|
|
Biotechnologická produkce metabolitů kvasinek v podmínkách kombinovaného stresu
Baťková, Zuzana ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Dzurendová, Simona (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím odpadní syrovátky pomocí karotenogenních kvasinek za podmínek kombinovaného stresu k biotechnologické produkci kvasinkové biomasy a v ní obsažených cenných metabolitů jako jsou karotenoidy, ubichinon, ergosterol, mastné kyseliny a -glukany. Tato biomasa a metabolity jsou využívány například ve farmaceutickém, kosmetickém nebo potravinářském průmyslu. Práce je rozdělena na teoretickou a praktickou část. V teoretické části bylo popsáno složení syrovátky a její valorizace v různých odvětvích. Dále byly popsány vybrané karotenogenní kvasinky a jejich metabolity. Také byl uveden vliv nutričního a oxidačního stresu a vliv kovů na produkci kvasinkové biomasy a metabolitů. Experimentální část je věnována popisu úpravy syrovátky, produkci kvasinkové biomasy v různých médiích a metodám pro stanovení jednotlivých metabolitů. V práci bylo použito pět kmenů karotenogenních kvasinek: Cystofilobasidium macerans (CCY 10-1-2), Phaffia rhodozyma (CCY 77-1-1), Sporobolomyces shibatanus (CCY 19-9-6), Rhodotorula kratochvilovae (CCY 20-2-26) a Rhodotorula toruloides (CYY 62-2-4). Nejlepší výsledky pro využití syrovátky jako substrátu prokázal pod vlivem kombinovaného stresu kmen Cystofilobasidium macerans, zejména v produkci biomasy, lipidů a -glukanů. Slibným kmenem v oblasti produkce karotenoidů pod vlivem kombinovaného se jevil kmen Sporobolomyces shibatanus.
|
|
|
Srovnání produkce lipidů a lipidických metabolitů vybranými kvasinkami a řasami
Šimanský, Samuel ; Rapta, Marek (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá produkcí lipidů a lipidických metabolitů vybranými kmeny karotenogenních kvasinek, autotrofních řas a sinic. Na vybrané kmeny byly aplikovány různé formy stresu a jejich vliv byl následně srovnán. Teoretická část se zabývá zpracováním poznatků o vybraných kmenech kvasinek, řas a sinic. Dále jsou zmíněny sledované metabolity (lipidy, karotenoidy, ergosterol, ubichinon a chlorofyl) a možnosti jejich stanovení. Experimentální část se zabývá zejména sledováním vlivu nutričního stresu na produkci vybraných metabolitů a biomasy kvasinkami, konkrétně jejich růstových vlastností na odpadním tuku. Dále je sledován vliv zvýšené a snížené teploty na kultivaci kvasinek, řas a sinic. Taktéž byli provedeny experimenty za osmotického stresu, způsobeného přídavkem NaCl. Pro rozklad odpadního tuku byl vybrán jako nejvhodnější kmen Sporidiobolus pararoseus, a to zejména kvůli jeho nadprůměrnému obsahu karotenoidů, ergosterolu a ubichinonu v biomase. Modifikace teploty anebo zvýšený osmotický stres měly ve většině případů negativní vliv na produkci biomasy.
|
|
|
Optimalizace kultivace karotenogenních kvasinek na směsných odpadních substrátech
Holub, Jiří ; Mikulíková, Renata (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
V rámci diplomové práce je řešena problematika kultivací vybraných druhů karotenogenních kvasinek na odpadních produktech potravinářského průmyslu za pomoci laboratorního bioreaktoru. Buňky karotenogenních kvasinek produkují v průběhu kultivace velmi hodnotné metabolity nacházející se převážně v lipidické části buněk. Konkrétně jde o karotenoidy, ergosterol, koenzym Q a mastné kyseliny. Práce je rozdělena na dvě hlavní části, teoretickou část, a praktickou část. V teoretické části jsou popsány jednotlivé druhy kvasinek, typy odpadních substrátů, zkoumané metabolity a metody jejich analýzy. V experimentální části je řešeno zpracování odpadních produktů potravinářského průmyslu, konkrétně živočišného tuku, syrovátky a kávové sedliny do podoby využitelných substrátů pro kultivaci kvasinek. Dále je řešena problematika kultivace se zaměřením na zisk sledovaných metabolitů a jejich analýza pomocí HPLC/PDA a GC/FID. Při práci byly využity kvasinkové rody Rhodotorula mucilaginosa (CCY 19-4-6), Rhodotorula kratochvilae (CCY 20-2-26), Rhodosporidium toruloides (CCY 062-002-001), Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6) a Cystofilobasidium macerans (CCY 10-1-2). Jako jeden z nejlepších kmenů byl vyhodnocen Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6), který dosahoval velmi vysokých produkcí karotenoidů, koenzymu Q a ergosterolu.
