|
|
Studium předúpravy a následné hydrolýzy vybraných lignocelulózových materiálů
Kovářová, Markéta ; Dvořák, Miloš (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem chemické a enzymatické hydrolýzy dřevního materiálu. Cílem práce byl výběr vhodné metody předúpravy lignocelulózového materiálu, odpadních pilin. Teoretická část práce je zaměřena na charakterizaci lignocelulózového materiálu a jeho složek. Také jsou v teoretické části popsány různé metody předúpravy a jejich vliv na hydrolýzu lignocelulózových materiálů. V experimentální části byl zkoumán nejvhodnější způsob předúpravy a následné hydrolýzy pilin. Kritérii pro výběr vhodné metody byla koncentrace vzniklých redukujících sacharidů, žádoucího produktu na jedné straně a na druhé straně polyfenolů jakožto problematického mikrobiálního inhibitoru. Jako optimální postup předúpravy pilin s ukázala inkubace pilin v 96% ethanolu anebo v 5% H2O2, které zvýšili obsah redukujících sacharidů v hydrolyzátech téměř o 30 %, a zároveň nedošlo k dramatickému nárůstu koncentrace polyfenolů. Součástí práce byla také kultivace bakterií Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari na hydrolyzátech dřevního materiálu.
|
|
|
Zavedení diagnostiky nových bakteriálních patogenů Inquilinus a Pandoraea izolovaných od pacientů s cystickou fibrózou a stanovení jejich citlivosti k antibiotikům
Šulcová, Romana ; Melter, Oto (vedoucí práce) ; Nyč, Otakar (oponent)
Cystická fibróza patří mezi nejčastěji se vyskytující autozomálně recesivně dědičné onemocnění. V dnešní době mají lidé s tímto onemocněním, díky včasné diagnostice a léčbě dalších přidružených příznaků, lepší prognózu než před několika lety. CF je onemocnění, které je podmíněno mutací genu CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) na chromozomu 7. Defektem proteinu CFTR dochází k poruše resorpce a sekrece elektrolytů v chloridovém kanálu a tím k tvorbě viskózního hlenu v plicích, který je hlavní příčinou chronických bakteriálních infekcí dolních dýchacích cest. Mezi nejčastějšími patogeny, které způsobují závažné infekce dýchacích cest u pacientů s CF patří: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cepacia komplex. U pacientů s CF se dnes prokazují v dýchacích cestách nové bakteriální druhy, jejichž biologické vlastnosti nejsou dosud známé a jejich role v etiopatogenezi onemocnění a epidemiologii nejsou přesně známé. K jejich detekci se v dnešní době používají specifické metody amplifikace a nebo sekvenace genu pro 16S rRNA. Nově se objevující patogeny patří například do rodu Pandoraea a Inguilinus, které řadíme do skupiny gramnegativních nefermentujících tyčinek, a proto jsou často zaměňovány za jiné jim fenotypově podobné bakteriální druhy, jejichž výskyt je u CF...
|
|
|
Polyhydroxyalkanoáty a jejich role ve struktuře bakteriálního biofilmu
Rucká, Markéta ; Samek,, Ota (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá polyhydroxyalkanoáty (PHA) a jejich rolí ve struktuře bakteriálního biofilmu. V teoretické části byla vypracována literární rešerše zabývající se polyhydroxyalkanoáty, bakteriálním biofilmem a jejich vzájemným vztahem. Práce byla zaměřena na rozdíly v produkcí PHA planktonickými a biofilmovými buňkami. Za účelem studie byly použity bakteriální kmeny Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari, které byly kultivovány s využitím CDC biofilmového reaktoru. Pozornost byla věnována kvantitě a zejména formě, v jaké se PHA vyskytují v planktonických a biofilmových buňkách. Výsledky Ramanovy spektroskopie ukázaly, že PHA se v planktonických bakteriálních buňkách vyskytuje výhradně v nativní amorfní formě. Naproti tomu v biofilmu PHA existuje také v částečně krystalické formě. Dále byla testována jednak odolnost planktonických a biofilmových buněk vůči působení různých stresových faktorů, a jednak vliv osmotického stresu na produkci PHA. Na základě výsledků experimentu, kdy byly bakterie vystaveny různým stresovým faktorům (vysoká teplota, nízká teplota, přítomnost detergentu a další), bylo zjištěno, že biofilmové buňky vykazují vyšší stresovou odolnost než buňky planktonické. Vystavení buněk zvýšenému osmotickému tlaku vedlo jednak ke zpomalení buněčného růstu a rozmnožování, ale také k poklesu produkce PHA. Planktonické buňky navíc reagovaly na vnější stimuly značně citlivěji než buňky biofilmové.
