|
|
Controlled production of lipids and lipidic substances by selected yeasts and microalgae
Szotkowski, Martin ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Huelva, Ines Garbayo Nores, University (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Carotenoids are natural pigments found in microorganisms such as algae, yeast and cyanobacteria. They represent the most widespread group of antioxidants with a significant biological effect. Currently, there is a growing interest in carotenoids due to their beneficial effects on human health. Chlorophylls are green photosynthetic pigments that are used in the food industry as intensive green dyes. Coenzyme Q is known for its positive effect on the proper functioning of a number of organs in the human body. Ergosterol is an integral part of the membranes of yeasts and fungi. It is a provitamin D2, which is an important part of the immune system. Microbial lipids, or ‚Single cell oils’, are characterised by a high content of healthy unsaturated fatty acids that can be used in pharmacy or cosmetics. Microbial lipids are further studied as an alternative for the production of biofuels. The dissertation focused on the study and possibilities of optimising the production of lipids and lipid substances by selected strains of carotenogenic yeasts, microalgae and cyanobacteria. The tested yeasts of the genera Rhodotorula, Rhodosporidium, Cystofilobasidium and Sporidiobolus were cultivated on a series of different media with different C/N ratios in the range of 13 to 100, containing processed waste substrates of the food industry. Selected strains were then cultivated in bioreactors with medium containing a combination of waste substrates. Cultures of microalgae of the genera Desmodesmus, Scenedesmus, Chlorella, Coccomyxa, Chlamydomonas, Botryococcus dealt with the optimisation of individual components of the medium and the application of various stresses in order to increase the production of the studied metabolites. Pilot large-volume cultures in open tanks were performed as part of experiments with the extremophilic microalgae Cocomyxa. In the final part, pilot screenings and large-volume bioreactor experiments focused on the possibilities of co-cultivation of carotenogenic yeasts and microalgae were performed. The tested yeast strains were able to utilise media containing hydrolysed waste substrates with varying success. The best strain was Sporidiobolus pararoseus, which achieved the highest biomass production and studied metabolites in the media. The tested waste substrates were a combination of waste frying oil and coffee grounds hydrolysate. Successful optimisation of the composition of the mineral medium's main components led to increased production of the studied metabolites. The most important effect exhibited particular P/N ratio and the application of oxidative stress. Desmodesmus and Scenedesmus microalgae achieved the best results. Large-scale cultures of Coccomyxa onubensis confirmed the resistance of the culture to contamination by external influences and the ability to grow at high temperatures and light intensities. Co-cultivation experiments confirmed the ability of symbiotic growth of yeasts and microalgae. The best results were obtained in all tested yeasts co-cultivated with microalgae of the genus Desmodesmus and Scenedesmus and, to a lesser extent, with the genus Coccomyxa.
|
|
|
Metabolická adaptace vybraných kmenů mikrořas na různých zdrojích dusíku
Kodajek, Matěj ; Šimanský, Samuel (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Mikrořasy a sinice jsou fotosyntetické organismy, které se společně s dalšími mikroorganismy (kvasinky, bakterie) využívají průmyslu, protože produkují řadu zajímavých organických látek. Tato práce se zabývá metabolickou adaptací mikrořas Scenedesmus obliquus, Scenedesmus acutus, Scenedesmus dimorphus, Chlamydomonas reinhardtii, Coccomyxa sp. a sinic Synechococcus nidulans, Arthrospira maxima, Limnospira maxima, Anabaena torulosa, které byly kultivovány na různých zdrojích dusíku. Tyto kmeny jsou popsány v teoretické části včetně metabolitů, které produkují a jejich využitím. V experimentální části jsou popsány všechny chemikálie, pomůcky, přístroje a postupy použité pro kultivaci a analýzu mikroorganismů. Cílem této práce bylo porovnat a zjistit, který zdroj dusíku v médiu BBM nebo SPIRULINA je pro daný kmen nejvhodnější z hlediska produkce celkové biomasy a podílu jednotlivých metabolitů. Jako zdroj dusíku byl použit dusičnan sodný, síran amonný, glycin, močovina a syrovátkový protein. Obsah a složení lipidů v biomase byl stanoven plynovou chromatografií. Obsah ubichinonu, karotenoidů a chlorofylů byl stanoven kapalinovou chromatografií.
