|
|
Využití pokročilých technik elektronové mikroskopie při ultrastrukturní analýze mikrobiálních buněk a produktů mikrobiálních technologií
Havlíčková, Anna ; Sedláček, Petr (oponent) ; Krzyžánek,, Vladislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se v teoretické části zaobírá přímými a nepřímými mechanismy podpory růstu rostlin prostřednictvím rhizobakterií, na které navazuje část o vybraném modelovém organismu Azotobacter vinelandii. Druhá část teorie se zaobírá elektronovou mikroskopií od možných interakcí elektronového svazku se vzorkem, přes typy elektronových mikroskopů až po různé metody přípravy biologických vzorků. V experimentální části je pojednáváno o kultivaci vybrané bakterie, gelaci připravených buněčných kultur prostřednictvím vybraných síťovacích činidel (chlorid vápenatý, kyselina jablečná, glukono--lakton s uhličitanem vápenatým) a především o různých metodách přípravy a analýzy čistých i enkapsulovaných kultur pro elektronovou mikroskopii. Konkrétně byla vybrána analýza pomocí kryogenní skenovací elektronové mikroskopie a skenovací transmisní elektronové mikroskopie. Oběma technikami byly uvnitř bakterií pozorovány poly-3-hydroxybutyrátové granule, u kterých bylo potvrzeno, že jsou elastické i za kryogenních teplot. Dále bylo zjištěno, že dochází k síťování extracelulárního alginátu i u vzorků bez přídavku síťovacích činidel, avšak přítomná hydrogelová síť byla u těchto vzorků podstatně řidší než u vzorků s přídavkem všech použitých síťovacích činidel. V této práci byla také porovnávána hustota hydrogelové sítě síťované glukono--laktonem, kdy při využití tohoto činidla s přídavkem uhličitanu vápenatého byla pozorována výrazně hustší hydrogelová síť, než při použití činidla samotného. V neposlední řadě bylo při porovnání získaných výsledků s literární rešerší zjištěno, že bakterie A. vinelandii tvoří kapsule, při jejichž tvorbě dochází ke změně tvaru z oválné na kulovitou bakterii a také ke zmenšení dané buňky. Z výsledných snímků bylo zjištěno, že jsou tyto kapsule tvořeny dvěma vrstvami, které se v literatuře nazývají jako elektrontransparentní intin a elektrondenzní exin.
|
|
|
Utilization of novel strategies of alginate crosslinking in the development of next-generation bioinoculants
Gašparová, Dominika ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
This master's thesis focuses on diverse alginate crosslinking strategies, aiming to advance the development of next-generation bioinoculants. Investigating various gelation strategies is applied to five commercially available alginates and isolated bacterial alginate. Experiments focused on alginate macrogel preparation assessed the occurrence and quality of crosslinking, which was analyzed by incorporating both amplitude and frequency testing methodologies. Selecting appropriate crosslinking agents and determining their concentrations were essential objectives. Crosslinking agents such as those containing zinc chloride, aluminum chloride, barium chloride, calcium sulphate and ferric chloride solution were evaluated, with all proving effective in both macro- and microencapsulation processes. Optimization efforts included studying crosslinking conditions, with favorable results observed at a temperature of 7°C and optimal crosslinking durations ranging from 30 to 120 minutes. Comparative analyses of six selected crosslinking agents revealed notable findings in gel swelling studies and mechanical property assessments via the squeeze test, thermogravimetric analysis and image analysis. Barium crosslinking demonstrated promising results in preserving water content during rehydration, while zinc-based crosslinking achieved the highest dry matter content. Image analysis unveiled smaller gel beads formed with aluminum and barium crosslinking agents, indicating their effectiveness. Microencapsulated gel beads, particularly those crosslinked with barium, showed potential due to their reduced size. The experiment's pinnacle was the bacterial culture's gelation, where aluminum and barium crosslinking solutions yielded the smallest particle sizes. Notably, barium crosslinking resulted in the smallest area and error bar, indicating its effectiveness.
