|
|
Charakterizace vybraných mikrobiálních enzymů
Bradáčová, Kristína ; Hlaváček, Viliam (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca je zameraná na riadenú produkciu a identifikáciu extracelulárnych mikrobiálnych hydrolytických enzýmov produkovaných plesňami. Teoretická časť práce je zameraná na charakterizáciu vybraných hydrolytických enzýmov, ich vlastnosti, možnosti produkcie a aplikácie. V experimentálnej časti boli enzýmy produkované pomocou plesní Phanerochaete chrysosporium, Aureobasidium pullulans a Aspergillus oryzae submerznou kultiváciou na minerálnom médiu a na médiách s použitím odpadného substrátu. Ako substráty boli použité pšeničné otruby, drevené piliny, výlisky z repky (lipidy 2,55 %) a z repky bohatšej na lipidy (lipidy 9 %). V priebehu kultivácie bola sledovaná aktivita celuláz, xylanáz, amyláz, lignínperoxidázy, mangán-dependentnej peroxidázy a lakázy a to vždy 3., 7., 10. a 15. deň kultivácie. Produkcia sa líšila v závislosti na čase a použitom substráte. Celulázy a xylanázy boli produkované najmä 3. a 7. deň kultivácie, amylázy 3. a 15. deň a lignolytické enzýmy 7. a 15. deň. Vzorky boli ďalej separované a analyzované pomocou ultrafiltrácie, gélovej filtrácie a PAGE-SDS elektroforézy.
|
|
|
Produkce mikrobiálních enzymů a jejich stabilizace enkapsulací
Hazuchová, Eva ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá produkcí mikrobiálních enzymů a jejich následnou stabilizací prostřednictvím enkapsulace. Teoretická část diplomové práce se zaměřuje na mikrobiální enzymy, zejména extracelulární hydrolázy, jejich producenty a vlastnosti. V rámci teorie je rovněž diskutována možnost aplikace enzymů v oblasti farmacie a medicíny. Experimentální část diplomové práce byla zaměřena na samotnou produkci mikrobiálních enzymů a jejich stabilizaci. Sledovány byly produkce proteolytických a lipolytických enzymů v závislosti na čase a použitém kultivačním substrátu. Nejvyšší produkce enzymů byla zaznamenána u plísně Aspergillus oryzae při kultivaci na pšeničných otrubách 3. den kultivace. V rámci experimentální části byla dále provedena identifikace, izolace a purifikace enzymů. Podstatnou částí experimentu byla stabilizace naprodukovaných mikrobiálních enzymů prostřednictvím enkapsulace. Připraveny byly alginátové částice, stanovená enkapsulační účinnost se pohybovala v rozmezí 55 až 70 %. S nejvyšší účinností se enkapsulovaly enzymy plísně Aspergillus oryzae. Následně byla ve dvou prostředích (ve vodě a v gelu) v průběhu šesti týdnů sledována dlouhodobá stabilita enkapsulovaných enzymů a srovnána se stabilitou enzymů volných. U volných enzymů došlo během skladování k výraznému poklesu enzymových aktivit, a to především v rozmezí čtvrtého a šestého týdne uchovávání. U enkapsulovaných enzymů byl naopak pozorován nárůst enzymových aktivit. Stabilita byla studována rovněž z pohledu stability částic samotných. Obecně vyšší stabilitu vykazovaly částice uchovávány v prostředí gelu. V předložené diplomové práci bylo testováno i potenciální využití enzymů ve farmacii, jakožto látek podporujících trávení. Dle dosažených výsledků by testované částice s enkapsulovanými mikrobiálními enzymy mohly být vhodné pro vybrané farmaceutické aplikace.
|
|
|
Studium biodegradace polyhydroxyalkanoátů.