|
|
|
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.
|
|
|
Produkce vybraných metabolitů pomocí kvasinek a řas kultivovaných ve stresových podmínkách
Mariničová, Veronika ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená práce se věnovala především srovnání produkce vybraných metabolitů pomocí karotenogenních kvasinek a mikrořas kultivovaných v podmínkách externího stresu. Mezi hlavní sledované metabolity patřily karotenoidy, dále další lipofilní látky a lipidy. Biotechnologická nadprodukce těchto metabolitů by mohla sloužit jako zdroj potenciálně prospěšných látek nejen pro farmaceutický, kosmetický a potravinářský průmysl, ale rovněž pro produkci biopaliv třetí generace. V poslední době se zvyšuje zájem o biopaliva především z mikrořas, které mají vysoký potenciál v produkci biopaliv, které se zdají být nadějným zdrojem. Teoretická část se zabývá popisem jednotlivých rodů karotenogenních kvasinek, mikrořas, sinic, chemickým složením produkovaných metabolitů a stručnou biosyntézou. Dále byly popsány jednotlivé metody, které sloužily pro analýzu produkce sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřena na srovnání produkce karotenoidů, koenzymu Q, ergosterolů (fytosterolů) a lipidů pomocí kvasinek, mikrořas a sinic. Jako zdroj externího stresu byl zvolen teplotní, solný a světelný stres. Z kvasinkových kmenů byly prostudovány kmeny Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Sporidiobolus pararoseus a Cystofilobasidium macerans. V případě mikrořas a sinic se jednalo o kmen Scenedesmus obliqus, Scenedesmus dimorphus, Chlorella sorokiniana, Chlorella saccharophila, Botryococcus brauni, Synechococcus nidulans a Arthrospira maxima. U kvasinkových a řasových kmenů bylo stanoveno optimum pro růst, produkci karotenoidů a lipidů. Aplikovaný solný stres vykazoval výrazný likvidační efekt na řasové a sinicové kmeny. V rámci diplomové práce byl rovněž sledován stres biologický, tzv. ko-kutlivace mikrořas a kvasinek. Další experimenty budou předmětem navazujících prací.
|
|
|
Kultivace mikrořas a karotenogenních kvasinek ve stresových podmínkách
Sniegoňová, Pavlína ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
V biotechnologickém průmyslu se čím dál více využívají mikroorganismy, jako jsou mikrořasy či karotenogenní kvasinky k produkci vybraných látek či k možnosti valorizace odpadu. Mezi metabolity produkované těmito mikroorganismy patří karotenoidy, což jsou přirozená barviva mající antioxidační a další biologické účinky. Další významné produkované látky patří lipidy, které zastupují velkou škálu látek v živých organismech. Tvoří například buněčné membrány a slouží jako rezerva energie. Využit těchto látek lze v potravinářském, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu, ale také k produkci biopaliv. Teoretická část je věnována popisu vybraných rodů mikroorganismů, jejich kultivaci a produkovaných metabolitů. Dále jsou zde zmíněny stresové faktory, kterým byly tyto organismy vystaveny a analytické metody použity pro zjištění zastoupení produkovaných metabolitů. V další části byly srovnány produkční vlastnosti vybraných mikroorganismů v závislosti na použitém stresovém faktoru. Z kvasinkových kmenů dosahovaly zvýšené produkce lipidů kmeny C. macerans a S. metaroseus při vyšší koncentraci FeCl3. Při použití syrovátky jako zdroje uhlíku docházelo u kvasinek zpravidla ke snížené produkci karotenoidů. U řas a sinic docházelo k nejvyšší produkci lipidů u kmenů S. acutus a D. quadricaudea. Produkce karotenoidů závisela na použitém stresu a nejvyšších produkcí dosahovaly kmeny C. sorokiniana, C. reinhardtii, D.quadricaudea a Coccomyxa sp.
|
|
|
Studium metabolismu karotenogenních kvasinek na molekulární úrovni.