|
|
|
Aplikace mikrobiálních olejů v kosmetice
Reichertová, Klára ; Uhlířová, Renata (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na aplikaci mikrobiálního oleje do kosmetického produktu. Bylo zkoumáno osm kmenů kvasinek rodu Metschnikowia a to Metschnikowia pulcherrima 145, Metschnikowia pulcherrima 147, Metschnikowia pulcherrima 149, Metschnikowia andauensis 129, Metschnikowia andauensis 1241, Metschnikowia sinensis 1244, Metschnikowia zizyphicola 1247 a Metschnikowia shanxiensis 1250, pro produkci mikrobiálního oleje. Na kultivaci byly použity odpadní substráty z technického konopí (konopný hydrolyzát, konopná mouka a směs listů a květů). Kultivace probíhala za snížené teploty s předností produkce lipidů a pomocí plynové chromatografie bylo dále zjištěno složení a poměr mastných kyselin, dle kterého byl vybrán nejlepší kvasinkový producent lipidů a nejvhodnější substrát ke kultivaci. Tím byl kmen Metschnikowia zizyphicola 1247 a substrát z konopné mouky. Ke konci praktické části byl připraven kosmetický krém, do kterého byl získaný mikrobiální olej přimíchán. Na závěr je uvedeno zhodnocení oleje z ohledu na jeho aplikace v kosmetice a porovnání s rostlinným olejem s podobným profilem mastných kyselin.
|
|
|
Separace lipidů z buněčných tkání
Kotland, Vojtěch ; Lacina,, Lubor (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá separací lipidů z buněčných tkání. Práce je rozdělená na teoretickou a experimentální část. V teoretické části jsou shrnuty informace o lipidech, jejich vlastnostech a metodách používaných k jejich separaci z buněčných tkání. Porovnáním metod separace je zvolena jedna, která je poté aplikována v experimentální části. V závěru teoretické části je uvedeno několik vědeckých prací zabývajících se výzkumem v dané oblasti chemie. V experimentální části jsou popsány faktory ovlivňující zvolenou metodu separace lipidů z buněčných tkání. Měření byla volena tak, aby je bylo možné snadno reprodukovat. Pro každý faktor byly experimentálně zjištěny hodnoty, které zvyšovaly množství separovaného tuku. Faktory byly mezi sebou porovnány a jejich sumarizací bylo dosaženo optimalizace celé metody.
|
|
|
Stanovení základních nutričních parametrů v jedlém hmyzu
Korček, Jakub ; Štursa, Václav (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
V tejto bakalárskej práci je diskutovaný nutričný význam vybraných druhov hmyzu. Analyzované vzorky boli červy, cvrčkovia a kobylky. Analyzované parametre boli: celkový dusík, hrubá bielkovina, celkové lipidy a obsah vybraných prvkov. Celkové tuky boli po homogenizácii stanovené metódou podľa Soxhleta, s použitím diethyléteru ako rozpúšťadla. Na stanovenie bielkovín a prvkovú analýzu boli vzorky po homogenizácii mineralizované podľa Kjeldahla s použitím koncentrovanej kyseliny sírovej. Weinigerov katalyzátor bol pridaný len do vzoriek na analýzu bielkovín. Prvková analýza bola prevedená metódou optickej emisnej spektroskopie s indukčne viazaným plazmatom (ICP-OES). Hrubá bielkovina bola stanovená Kjeldahlovou metódou, pričom najvyšší podiel obsahovali cvrčkovia a to (75 ± 5) %. Najvyšší obsah tukov obsahovali kobylky a to (33 ± 2) %. Bolo tiež zistené, že vzorky sú bohaté na vápnik, draslík, mangán a zinok, čo sú všetko prvky dôležité pre správne fungovanie nášho tela. Výsledky tejto práce dokazujú, že hmyz môže predstavovať nutrične významnú potravinu.