Wurstová, Agáta ; Přikryl, Radek (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na studium biodegradace polyhydroxyalkanoátů, konkrétně polymeru polyhydroxybutyrátu. První část práce se zabývá studiem biodegradace polyhydroxybutyrátu ve formě PHB prášku a PHB fólie pomocí vybraných druhů mikroorganismů z řad bakterií, kvasinek a plísní. Jako zástupce bakterií byl vybrán mikroorganismus Delftia acidovorans, z řad kvasinek Aureobasidium pullulans a ze zástupců plísní Aspergillus fumigatus. Aktivita extracelulární PHB depolymerázy byla analyzována turbidemitrickým měřením suspenze PHB granulí. Zároveň byla stanovena hodnota pH a teplotního optima jednotlivých PHB depolymeráz. Z výsledků vyplývá, že bakterie D. acidovorans dokáže částečně degradovat PHB, naopak kvasinka A. pullulans nedokáže PHB účinně degradovat. Nejvýraznější degradační schopnost vykazovala plíseň A. fumigatus, která PHB kompletně degradovala v rámci daného testu. Extracelulární enzymy exprimované těmito mikroorganismy při kultivaci na PHB jako jediném zdroji uhlíku byly analyzovány pomocí SDS-PAGE. Druhá část práce se zabývá biodegradací PHB ve formě PHB fólie, PHB tvrzené fólie a PHB Nanoul textilie v rámci standardního kompostovacího testu. Polosuchá kultivace podávala pozitivní výsledky, kdy v intervalu od 14. dnů do dvou měsíců byly zcela biodegradovány všechny formy použitých PHB. Co se týče polosuché kultivace, byla touto metodou ještě studována míra biodegradace polyuretanových elastomerů, kde část polyesterového polyolu byla nahrazena PHB (PU-PHB). Testovány byly vzorky obsahující komerční PHB od firmy Sigma a vzorky s PHB připravené na Fakultě chemické VUT v Brně. Jednotlivé vzorky se navíc lišily rozdílnou koncentrací dispergovaného PHB (1 %, 5 % a 10 %) v polyuretanu. Na konci kultivace, která trvala dva měsíce, byly zjišťovány mechanické změny materiálu v tahu, účinnost biodegradace vážkovou analýzou a změna povrchu materiálu analýzou mikroskopickou.
|
|
|
Studium produkce extracelulárních polymerů pomocí mikroorganismu Aureobasidium pullulans
Horáček, Pavel ; Breierová, Emília (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem vlivu podmínek a kultivačního uspořádání na produkci extracelulárních polymerů pomocí kvasinkovitého mikroorganismu Aureobasidium pullulans. Obsahem teoretické části je stručná charakterizace A. pullulans, jeho použití v biotechnologiích a přehled produkovaných látek, zejména pullulanu a kyselině poly-L-jablečné. Náplní experimentální části práce bylo zjištění nejvhodnějších podmínek kultivace A. pullulans CCM 8182. Zjištěné optimální podmínky byly srovnány s průběhem kultivací na odpadních substrátech, které představují levné zdroje živin a umožňují snížení nákladů výroby. Z odpadních substrátů byly použity například ovesné otruby, pohankové slupky, jablečná vláknina a další. Součástí experimentální práce byla optimalizace stanovení obsahu extracelulárních polymerů – pullulanu a kyseliny poly-L-jablečné metodou HPLC. V rámci optimalizace byla navržena vhodná mobilní fáze a podmínky separace produktů hydrolýzy polymerů, tj. glukózy a kyseliny L-jablečné na speciální stacionární fázi (kolona Rezex Roa organic acid H+, 5 mM kyselina sírová, průtok 0,5 mL/min, teplota 60 °C). K nejvyšší produkci pullulanu došlo při kultivaci na ovesných otrubách (13,03 g/L) při počátečním pH 7,5, zatímco nejvyšší produkce kyseliny poly-L-jablečné byla zaznamenána u kultivace na jablečných slupkách (2,89 g/L) při pH 6. Bylo zjištěno, že k vyšší produkci kyseliny poly-L-jablečné došlo při pH 6, zatímco vyšší produkce pullulanu byla při pH 7,5.
|
|
|
Produkce a charakterizace extracelulárních hydroláz z vybraných druhů plísní
Skoumalová, Petra ; Čarnecká, Martina (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na studium možností produkce extracelulárních hydrolytických enzymů plísněmi. Teoretická část práce se zaměřuje na charakterizaci vybraných hydrolytických enzymů, jejich katalytické vlastnosti, možnosti produkce extracelulárních hydroláz plísněmi a jejich aplikace. V experimentální části byly enzymy produkovány pomocí plísní Aureobasidium pullulans, Fusarium solani a Phanerochaete chrysosporium při submerzní kultivaci v minerálním médiu obsahujícím navíc složitý odpadní substrát. Jako odpadní substráty byly použity pšeničné, kukuřičné, ovesné a žitné otruby, dřevní piliny, rýže, jablečná vláknina, vaječné a bezvaječné těstoviny. V průběhu kultivace byla sledována produkce