|
|
Produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadních substrátů a jejich následná izolace
Grossová, Marie ; Babák, Libor (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem práce je studium možností mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů (PHA) na různých odpadních substrátech. Polyhydroxyalkanoáty nacházejí uplatnění jako biodegradabilní materiály. Pro laboratorní práci byla využita průmyslově užívaná bakterie Cupriavidus necator, jež byla kultivována s prekurzory různých monomerních jednotek s cílem produkce kopolymerů 3HB s 3HV a 4HB. Bakterie byla dále kultivována na různých odpadních substrátech, především olejnatých, s cílem dosáhnout co nejvyšší produkce polymeru. Další velkou část práce tvoří studium izolačních strategií PHA s využitím enzymů. Komerčně využívané protéazy – alkaláza a pankreatin – jsou účinnými enzymy pro rozklad bakteriální buňky. Řada optimalizačních experimentů ukázala, že při použití enzymu můžeme získat až o 13 % čistší polymer. Vzrůst čistoty PHA až nad 90% hranici byl docílen přídavkem povrchově aktivní látky, která podporuje rozpustnost buněčných komponent netvořících polymer a může zvýšit čistotu až o 20 % vůči kontrolní kultivaci. Část práce se zabývá i využitím enzymového preparátu izolovaného z bakterie Bacillus subtilis. Jeho aplikace na bakteriální kultury vedla k zisku polymeru s čistotou přesahující 95% hranici. Tyto výsledky by mohly být základem nové izolační strategie, která povede k efektivnějšímu zisku PHA z biomasy.
|
|
|
Tvorba biofilmu u probiotických bakterií a jejich zpracování do pevné lékové formy.
Grossová, Marie ; Rittich, Bohuslav (oponent) ; Buňka, František (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem práce je kultivace probiotických bakterií L. acidophilus, B. breve a B. longum tak, aby kultura vytvářela shluky buněk nebo souvislý biofilm na různých typech volných nosičů. Tvorba biofilmu L. acidophilus na oxidu křemičitém byla následně studována z hlediska vyšší odolnost vůči nízkému pH a koncentraci žlučových solí v zažívacím traktu. Zatímco počet živých buněk u planktonické formy při pH 1 klesl o 30 %, života schopnost biofilmových buněk se udržela za stejných podmínek na 90 %. V případě působení žluči byla také sledována protektivní ochrana biofilmu před škodlivým prostředím žlučových solí. Dále byly studovány možnosti sušení tekutých biofilmových kultur komerčně užívanými technologiemi ve farmaceutickém průmyslu. Srovnání lyofilizace a fluidního sušení ukázalo, že lyofilizace je v závislosti na výběru vhodného kryoprotektivního média vhodnější sušící technikou zachovávající nejvyšší počty životaschopných buněk a ve srovnání s fluidním sušením byla získána o přibližně 90 % vyšší životaschopnost probiotických buněk. Závěrem bylo studováno velkoobjemové zpracování probiotických kmenů do pevné lékové formy. Tablety je vhodné vyrábět při pevnosti 70 - 90 N, přičemž vodní aktivita tabletoviny může být udržována pod 0,3. Následně musí být zajištěno sušení tablet v hermeticky uzavřeném prostoru s minimálně 10 % silikagelu, pak tablety i po 6 měsíčním skladování obsahují (5,4 ± 0,7)109 životaschopných buněk. Technologie výroby kapslí nemá výrazný vliv na počty živých buněk během výroby. Pro následné primární balení byla vybrána triplexová blistrovací fólie, která má nízké hodnoty propustnosti vodní páry (0,07 g H2O / (m2 × den)) a kyslíku (0,01 cm3/m2 × den). Blistrovací folie běžně užívané ve farmaceutickém průmyslu nejsou pro skladování probiotik vhodné.
|
|
|
Regulace produkce polyhydroxybutyrátu bakterií Wautersia eutropha
Grossová, Marie ; Čarnecká, Martina (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem práce je studium možností mikrobiální produkce polymerů používaných jako biodegradabilní materiály (polyhydroxyalkanoáty; konkrétně polyhydroxybutyrát PHB). Pro laboratorní produkci PHB byla využita průmyslově užívaná bakterie Wautersia eutropha, u které byla studována možnost zvýšení produkce PHB s využitím exogenních stresových faktorů (osmotického šoku, peroxidu a etanolu). Působení exogenního stresu na bakteriální kulturu závisí na koncentraci stresového faktoru, době aplikace stresu, přičemž zásadní vliv na výtěžky PHB má změna produkce biomasy. Významná část práce se zabývá studiem produkce PHB v bakteriálních buňkách vystavených stresu v různých fázích růstu. Aplikace silného stresu v ranné fázi kultivace vede k potlačení produkce PHB i biomasy. Nejvhodnější je aplikace stresu na počátku stacionární fáze, kdy dochází přirozeně k posílení produkce PHB. Rovněž je třeba optimalizovat koncentraci stresového faktoru. Nejvyšších výtěžků bylo dosaženo při aplikaci 0,5% etanolu do kultivačního média v 60. hodině kultivace, kdy došlo ke zvýšení výtěžku PHB o 21 %. Tyto výsledky by mohly být základem nové fermentační strategie zvyšující efektivnost výroby PHB.
|
|
|
Tvorba biofilmu u probiotických bakterií a jejich zpracování do pevné lékové formy.
