|
|
Vliv skladovacích podmínek na metabolický profil jablek
Duroňová, Kateřina ; Vávrová, Milada (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem předložené disertační práce byla komplexní analýza změn obsahu mastných kyselin, enzymových a nízkomolekulárních antioxidantů v plodech jablek a s tím související hodnocení vnímavosti vůči původcům skládkových chorob u jablek dlouhodobě uchovávaných za různých podmínek. Hlavní část práce byla věnována studiu vlivu dlouhodobého skladování jablek v modifikované atmosféře se sníženým obsahem kyslíku a v referenční „normální“ atmosféře po dobu šesti měsíců. Další část práce byla věnována studiu vlivu skladování jablek v běžných, spotřebitelsky dosažitelných, podmínkách (uskladnění ve sklepě, v lednici a v místnosti s pokojovou teplotou) na obsah nízkomolekulárních antioxidantů. Poslední část práce byla zaměřena na studium vlivu zpracování jablek (včetně použití protektantů) a jejich následného uskladnění na obsah nízkomolekulárních antioxidačních látek. Pro testování byla vybrána jablka odrůdy Jonagored, Golden Delicious, Idared, Šampion, Granny Smith. V rámci práce byla optimalizována metoda pro stanovení mastných kyselin v rostlinném materiálu s vyšším obsahem vosků. Z naměřených hodnot vyplývá, že jablka jsou cenným zdrojem řady významných nutričních látek typu vitaminů, provitaminů a antioxidantů. V průběhu skladování tyto látky vykazují značnou ochrannou funkci plodů. Dlouhodobé skladování, zejména v modifikované atmosféře se sníženým obsahem kyslíku (FAN), umožňuje uchovat většinu těchto nutričně cenných látek, a to v závislosti na odrůdě a podmínkách skladování. Mražení je vůči plodům jablek šetrné (zejména v přítomnosti ochranných látek), zatímco v průběhu sušení dochází k poklesu hodnot všech sledovaných antioxidantů v závislosti na teplotě a podmínkách sušení. Při volbě metody uchovávání je třeba zohlednit jak nutriční, tak i senzorické charakteristiky a spotřebitelské požadavky.
|
|
|
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.
|
|
|
PŘÍPRAVA A CHARAKTERIZACE NANOČÁSTIC A NANOVLÁKEN NA BÁZI BIOPOLYMERŮ A JEJICH VYUŽITÍ V POTRAVINÁŘSTVÍ A KOSMETICE
Kundrát, Vojtěch ; Vilčáková, Jarmila (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá polymerem polyhydroxybutyrátem a dalšími biopolymery jakožto základním stavebním kamenem pro výstavbu mikro a nanoskopických struktur a materiálů použitelných v potravinářství a kosmetice. V rámci práce byla vypracována literární rešerše seznamující čtenáře se základy tohoto aplikačního pole. Experimentální část práce je sestavena ze tří bloků výsledků získaných během doktorského studia. V prvním, hlavním bloku jsou uvedeny komentované publikované výsledky a patentové výstupy, které zahrnují dva publikované recenzované články zabývající se elektrostatickým a mokrým zvlákněním PHB a vlastnostmi připravených materiálů. Patentové výstupy jsou tvořeny několika přijatými a podanými patenty, které shrnují několikaletou práci jednak na metodách zvláknění PHB, ale taktéž na obecných přístupech umožňující zpracovávat PHB v podobě roztoku do podob umožňujících mnohé aplikace v potravinářství a kosmetice. Druhá část je tvořena jedním z praktických výstupů, jímž je patentovaná kompozice ochranného krému proti UV záření založena na připravených nanoskopických a mikroskopických morfologiích PHB. Ve třetím bloku jsou shrnuty další výsledky zaměřené na elektrostatické zvláknění PHB a dalších biopolymerů. V závěru práce je uveden stručný popis projektů souvisejících s tématem disertační práce. Jde o praktické rozvojové práce ve střední Tanzánii a západní Africe, které ale čerpají z vědomostí a kontaktů nabytých během studia na FCH VUT Brno.
