|
|
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.
|
|
|
Srovnání metabolické aktivity a potenciálního využití mikrořas a pigmentotvorných kvasinek
Szotkowski, Martin ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Karotenoidy jsou přírodními pigmenty vyskytujícími se v rostlinách a mnohých mikroorganismech, jako jsou řasy, kvasinky a bakterie. Představují nejrozšířenější skupinu antioxidantů s významným biologickým účinkem. Lipidy jsou esenciální složkou všech živých organismů. Jsou zdrojem a zásobárnou energie pro organismy, kterou lze využít také v petrochemickém průmyslu pro produkci biopaliv. Tato práce se zabývá studiem produkčních vlastností karotenoidů a lipidů vybranými kmeny kvasinek, řas a sinic, a to s cílem aplikace získaných poznatků a nalezení vhodné levné alternativy pro mikrobiální biotechnologickou produkci těchto metabolitů s využitím odpadních substrátů. Obsah karotenoidů, ergosterolu a koenzymu Q v buňkách byl stanovován kapalinovou chromatografií. Obsah lipidů a profil mastných kyselin byl analyzován plynovou chromatografií. Morfologie buněk a lokalizace vybraných metabolitů byla analyzována technikou časově rozlišené fluorescenční mikroskopie. V této práci byly využity kvasinkové rody Sporobolomyces, Cystofilobasidium a Rhodotorula. Z řas a sinic byl použity rody Desmodesmus, Cyanothece, Chlamydomonas, Synechoccocus a Chlorella. V celkovém porovnání produkčních vlastností, dosahovaly nejvyšší produkce kvasinky Z vybraných kmenů, bylo největších výtěžků karotenoidů dosaženo u kmenů S. pararoseus, C. capitatum a R. mucilaginosa a lipidů u kmenů C. infirmominiatum a S. metaroseus.
|
|
|
Produkce lipidů pomocí různých druhů kvasinek
Ponížil, David ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na kultivaci vybraných druhů kvasinek a jejich produkci lipidů, které mají mnohostranné využití například při výrobě biopaliv nebo produktů potravinářského průmyslu. Lipidy tvoří základní biomolekuly, které jsou součástí biomembrán v živých organismech. V teoretické části je popsána stavba, chemické složení a výživa těchto mikroorganismů. Dále jsou zde charakterizovány použité kmeny kvasinek a v neposlední řadě také lipidické metabolity. Experimentální část je orientována na popis přípravy živných médií, ve kterých byly kvasinky kultivovány. Byl sledován celkový podíl lipidů a lipidických metabolitů v biomase a provedeno srovnání mezi jednotlivými kmeny kvasinek, s využitím různého složení produkčních médií. Kultivace kvasinek probíhala při různých C/N poměrech, za použití rozdílných zdrojů uhlíku a dusíku, byly využity také odpadní substráty jakožto zdroje uhlíku a dusíku ve srovnání s klasickými zdroji. V neposlední řade bylo provedeno srovnání profilu mastných kyselin produkovaných vybranými kvasinkami s mastnými kyselinami, které jsou obsaženy v rostlinných olejích a másle. Ze série experimentů bylo vypozorováno, že největší podíl lipidů v biomase byl pozorován u kmene Rhodosporidium toruloides v případě využití odpadního substrátu živočišného tuku.
|
|
|
Srovnání růstu a produktivity autotrofních řas a karotenogenních kvasinek
Kouřilová, Xenie ; Rapta, Marek (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená práce představuje srovnání růstu a produktivity karotenogenních kvasinek Rhodotorula aurantiaca a Xanthophyllomyces dendrorhous a autotrofních řas Chlamydomonas reinhardtii a Chlorella vulgaris za různých fyzikálních podmínek. Teoretická část obsahuje charakteristiku vybraných mikroorganismů, stresové podmínky způsobeny teplotou, zářením, kombinací vzdušnění a záření a také osmotickým stresem. Dále jsou zmíněny poznatky o metabolitech a možnostech jejich analýzy. U vybraných kmenů byly při kultivaci aplikovány fyzikální stresy, konkrétně 2%, 3%, 3% a 5% roztok NaCl, intenzivní záření, absence osvětlení, 8 °C a 30 °C. V těchto podmínkách byly sledovány změny produkcí karotenoidů, mastných kyselin, ergosterolu, ubichinonu a bílkovin. Výrazné inhibiční účinky na všechny výše zmíněné mikroorganismy vykazovalo použití 5% roztoku NaCl. Nejvyšší produkce metabolitů u X. dendrorhous byla zjištěna při použití 4% roztoku NaCl. R. aurantiaca vykazovala vyšší výtěžnost látek při 30 °C. Pro zvolené kmeny řas byly použité stresy letální. V rámci kultivací byly také testovány možnosti kokultivací kvasinek a řas, které budou předmětem dalších studií.