|
|
|
Aplikace fyzikálních a chemických stresových faktorů v různých fázích růstu na autotrofní mikrorganismy
Sniegoňová, Pavlína ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
V současné době stále roste poptávka po metabolitech produkovaných mikrořasami a sinicemi, pro jejich pozitivní účinky na lidský organismus a zdraví. Mezi tyto metabolity se řadí především karotenoidní barviva, jejichž antioxidační vlastnosti jsou pro spotřebitele velmi atraktivní. Tyto látky se používají především v doplňcích stravy, ale uplatňují se i ve farmaceutickém průmyslu. Mezi tyto látky patří například -karoten, ale také chlorofyly, které se významně podílejí na procesu fotosyntézy. Další významné metabolity jsou lipidy, které jsou součástí buněčných struktur, a slouží k celé řadě dalších funkcí. Teoretická část se zaměřuje na popis řas a sinic jejich kultivaci. Dále vlivu stresových faktorů na produkci biomasy a metabolitů. Metabolity jsou pak charakterizovány z hlediska vlastností a biochemických drah vedoucím k jejich produkci. Následně jsou zmíněny vyhodnocovací techniky použity k charakterizaci nakultivované biomasy. Ve výsledkové části jsou pak srovnány produkční vlastnosti v závislosti na vybraných stresových faktorech.
|
|
|
Studium produkčních vlastností kvasinek rodu Metchnikowia
Chadimová, Markéta ; Szotkowski, Martin (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Kvasinky rodu Metschnikowia jsou schopné produkovat za různých podmínek různě velké množství lipidů, které mají pozoruhodné využití v biotechnologiích a v průmyslu. Tato bakalářská práce je zaměřena na studium kultivačních podmínek, za kterých kvasinky vyprodukují nejvíce lipidů a také se zabývá tím, z jakých mastných kyselin jsou tyto triacylglyceroly složeny. Je taktéž sledován vliv kultivačních podmínek na množství biomasy. Bylo zkoumáno pět kmenů kvasinek a to M. pulcherrima 145, M. pulcherrima 147, M. pulcherrima 149, M. andauensis 129 a M. chrysoperlae 1158. Na kultivaci byla použita kultivační média s různými poměru C/N, obsahující glukózu, nebo levné odpadní substráty (glycerol, káva a odpadní tuk). Kultivace byly prováděny při několika teplotách a následně bylo zjišťováno množství narostlé biomasy, pomocí plynové chromatografie bylo dále zjištěno složení a poměr mastných kyselin. Jako kvasinka, která vyprodukovala v čase nejvíce biomasy, byla stanovena kvasinka M. chrysoperlae 1158, která po 336 hodinách růstu při teplotě 15 °C na médiu o poměru C/N = 100 byla schopná vytvořit 10,66 g/l biomasy. Největšího množství lipidů bylo dosaženo u kmene M. andauensis 129 při teplotě 8 °C na médiu C/N = 100 (21,57 % lipidů v sušině). Pokud vezmeme do úvahy i produkci biomasy, nejlepších výsledku dosahuje kvasinka M. chrysoperlae 1158 při teplotě 11 °C na médiu s poměrem C/N = 100 s produkci biomasy 10,15 g/l a 19,58 % lipidů v sušině. Tato kvasinka proto byla dále kultivována na odpadních substrátech.
|
|
|
Produkce vybraných metabolitů pomocí kvasinek a řas kultivovaných ve stresových podmínkách
Mariničová, Veronika ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená práce se věnovala především srovnání produkce vybraných metabolitů pomocí karotenogenních kvasinek a mikrořas kultivovaných v podmínkách externího stresu. Mezi hlavní sledované metabolity patřily karotenoidy, dále další lipofilní látky a lipidy. Biotechnologická nadprodukce těchto metabolitů by mohla sloužit jako zdroj potenciálně prospěšných látek nejen pro farmaceutický, kosmetický a potravinářský průmysl, ale rovněž pro produkci biopaliv třetí generace. V poslední době se zvyšuje zájem o biopaliva především z mikrořas, které mají vysoký potenciál v produkci biopaliv, které se zdají být nadějným zdrojem. Teoretická část se zabývá popisem jednotlivých rodů karotenogenních kvasinek, mikrořas, sinic, chemickým složením produkovaných metabolitů a stručnou biosyntézou. Dále byly popsány jednotlivé metody, které sloužily pro analýzu produkce sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřena na srovnání produkce karotenoidů, koenzymu Q, ergosterolů (fytosterolů) a lipidů pomocí kvasinek, mikrořas a sinic. Jako zdroj externího stresu byl zvolen teplotní, solný a světelný stres. Z kvasinkových kmenů byly prostudovány kmeny Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Sporidiobolus pararoseus a Cystofilobasidium macerans. V případě mikrořas a sinic se jednalo o kmen Scenedesmus obliqus, Scenedesmus dimorphus, Chlorella sorokiniana, Chlorella saccharophila, Botryococcus brauni, Synechococcus nidulans a Arthrospira maxima. U kvasinkových a řasových kmenů bylo stanoveno optimum pro růst, produkci karotenoidů a lipidů. Aplikovaný solný stres vykazoval výrazný likvidační efekt na řasové a sinicové kmeny. V rámci diplomové práce byl rovněž sledován stres biologický, tzv. ko-kutlivace mikrořas a kvasinek. Další experimenty budou předmětem navazujících prací.