|
|
|
Souvislost mezi schopností bakterií odolávat teplotnímu stresu a akumulovat PHA
Nováčková, Ivana ; Benešová, Pavla (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá zapojením polyhydroxyalkanoátů (PHA) do stresové odpovědi bakterií, a to konkrétně při působení teplotního stresu. Teoretická část práce se zaměřuje na stresovou odpověď bakterií obecně, na mechanismus odpovědi vůči teplotnímu stresu a na zapojení PHA do stresové odpovědi. V rámci experimentální práce byla zkoumána souvislost mezi množstvím PHA v biomase bakterií a jejich viabilitě po působení teplotního stresu. Pro práci byly využity PHA produkující kmeny Cupriavidus necator H16, Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari a PHA neprodukující mutantní kmen Cupriavidus necator PHB4. Bakterie akumulovaly poly(3-hydroxybutyrát) (PHB), přičemž jeho množství v biomase bylo stanovováno pomocí plynové chromatografie s FID. Viabilita živých bakteriálních buněk i buněk po expozici teplotním stresům byla stanovována pomocí průtokové cytometrie. Ukázalo se, že obsah PHB v biomase napomáhal bakteriím odolávat mrazovému šoku. Na základě porovnání viability bakterií C. necator H16 a C. necator PHB4 po expozici kombinovaným stresům bylo rovněž pozorováno, že PHB zvyšoval odolnost buněk vůči teplotnímu stresu a stresu způsobenému nízkým pH.
|
|
|
Využití pilin jako substrátu pro biotechnologickou produkci PHA
Ladický, Peter ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Cieľom práce bolo štúdium vhodnosti hoblín a pilín ako substrátu pre mikrobiálnu produkciu PHA baktériami Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. V experimentálnej časti práce bol skúmaný najvhodnejší spôsob hydrolýzy hoblín a pilín a vplyv koncentrácie furfuralu a polyfenolov na schopnosť akumulovať PHA. Burkholderia sacchari mala v porovnaní s Burkholderia cepacia vyššiu schopnosť akumulovať PHA. Pri kultivácii Burkholderia sacchari na médium obsahujúce detoxifikovaný hydrolyzát z pilín boli dosiahnuté hodnoty kedy PHB predstavoval 87–89 % celkovej koncentrácie biomasy. Piliny teda predstavujú sľubný substrát na mikrobiálnu produkciu PHA z hľadiska zníženia produkčných nákladov a vysokého obsahu PHB v biomase.
|
|
|
Utilization of lignocellulose materials for biotechnological production of polyhydroxyalkanoates
Kučera, Dan ; Márová, Ivana (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
This diploma thesis describes the possibilities of utilization of lignocellulosic material as a renewable resource to produce polyhydroxyalkanoates (PHA) by biotechnological methods. The theoretical part focuses on the characterization of plant waste biomass, its enzymatic saccharification and the possibilities of production and isolation of hydrolytic enzymes. Furthermore, the literature review deals with bacterial PHA production and the possibility to utilize lignocellulosic biomass for their production. In the experimental part, waste substrates hydrolyzed by chemical and enzymatic pathways were selected. Apple, wine and rapeseed pomace and spent coffee grounds were used as waste substrates. Burkholderia cepacia was employed for PHA production from obtained hydrolysates. Apple pomace appears to be the most promising substrate. It turned out that the selected bacterial strain is capable to utilize waste substrates even without previous treatment. The supernatant exhibited following activities after cultivation: protease, lipase (0.47 nmol/(mL•min)), cellulase for CMC (6.05 nmol/(mL•min)) and filter paper (4.63 nmol/(mL•min)) and xylanase (1.71 nmol/(mL•min)). These enzymes can represent an interesting byproduct PHA production from agricultural waste materials. The work assesses also the effect of time course of cultivation and method of hydrolysis on the resulting PHA production and enzymatic activity of industrially interesting enzymes.
