|
|
Využití odpadních surovin k produkci obohacené kvasinkové biomasy
Starečková, Terezie ; Demnerová, Kateřina (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; doc.PharmDr.Petr Babula, Ph.D. (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Kvasinky jsou stejně jako ostatní organismy neustále vystavovány vlivům okolního prostředí. Jejich přežití závisí na dovednosti přizpůsobit se environmentálním změnám včetně schopnosti využívat různé alternativní zdroje živin. V předložené disertační práci byly karotenogenní kvasinky patřící mezi rody Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium testovány z hlediska využitelnosti vybraných odpadních substrátů a rovněž podrobeny souběžně účinkům několika typů exogenního stresu a mutacím za účelem zvýšení produkce mikrobiální biomasy obohacené specifickými metabolity. Jako alternativní nutriční zdroje pocházející z odpadních substrátů ze zemědělské a hospodářské výroby byly testovány jablečné slupky, vláknina, kukuřičné klíčky a další. Kvasinky byly dále vystaveny působení osmotického, oxidačního a kombinovaného stresu (přídavky NaCl a H2O2 o různých koncentracích do kultivačních médií), dále iontů kovů selenu a chromu v koncentracích 0,01 mM, 0,1 mM a 1 mM. Testoval se také vliv mutagenu ethylesteru kyseliny metansulfonové. Při provedených experimentech se sledovala schopnost adaptace buněk, morfologické změny, zabarvení médií produkovanými pigmenty, tvorba některých významných kvasinkových metabolitů a změny ve fragmentaci chromozomální DNA. Za účelem vyhodnocení potenciálních změn v kvasinkovém genomu po působení mutagenu a stresových faktorů se optimalizovaly metody izolace intaktní chromozomální DNA a následná analýza pulsní gelovou elektroforézou. Množství produkovaných metabolitů se analyzovalo zejména pomocí RP-HPLC s UV/VIS a MS detekcí. V práci bylo prokázáno, že většina kmenů je schopna využívat studované odpadní substráty a produkovat na nich vybrané cílové metabolity. Biomasa se např. u R. aurantiaca na jablečné vláknině pohybovala kolem 7 g/l a u C. capitatum při kultivaci na neupravené syrovátce dosahovala 9 g/l. Vyprodukované množství karotenoidů činilo u R. aurantiaca při kultivacích na pšeničné kaši a kukuřičných klíčcích s enzymatickou hydrolýzou F. solani 1,01 mg/g, u S. roseus na těstovinách až 4,3 mg/g. Hodnoty syntézy ergosterolu se u R. aurantiaca pohybovaly na jablečných slupkách kolem 4,8 mg/g, u S. roseus při kultivaci na těstovinách s enzymatickou hydrolýzou P. chrysosporium 8,9 mg/g. Nejvhodnějším substrátem pro produkci biomasy a indukci karotenoidů jsou odpady obsahující směs jednodušších a složených sacharidů obohacená o přídavek dusíkatých látek. Potenciální cytotoxický účinek stresových faktorů o nízkých koncentracích nebyl prokázán. Genom karotenogenních kvasinek se podařilo rozdělit optimalizovanou metodou PFGE, karyotypy jednotlivých zástupců obsahují 11 a více chromosomů s viditelnými odlišnostmi mezi jednotlivými druhy i rody. V rámci zahraniční stáže se testovala schopnost rekombinantní kvasinky S. cerevisiae přeměňovat xylózu na xylitol, čímž by se dosáhlo zvýšení produkce bioethanolu jakožto náhradního zdroje paliv. Ukázalo se, že jak využitím ligninocelulózových materiálů k produkci biolihu, tak i různých odpadních substrátů k mikrobiální syntéze karotenoidů by vedlo ke snížení průmyslových výrobních nákladů na produkci kvasinkových metabolitů, jakož i ke snížení negativní zátěže na životní prostředí.