|
|
|
Charakterizace jednotlivých fází kultivace karotenogenních kvasinek
Valentová, Lucie ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá sledováním metabolické aktivity a morfologie vybraných biotechnologicky významných karotenogenních kvasinek, a to Rhodotorula glutinis, Sporobolomyces shibatanus a Phaffia rhodozyma v průběhu jednotlivých růstových fází. Kvasinky byly kultivovány na glukózovém médiu, v průběhu kultivace byly odebírány vzorky pro analýzu produkovaných metabolitů, byla sledována hladina -karotenu, astaxanthinu, koenzymu Q a ergosterolu. Dále bylo sledováno množství produkovaných lipidů a profil mastných kyselin. Pro analýzu jednotlivých metabolitů byly použity metody HPLC/PDA a GC/FID. Kvasinky byly kultivovány do rané stacionární fáze. Nevyšší produkce karotenoidů byla zjištěna u kvasinky Phaffia rhodozyma (1856,58 g/g v 56. hodině), přičemž 42 % z celkového množství karotenoidů představuje -karoten. Nevyšší produkce lipidů bylo dosaženo kvasinkou Rhodotorula glutinis. Pro studium vnitřní struktury buněk byla využita metoda fluorescenční mikroskopie zobrazování dob života, kdy byla sledována vlastní autofluorescence karotenoidů a pro označení lipidických struktur bylo do druhé série vzorků přidáno lipofilní barvivo nilská červeň. Touto metodou je možné sledovat vnitřní struktury buňky (membrány, některé organely) a kvantifikovat změny, ke kterým v buňce dochází. Dále byla nalezena souvislost mezi změnou koncentrace karotenoidů, rigiditou buněčných membrán a metabolickými změnami.
|
|
|
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.
|
|
|
Využití karotenogenních kvasinek k produkci lipidických metabolitů
Mariničová, Veronika ; Hlaváček, Viliam (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Karotenoidy jsou v tuku rozpustné chemické sloučeniny, které se vyskytují jako přírodní barviva v mnoha rostlinách a chrání je před slunečním zářením. Lipidy jsou rovněž esenciální látky lipofilního charakteru a jsou součástí biomembrán. Jejich hlavní funkcí je především to, že slouží jako zásobárna energie pro buňku, ochranná funkce a tepelná ochrana před nepříznivými vlivy okolního prostředí. Tato bakalářská práce se zabývá kultivací vybraných rodů karotenogenních kvasinek, následnou izolací karotenoidů a dalších lipidických látek, které lze využít jako zdroj potenciálně prospěšných látek pro farmaceutický či kosmetický průmysl. Teoretická část se zabývá popisem karotenogenních kvasinek, chemickým složením a biosyntézou produkovaných metabolitů a popisem metod, které byly dále využity pro jejich stanovení. Experimentální část je zaměřena především na produkci lipidických látek různými kmeny kvasinek s využitím levných odpadních substrátů a aplikaci exogenního stresu (nutriční stres) k biotechnologické nadprodukci vybraných metabolitů s využitím modifikace produkčního média. Obsah karotenoidů, ergosterolu a koenzymu Q byl analyzován pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s PDA detektorem. Lipidy akumulované v buňkách kvasinek byly stanoveny s pomocí plynové chromatografie s FID detektorem. V této práci byly prostudovány kmeny Sporobolomyces pararoseus, Sporobolomyces metaroseus, Rhodotorula glutinis a Cystofilobasidium infirmominiatum. Jako odpadní substráty a zdroje uhlíku byly v této práci použity glycerol, který vzniká jako odpadní produkt při výrobě biopaliv a syrovátka, jako nevyužitelný produkt v mlékárenských technologiích. Nejlepší schopnost produkce na odpadních substrátech byla pozorována u kmene Rhodotorula glutinis a Cystofilobasidium infirmominiatum.
|
|
|
Kokultivace karotenogenních kvasinek a sinic na vybraných potravinářských odpadech
Kodajek, Matěj ; Márová, Ivana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Sinice a kvasinky jsou mikroorganismy, které jsou v biotechnologickém průmyslu kultivovány za účelem produkce biomasy. Biomasa obsahuje řadu organických látek, které nacházejí uplatnění v potravinářském, farmaceutickém nebo energetickém průmyslu. Tato práce se zabývá společnou kultivací (kokultivací) sinice a kvasinky na potravinářských odpadech. Ke kokultivacím byly použity sinice Synechococcus nidulans, Synechococcus bigranulatus, Anabaena torulosa a Spirulina. Z kvasinek byly použity kmeny Rhodotorula kratochvilovae a Rhodotorula toruloides. Součástí média pro kultivace byly potravinářské odpady, konkrétně kávový olej, konopný olej, fritovací olej, melasa, hydrolyzát melasy, syrovátka, hydrolyzát syrovátky a odpadní glycerol. V teoretické části je vypracována přehledná literární rešerše zaměřená na sinice, kvasinky a jejich konkrétní rody, sledované metabolity, kokultivace, potravinářské odpady a použité analytické metody. Experimentální část obsahuje seznam použitých chemikálií, přístrojů, pomůcek, kmenů a popis postupů při kultivaci mikroorganismů, izolaci a stanovení biomasy. Cílem závěrečné práce bylo provést screeningové kultivace, najít vhodné kmeny mikroorganismů pro symbiotickou kokultivaci a najít vhodný odpadní potravinářský substrát. Dále provést kokultivace v poloprovozním laboratorním bioreaktoru. Získanou biomasu analyzovat pomocí plynové a kapalinové chromatografie a výsledky vyhodnotit.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.