celuláz, amyláz, xylanáz, lipáz, proteáz a ligninolytických enzymů (lakáza, Mn-dependentní peroxidáza, lignin peroxidáza). Produkce enzymů se lišila v závislosti na použitém substrátu i čase kultivace U celuláz, xylanáz a amyláz byla nejvyšší produkce naměřena na začátku kultivace (3. až 7. den). Proteázy a ligninolytické enzymy byly produkovány hlavně v závěru kultivace (7. až 10. den). Lipolytická aktivita byla detekována pouze u A.pullulans, přičemž její hodnota rostla s délkou kultivace a nejvyšší hodnota byla stanovena při kultivaci na pšeničných otrubách (3,6 nmol/ml.min). Nejvyšší xylanázová a celulázová aktivita (170,3 nmol/ml.min, 248,0 nmol/ml.min) byla stanovena při kultivaci plísně F. solani na kukuřičných otrubách. Nejvyšší amylázou aktivitu (111,8 nmol/ml.min) vykazovala plíseň P. chrysosporium při kultivaci na rýži. Nejvyšší aktivita proteázy (68,0 nmol/ml.min) byla naměřena při kultivaci plísně F. solani na pšeničných otrubách. Nejlepším producentem lakázy byl kmen A.pullulans, nejvyšší produkce byla zaznamenána na bezvaječných těstovinách (27,0 nmol/ml.min). Nejvyšší aktivita ligninperoxidázy (12,5 nmol/ml.min) byla naměřena u F.solani na vaječných těstovinách, nejvyšší produkce Mn-dependentní peroxidázy (7,7 nmol/ml.min) bylo dosaženo při kultivaci A.pullulans na pšeničných otrubách. Ligninolytické enzymy se chovaly jako induktivní. U ostatních enzymů byla jejich produkce zaznamenána i na minerálním mediu, u A. pullulans byla aktivita celuláz na minerálním médiu dokonce vyšší než u ostatních použitých substrátů. U preparátu získaného z média A. pullulans byla také provedena purifikace produkovaných enzymů pomocí ultrafiltrace, ionexové chromatografie a gelové filtrace.
|
|
|
Studium produkce hydrolytických enzymů pro zpracování celulosového odpadu
Řezáčová, Barbora ; Flodrová, Dana (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Studium produkce hydrolytických enzymů bylo zaměřeno na produkci celulasy a polygalakturonasy pomocí dvou mikrobiálních kmenů – Aspergillus niger a Aureobasidium pullulans. Enzymy byly produkovány za podmínek procesu "solid-state fermentation". Jako substrát byla zvolena mletá pšeničná sláma a řepné výlisky zvlhčené vodou, bezuhlíkatým mediem nebo glukosovým mediem. Během kultivace byl sledován vliv bezuhlíkatého media a glukosy na produkci daných enzymů. Nejvyšší produkce polygalakturonasy bylo dosaženo při kultivaci Aspergillus niger na řepných výliscích zvlhčených bezuhlíkatým mediem. Nejvyšší produkce celulasy bylo dosaženo při kultivaci Aspergillus niger na mleté pšeničné slámě zvlhčené glukosovým mediem.
|
|
|
Využití odpadů rostlinného původu
Habáníková, Kamila ; Flodrová, Dana (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Produkce celulasy a polygalakturonasy pomocí Aspergillus niger a Aureobasidium pullulans byla sledována při kultivaci solid state fermentation (SSF) a submerzní (SmF). Jako substrát byly použity hroznové výlisky a slupky z mandarinek. Pomocí Aspergillus niger byla celulasa na hroznových výliscích detekována po 72 hodinové SSF kultivaci a po 24 hodinách u SmF. Celulasová aktivita byla vyšší u systému SmF. Větší produkce polygalakturonasy byla u SmF kultivace zaznamenána ke konci období. Polygalakturonasová aktivita byla vyšší u SmF kultivace. SSF fermentace na slupkách z mandarinek byla podobná, nejvyšší aktivita byla detekována po 72 hodinách. Produkce polygalakturonasy u SSF systému byla odlišná od produkce u SmF. Srovnáním produkce enzymu na hroznových výliscích a slupkách z mandarinek vyplývá, že polygalakturonasová aktivita je nejvyšší u kultivace SmF se slupkami z mandarinek. U Aureobasidium pullulans byla celulasa na hroznových výliscích detekována u obou fermentací po 48 hodinách. Aktivita celulasy byly vyšší u kultivace SSF. Vyšší hodnoty polygalakturonasy byly detekovány ve druhé půli kultivačního období. Polygalakturonasová aktivita byla vyšší u kultivace SmF. SSF kultivace se slupkami z mandarinek byla podobná – nejvyšší celulolytická aktivita byla zaznamenána po 48 hodinách. Produkce polygalakturonasy byla rozdílná, ale nejvyšší aktivity bylo dosaženo na slupkách z mandarinek u SmF způsobu. Pro oba systémy a oba odpadní materiály byla sledována i produkce mangan-dependentní peroxidasy. Její nejvyšší aktivity bylo dosaženo na počátku kultivace. Rozdíly v produkci enzymů pomocí Aspergillus niger a Aureobasidium pullulans jsou závislé nejen na použitém substrátu, ale také na způsobu fermentace.
