|
|
Kultivace karotenogenních kvasinek v přítomnosti biologického stresu indukovaným vybranými kmeny autotrofních mikrořas
Sikorová, Pavlína ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývala především biologickým a nutričním stresem v kultivacích karotenogenních kvasinek a zelených mikrořas. Byl sledován nárust biomasy v závislosti na kultivačním prostředí, produkce metabolitů (převážně karotenoidů a chlorofylů) a také produkce lipidů a lipofilních látek. Všechny typy těchto stresů se snažily vést ke zvýšení produkce jak biomasy, tak i sledovaných metabolitů. Teoretická část je zaměřena na popis jednotlivých mikroorganismů, popis produkovaných metabolitů a jejich stručnou biosyntézou. Jsou představeny a podrobněji popsány jednotlivé typy kultivačních stresů. V této části jsou také uvedeny jednotlivé metody určené pro kvantitativní i kvalitativní analýzu sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřena na studium produkce biomasy, karotenoidů, chlorofylů, koenzymu Q, sterolů a lipidických látek. Biologický stres byl indukován kokultivací řasy a kvasinky v rámci jednoho média. V případě nutričního stresu se jednalo o kultivace, kdy bylo médium navýšeno o určité množství konkrétních makroprvků, anebo byl do média přidán odpadní olej. Studovanými kvasinkami byly Rhodosporidium toruloides, Rhodotorula kratochvilovae a Sporobolomyces pararoseus. Zástupce mikrořas tvořili Desmodesmus acutus, Desmodesmus armatus, Scenedesmus obliquus, Desmodesmus velitaris, Desmodesmus communis, Coccomyxa sp. Chlamydomonas reinhardtii a Chlorella minutissima. Obecně nejúspěšnější kokultivační multikultivátorové experimenty jsou ty s kvasinkou R. kratochvilovae. V případě kultivací na odpadních olejích, byly nejlepšími producenty biomasy a metabolitů kokultivační experimenty s kvasinkou R. toruloides. U mikrořasových experimentů bylo zjištěno, že nutriční stres v podobě přidaného glycerolu do média mělo inhibiční vliv na růst i metabolismus mikrořas.
|
|
|
Analýza parametrů, u nichž se předpokládá souvislost se suchovzdorností, u různých genotypů čiroku
Panchártek, Daniel ; Holá, Dana (vedoucí práce) ; Hniličková, Helena (oponent)
Cílem práce bylo 1) zjistit možnosti pěstování a hodnocení genotypů čiroku dvoubarevného (Sorghum bicolor (L.) Moench) pocházejících z Indie v klimatu střední Evropy a 2) zhodnotit možnosti využití vybraných nedestruktivních a destruktivních metod založených především na měření fluorescence chlorofylu a a stanovení obsahu fotosyntetických pigmentů pro rozlišení genotypů čiroku na základě jejich předpokládané suchovzdornosti. Ve dvouletých polních pokusech bylo analyzováno patnáct genotypů tohoto rostlinného druhu (dvě stay-green rodičovské linie, dvě senescentní rodičovské linie a jedenáct introgresních linií s vnesenými stay-green lokusy), dva genotypy byly dále analyzovány ve skleníkových podmínkách, kde byl stres suchem navozen dvanáctidenním vysazením zálivky. U rostlin pěstovaných v polních podmínkách byly sice pozorovány rozdíly mezi některými genotypy ve všech měřených parametrech, ale pro většinu genotypů tyto rozdíly nebyly statisticky průkazné. Významně se v některých parametrech v obou pokusných sériích lišil pouze rodičovský stay-green genotyp B35, avšak mezi senescentními genotypy a ostatními stay-green genotypy rozdíly většinou nebyly. V podmínkách skleníku průkazné rozdíly mezi oběma genotypy, které se měly lišit svou suchovzdorností, také nebyly nalezeny v žádném z měřených...
