kyseliny, ubichinon a ergosterol. Pro zefektivnění a ekonomickou udržitelnost v průmyslu jsou hledány způsoby, jakými by bylo možno zvýšit výtěžek metabolitů na maximum. Jednou z cest, která je využita i v této práci, je aplikace chemických stresových faktorů na mikroorganismy. V teoretické části byly popsány vybrané mikroorganismy, jejich důležité intracelulární metabolity, ale také jejich metabolismus. Poslední podkapitolou je využití stresových faktorů v průmyslu. V experimentální části byly podrobeny jednotlivé mikroorganismy různým koncentracím chloridu sodného, síranu kobaltnatého a chloridu železitého. Významné zvýšení produkce lipidů bylo zjištěno při aplikaci chloridu sodného na kvasinkový kmen Rhodosporidium toruloides. Zvýšení produkce karotenoidu torularhodinu nastalo po aplikaci železité soli u Sporidiobolus pararoseus, po aplikaci chloridu sodného byl vzrůst torularhodinu značný u kmenů Cystofilobasidium macerans a Rhodosporidium toruloides. Chlorid sodný byl taktéž vhodným stresovým faktorem pro tvorbu karotenoidu lykopenu u Rhodotorula mucilaginosa. Nejvýznamnějším stresovým faktorem u řas byl síran kobaltnatý, který zvýšil produkci metabolitů u Scenedesmus obliquus. Značné produkce dosáhla také sinice Anabaena torulosa v přítomnosti chloridu sodného.
|
|
|
Analýza glukanů v rostlinných a mikrobiálních vzorcích
Vít, Radek ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá studiem glukanů u vybraných druhů kvasinek, řas a materiálů rostlinného původu. Kultivace byly prováděny za účelem co nejvyšší produkce glukanů za různých teplotních podmínek a v různých médiích. Pro kultivace kvasinek byly vybrány kmeny Saccharomyces cerevisiae (CCY 6646), Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6), Phaffia rhodozyma (CCY 77-1), Rhodotorula glutinis (CCY 20-78-26) a Cystofilobasidium infirmominiatum (CCY 17-18-4). Kvasinka Saccharomyces cerevisiae sloužila jako kontrolní kmen, jelikož je dnes již považována za ověřený zdroj -glukanů. Stanovení -glukanů bylo provedeno pomocí enzymatického kitu K-YBGL Megazyme. Ze zástupců řas byla vybrána Euglena gracilis (CCALA 349), z řad vyšších hub shiitake, hlíva ústřičná, ucho Jidášovo a žampión zahradní, z obilovin pšenice, žito, oves, rýže a ječmen. U zástupců kvasinek byl také stanovován obsah mastných kyselin pomocí GC/FID. Jako nejlepší producent -glukanů byla vyhodnocena Rhodotorula glutinis CCY 20-7-26, která vykazovala nejvyšší produkci biomasy (12-14 g/l) a také poměrně vysoké zastoupení -glukanů (25-30 %) u kultivace při 15 °C v médiu s obsahem kvasničného extraktu v kombinaci se síranem amonným. U mikrořasy Euglena gracilis (CCALA 349) byla prokázána přítomnost -glukanů, stejně tak i ve vzorcích vyšších hub a obilovin.
|
|
|
Produkce beta-glukanů vybranými druhy kvasinek, řas a sinic
Veselá, Markéta ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Pro předloženou diplomovou práci bylo vytipováno několik druhů kvasinek a mikrořas a ve vybraných producentech byly analyzovány -glukany, lipidy, karotenoidy, ergosterol a koenzym Q. Podmínky kultivace kvasinek byly voleny s ohledem na co nejvyšší produkci -glukanů. Kultivace řas byla prováděna dle postupů Sbírky autotrofních mikroorganismů (CCALA). Ze zástupců mikrořas byly vybrány Desmodesmus acutus, Dunaliella salina, Arthrospira maxima a Cyanothece sp. Pro kultivace kvsinek byly vybrány druhy: Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans a Sporidiobolus metaroseus. Kultivována byla také Saccharomyces cerevisiae, která je dnes již ověřeným zdrojem -glukanů a je považována za zdravotně bezpečný GRAS organismus. Z uvedených důvodů byla S. cerevisiae použita jako standard pro porovnání produkce -glukanů ve vybraných druzíh kvasinek. -glukany byly stanoveny pomocí enzymatického kitu K-YBGL Megazyme, karotenoidy, ergosterol a koenzym Q byly stanoveny pomocí HPLC/PDA a lipidy, respektive obsah mastných kyselin byl stanoven pomocí GC/FID. Nejlepším producentem kvasinkových -glukanů byla R. glutinis a S. metaroseus a nejlepší podmínky pro produkci -glukanů i ostatních metabolitů byl C/N poměr 70. U mikrořas byla prokázána pouze produkce -glukanů, jejichž největším producentem byl D. acutus.
