|
|
Metabolická adaptace karotenogenních kvasinek na nutriční stres indukovaný vybranými odpady potravinářského průmyslu
Plhalová, Žaneta ; Šimanský, Samuel (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá produkcí karotenoidů a lipidických látek vybranými kmeny karotenogenních kvasinek kultivovaných na odpadních substrátech potravinářského průmyslu. Byly sledovány produkční vlastnosti kvasinkových kmenů Sporidiobolus pararoseus, Sporidiobolus metaroseus, Cystofilobasidium macerans, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodotorula kratochvilovae a Rhodosporidium toruloides. Kultury byly kultivovány pomocí odpadních produktů potravinářské výroby: odpadní fritovací olej, kávový olej, který byl získán extrakcí z kávové sedliny a odpadní živočišný tuk z kafilerií. Práce je složena ze dvou hlavních částí. V teoretické části jsou popsány jednotlivé rody kvasinek, sledované metabolity, odpadní produkty a metody analýzy sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřena na použití a zpracování odpadních substrátů, kultivace kvasinek, získávání a zpracování biomasy analýzu metabolitů. Pro produkci karotenoidů na odpadních substrátech byly nejvhodnější kmeny Rhodosporidium toruloides a Sporidiobolus pararoseus. Nejvyšší produkce lipidických látek byla naměřena u kmene Sporidiobolus pararoseus.
|
|
|
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
|
|
|
Charakterizace extracelulárních enzymů a dalších metabolitů karotenogenních kvasinek
Těšíková, Karolína ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Lipázy jsou enzymy katalyzující především hydrolytické štěpení vazeb triacylglycerolů. Produkce lipolytických enzymů je známa u mnoha mikroorganismů, obzvlášť u těch, kteří jsou způsobilí utilizovat tukový uhlíkatý substrát. Touto schopností se vyznačují i některé rody karotenogenních kvasinek. Karotenogenní kvasinky se vyznačují především tvorbou buněčných karotenoidů, lipidů a lipidických látek. Vedle těchto metabolitů mohou produkovat i určité množství biosurfaktantů. Tato práce se zabývá studiem produkce extracelulárních lipolytických enzymů a biosurfaktantů karotenogenních kvasinek Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans, Rhodotorula mucilaginosa a Sporidiobolus pararoseus kultivovaných především na odpadním živočišném tuku v různém C/N poměru (13, 25, 50, 100). Lipázová aktivita byla detekována u všech studovaných kmenů. Aktivity enzymu byly naměřeny spektrofotometrickou metodou. Indukce lipáz byla také pozorována v průběhu růstu buněk, kde bylo zaznamenáno několik vrcholů lipázových aktivit, což naznačuje tvorbu lipázy asociované s buňkou a lipázy vylučované do prostředí. Lipázové aktivity byly naměřeny také u kultivací na glukózovém a glycerolovém uhlíkatém substrátu. V neposlední řadě byla provedena i molekulová charakterizace lipolytických enzymů pomocí elektroforézy na polyakrylamidovém gelu. Tvorba biosurfaktantů byla rovněž detekována u všech kmenů. Emulgační a solubilizační vlastnosti mají zejména biosurfaktany u kvasinek C. macerans a S. pararoseus. V této práci byla souběžně s produkcí lipáz a biosurfaktantů na odpadním tuku sledována také produkce intracelulárních metabolitů, které jsou významné u kvasinek S. pararoseus a R. mucilaginosa.
|
|
|
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.
|
|
|
Produkce pigmentů a lipidických látek mikroorganismy na odpadních substrátech potravinářského průmyslu
Hladká, Dagmar ; Němcová, Andrea (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá produkcí karotenoidů, lipidů a jiných látek vybranými kmeny karotenogenních kvasinek, autotrofních řas. Vybrané kmeny byly kultivovány v produkčním médiu o různém složení, obsahujícím odpadní substráty z potravinářského průmyslu. Vybrané kmeny byly vystaveny různé formě stresu, za účelem zvýšení produkce zmíněných metabolitů. Teoretická část nám poskytuje informace o daných kmenech kvasinek a řas, dále informace o sledovaných metabolitech jako jsou lipidy, karotenoidy, ergosterol, ubichinon a chlorofyl. V neposlední řadě se studie zabývá možností stanovení těchto látek. Experimentální část vysvětluje postupy kultivace jednotlivých kmenů kvasinek a mikrořas. Dále se zaměřuje na popis jednotlivých metod stanovení sledovaných metabolitů. Výsledková část porovnává produkci biomasy, metabolitů a lipidů jednotlivými kmeny kvasinek a mikrořas. Jako vybrané kvasinek byly použity Sporidiobolus pararoseus, Sporidiobolus metaroseus, Sporobolomyces roceus, Phaffia rhodozyma a Dioszegia hungarica. Vybranými kmeny mikrořas byly Desmodesmus acutus, Desmodesmus quadricauda, Scenedesmus dimorphus a Chlamydomonas reinhardtii. U zmíněných kmenů byly testovány optimální podmínky média pro produkci metabolitů a lipidů. Z našich výsledků vyplývá, že optimální poměr uhlíku a dusíku pro produkci sledovaných metabolitů při aplikaci kávového hydrolyzátu byl C/N 13 a C/N 25. U mikrořas měla zvýšená koncentrace dusíkatého zdroje negativní vliv na produkci lipidů. Nejvhodnější kmen mikrořas pro využití dusíku v různých koncentracích byl Chlamydomonas reinhardtii. Sporidiobolus metaroseus se poté prokázal jako nejvhodnější kmen pro produkci metabolitů s využitím kávového hydrolyzátu.