|
|
|
Enzymatická hydrolýza odpadů po zpracování kávy
Kovářová, Markéta ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem možností produkce extracelulárních hydrolytických enzymů mikroorganismy, a to bakteriemi a plísněmi, které byly kultivovány na kávové sedlině. Teoretická část je zaměřena na charakterizaci kávy jako rostliny a využitím vedlejších produktů, které vznikají při jejím zpracování. V teoretické části jsou také popsány vybrané mikroorganismy a enzymy, jejichž produkce byla sledována. V experimentální části byla jako substrát pro produkci extracelulárních enzymů použita kávová sedlina. Následně byla sledována produkce proteáz, celuláz, mannáz a lipáz. Z vybraných mikroorganismů byl nejvhodnějším producentem zvolen dosud neidentifikovatelný isolát plísně, pro nějž byly následně optimalizovány podmínky kultivace. Výtěžky enzymů a také složení extracelulárního hydrolytického koktejlu jsou především závislé na obsahu vody a módu kultivace – statická vs. s třepáním. Obecně platí, že statická kultivace podporuje spíše produkci extracelulárních enzymů hydrolyzujících substráty na bázi sacharidů, třepání pak navýší výtěžek lipáz a proteáz. Součástí práce byla částečná purifikace a prekoncentrace enzymatického preparátu pomocí ultrafiltrace, ultradialýzy a charakterizace s využitím PAGE-SDS.
|
|
|
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadů kávového průmyslu
Vašíčková, Monika ; Benešová, Pavla (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) kmeny bakterií Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. Produkce PHA byla studována s využitím různými způsoby předupravené a hydrolyzované kávové sedliny. V rámci práce byla porovnána standardní metoda hydrolýzy kávové sedliny zředěnou minerální kyselinou a následnou enzymatickou hydrolýzou provedenou pouze pomocí enzymů. Vzniklé hydrolyzáty byly analyzovány se zaměřením na obsahu redukujících sacharidů a výtěžnost hydrolýzy. Z výsledků vyplývá, že nejlepší předpoklady pro produkci PHA měly vzorky vyprodukované bakterií Burkholderia cepacia a to v kultivačním médiu připraveném hydrolýzou kávové sedliny, která byla vystavena extrakci 60% ethanolem. Výtěžek biomasy v tomto médiu byl 3,553 g/l s procentuálním obsahem PHA 32,472% v biomase. Vzniklý PHA obsahoval 6,09% 3-hydroxyvalerátu. V rámci dalšího experimentu byl ověřen alternativní přístup hydrolýzy kávové sedliny, kde byly použity komerčně dostupné enzymy celuláza, hemiceluláza a extracelulární enzymatický koktejl vyprodukovaný plísní schopnou utilizovat kávovou sedlinu. Hemiceluláza se ukázala být nejefektivnějším hydrolytickým enzymem a proto nejvyšší obsah biomasy 5,708 g/l se také nacházel v médiu připraveného hemicelulázou katalyzovanou hydrolýzou kávové sedliny, která byla extrahovaná 60% ethanolem. Nedocházelo zde k produkci kopolymeru P(HB-co-HV), ale jen polymeru PHB, což bylo nejspíše způsobeno tím, že v průběhu enzymatické hydrolýzy nevznikala kyselina levulinová ani žádný jiný potenciální prekurzor 3HV.
|
|
|
Production of polyhydroxy alkanoates from selected waste substrates
Vlasáková, Terézia ; Obručová,, Hana (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis is focused on study of polyhydroxyalkanoates (PHA) production by bacterial strains Burkholderia sacchari and Burkholderia cepacia. It also deals with influence of various factors on their production. The main studied area was PHA production from substrate prepared from corn stover. In theoretical part a brief description of PHA was given. We also summarized options on their practical applications and possibilities of their bacterial production from waste substrates. In experimental part of work the impact of used precursors on biomass growth, PHA production and incorporation of 3HV monomer into the polymer chain was monitored. Further, a method of corn material hydrolysis was optimized. Bacterial cultures were cultivated on prepared hydrolysates. The best results in cultivation on hydrolysates of corn silage were achieved when the hydrolysis was performed by combination of chemical and enzymatic way. Cultivations of both bacteria were also transferred into the laboratory bioreactor.
|
|
| |
host ::
RSS.