|
|
|
Optimalizace vzduchování fotobioreaktoru za pomoci analýzy obrazu
Hruška, Kryštof ; Létal, Tomáš (oponent) ; Naď, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce shrnuje poznatky o mikrořasách, jejich využití, metodách kultivace a překážkách, které brání jejich většímu rozšíření. V praktické části práce bylo navrhnuto, zkonstruováno a naprogramováno zařízení, jež dokáže analyzovat bubliny trubicového fotobioreaktoru a na základě získaných dat řídit jeho vzduchování. K vytvoření programu byl použit programovací jazyk Python a k analýze fotografií byla využita knihovna OpenCV. Detekce bublin probíhá na základě detekce hran a jejich následném třídění. Data získaná z analýzy jsou zobrazována na obrazovce zařízení a uchovávaná v csv souboru. V diskuzi práce jsou uvedena možná vylepšení a poznatky získané během vytváření tohoto zařízení.
|
|
|
Vliv nánosů na růst řasy v trubicovém fotobioreaktoru
Vajaýová, Veronika ; Lošák, Pavel (oponent) ; Naď, Martin (vedoucí práce)
Náplní teoretické části této bakalářské práce je popis kultivačních fotobioreaktorů, srovnání jednotlivých typů kultivačních zařízení, základní parametry ovlivňující účinnost produkce biomasy a problematika tvorby nánosů na vnitřním povrchu fotobioreaktoru. Pozornost je přitom zaměřena na vliv tvorby nánosů na růst mikrořas v trubicovém fotobioraktoru. Jeli-kož je usazeninami ovlivňována výsledná intenzita světla v suspenzi v trubicích, reflektuje se tento jev na celkové účinnosti kultivace a výtěžku biomasy. V praktické části je uveden průběh měření provedeném ve vertikálním trubicovém fotobio-reaktoru určeném pro čištění spalin pomocí mikrořasy Chlorella pyrenoidos Chick (IPPAS C2). Cílem bylo vyřešit problematiku pěnění, které následně způsobilo usazeniny v trubicích, případně i dalších částech systému. Za tímto účelem byla otestována dvě opatře-ní: • mechanické v podobě drátěnky, • chemické za použití slunečnicového oleje. Naměřené hodnoty byly podkladem pro určení vlivu nánosů na intenzitu světla a taktéž po-sloužily k vyhodnocení funkčnosti testovaných opatření.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Snižování CO2 pomocí řas
Naider, Jakub ; Rebej, Miroslav (oponent) ; Vondál, Jiří (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na proces kultivace řas a jejich využití pro snižování emisí oxidu uhličitého. Hlavním cílem práce je hmotnostní a tepelná bilance fotobioreaktoru a návrh řešení regulace teploty. V rámci práce byla vypracována rešerše, která se zabývá jednotlivými typy bioreaktorů a fotobioreaktorů, aktuální situací kolem klimatu a vlivu kultivace mikrořas na emise oxidu uhličitého. V práci je popsán model pro regulaci teploty a přenosu hmoty deskového fotobioreaktoru.
|
|
|
Příprava mikrobiálních, rostlinných a řasových extraktů využitelných do dětské kosmetiky
Janderová, Šárka ; Dzurická, Lucia (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývala přípravou kosmetického produktu pro děti s přídavkem aktivních látek ze sinic, mikrořas a rostlin. V teoretické části byla vypracována rešerše, která shrnuje základní informace o těchto organismech. Byly zde shrnuty antioxidační látky, které jsou v těchto organismech obsaženy. V praktické části bylo ze sinic, řas a rostlin připraveno několik druhů extraktů, které byly následně charakterizovány. Měřen byl obsah fenolických látek, chlorofylů, celkový obsah karotenoidů spektrofotometricky, obsah rozpustných proteinů dle Hartree-Lowryho a profil mastných kyselin v biomase pomocí GC. Dále byl měřen SPF faktor pomocí spektrofotometrické metody a hodnota dopočítávána pomocí Mansurovy rovnice a antioxidační aktivita pomocí metody TEAC. V závěru práce byly vybrány dva nejlepší extrakty, které byly použity pro přípravu kosmetických emulzí. Ty byly následně testovány v senzorické analýze po dobu dvou týdnů.
|
host ::
RSS.