|
|
|
Aplikace chemických a fyzikálních stresů v pozdní fázi růstu na vybrané kmeny mikroorganismů
Langer, Marek ; Holub, Jiří (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
V biotechnologickém průmyslu je využíváno široké spektrum mikroorganismů, které slouží k produkci významných metabolitů. Mezi ně patří karotenoidy a chlorofyly s antioxidačními účinky, mastné kyseliny, ubichinon a ergosterol. Pro zefektivnění a ekonomickou udržitelnost v průmyslu jsou hledány způsoby, jakými by bylo možno zvýšit výtěžek metabolitů na maximum. Jednou z cest, která je využita i v této práci, je aplikace chemických stresových faktorů na mikroorganismy. V teoretické části byly popsány vybrané mikroorganismy, jejich důležité intracelulární metabolity, ale také jejich metabolismus. Poslední podkapitolou je využití stresových faktorů v průmyslu. V experimentální části byly podrobeny jednotlivé mikroorganismy různým koncentracím chloridu sodného, síranu kobaltnatého a chloridu železitého. Významné zvýšení produkce lipidů bylo zjištěno při aplikaci chloridu sodného na kvasinkový kmen Rhodosporidium toruloides. Zvýšení produkce karotenoidu torularhodinu nastalo po aplikaci železité soli u Sporidiobolus pararoseus, po aplikaci chloridu sodného byl vzrůst torularhodinu značný u kmenů Cystofilobasidium macerans a Rhodosporidium toruloides. Chlorid sodný byl taktéž vhodným stresovým faktorem pro tvorbu karotenoidu lykopenu u Rhodotorula mucilaginosa. Nejvýznamnějším stresovým faktorem u řas byl síran kobaltnatý, který zvýšil produkci metabolitů u Scenedesmus obliquus. Značné produkce dosáhla také sinice Anabaena torulosa v přítomnosti chloridu sodného.
|
|
|
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.
|
|
|
Optimalizace extrakce metabolitů produkovaných vybranými kmeny mikrořas a karotenogenních kvasinek.
Obračaj, Jan ; Holub, Jiří (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřená na produkci mikrobiální biomasy pomocí vybraných kmenů sinic a karotenogenních kvasinek. Následnou přípravu extraktů a studium jejich stability za různých teplotních podmínek s přídavkem antioxidantu tokoferolu. V rámci experimentu byly připraveny 2 série extraktů s hexanem a ethanolem. V teoretické části práce jsou popsány studované metabolity karotenoidy, chlorofyly, ubichinon, ergosterol a mikrobiální lipidy. Dále jsou zde popsány použité kmeny sinic a karotenogenních kvasinek. V neposlední řadě jsou popsány metody extrakce a analýzy metabolitů. Experimentální část popisuje použité kultivační techniky, přípravu mikrobiálních extraktů a použité analytické metody. Výsledková část práce poté obsahuje souhrn výsledků dlouhodobých stabilitních testů extraktů. Výsledky práce jasně potvrzují teplotní závislost stability jednotlivých metabolitů. Tento fenomén byl nejvíce patrný u pigmentů chlorofylů a karotenoidů. Jako nejlepším rozpouštědlem z hlediska stability použitých látek se jeví hexan. Výsledky této práce poskytují důležitou informaci z hlediska ekonomiky skladování těchto cenných látek využitelných v potravinářském, farmaceutickém či krmivářském průmyslu
|
|
|
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.
|
|
|
Biologické účinky komplexních extraktů z kvasinkové a řasové biomasy
Bočán, David ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývala optimalizací extrakce aktivních látek z mikrořas a karotenogenních kvasinek, charakterizací těchto extraktů a jejich testováním na lidských keratinocytech pro zjištění cytotoxicyty těchto extraktů. V teoretické části byla vypracována literární rešerše shrnující základní vlastnosti těchto mikroorganismů a lidských keratinocytů společně se základními podmínkami pro jejich kultivaci. Poté zde byly shrnuty příklady antioxidačních látek obsažených v těchto mikroorganismech a jejich vlastnosti. Nakonec byl touto částí objasněn pojem cytotoxicity a způsoby jejího měření. V praktické části byla z mikrořas a karotenogenních kvasinek provedena řada extrakcí. Tyto extrakty byly následně charakterizovány. Měřen byl obsah fenolických látek, flavonoidů, chlorofylů a karotenoidů. Dále byla změřena antioxidační aktivita a SPF těchto extraktů. Nakonec byla stanovena také cytotoxicita vybraných extraktů pomocí MTT testu.