Roubalová, Monika ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce je zaměřena především na molekulární charakterizaci vybraných druhů karotenogenních kvasinek. Metodou „nested“ PCR byly amplifikovány vysoce variabilní úseky kvasinkové DNA ITS1 a 5,8S-ITS2 a region D1/D2 kódující velkou ribozomální podjednotku (26S) rRNA. ITS jsou interní spacery ležící mezi sekvencí kódující malou a velkou podjednotku ribozomální DNA. Sekvenací dlouhého úseku rDNA za použití algoritmu BLAST byly porovnány karotenogenní kvasinky s databázi NCBI a podle hodnoty tzv. „bit skóre“ byly kvasinky identifikovány. Identifikace karotenogenních kvasinek byly potvrzena i metodou DGGE. Dalším cílem této práce bylo vybrat nejlepšího producenta karotenoidů a triacylglycerolů, kterým byl kmen Rhodosporidium toruloides. Tento kmen byl následně podroben fyzikální náhodné mutagenezi pod UV zářením. Výsledky produkce metabolitů R. toruloides byly porovnány s mutantními kmeny, které byly zároveň adaptovány na substráty glycerol a odpadní syrovátku. Mutantní kmen G33 je nejlepším producentem celkových karotenoidů s produkcí 7,14 mg/g biomasy. Nejvyšší produkci ergosterolu prokázal mutantní kmen Y34, množství produkovaného ergosterolu činí 47,72 mg/g biomasy. Žádný z vyselektovaných mutantních kmenů však nedokázal synterizovat více -karotenu (2,42 mg/g biomasy) ani TAG (76,32 mg/g biomasy) ve srovnání s původním kmenem R. toruloides rostoucím na glukózovém médiu.
|
|
|
Valorizace odpadního živočišného tuku pomocí karotenogenních kvasinek
Chrástová, Nikola ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá valorizací odpadního živočišného tuku pomocí karotenogenních kvasinek a konverze na biomasu obohacenou o cenné a hodnotné látky. Tyto mikroorganismy mají schopnost utilizovat různé odpadní substráty a převést je na zajímavé produkty jako jsou karotenoidy, lipidy, ergosterol a ubichinon. V práci byly použity čtyři kmeny kvasinek (Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans, Rhodotorula mucilaginosa, Sporidiobolus pararoseus). Teoretická část je zaměřena na charakterizaci kvasinek, enzymů a lipáz, produkované metabolity, kultivaci kvasinek a popis analytických metod. V experimentální části byly provedeny kultivace při čtyřech C/N poměrech na médiích s různým zdrojem uhlíku, kterým byla glukóza, glycerol, tuk, tuk s přídavkem emulgátoru, enzymaticky hydrolyzovaný tuk a tuk s přídavkem enzymu. U všech vzorků byla gravimetricky stanovena biomasa. Karotenoidy, ergosterol a ubichinon byly analyzovány na sestavě HPLC/PDA. Obsah intracelulárních lipidů byl stanoven pomocí GC/FID. Produkce těchto látek byla u všech kmenu rozdílná v závislosti na zdroji uhlíku a C/N poměru. K produkci biomasy a karotenoidů je nejvhodnější kvasinka Rhodotorula glutinis. Ergosterol a ubichinon byly nejvíce produkovány kvasinkou Cystofilobasidium macerans. Největší obsah lipidů v biomase měla kvasinka Sporidiobolus pararoseus. Tato diplomová práce byla zpracována v rámci mezinárodního projektu „LipoFungi“.
|
|
|
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
|
|
|
Produkce vybraných metabolitů karotenogenními kvasinkami kultivovanými na potravinářských odpadech
Turková, Lucie ; Hlaváček, Viliam (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
U použitých kmenů kvasinek (Cystofilobasidium capitatum, Rhodotorula glutinis, Sporobolomyces shibatanus a Sporobolomyces roseus) byla sledována produkce vybraných metabolitů - zejména karotenoidů, dále pak i ergosterolu a koenzymu Q. Kvasinky byly kultivovány na odpadních substrátech z vinařství - výliscích (slupkách) a třapinách. Odpadní substráty byly podrobeny analýze obsahu sacharidů, tuků, tříslovin, polyfenolů a dalších látek. Kultivace probíhaly též na chemicky a enzymově hydrolyzovaných substrátech. K enzymové hydrolýze byly využity extracelulární hydrolázy plísní Phanerochaete chrysosporium a Penicillium lilacinum. Nejvyšší produkce sledovaných metabolitů bylo dosaženo při kultivaci na třapinách hydrolyzovaných enzymy P. chrysosporium u kvasinky S. roseus. Výtěžek -karotenu činil 616,1 g/g suš., celkových karotenoidů 753,6 g/g suš., ergosterolu 415,5 g/g suš. a koenzymu Q 77,9 g/g suš. Kvasinka S. roseus dosahovala některých nejvyšších hodnot i u dalších sérií kultivací. Nejmenší produkce byly zaznamenány u S. shibatanus. Na základě spotřeby redukujících cukrů jednotlivými kmeny byly vypočteny také výtěžnostní koeficienty biomasy a -karotenu ze substrátu.
|
host ::
RSS.