|
|
Simultaneous co-cultivation of selected strains of carotenogenic yeasts and autotrophic bacteria
Blažková, Jana ; Němcová, Andrea (referee) ; Szotkowski, Martin (advisor)
The submitted diploma thesis was focused on the study of co-cultivation of selected microorganisms, which were carotenogenic yeasts and cyanobacteria. The production of selected metabolites was compared in these co-cultivations. The main metabolites monitored were carotenoids, sterols, coenzyme Q10, chlorophylls and lipids. Furthermore, this work focused on the study and possibilities of optimizing the production of lipids and lipid substances in selected strains of carotenogenic yeasts and cyanobacterial species. The theoretical part is focused on the description of yeasts, especially carotenogenic yeasts, cyanobacteria and the chemical composition of the produced metabolites. Microorganisms such as yeast and cyanobacteria contain carotenoids, which are natural pigments and are classified as antioxidants. As antioxidants, they have significant biological effects, such as effects on human health. Coenzyme Q has a positive effect on the functioning of organs in the human body. Chlorophyll is widely used in the food industry as a green dye. Lipids produced by microorganisms contain a large amount of unsaturated fatty acids, which is currently used in cosmetics or pharmacy. The theoretical part also described the individual analytical methods by which the production of the monitored metabolites could be determined. The experimental part is focused on the production of carotenoids, sterols, coenzyme Q10 and chlorophyll, which were determined by HPLC, lipids and fatty acid profile were determined by GC. The determined metabolites are monitored in different types of co-culture partners (carotenogenic yeast and cyanobacteria) in media with different additions of macroelements (P, N and Mg). This was followed by a co-cultivation experiment using waste oils (frying and coffee oil) and a study of the effect of waste oils added to co-cultivations. Co-cultivation experiments confirmed the ability of carotenogenic yeasts and cyanobacteria to grow together. The best results were obtained with Rhodosporidium toruloides and Anabena torulosa, Rhodosporidium toruloides and Arthrospira maxima.
|
|
|
Metabolic adaptation of carotenogenic yeasts to nutritional stress induced by selected wastes of the food industry
Plhalová, Žaneta ; Šimanský, Samuel (referee) ; Szotkowski, Martin (advisor)
This bachelor thesis deals with the production of carotenoids and lipids by selected strains of carotenogenic yeasts cultivated on waste substrates of the food industry. The production properties of the yeast strains Sporidiobolus pararoseus, Sporidiobolus metaroseus, Cystofilobasidium macerans, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodotorula kratochvilovae and Rhodosporidium toruloides were studied. The cultures were cultivated by using waste products of food industry: waste frying oil, coffee oil which was obtained by extraction from coffee grounds and waste animal fat from rendering plants. The work consists of two main parts. The theoretical part describes the individual genera of yeasts, monitored metabolites, waste products and methods of analysis of monitored metabolites. The experimental part is focused on the processing of used waste substrates, cultivation of yeasts, acquisition and processing of biomass and analysis of metabolites. Rhodosporidium toruloides and Sporidiobolus pararoseus strains were the most suitable for the production of carotenoids on waste substrates. The highest production of lipid substances was measured in the strain Sporidiobolus pararoseus.
|
|
|
Optimization of extraction of metabolites produced by selected strains of microalgae and carotenogenic yeast.
Obračaj, Jan ; Holub, Jiří (referee) ; Szotkowski, Martin (advisor)
This bachelor thesis is focused on the production of microbial biomass using selected strains of cyanobacteria and carotenogenic yeasts. Subsequent preparation of extracts and study of their stability under different temperature conditions with the addition of the antioxidant tocopherol. In the experiment, 2 series of extracts with hexane and ethanol were prepared. The theoretical part of the work describes the studied metabolites carotenoids, chlorophylls, ubiquinone, ergosterol and microbial lipids. Furthermore, the used strains of cyanobacteria and carotenogenic yeasts are described here. Finally, methods for extraction and analysis of metabolites are described. The experimental part describes the used cultivation techniques, preparation of microbial extracts and used analytical methods. The results part of the work then contains a summary of the results of long-term stability tests of extracts. The results of the work clearly confirm the temperature dependence of the stability of individual metabolites. This phenomenon was most evident in chlorophyll and carotenoid pigments. Hexane appears to be the best solvent in terms of the stability of the substances used. The results of this work provide important information in terms of the economics of storage of these valuable substances usable in the food, pharmaceutical or feed industries.