|
|
|
Studium relaxačních vlastností hydrogelů s využitím reologických technik
Lorenc, Pavel ; Klučáková, Martina (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá studiem relaxace a časového namáhání viskoelastických látek (hydrogelů) pomocí vybraných reologických technik především s ohledem na oscilační testy. Byly připraveny a při měření porovnány vlastnosti hydrogelů s různým typem síťování. Agarózové hydrogely (fyzikálně), alginátové hydrogely (fyzikálně-chemicky), hydrogely kyseliny hyaluronové (iontově) a polyvinylalkoholové hydrogely (chemicky). V této bakalářské práci jsou navrženy a následně i aplikovány metody měření relaxačních vlastností těchto hydrogelů za použití reometru. Pomocí časově závislých testů, jež zkoumaly změny amplitudy v čase, byly zkoumány relaxační vlastnosti hydrogelů. Proveden byl test, který měl 3 intervaly, kdy změnami amplitud deformace v závislosti na čase byla sledována odezva hydrogelů na tyto změny. Sledovány byly relaxační vlastnosti těchto hydrogelů, jež prokázaly značné rozdíly v chování hydrogelů při měřeních. Těmito metodami bylo zjištěno, že struktura hydrogelů a koncentrace mají vliv na jejich relaxační vlastnosti. Z naměřených výsledků bylo prokázáno, že nejlepší relaxační vlastnosti má chemicky síťovaný polyvinylalkoholový hydrogel, nejnižší schopnost relaxace pak vykazoval fyzikálně-chemicky síťovaný alginátový hydrogel. Výsledky z naměřených dat byly nakonec porovnány, posouzeny a komentovány rozdíly mezi jednotlivými hydrogely.
|
|
|
Vývoj energetických nápojů nového typu s obsahem přírodních aktivních složek
Vysoká, Marie ; Němcová, Andrea (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na vývoj a přípravu nového energetického nápoje. Teoretická část práce se zaměřuje na srovnání na trhu dostupných energetických nápojů, představení hlavních aktivních složek a návrh obohacení nového energetického nápoje. Rovněž popisuje možnost využití enkapsulace a metody použité ke stanovení. V experimentální části práce byla nejprve provedena charakterizace energetických nápojů z hlediska obsahu kofeinu, cukru, polyfenolu a vitaminu C. Dále byl navržen vlastní energetický nápoj, jehož základ tvořily vybrané druhy sypaných čajů, které byly obohaceny o enkapsulovaný extrakt acai, aceroly, macy, goji a ženšenu. Všechny extrakty obsahovaly velké množství polyfenolu a antioxidačně aktivních látek. Extrakty aceroly navíc obsahovaly velmi vysoké množství vitaminu C. Pro enkapsulaci byly připraveny dva typy částic, alginátové částice a liposomy. Pro všechny částice byla stanovena enkapsulační účinnost, velikost, stabilita i antioxidační aktivita. Poté byla v rámci tří měsíců sledována dlouhodobá stabilita. Částice byly také vystaveny působení umělé žaludeční, pankreatické a žlučové šťávě. Všechny testované částice vykazovaly velmi dobrou enkapsulační účinnosti. Z hlediska dlouhodobé stability při skladování ve vodném prostředí vyhovovaly především liposomové částice, které vykazovaly rovněž vysokou stabilitu měřením zeta potenciálu. U alginátových částic docházelo naopak při skladování ve vodném prostředí k uvolňování aktivních látek. Na závěr byl vytvořen energetický nápoj a podroben senzorické analýze. Jako nejlepší byl vyhodnocen energetický nápoj se základem z černého či zeleného čaje s alginátovými částicemi acai, goji či ženšenu.
