|
|
Půdní aplikace hydrogelů s obsahem rhizobakterii
Hlaváčková, Barbora ; Černayová, Diana (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Rhizobakterie podporující růst rostlin (PGPR) se řadí do skupiny půdních bakterií, které mohou svými mechanismy ovlivňovat růst rostlin. V posledních letech dochází k nárůstu používání těchto podpůrných látek ve formě biohnojiv s cílem zvýšit výnosy a zlepšit růst plodin v nepříznivých podmínkách ekologicky šetrným způsobem. Cílem této bakalářské práce bylo posoudit vliv externího přídavku PGPR v různých formách na fyzikálně-chemické charakteristiky půdy a na růst modelových rostlin lociky seté v prvním případě bez omezení závlahy a ve druhém případě za podmínek omezené závlahy. Byl vybrán konkrétní kmen bakterie Azotobacter vinelandii CCM 289 pro přípravu čtyř forem ošetření, konkrétně biomasa v PBS, alginátový gel bez bakteriální kultury, gel s bakteriální kulturou a lyofilizovaný gel s bakteriální kulturou. Vliv jednotlivých ošetření byl porovnán s negativní kontrolou bez přídavku PGPR, jelikož různé formy ošetření mohou dosahovat odlišné efektivity kolonizace rhizosféry, což může mít různý vliv na růst rostlin. K posouzení vlivu přídavku PGPR byly v průběhu kultivačních experimentů měřeny fyzikálně-chemické charakteristiky půdy (vlhkost, pH) a růstové charakteristiky lociky seté, jako je počet listů, výška a šířka nadzemních částí těchto modelových rostlin. Po ukončení kultivačních experimentů byly stanoveny základní růstové parametry modelových rostlin z jednotlivých ošetření, jako je celková délka, délka nadzemních částí a kořenů modelových rostlin, dále také celková hmotnost jednotlivých rostlin a hmotnost jejich nadzemních částí a kořenů. Po vysušení byla charakterizována celková hmotnost sušiny jednotlivých rostlin a hmotnost sušiny nadzemních částí rostlin a kořenů. Po vysušení byla analyzována hustota kořenů provedením jejich skenů a porovnána mezi jednotlivými ošetřeními. Na půdních výluzích z jednotlivých ošetření po ukončení kultivačních experimentů byl analyzován vliv přídavku PGPR na mikrobiální aktivitu půdy použité v experimentech pomocí kultivace na Petriho miskách s agarovým mediem a pomocí sady BIOLOG EcoPlate byla stanovena hodnota průměrného vývoje barvy jamky (AWCD) a výsledky byly srovnány s jednotlivými ošetřeními mezi kultivačními experimenty, které probíhaly s odlišnými podmínkami zavlažování. Na půdních výluzích z vysušených půd po ukončení kultivačních experimentů byly provedeny fyzikálně-chemické charakteristiky (pH, vodivost). Na vysušených půdách jednotlivých ošetřeních bylo analyzováno množství organické a anorganické frakce metodou TGA. Výsledky byly mezi sebou porovnány a byl posuzován vliv různých forem externího přídavku PGPR na fyzikálně-chemické charakteristiky zvolené půdy za podmínek bez omezení závlahy a za podmínek s omezením závlahy v průběhu experimentů.
|
|
|
Využití vibrační spektroskopie při strukturní analýze mikrobiálně syntetizovaných alginátů
Kianička, Michal ; Enev, Vojtěch (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zameriava na charakterizáciu alginátov pomocou hlavných vibračných metód FTIR-ATR a Ramanovej spektroskopie, doplnených o karbazolovú metódu a termogravimetriu (TGA). Hlavným cieľom bolo využiť tieto analytické metódy na štúdium komerčne dostupných alginátov a zistenie ich monomérneho zloženia. Na tento účel bola vytvorená kalibračná rada pomocou pomeroch štandardov poly(mannurónovej kyseliny) a poly(gulurónovej kyseliny), ktorá následne slúžila na analýzu komerčných alginátov. Práca sa zamerala na dve formy alginátov - kyslú a zásaditú soľ, s cieľom lepšieho porozumenia ich zloženiu a následnej aplikácie. Práca odhalila, že použité vibračné metódy boli účinné pri analýze kalibračných radov, ktoré poskytli kalibračné závislosti pre stanovenie zloženia alginátov. Avšak, pri samotnej analýze komerčných alginátov sa ukázalo, že tieto metódy neboli dostatočne presné a spoľahlivé. Možné vysvetlenia zahŕňajú prítomnosť ďalších zložiek v komerčných vzorkách alebo vplyv molekulárnej hmotnosti. Výsledky práce naznačujú potrebu ďalších výskumných úloh zameraných na zlepšenie presnosti a účinnosti vibračných metód pri analýze komerčných alginátov.