|
|
|
Proteome and Metabolome Changes in Selected Organisms under Stress
Halienová, Andrea ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Šucman, Emanuel (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Living conditions of every organism are influenced by various factors at this time. Some of them have positive effect on organism, some negative. Basic condition for surviving is the ability to resist and adapt to changing metabolic and living conditions. Every single stress effect can lead to changes in metabolism but organisms have ability to develope sufficient mechanisms for stress response. Some of them are similar for all living organisms (enzyme production, endogenous primary stress metabolites) some of them are specific for certain organism or stress type. Cell stress response can be observed on different levels (proteomic, genomic, metabolomic). In proper conditions it can be used indrustrially. In this work, influences of various stress factors were studied. These factors were applied on selected organisms – carotenogenic yeast and plant materials. Yeast stress response was induced by osmotic and oxidation stress factors. Changes on proteomic level and in production of selected secondary metabolites were observed. Proteome was analyzed by 1D and 2D electrophoresis with subsequent analysis of proteins by mass spectrometry. Yeast strain Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26 showed the best adaptation to stress factors, which was moreover accompanied by overproduction of carotenoids. This finding can be premise for next industrial production of carotenoids. In plant samples predominantly enzymes and metabolites involved in antioxidant response were studied.
|
|
|
Využití různých technik enkapsulace k řízenému uvolňování aktivních látek v potravinářských a kosmetických přípravcích
Skoumalová, Petra ; Rittich, Bohuslav (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce je zaměřena na studium enkapsulace přírodních aktivních látek do různých typů organických mikro- a nanočástic, zejména do liposomů a polysacharidových částic. Jako aktivní složky byly enkapsulovány kofein, klotrimazol, ibuprofen, antioxidanty a vitaminy. Dále byly enkapsulovány různé bylinné extrakty, lysozym, nisin a další antimikrobiální látky. Enkapsulovány byly i vybrané hydrolytické enzymy. Částice byly použity i pro enkapsulaci vybraných probiotických kmenů Bifidobacterium breve a Lactobacillus acidophilus a prebiotik. Prebiotika byla rovněž koenkapsulována společně s probiotickými buňkami. Z přírodních extraktů byly enkapsulovány např. extrakty z guarany, ženšenu, kustovnice čínské, zeleného ječmenu, propolisu černého, zeleného a bílého čaje, kávy, ovoce a zeleniny. Enkapsulační účinnost byla stanovena pomocí spektrofotometrických metod a pomocí HPLC/PDA. Dlouhodobá stabilita částic a množství uvolněných složek bylo sledováno v modelových i v reálných potravinách a v modelových fyziologických prostředích. Velikost liposomových částic a polysacharidových nanočástic byla měřena pomocí DLS. Velikost a morfologie připravených částic byla sledována rovněž pomocí světelné a elektronové mikroskopie. Koloidní stabilita částic byla měřena pomocí zeta potenciálu. Ke stanovení sedimentační stability částic byla použita analytická centrifugace. Antimikrobiální aktivita byla testována při použití dvou gram-pozitivních bakterií (Bacillus subtilis, Micrococcus luteus), dvou gram-negativních bakterií (Escherichia coli, Serratia marcescens) a jednoho kvasinkového kmene (Candida glabrata). Pro stanovení antimikrobiální vlastnosti aktivity byly použity dvě metody agarová difuzní metoda a bujónová diluční metoda. Životaschopnost probiotických kmenů byla stanovena pomocí průtokové cytometrie a také pomocí fluorescenční mikroskopie. Enkapsulace aktivních složek byla úspěšná ve všech typech částic. Liposomy vykazovaly velmi dobrou dlouhodobou stabilitu, zejména ve vodných podmínkách s neutrálním pH. Naopak, polysacharidové částic byly stabilní v kyselém prostředí. Připravené částice byly také stabilní v modelovém prostředí žaludeční šťávy, k uvolnění aktivních složek docházelo pak v modelovém prostředí střevní šťávy. Částice s kofeinem, stejně jako i s dalšími testovanými antioxidanty a vitaminy by mohly být použity pro aplikace do moderních typů energetických nápojů, potravinových doplňků a také pro některé kosmetické aplikace. Enkapsulované antimikrobiální složky lze také využít v potravinářství, ale i v kosmetice a farmaceutickém průmyslu jako antimikrobiální a hojivé přípravky. Enkapsulované enzymy s řízeným uvolňováním mohou být použity v přípravcích pro hojení ran, dále naleznou uplatnění jako součást farmaceutických přípravků a potravinových doplňků určených pro enzymovou terapii. Enkapsulované probiotické bakterie a také koenkapsulovaná probiotika s prebiotiky díky zachování vyšší dlouhodobé životaschopnosti buněk a stability částic jsou rovněž vhodné k aplikaci do potravinářských výrobků a doplňků stravy s pozitivními účinky na lidský organismus.
