|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Stanovení nikotinu v různých typech výrobků
Pražáková, Jana ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá stanovením nikotinu v různých typech výrobků. V teoretické části je shrnuto pojednání o nikotinu, o kouření a možnostech odvykání. V praktické části byla optimalizována metoda stanovení nikotinu metodou HPLC/PDA. Jako nejvhodnější stacionární fáze byla zvolena kolona Kinetex 5u C18 100A 150 x 4,6 mm, optimální mobilní fází byl zvolen čistý methanol, při průtoku 1 mlmin-1 a teplotě 25 °C. Pro analýzu nikotinu bylo vybráno 18 druhů náplní do elektronických cigaret, dva druhy nikotinových žvýkaček, jeden nikotinový sprej, jedny nikotinové pastilky, orodispergovatelný nikotinový film a deset druhů klasických cigaret. Pro každý druh výrobku byl hledán nejvhodnější způsob extrakce nikotinu a jeho následná analýza metodou HPLC/PDA. Pro tabákové výrobky byla zvolena 24 hodinová extrakce v methanolu a působení ultrazvuku po dobu 10 sekund. Nikotinový sprej, a náplně do elektronických cigaret bez příchutí, byly pouze methanolem zředěny. Náplně s příchutěmi byly nejdříve zředěny hydroxidem sodným a poté methanolem. Pro žvýkačky, pastilky a nikotinový film byla jako nejvhodnější ověřena extrakce 5% hydroxidem sodným. V práci byl navržen vlastní nikotinový produkt. Nikotin byl enkapsulován do alginát-škrobového materiálu za vzniku malých gelových částic. Jako nejvhodnější prostředí pro jejich skladování bylo navrženo vodné prostředí.
|
|
|
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.
|
|
|
Stanovení autenticity různých typů potravinářských produktů s ovocnou složkou pomocí molekulárních a instrumentálních metod
Pecháček, Michal ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Diplomová práce byla zaměřena na stanovení autenticity různých typů potravinářských produktů s ovocnou složkou pomocí molekulárních a instrumentálních technik. Práce byla rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část práce byla zaměřena na falšování potravin, metody stanovení autenticity potravin, analyzované druhy nebo technologie výrob jednotlivých potravinářských produktů, které byly v rámci práce analyzovány. Tato část byla rovněž zaměřena na molekulární a instrumentální techniky, které jsou v současnosti využívány právě pro stanovení autenticity potravin. Praktická část diplomové práce byla rozdělena na molekulární a instrumentální část. V rámci molekulární části byla provedena izolace DNA s využitím izolačního kitu EliGene Plant DNA Isolation kit. Největší problém v případě izolace představovaly inhibiční látky, jako jsou polysacharidy. Proto byla v rámci izolace zařazena metoda s využitím inkubace s pektinázou. Vyizolovaná DNA byla následně podrobena PCR, u vzniklých PCR produktů byla pro ITS2 primery, sloužící pro důkaz rostlinné DNA provedena analýza křivek tání. V případě druhově specifických primerů BAS1 a Pa3LTP se kterými bylo pracováno v rámci diplomové práce byly tyto specifické produkty podrobeny vysokorozlišovací analýze křivek tání HRM. U HRM byly sledovány zejména teploty tání specifických produktů, ta byla stanovena na 78,4 °C pro specifický produkt primerů BAS1 a na 86,43 °C pro specifický produkt primerů Pa3LTP. Závěrem byly specifické produkty PCR podrobeny gelové elektroforéze na agarózovém gelu V případě ITS2 primerů, které sloužily pro ověření amplifikovatelnosti rostlinné DNA, byl detekován band o velikosti 500 bp, v případě druhově specifických primerů BAS1 a Pa3LTP pak byly detekovány bandy o velikosti 100-150 bp. V rámci instrumentální části práce pak byla provedena HPLC/PDA analýza fenolických látek. Jako nejvhodnější postup byl pro analýzu fenolických látek zvolen postup s přečištěním pomocí ethanolu bez zakoncentrování. V závěru práce byly porovnány jednotlivé metody mezi sebou. Zároveň byl sledován vliv matrice na celkové stanovení autenticity potravin. Zatímco molekulární techniky by bylo možné využít pro stanovení autenticity potravin tak, že by byla stanovena přítomnost druhové DNA, instrumentální techniky by byly spíše vhodnější pro odhalení falšování potravin a pro detekci specifických látek.
|
|
|
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.