|
|
|
Controlled production of lipids and lipidic substances by selected yeasts and microalgae
Szotkowski, Martin ; Kráčmar, Stanislav (referee) ; Huelva, Ines Garbayo Nores, University (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
Karotenoidy jsou přírodní pigmenty vyskytující se v mikroorganismech jako jsou řasy, kvasinky a sinice. Představují nejrozšířenější skupinu antioxidantů s významným biologickým účinkem. V současnosti vzrůstá zájem o karotenoidy vzhledem k jejich příznivým vlivům na lidské zdraví. Chlorofyly jsou zelená fotosyntetická barviva, která nacházejí uplatnění v potravinářství jako intenzivní zelená barviva. Koenzym Q je znám svým pozitivním vlivem pro správnou funkci řady orgánů v lidském těle. Ergosterol je nedílnou součástí membrán kvasinek a hub. Je to provitamin D2, který je důležitou součástí imunitního systému. Mikrobiální lipidy, nebo také ‚‚Single cell oils‘‘ jsou charakteristické vysokým obsahem zdraví prospěšných nenasycených mastných kyselin, které lze využít ve farmacii či kosmetice. Mikrobiální lipidy jsou dále studovány jako alternativa pro výrobu biopaliv. Dizertační práce byla zaměřena na studium a možnosti optimalizace produkce lipidů a lipidických látek vybranými kmeny karotenogenních kvasinek, mikrořas a sinic. V rámci práce byly testované kvasinky rodu Rhodotorula, Rhodosporidium, Cystofilobasidium a Sporidiobolus podrobené kultivacím na sérií médií s různými C/N poměry v rozsahu 13 až 100, obsahujících upravené odpadní substráty z potravinářského průmyslu. Vybrané kmeny byly poté kultivovány v bioreaktorech v médiu obsahujícím kombinaci odpadních substrátů. Kultivace mikrořas rodu Desmodesmus, Scenedesmus, Chlorella, Coccomyxa, Chlamydomonas, Botryococcus se zabývaly optimalizací jednotlivých komponent média a aplikací různých stresů s cílem navýšení produkce studovaných metabolitů. V rámci experimentů s extrémofilní mikrořasou Coccomyxa byly provedeny pilotní velkoobjemové kultivace v otevřených nádržích. V závěrečné části byl provedeny pilotní screeningové a velkoobjemové bioreaktorové experimenty zaměřené na možnosti kokultivace karotenogenních kvasinek a mikrořas. Testované kmeny kvasinek byly s rozdílnou úspěšností schopny utilizovat média obsahující hydrolyzované odpadní substráty. Nejlepším kmenem byl Sporidiobolus pararoseus, který na médiích dosahoval nejvyšších produkcí biomasy i sledovaných metabolitů. Z testovaných odpadních substrátů byla nejlepší kombinace odpadního fritovacího oleje a hydrolyzátu kávové sedliny. Úspěšná optimalizace složení hlavních komponent minerálního média vedla k zvýšené produkci studovaných metabolitů. Největší vliv měl optimální poměr P/N a aplikace oxidačního stresu. Nejlepších výsledků dosáhly mikrořasy rodu Desmodesmus a Scenedesmus. Velkoobjemové kultivace Coccomyxy onubensis potvrdily rezistenci kultury proti kontaminaci vnějšími vlivy a schopnost růstu za vysoké teploty a intenzity světelného záření. Kokultivační experimenty potvrdily schopnost symbiotického růstu kvasinek a mikrořas. Nejlepších výsledků dosahovaly všechny testované kvasinky s mikrořasami rodu Demsodesmus a Scenedesmus a v menší míře i rodu Coccomyxa.
|
guest ::