|
|
|
Enkapsulace probiotik a prebiotik do výrobků pro dětskou výživu
Šnajdarová, Karolína ; Němcová, Andrea (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem doplňku stravy pro dětskou výživu s obsahem probiotických bakterií kmene Lactobacillus acidophilus a Bifidobacterium breve a s obsahem vhodného prebiotika. Jako prebiotika byly testovány Inulin, Chia vláknina, Bambusová vláknina, Chlorella + Spirulina a Jakon sirup. Teoretická část práce se zaměřuje na probiotika, prebiotika a jejich biologický vliv. V experimentální části byla řešena možnost enkapsulace do alginátových částic a lyofilizace probiotických buněk za účelem nalezení jejich vhodné formy ve finálním produktu. Tyto různé formy probiotik s přídavkem prebiotik byly podrobeny modelovému trávení. Bylo zjištěno, že přídavek prebiotika výrazně zvyšuje viabilitu buněk a také jejich odolnost vůči trávicím šťávám. Viabilitu buněk pak nejvíce podporoval Jakon sirup. Vybraná prebiotika byla také podrobně charakterizována. Byl stanoven obsah celkových a redukujících sacharidů, obsah oligosacharidů, bílkovin, lipidů, polyfenolů a chlorofylů. S ohledem na dosažené výsledky byla vybrána tři prebiotika s nejlepšími vlastnostmi, kterými jsou Chia vláknina, Chlorella + Spirulina a Jakon sirup. Na závěr byl s ohledem na nejvhodnější prebiotika navržen doplněk stravy s obsahem lyofilizovaných alginátových částic a prebiotik ve formě sypkého přípravku a také žvýkacích bonbónů ve tvaru gumových medvídků.
|
|
|
Izolace a charakterizace přírodních aktivních látek a možnosti jejich aplikace při přípravě doplňků stravy
Šmídová, Veronika ; Němcová, Andrea (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na charakterizaci a izolaci přírodních aktivních látek, a to zejména lipofilního charakteru. Další část práce je zaměřena na enzymy a jejich enkapsulaci do alginátových částic pro následné navržení enzymatického doplňku stravy s optimálním složením pro děti. Teoretická část práce se zaměřuje primárně na problematiku dětské výživy již od útlého věku, tedy na nezbytné živiny, které dítě musí přijímat, aby mohlo bezproblémově růst. Také se zabývá dostupností enzymatických doplňků stravy pro děti. Na závěr se teoretická část zabývá nedostatkem vybraných přírodních látek a jejich působením v souvislosti s nádorovými onemocněními. V experimentální části byly charakterizovány čtyři druhy olejnatých semen, respektive olejů, získaných z těchto semen. Oleje byly získávány dvěma metodami, a to lisováním za studena na kuchyňské lisu Yoda a extrakcí v organickém rozpouštědle na automatickém přístroji Soxtherm. Jednalo se o římský kmín, lněná, sezamová a dýňová semínka. U takto získaných olejů proběhla charakterizace přírodních aktivních látek, konkrétně celkového obsahu fenolických sloučenin, flavonoidů, antioxidačních látek, karotenoidů, chlorofylů a mastných kyselin. Z vybraných extraktů byly dále připraveny liposomy, u nichž byl pozorován vliv na nádorové střevní buňky. V neposlední řadě byly vybrány enzymy, které byly enkapsulovány do alginátových částic o průměru 450 µm a byla zkoumána například proteolytická aktivita daných enkapsulovaných enzymů po působení modelových trávicích šťáv. Poslední část práce byla zaměřena na optimalizaci kompletního doplňku stravy s přídavkem alginátových částic jako nosičů enzymů. Takto připravené vzorky doplňků stravy byly podrobeny senzorické analýze.
|
|
|
Využití mikrokalorimetrie při studiu hydratace biopolymerů
Bola, Tomáš ; Smilek, Jiří (oponent) ; Krouská, Jitka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím mikrokalorimetrie při studiu hydratace biopolymerů. K vybraným biopolymerům byla vybrána laktóza, ačkoliv není řazena mezi biopolymery, ale disacharidy. Dále pak alginát, dextran, chitosan a hyaluronan o dvou molekulových hmotnostech. Laktóza byla k těmto účelům vybrána hlavně pro to, že představuje jakýsi modelový příklad k určení toho, zda k reakci na vlhkost mezi ostatními vzorky a nasyceným roztokem soli nastane či nikoliv. Ke studii hydratace biopolymerů na rozdíl od běžně používané metody perfuzní kalorimetrie, kde se využívá možnost měření s nastavitelnou vlhkostí, byla použita metoda izotermické mikrokalorimetrie, kde se při dvou konstantních teplotách sledovala reakce vzorku na různou vlhkost uvolňovanou nasyceným roztokem soli.