|
|
|
Ekotoxikologické posouzení bodových zdrojů znečištění v ekosystému
Doležalová, Šárka ; Beklová, Miroslava (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Koutný, Marek (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Předmětem dizertační práce je posouzení ekotoxikologického účinku významných bodových zdrojů znečištění, mezi které patří například rozsáhlé přírodní požáry, požáry průmyslových areálů a průmyslové a komunální čistírny odpadních vod. Mezi posuzované bodové zdroje eventuálního znečištění byla v práci zařazena i případná aplikace produktu z pyrolýzního spalování přebytečného kalu, tzv. biocharu na zemědělské půdy. Pro posouzení ekotoxocity vybraných matric byly zvoleny akvatické i kontaktní ekotoxikologické testy využívající vodní i půdní organismy. Z vodních živočichů byli vybráni korýši Thamnocephalus platyurus, hrotnatky Daphnia magna Straus a mořské bakterie Vibrio fischeri. Z rostlin byl zvolen okřehek menší Lemna minor. Jako zástupci půdních živočichů byli vybráni chvostoskoci Folsomia candida a žížaly Eisenia fetida. Terestrické rostlinné organismy jsou reprezentovány cibulí Allium cepa L. a hořčicí bílou Sinapis alba. Předložená práce pojednává o sledovaných analytech, jejich vlastnostech a způsobu jejich distribuce do přírodních ekosystémů. Výstupem práce je komplexní posouzení vlivů vybraných bodových zdrojů znečištění na organismy akvatických a terestrických ekosystémů a zhodnocení ekotoxikologických rizik. Jako nejvíce zátěžové se u všech organismů projevily pěnové hasební prostředky.
|
|
|
Problematika stanovení reziduí léčiv v odpadních vodách
Lisá, Hana ; Márová, Ivana (oponent) ; Hajšlová, Jana (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývá stanovením tetracyklinů a sulfonamidů s trimethoprimem v odpadních vodách. Tetracykliny a sulfonamidy patří mezi široce používaná léčiva v humánní i veterinární medicíně. Jedná se o látky biologicky aktivní, které blokující biologické procesy v čistírnách odpadních vod a svou přítomností mohou negativně ovlivnit mikroorganismy v povrchových vodách. Bylo také prokázáno, že díky přítomnosti nízkých koncentrací těchto látek v životním prostředí si mohou mikroorganismy vůči nim vytvářet rezistenci. Do životního prostředí tyto látky pronikají v průběhu jejich průmyslové výroby, následně při používání v domácnostech, nemocnicích, veterinárních klinikách a farmách. Velký průnik léčiv do životního prostředí pochází také z chovu ryb, která jsou přidávána přímo do vody nebo do krmiva. Vybrané tetracykliny a sulfonamidy s trimethoprimem byly sledovány v odpadních vodách z čistírny odpadních vod v areálu Veterinární a farmaceutické univerzity Brno a ve vodách procházejících velkokapacitní městskou čistírnou odpadních vod Brno – Modřice. Pro extrakci sledovaných léčiv z odpadních vod byla optimalizována extrakce tuhou fází (SPE). Pro separaci a detekci byl vytvořen nový postup stanovení pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) s detekcí diodovým polem (DAD), případně s hmotnostní detekcí. V rámci provedených experimentů byla v odpadních vodách sledována koncentrace tetracyklinů a sulfonamidů v průběhu několika let na obou zmiňovaných čistírnách a změny koncentrací během jednotlivých let byly porovnány.