|
|
|
Produkce karotenoidů a dalších metabolitů kvasinkami s využitím vybraných potravinářských odpadů.
Chujanov, Oleg ; Šimanský, Samuel (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou kultivace kvasinek s využitím potravinářských odpadních substrátů v laboratorním meřítku. Karotenogenní kvasinky jsou mikroorganismy schopné spotřebovávat odpadní potravinářské substráty a využívat je jako zdroje organických živin pro růst. Ke zkoumané problematice bylo přistupováno z praktického i teoretického hle-diska. V praktické části byly popsány jednotlivé druhy kvasinek, probírané metabolity a typy odpadních substrátů. Mezi hlavní zvolené substráty patřil kuřecí tuk a kuřecí peří. Během této práce byly využity kvasinkové druhy Rhodotorula kratochvilovae (CCY 20-2-26), Rhodosporidium toruloides (CCY 62-2-4), Cystofilobasidium macerans (CCY 10-1-2), Spo-ridiobolus pararoseus (CCY 19-9-6), Rhodotorula mucilaginosa (CCY 20-9-7), Rhodotorula mucilaginosa (CCY 19-4-25) a Sporidiobolus metaroseus (CCY 19-6-20). Dané kmeny vyka-zovaly dobré vlastnosti při produkci sledovaných metabolitů. Pro produkci sledovaných meta-bolitů na odpadních substrátech byly vybrány kmeny s nejlepšími výsledky, a to jsou Rho-dosporidium toruloides (CCY 62-2-4) a Sporidiobolus metaroseus (CCY 19-6-20).
|
|
|
Kokultivace kvasinek a mikrořas za účelem produkce obohacené biomasy
Bradáčová, Lenka ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Diplomová práce zkoumá vliv biologického stresu vyvolaného za podmínek kokultivace heterotrofních (kvasinky) a autotrofních (mikrořasy, sinice) organismů na produkci obohacené kombinované biomasy. Mezi sledované skupiny látek patří karotenoidy (-karoten, lutein, lykopen, astaxanthin, torularhodin), chlorofyly A a B, ergosterol a ubichinon. Dále byla analyzována produkce lipidů, a to z hlediska obsahu v biomase a profilu mastných kyselin. V první části práce byla prozkoumána produkce biomasy kvasinek produkovaná v přítomnosti několika různých zdrojů dusíku. Jako zdroj uhlíku byl využíván glycerol. Následně proběhla kokultivace kvasinek s mikrořasami a sinicemi v mlutikultivátoru, kde byla postupně zvyšována koncentrace vybraných makroprvků (dusíku, hořčíku a fosforu). Poslední část práce byla zaměřena na kokultivaci kvasinek a mikrořas v laboratorním fermentoru. Na produkci celkové biomasy měl nejlepší efekt zvýšený obsah hořčíku a vysoký obsah dusíku v základním médiu. Vlivem dvojnásobného obsahu dusíku společně s fosforem bylo dosaženo nejlepších koncentrací karotenoidů. Produkce chlorofylů byla oproti karotenoidům výrazně nižší.