|
|
|
Využití odpadů z potravinářských výrob
Hurčíková, Andrea ; Babák, Libor (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Odpady zemědělského a potravinářského průmyslu jsou v dnešní době dostupné ve velkém množství kdekoliv na světě. Většina těchto odpadů obsahuje celulosu (30 - 40 %), hemicelulosu (20 - 40 %) a lignin (10 - 20 %). Proto tyto odpadní materiály mají široké použití jako substráty pro mikrobiální růst a produkci enzymů. Mikroorganismy jsou schopné využívat organické látky z odpadů jako zdroj energie pro růst a uhlík pro syntézu buněčné biomasy [24]. Jako substráty pro kultivaci mikroorganismů a následnou produkci enzymů lze využít pšeničnou a rýžovou slámu. Tuto diplomovou práci jsem zaměřila na využití odpadů z potravinářského průmyslu pro produkci enzymů pomocí mikroorganismů. Sledovalo se využití pšeničné slámy jako zdroje energie pro růst testovaných mikroorganismů a zjišťovala se jejich schopnost produkovat oxidoreduktasy resp. lakasu.V rámci práce se provedla optimalizace podmínek růstu Aureobasidium pullulans. Dále se studovala jeho lakasová aktivita. Jako substrát se používala mletá pšeničná sláma. Kultivace se prováděla v termostatu při teplotě 27°C. Provedená studie neprokázala aktivitu lakasy při kultivaci na slámě. Při optimalizaci růstu Aureobasidium pullulans se Petriho misky kontaminovaly třemi neznámými mikrooganismy. U jednoho z nich se prokázala produkce lakasy při kultivaci se slámou.
|
|
|
Mikrobiální produkce extracelulárních polymerů a jejich zapojení do stresové odpovědi
Müllerová, Lucie ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá produkcí extracelulárního polysacharidu pullulanu mikroorganismem Aureobasidium pullulans, purifikací pullulanu a jeho možným využitím jako kryoprotektantu. Jako součást práce byla zpracována literární rešerše charakterizující A. pullulans, samotný pullulan a stresové faktory se zaměřením na teplotní stres. V rámci experimentální části byla stanovena růstová charakteristika mikroorganismu A. pullulans (byl použit kmen CCM 8182) a produkce pullulanu v ideálních podmínkách. Nejvyšší růst biomasy nastal při použití fruktosy jako zdroje uhlíku (3,580 g/l u kmene CCM 8182), nejvyšší produkce pullulanu při použití sacharosy jako zdroje uhlíku (10,300 g/l u F 148). Jako nejlepší precipitační činidlo z trojice ethanol, aceton, isopropylalkohol byl vybrán ethanol v poměru 1:2 (médium:ethanol). Stanovení čistoty pullulanu bylo provedeno pomocí HPLC. Dále byly zkoumány kryoprotektivní vlastnosti pullulanu a to při teplotách – 72° C, -18° C, 4° C a 60°C. Pullulan působil spíše negativně při teplotách – 72° C a 60° C. Naopak při teplotách – 18°C a 4° C byla potvrzena ochranná funkce polysacharidu.
|
|
|
Řízená produkce pullulanu mikroorganismem Aureobasidium pullulans
Skoumalová, Petra ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá studiem vlivu exogenních stresových faktorů na produkci biomasy a pullulanu mikroorganismem Aureobasidium pullulans. V práci byla zpracována literární rešerše zaměřená na přehled stresových faktorů, producenty pullulanu a na jeho strukturu, funkci a technologické využití. V rámci experimentální části práce byla stanovena růstová charakteristika mikroorganismu Aureobasidium pullulans a produkce pullulanu během růstu v optimálních podmínkách a v prostředí obsahujícím stresový faktor. Snížená dostupnost kyslíku měla za následek pokles produkce biomasy. Organismus se proti tomuto stresu bránil zvýšenou produkcí pullulanu. Při chemickém stresu s přídavkem NaCl byla výrazně ovlivněna hlavně produkce biomasy. Nejvyšší produkce pullulanu byly stanovena při koncentraci 15 g/l NaClv produkčním médiu. V přítomnosti ethanolu docházelo k výraznému poklesu růstu biomasy a u vyšších koncentraci k zastavení produkce pullulanu. V případě peroxidového stresu nebyly zaznamenány v produkci pullulanu žádné výrazně změny. Kratší expozice a nižší koncentrace těžkých kovů (Cr(III), Se(IV)) vykazovaly lepší vliv na produkci pullulanu a biomasy než dlouhodobý efekt.
|
host ::
RSS.