|
|
|
PŘÍPRAVA A VYUŽITÍ VYBRANÝCH BIOPOLYMERŮ, NANOČÁSTIC A NANOVLÁKEN PRO KOSMETICKÉ A POTRAVINÁŘSKÉ ÚČELY
Bokrová, Jitka ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce je zaměřena na přípravu kombinovaných preparátů s přírodní aktivní složkou ve formě nanočástic a nanovláken a testování jejich biologických účinků. Moderní typy aplikačních forem byly připraveny z biomateriálů na bázi jednoho či více přírodních polymerů. Chitosanové částice byly připraveny metodou zesítění polymeru s využitím ultrasonikace. Pro přípravu liposomů byla použita směs sojového lecithinu a cholesterolu, v případě nového typu kombinovaných liposomů navíc biopolymer poly-3-hydroxybutyrát. Všechny liposomové částice byly rovněž připraveny metodou ultrasonifikace. Nanovlákna byla získána z polyhydroxybutyrátu s využitím elektrospinningu. Aktivní složkou preparátů byly směsi nízkomolekulárních látek získané extrakcí z přírodních zdrojů s vysokým obsahem antioxidantů. Jako zdroje aktivních látek byly zvoleny vzorky různých typů čajů a kůr, bylin, koření a také vzorky ovoce a zeleniny. U extraktů vzorků byl pomocí spektrofotometrických metod stanoven celkový obsahu polyfenolů, flavonoidů a celková antioxidační aktivita. Získané extrakty byly následně použity k enkapsulaci. Připravené kombinované preparáty byly charakterizovány z hlediska jejich fyzikálně-chemických vlastností. Velikost částic byla sledována s pomocí dynamického rozptylu světla. Koloidní stabilita částic v suspenzi byla stanovena pomocí zeta potenciálu. Ke stanovení účinnosti enkapsulace aktivní látky do částice byly použity spektrofotometrické metody. Morfologie nového typu kombinovaných liposomů byla sledována pomocí elektronové mikroskopie a pro kvantifikaci jednotlivých složek částic byly využity metody plynové i kapalinové chromatografie. Morfologie vláken a inkorporace aktivní složky do jejich struktury byla sledována s využitím FTIR-ATR spektroskopie a elektronové mikroskopie. Připravené preparáty byly následně hodnoceny z hlediska jejich antimikrobiálních, cytotoxických a genotoxických účinků. Bylo zjištěno, že nejvhodnějšími typy extraktů pro přípravu liposomových částic jsou vodné a lipidické extrakty zdrojů antioxidantů. Připravené částice vykazovaly výbornou stabilitu a dobrou enkapsulační účinnost. Rovněž bylo potvrzeno, že inkorporace polyhydroxybutyrátu nesnižuje koloidní stabilitu částice ani účinnost procesu enkapsulace. U připravených preparátů byl potvrzen antimikrobiální nebo antimykotický účinek proti testovacím mikroorganismům Micrococcus luteus, Serratia marcescens a Candida glabrata. Bylo zjištěno, že proces enkapsulace do částic zvyšuje inhibiční efekt samotných přírodních extraktů. Bezpečnost připravených preparátů byla testována s využitím dvou humánních buněčných kultur: epidermálních keratinocytů a buněčné linie HaCaT. Ke stanovení cytotoxicity byly použity jak metody stanovení metabolické aktivity buněk, tak metody sledující intaktnost plazmatické membrány. Pomocí série cytotoxických testů byla potvrzena nízká toxicita liposomových částic. Zkoumání účinků suspenze liposomů a kombinovaných PHB liposomů ukázalo, že spojení fosfolipidu s polymerem PHB nezpůsobuje výrazně vyšší hladinu cytotoxicity na lidských kožních buňkách. Testováním genotoxicity na modelovém mikroorganismu nebyl prokázán u připravených preparátů žádný genotoxický potenciál. Nový typ kombinovaných částic i polymerních vláken může být tedy použit jako cílený nosič pro aktivní složky jako jsou antioxidanty, komplexní přírodní extrakty, antimikrobiální činidla a mnoho dalších.