|
|
|
Vliv stresu a nutričních podmínek na metabolismus karotenogenních kvasinek a mikrořas
Sikorová, Pavlína ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývala především vlivem biologického stresu (kokultivací) na růst a metabolismus vybraných karotenogenních kvasinek a mikrořas. Metabolity těchto mikroorganismů jsou chlorofyly a karotenoidy, což jsou přírodní pigmenty sloužící jako antioxidanty. Kokultivace teoreticky spočívá v tom, že se mikroorganismy vzájemně podporují v růstu a v produkci metabolitů, což by mělo za následek zvýšenou produkci již zmíněných chlorofylů a karotenoidů. Teoretická část práce je zaměřená na popis vybraných druhů kvasinek a mikrořas a dále podrobněji rozebírá témata stresových faktorů v závislosti na růstu a metbolismu mikroorganismů. Experimentální část se poté zabývá různými druhy kultivací a kokultivací a snaží se optimalizovat produkční média a najít nejlepší symbiotické kvasinky a mikrořasy. Také se zde řeší otázka různých poměrů mikroorganimsů v kokultivacích. Použité kvasinky byly Rhodotorula kratochvilovae, Rhodosporidium toruloides a Phaffia rhodozyma. Kultivovanými mikrořasami byly Desmodesmus acutus, Desmodesmus quadricauda, Coccomyxa sp., Chlorella sorokiniana, Chlamydomonas reinhardtii a Scenedesmus obliquus. Kultivovanou sinicí byl Synechoccocus nidulans. Nejúspěšnějsím kokultivačním experimentem ve všech směrech se ukázala být kokultivace R. kratochvilovae s řasou Desm. quadricauda. Tento experiment byl velmi úspěšný ve všech ohledech.
|
|
|
Hodnocení změn obsahu vybraných bioaktivních látek v semenech lnu setého (\kur{Linum usitatissimum} L.) během klíčení
HAŠKOVÁ, Kateřina
Tato práce se zabývá určením vlivu klíčení na obsah některých bioaktivních látek lněného semene (Linum usitatissimum L.). Použita byla odrůda Libra, která byla nakličována po deset dní ve dvou variantách: ve tmě a při plném osvětlení 24 h denně. Vzorky byly odebrány 2., 4., 6., 8. a 10. den. Zjišťován byl obsah sušiny, tuku, celkových dusíkatých látek, bílkovin, bílkovinné spektrum, obsah chlorofylu, celkových polyfenolických látek a antioxidační aktivita. Sušina v průběhu klíčení klesala, stejně tak obsah lipidů, bez ohledu na světelné podmínky. Obsah dusíkatých látek se během klíčení příliš neměnil. Zaznamenán byl nárůst bílkovin v závislosti na délce klíčení a osvětlení. Analýza bílkovinných spekter potvrdila probíhající hydrolýzu bílkovin. Obsah chlorofylu se klíčením zvyšoval pouze u semen klíčených na světle. Klíčením se zvýšil i obsah celkových polyfenolů a antioxidační aktivita. U posledních dvou jmenovaných bylo pozorováno zhruba dvojnásobné navýšení v obsazích po odtučnění.
|
|
|
Analýza parametrů, u nichž se předpokládá souvislost se suchovzdorností, u různých genotypů čiroku
Panchártek, Daniel ; Holá, Dana (vedoucí práce) ; Hniličková, Helena (oponent)
Cílem práce bylo 1) zjistit možnosti pěstování a hodnocení genotypů čiroku dvoubarevného (Sorghum bicolor (L.) Moench) pocházejících z Indie v klimatu střední Evropy a 2) zhodnotit možnosti využití vybraných nedestruktivních a destruktivních metod založených především na měření fluorescence chlorofylu a a stanovení obsahu fotosyntetických pigmentů pro rozlišení genotypů čiroku na základě jejich předpokládané suchovzdornosti. Ve dvouletých polních pokusech bylo analyzováno patnáct genotypů tohoto rostlinného druhu (dvě stay-green rodičovské linie, dvě senescentní rodičovské linie a jedenáct introgresních linií s vnesenými stay-green lokusy), dva genotypy byly dále analyzovány ve skleníkových podmínkách, kde byl stres suchem navozen dvanáctidenním vysazením zálivky. U rostlin pěstovaných v polních podmínkách byly sice pozorovány rozdíly mezi některými genotypy ve všech měřených parametrech, ale pro většinu genotypů tyto rozdíly nebyly statisticky průkazné. Významně se v některých parametrech v obou pokusných sériích lišil pouze rodičovský stay-green genotyp B35, avšak mezi senescentními genotypy a ostatními stay-green genotypy rozdíly většinou nebyly. V podmínkách skleníku průkazné rozdíly mezi oběma genotypy, které se měly lišit svou suchovzdorností, také nebyly nalezeny v žádném z měřených...
|
host ::
RSS.