|
|
|
Příprava a charakterizace polysacharidových hydrogelů
Kulíšková, Kateřina ; Kadlec, Martin (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem přípravy a charakterizace alginátových hydrogelů. Zaměřená je především na iontové síťování alginátu za pomoci dvojmocných kationtů kovů: Ca2+, Cu2+, Zn2+, Ba2+, Fe2+ spolu s trojmocným kationtem Fe3+ a to za účelem porovnání síťovacích schopností různých oxidačních stavů. Pro přípravu alginátových hydrogelů byla použita exogenní metoda a připravené hydrogely tak byly studovány ve formě milimetrových kuliček. V rámci experimentální části byla provedena optimalizace, která měla za cíl zjistit optimální dobu gelace, jejíž výsledkem bylo zesítění hydrogelů v celém jejich objemu. Jako referenční přitom sloužili ionty Ca2+, díky jejich širokému uplatnění a bohaté zkušenosti s těmito ionty na fakultě. Poznatky z optimalizace byly uplatněny při přípravě vzorků ostatních iontů. Viskoelastické vlastnosti hydrogelů byly zkoumány reologickými měřeními v podobě amplitudových a squeeze testů. Bylo zjištěno, že všechny ionty, s výjimkou Fe2+, síťují hydrogely v celém objemu. Na základě komplexního modulu bylo určeno pořadí iontů podle stupně zesíťování, na kterém také závisí stupeň synereze.
|
|
|
Stanovení viability u rhizobakteriálních kultur
Svobodová, Lucie ; Slaninová, Eva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato závěrečná práce je zaměřena na studium viability rhizobakterií podporující růst rostlin (PGPR). Viabilita byla stanovována u tří kmenů bakterie Azotobacter vinelandii, a to CCM 289, DSM 87 a DSM 720 pomocí průtokové cytometrie s fluorescenční sondou PI, SYTOXTM Blue a DAPI, a to po 120 a 72 hodinách kultivace. Byla provedena optimalizace vhodné fluorescenční sondy pro daný kmen, kdy jako nejvhodnější se jevilo použití sondy PI pro kmen CCM 289. Pro kmeny DSM 87 a DSM 720 lze použít sondy PI a SYTOXTM Blue. Pro následující experimenty byl vybrán kmen DSM 87, který byl podroben vlivu různých síťovacích činidel. Pomocí průtokového cytometru a barvení fluorescenční sondou PI byla ověřována viabilita po aplikaci roztoků chloridu vápenatého, barnatého, měďnatého, železitého, hlinitého a síranu vápenatého o koncentraci 2, dále 0,2 a 0,02 hm. % ke kultuře. Roztoky chloridu vápenatého, barnatého a síranu vápenatého neměly významný vliv na viabilitu buněk. Naopak při použití chloridu železitého byl zjištěn trend, kdy s klesající koncentrací roztoků ubývalo odumřelých buněk. Tohoto jevu bylo docíleno i při použití chloridu hlinitého a měďnatého, u kterých však použití nejkoncentrovanějšího roztoku mělo za následek inaktivaci většího počtu buněk než v předchozím případě, u chloridu hlinitého došlo ke ztrátě viability většiny přítomných buněk. Viabilita byla ověřována také u buněk uvolňovaných z připravených gelů. Pro experimenty byly zvoleny roztoky výše zmíněných síťovacích činidel o koncentraci 2 hm. %, za experimentálně stanovených podmínek byla kultura podrobena gelaci. Část gelů byla následně ponechána ve fosfátovém pufru, aby došlo ke zpětnému uvolnění buněk. Pro toto snazší uvolňování byl přidán enzym algináza, jehož účinkem je rozkládání alginátu. Bylo zjištěno, že koncentrace 2 hm. % vybraných síťovacích činidel neměla vliv na viabilitu buněk, tedy že buňky uvolněné z gelu se se jevily jako viabilní.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.