|
|
|
Základní charakterizace vybraných vzorků krmiv živočišného původu
Svoboda, Ilona ; Hrstka, Miroslav (oponent) ; Vítová, Eva (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce bylo zvolit vhodné parametry pro jednoduchou a rychlou charakterizaci krmiv živočišného původu, ověřit pracovní postupy a aplikovat je na vybrané vzorky. V rámci této práce byly analyzovány vzorky krmiv živočišného původu určené pro psy, vyrobené v soukromé firmě „Adámkovy tlačenky“. Krmiva jsou ve formě tlačenky a jsou uložena v umělých střívkách, obsahují až 80% živočišné složky a až 20% rostlinné složky, přičemž zbytek do 100% hmotnosti je tvořen vepřovu želatinou. Krmivo neobsahuje konzervanty, barviva ani jiná chemicky vyráběná aditiva. Pro analýzu byly vybrány tři receptury a to „Hovězinka“, „Kuřátko“ a „Srdcovka“, jejichž složení podléhá patentové ochraně. Výběr byl proveden tak, aby byly zahrnuty vzorky různého složení. Stanovován byl obsah hrubé bílkoviny, tuku, vlákniny, sušiny a popela. Tyto získané hodnoty byly srovnány s normami krmiv, které jsou krmivářským průmyslem běžně používány. Výsledky budou použity pro zlepšení receptur a vývoj nových typů krmiv.
|
|
|
Simultánní kokultivace vybraných kmenů karotenogenních kvasinek a autotrofních bakterií
Blažková, Jana ; Němcová, Andrea (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce byla zaměřena na studium kokultivací vybraných mikroorganismů, kterými byly karotenogenní kvasinky a sinice. V těchto kokultivacích byla srovnávána produkce vybraných metabolitů. Mezi hlavní sledované metabolity byly řazeny karotenoidy, steroly, koenzym Q10, chlorofyly a lipidy. Dále se tato práce zaměřila na studium a možnosti optimalizace produkce lipidů a lipidových látek u vybraných kmenů karotenogenních kvasinek a druhů sinic. Teoretická část se zabývá popisem karotenogenních kvasinek, sinic a chemickým složením produkovaných metabolitů. Kvasinky a sinice obsahují karotenoidy, přírodní pigmenty, řazené mezi antioxidanty. Jako antioxidanty mají výrazné biologické účinky v lidském organismu, mezi kterými jsou například protinádorové a protizánětlivé účinky, či účinky proti neurodegenerativním nemocem. Dalšími metabolity mikroorganismů s pozitivním vlivy na lidské tělo jsou ergosterol a koenzym Q. Chlorofyl produkovaný sinicemi nachází uplatnění v potravinářském průmyslu jako zelené barvivo. Lipidy vytvářené těmito mikroorganismy obsahují velké množství nenasycených mastných kyselin nacházejících uplatnění v kosmetice nebo farmacii. V teoretické části byly také popsány jednotlivé analytické metody, kterými byla zjišťována produkce sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřená na produkci karotenoidů, sterolů, koenzymu Q10 a chlorofylu, které jsou stanovovány pomoci HPLC, lipidy a profil mastných kyselin jsou stanovovány pomocí GC. Stanovované metabolity jsou sledovány v různých druzích kokultivačních partnerů (karotenogenní kvasinka a sinice) v médiích s různými přídavky makroprvků (P, N a Mg). Poté následoval experiment kokultivací s použitím odpadních olejů (fritovací a kávový olej) a studium vlivu odpadních olejů přidávaných do kokultivací. Kokultivační experimenty potvrdily schopnost společného růstu karotenogenních kvasinek a sinic. Nejlepších výsledků bylo dosaženo u dvojic Rhodosporidium toruloides a Anabena torulosa, Rhodosporidium toruloides a Arthrospira maxima.
|
host ::
RSS.