|
|
|
Charakterizace biologických účinků extraktů získaných z kvasinek a autotrofních mikroorganismů
Špačková, Dominika ; Bendová, Agáta (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Karotenogenní kvasinky a mikroskopické autotrofní mikroorganismy jsou v oblasti biotechnologického průmyslu stále více zkoumány, protože jsou schopny produkovat řadu látek se širokým spektrem využití. Mezi tyto látky patří především lipidy a karotenoidy, které nachází uplatnění v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Cílem této bakalářské práce je zjistit, jak se budou tyto mikroorganismy chovat v přítomnosti stresových faktorů, a které z těchto stresů budou mít pozitivní vliv na produkci metabolitů, které lze dále využívat v různých odvětvích průmyslu. V teoretické části je vypracována charakterizace látek produkovaných karotenogenními kvasinkami, sinicemi a mikrořasami, které budou dále zkoumány v experimentální části. Mezi tyto metabolity patří především karotenoidy, což je široká skupina přirozeně se vyskytujících barviv, které mimo jiné vykazují antioxidační a provitamínovou aktivitu. Neméně významné látky produkované těmito organismy jsou lipidy, které jsou součástí buněčných membrán, slouží jako zásobárna energie a látky v lipidech obsažené jsou součástí prekurzorů mnoha hormonů. V buněčných stěnách kvasinek jsou také obsaženy -glukany, přičemž zájem o výzkumu jejich vlivu na imunutu stále roste. Dále jsou zmíněny analytické metody použité ke stanovení těchto látek a v neposlední řadě i stresové faktory a jejich efekty na buňky zmiňovaných organismů. Experimentální část se zabývá vystavením těchto mikroorganismů oxidačnímu stresu a stresu vyvolaného těžkými kovy. Cílem bylo tedy zjistit, jaké koncentrace těchto stresových faktorů jsou pro mikroorganismy smrtelné, a jaké jsou optimální pro zvýšení produkce výše zmíněných látek. Z kmenů kvasinek dosahovaly zvýšené produkce metabolitů kmeny Sporidiobolus pararoseus a Rhodotorula mucilaginosa vlivem selenanových iontů. Naopak kobalt projevil příznivý vliv pouze na akumulaci lipidů v buňkách a -glukanů. Pozitivní vliv selenu se také projevil u kmene Chlorella minutissima a Arthrospira maxima, nicméně nejvyšších změn v produkci metabolitů bylo dosaženo přídavkem optimální koncentrace roztoku indukujícího oxidační stres.
|
|
|
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.
|
|
|
Produkce vybraných kvasinkových metabolitů využitelných do potravinových doplňků
Němcová, Andrea ; Čertík, Milan (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Karotenoidy sú prirodzene sa vyskytujúce pigmenty rastlín, ktoré sú tiež produkované mnohými baktériami a hubami. Predstavujú jednu z najviac rozšírených skupín prírodných antioxidantov s významnými biologickými účinkami a mnohými priemyselnými aplikáciami. V tomto smere je zvýšený záujem o karotenoidy ako prirodzené antioxidanty, ktoré majú mimo iné schopnosť znižovať prejavy chronických ochorení, patologických stavov u ľudí a celkovo spomaľujú proces stárnutia. Používajú sa prevažne v potravinárskom priemysle, ale hojne sú využívané aj v chemickom, farmaceutickom či kozmetickom priemysle. Jednou z možností získavania týchto látok je využívanie potenciálu červených kvasiniek, ktoré sú schopné prevádzať rôzne substráty v karoténové pigmenty. V predloženej práci boli testované kvasinky patriace do rodov Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium z hľadiska využívania vybraných odpadových substrátov. Boli tiež podrobené náhodnej mutagenéze za účelom zvýšenia produkcie biomasy a špecifických metabolitov – karotenoidov a iných lipidických látok. Ako alternatívne nutričné zdroje boli testované odpadové substráty z poľnohospodárskej a potravinárskej výroby (repka, ryža, pšeničné otruby, jablčná vláknina, cestoviny a lignocelulózové materiály). V niektorých produkčných médiách boli odpadové materiály hydrolyzované extracelulárnymi hydrolytickými enzýmami alebo komerčnými enzýmami za cieľom rozloženia komplexných sacharidických substrátov na jednoduché cukry utilizovateľné kvasinkami. Všetky testované kvasinkové kmene boli schopné využívať tieto odpadové materiály ako jediný zdroj uhlíka a zároveň produkovať pigmenty a obohatenú biomasu. V tejto práci bola študovaná charakterizácia karotenogénnych kvasiniek využitím molekulárnych techník. K tomuto účelu boli amplifikované medzidruhové konzervované sekvencie genómovej DNA, špeciálne oblasti rDNA D1/D2 ribozomálnej podjednotky a úseky ITS1 a 5,8-ITS2 rDNA. Tieto sekvencie boli podrobené analýze pomocou metódy DGGE k porovnaniu odlišností medzi jednotlivými karotenogénnymi kvasinkami. Technika izolácie intaktnej DNA bola optimalizovaná pre karyotypovú charakterizáciu kvasiniek metódou pulznej elektroforézy (PFGE). Jednotlivé karyotypy testovaných kvasiniek obsahovali viditeľné odlišnosti medzi kvasinkovými druhmi a rodmi.
|
host ::
RSS.