Grossová, Marie ; Rittich, Bohuslav (oponent) ; Buňka, František (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem práce je kultivace probiotických bakterií L. acidophilus, B. breve a B. longum tak, aby kultura vytvářela shluky buněk nebo souvislý biofilm na různých typech volných nosičů. Tvorba biofilmu L. acidophilus na oxidu křemičitém byla následně studována z hlediska vyšší odolnost vůči nízkému pH a koncentraci žlučových solí v zažívacím traktu. Zatímco počet živých buněk u planktonické formy při pH 1 klesl o 30 %, života schopnost biofilmových buněk se udržela za stejných podmínek na 90 %. V případě působení žluči byla také sledována protektivní ochrana biofilmu před škodlivým prostředím žlučových solí. Dále byly studovány možnosti sušení tekutých biofilmových kultur komerčně užívanými technologiemi ve farmaceutickém průmyslu. Srovnání lyofilizace a fluidního sušení ukázalo, že lyofilizace je v závislosti na výběru vhodného kryoprotektivního média vhodnější sušící technikou zachovávající nejvyšší počty životaschopných buněk a ve srovnání s fluidním sušením byla získána o přibližně 90 % vyšší životaschopnost probiotických buněk. Závěrem bylo studováno velkoobjemové zpracování probiotických kmenů do pevné lékové formy. Tablety je vhodné vyrábět při pevnosti 70 - 90 N, přičemž vodní aktivita tabletoviny může být udržována pod 0,3. Následně musí být zajištěno sušení tablet v hermeticky uzavřeném prostoru s minimálně 10 % silikagelu, pak tablety i po 6 měsíčním skladování obsahují (5,4 ± 0,7)109 životaschopných buněk. Technologie výroby kapslí nemá výrazný vliv na počty živých buněk během výroby. Pro následné primární balení byla vybrána triplexová blistrovací fólie, která má nízké hodnoty propustnosti vodní páry (0,07 g H2O / (m2 × den)) a kyslíku (0,01 cm3/m2 × den). Blistrovací folie běžně užívané ve farmaceutickém průmyslu nejsou pro skladování probiotik vhodné.
|
|
|
Produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadních substrátů a jejich následná izolace
Grossová, Marie ; Babák, Libor (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem práce je studium možností mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů (PHA) na různých odpadních substrátech. Polyhydroxyalkanoáty nacházejí uplatnění jako biodegradabilní materiály. Pro laboratorní práci byla využita průmyslově užívaná bakterie Cupriavidus necator, jež byla kultivována s prekurzory různých monomerních jednotek s cílem produkce kopolymerů 3HB s 3HV a 4HB. Bakterie byla dále kultivována na různých odpadních substrátech, především olejnatých, s cílem dosáhnout co nejvyšší produkce polymeru. Další velkou část práce tvoří studium izolačních strategií PHA s využitím enzymů. Komerčně využívané protéazy – alkaláza a pankreatin – jsou účinnými enzymy pro rozklad bakteriální buňky. Řada optimalizačních experimentů ukázala, že při použití enzymu můžeme získat až o 13 % čistší polymer. Vzrůst čistoty PHA až nad 90% hranici byl docílen přídavkem povrchově aktivní látky, která podporuje rozpustnost buněčných komponent netvořících polymer a může zvýšit čistotu až o 20 % vůči kontrolní kultivaci. Část práce se zabývá i využitím enzymového preparátu izolovaného z bakterie Bacillus subtilis. Jeho aplikace na bakteriální kultury vedla k zisku polymeru s čistotou přesahující 95% hranici. Tyto výsledky by mohly být základem nové izolační strategie, která povede k efektivnějšímu zisku PHA z biomasy.
|
|
|
Regulace produkce polyhydroxybutyrátu bakterií Wautersia eutropha
Grossová, Marie ; Čarnecká, Martina (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem práce je studium možností mikrobiální produkce polymerů používaných jako biodegradabilní materiály (polyhydroxyalkanoáty; konkrétně polyhydroxybutyrát PHB). Pro laboratorní produkci PHB byla využita průmyslově užívaná bakterie Wautersia eutropha, u které byla studována možnost zvýšení produkce PHB s využitím exogenních stresových faktorů (osmotického šoku, peroxidu a etanolu). Působení exogenního stresu na bakteriální kulturu závisí na koncentraci stresového faktoru, době aplikace stresu, přičemž zásadní vliv na výtěžky PHB má změna produkce biomasy. Významná část práce se zabývá studiem produkce PHB v bakteriálních buňkách vystavených stresu v různých fázích růstu. Aplikace silného stresu v ranné fázi kultivace vede k potlačení produkce PHB i biomasy. Nejvhodnější je aplikace stresu na počátku stacionární fáze, kdy dochází přirozeně k posílení produkce PHB. Rovněž je třeba optimalizovat koncentraci stresového faktoru. Nejvyšších výtěžků bylo dosaženo při aplikaci 0,5% etanolu do kultivačního média v 60. hodině kultivace, kdy došlo ke zvýšení výtěžku PHB o 21 %. Tyto výsledky by mohly být základem nové fermentační strategie zvyšující efektivnost výroby PHB.
|
host ::
RSS.