|
|
|
Persistent Organic Pollutants in the Environment of the Southern Moravia Region
Lána, Radim ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Večeřa, Zbyněk (oponent) ; Hajšlová, Jana (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Bioaccumulation of POPs in an aquatic food web and historical trends in POPs recorded in sediment layers were studied in the Brno Lake's environment. Current levels of organochlorines were determined in the chub from the Svratka River and the hygienic quality of fishes from recreational fishing was evaluated as well. Current levels of POPs in terrestrial environment were determined using conifer needles as a suitable biomonitoring tool. Specimens of three raptor species were collected at localities of Central Moravia during 2003-2007 and investigated for the content of PCBs and organochlorine pesticides. POPs were also determined in sediment and fish prey of water raptors from the Záhlice Ponds in order to document the process of bioaccumulation of persistent pollutants in the food chain. The last part of this thesis presents the results of an assessment of two modern extraction techniques for the determination of chlorinated POPs in various matrices.
|
|
|
Řízené uvolňování léčiv z biodegradabilních hydrogelů.
Oborná, Jana ; Chýlková, Jaromíra (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Kučerík, Jiří (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Předkládaná dizertační práce je zaměřena na řízené uvolňování léčiv z biodegradabilních amfifilních hydrogelů na bázi kopolymeru hydrofobní kyseliny poly(mléčné) a poly(glykolové) a hydrofilního polyethylenglykolu (PLGA-PEG-PLGA, ABA) a jeho modifikace anhydridem kyseliny itakonové (ITA). Výsledný ,-itakonyl(PLGA-PEG-PLGA) je označovaný v této práci jako ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA neboli ITA/ABA/ITA. Kyselina itakonová poskytuje reaktivní dvojné vazby a funkční karboxylovou skupinu na koncích řetězce PLGA-PEG-PLGA kopolymeru, čímž se modifikovaný kopolymer ITA/ABA/ITA stává méně hydrofobním a nabízí tak možnost tvořit nosič i pro léčivé látky hydrofilní povahy. Tyto funkční kopolymery jsou citlivé na teplo a změnou vnějšího prostředí (teploty) vykazují sol-gel fázový přechod díky vzniku micelární struktury gelu. Léčivé látky tak mohou být smíchány s kopolymerem, který je v nízko viskózní fázi (sol fáze) a následně tato směs může být injektována do těla pacienta na cílové místo, kde vytvoří gel při 37 °C. Tento hydrogel se stává zásobníkem léčivé látky, odkud se postupně substance uvolňuje. Predikce trendu uvolňování léčivé látky z hydrogelu je účinný nástroj pro zjištění frekvence podávání, zvýšení účinnosti léčiva a také pro zjištění nežádoucích účinků spojené s dávkováním. Jako hydrofilní modelové léčivo bylo vybráno analgetikum paracetamol. Zástupce hydrofobního modelového léčiva bylo použito sulfonamidové antibiotikum sulfathiazol. Přídání léčivé látky do roztoku kopolymeru mělo následně významný vliv na výslednou tuhost hydrogelu. Vliv na tuhost hydrogelu a následnou stabilitu systému mělo použití nanohydroxyapatitu i různých rozpouštědel resp. inkubačních médií. Řízené uvolňování léčiv probíhalo v simulovaných podmínkách lidského těla. Tato práce se zabývá ověřením Korsmeyer-Peppasova modelu vhodného pro popis uvolňování hydrofobního modelového léčiva sulfathiazolu z hydrogelu ABA i ITA/ABA/ITA. Naopak bylo prokázáno, že Korsmeyer-Peppasův model není vhodný pro popis uvolňování hydrofilního léčiva paracetamolu z ABA hydrogelů, proto byl navržen nový regresní model, vhodný jak pro pufrované simulované prostředí, tak i pro vodu. Tento model byl také ověřen za velmi těsný i pro popis uvolňování sulfathiazolu i paracetamolu z kompozitního materiálu připraveného z ABA hydrogelu a nanohydroxyapatitu.
|
host ::
RSS.