|
|
|
Příprava a charakterizace hybridních hydrogelových matric
Magera, Lukáš ; Kalina, Michal (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce si klade za cíl přípravu a její následnou optimalizaci hybridních hydrogelů, které představují díky svým unikátním vlastnostem materiál s vysokým aplikačním potenciálem. Hybridní hydrogely mají díky své jedinečné hybridní síťové struktuře, silnému vzájemnému propletení sítí a účinnému systému disipace energie mimořádnou mechanickou odolnost a s ní spojené další vlastnosti (např. transportní). Tato práce se zabývá chemicko-fyzikálně síťovaným hybridním gelem, a to kombinací alginát-polyakrylamid. Hybridní gel byl vytvořen a podroben testům sušení a následného botnání. Hlavní náplní experimentální části bylo stanovení viskoelastických vlastností hybridních hydrogelů pomocí standardních oscilačních testů. Botnací testy prokázaly, že hybridní síť, která obsahuje omezeně botnající alginátový gel, vykazuje nižší stupeň nabotnání než samostatný neomezeně botnající polyakrylamidový gel. Viskoelastické testy ukázaly ovlivnění mechanických vlastností v podobě zvýšení hodnoty paměťového modulu hybridního hydrogelu oproti referenčnímu alginátovému hydrogelu. Hybridní hydrogel vykazoval zvětšení lineární viskoelastické oblasti oproti referenčnímu polyakrylamidovému gelu, jehož hybridní struktura zamezuje tvorbě mikrotrhlin, která způsobovala dřívější protrhnutí referenčního polyakrylamidového gelu.
|
|
|
Studium bariérových a transportních vlastností vybraných polyelektrolytů v hydrogelových matricích pomocí difúzních technik
Valentová, Kristýna ; Kalina, Michal (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na studium bariérových a transportních vlastností vybraných polyelektrolytů v hydrogelových matricích pomocí difúzních technik. Studium těchto vlastností bylo prováděno v horizontálních difúzních celách, kdy je sledována změna koncentrace difúzní sondy v závislosti na čase. Difúzní experimenty byly prováděny na agarózovém hydrogelu s přídavkem alginátu, kyseliny hyaluronové, polystyrensulfonátu, huminových kyselin a jako difúzní sonda byl použit rhodamin 6G. Součástí této práce jsou dále i metody charakterizující zkoumané látky a hydrogelové matrice jako jsou např. reologie a potenciometrická titrace. Cílem této diplomové práce bylo prozkoumat vliv interakcí mezi procházejícím barvivem (rhodamin 6G) a příslušným gelem (agaróza + polyelektrolyt) na fundamentální difúzní parametry (tj. efektivní difúzní koeficient, čas průchodu, aj.).
|
|
|
Adhesion of (Hydro)gel Materials to the Surface – Physico-chemical Description and Biological Concequences
Žibeková, Lucia ; Mravec, Filip (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
This Bachelor´s thesis deals with study of adhesion of hydrogels materials to the surface. Three biopolymers were selected for this purpose, one of which is psychically cross-linked (agarose) and two are chemically cross-linked (based on sodium alginate cross-linked with Ca2+ and polyvinyl alcohol cross-linked with borax). In the experimental part of the work, adhesion was first examined by a visual method on an inclined plane. The tilt was at different angles (30°, 45°, 90°) where it was observed whether the hydrogel was able to attach to a solid surface or slip down. The agarose was examined in different concentrations from 0.5 wt% to 4 wt% in both methods. Also, the alginate gel was examined at various concentrations with two different cross-linked agent. However, alginate was only used in the visual method because of its inhomogeneity. In contrast, the PVA gel was examined at 10:1 and 4:1 ratios for the both methods. The second method in the experimental part was the tensile test carried out on the Inova apparatus – hydraulic pulsator, and thus the methodology for the study of physical and chemically cross-linked hydrogels was optimized. With increasing concentration of agarose gels, adhesion strength and work increased as well. For PVA gels, the adhesion work was higher, but the adhesive strength remained approximately the same as for the agarose gels.
|
host ::
RSS.