|
|
|
Automatická detekce stresu pomocí non-EEG biologických signálů
Malina, Ondřej ; Kolářová, Jana (oponent) ; Smíšek, Radovan (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje problematice detekce stresu za využití non-EEG biosignálů. První část se zabývá vymezením stresu a pojmům s ním souvisejícím. Popisuje možné pohledy na fenomén stresu, zmiňuje možné příčiny stresu, stejně jako fyziologické a psychologické projevy krátkého i dlouhodobého působení stresu. Dále se tato práce zabývá několika různými metodami používaných k detekci stresu pomocí non-EEG signálů. Za tímto účelem jsou v této práci k nalezení krátké rešerše článků, věnující se této tématikou. V poslední kapitole je popsán návrh algoritmu používající fuzzy metodu c-means k detekci stresových hodnot v datech získaných z pěti různých non-EEG signálů.
|
|
|
Cultivation of carotenogenic yeasts on waste substrates usinf solid state fermentation
Rapta, Marek ; Petrik, Siniša (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Semi-solid fermentation is an eco - friendly technique more and more used for production of significant metabolites or enriched biomass at low entrance cost and low comsumption of water. The problem of this technique might be the right choice of microorganism able to grow and produce at low water activity. This work is a pilot study of three red yeast strains – Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium capitatum and Sporobomomyces roseus cultivated by semi-solid state fermentation (semi-SSF). Yeasts were cultivated in series of production media with gradual reduction of cultivation water content. Pasta and hydrolyzed pasta were used as source of sacharides, glucose served as the carbon source in control media. All studied strains we able to grow and produce observed lipidic metabolites also at low water contents. Production of carotenoids and sterols was higher in semi-solid media. Cystofilobasidium capitatum strain was identified as the best producer of carotenoids and biomass. This strain was cultivated on hydrolyzed pasta media with 40% water content. Semi-SSF seems to be an adequate technique for selection of strains having over-productive properties. Observed metabolites production in yeast cells can be optimized by choosing the appropriate production media and water activity.
|
|
|
Možnosti produkce pigmentů kvasinkami
Gonová, Dominika ; Hlaváček, Viliam (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Karotenoidy sú prirodzene sa vyskytujúce pigmenty syntetizované kvasinkami, baktériami, vláknitými hubami i rastlinami. V posledných rokoch vzrastá záujem o štúdium týchto pigmentov a ich mikrobiologickú produkciu najmä vďaka významným biologickým účinkom pripisovaným práve karotenoidom. Táto bakalárska práca je koncipovaná ako porovnávacia štúdia šiestich karotenogenných kvasiniek, a to dvoch kmeňov druhu Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Sporobolomyces roseus, Sporobolomyces metaroseus a Sporobolomyces pararoseus. Ich kultivácia prebiehala na rôznych živných médiách, kde bol aplikovaný oxidačný stres v podobe peroxidu vodíka a tiež bol použitý odpadný materiál – vaječné cestoviny ako nutričný zdroj. Všetky študované kmene boli schopné využívať odpadný substrát ako zdroj živín, pričom u rodu Sporobolomyces boli na takomto médiu zaznamenané zvýšené produkcie sledovaných metabolitov. Pôsobením oxidačného stresu sa u väčšiny študovaných kvasiniek prejavili nadprodukcie karotenoidov i sprievodných lipidických látok. Kvasinka Sporobolomyces roseus CCY 19-6-4 sa pri kultivácii na cestovinovom médiu síce vyznačovala najvyššou produkciou karotenoidov (1923,78 µg/g -karoténu), ale na druhej strane sa u nej prejavil výrazný pokles biomasy. Ako potencionálne najlepší producent biomasy (9,85 g/l) i karotenoidov (780,24 µg/g -karoténu) sa ukázala kvasinka Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26. Medzi prírodné pigmenty patrí aj pulcherimín syntetizovaný najmä kvasinkami, ale aj niektorými sporotvornými baktériami. V poslednej dobe sa intenzívne študuje jeho antagonistický efekt, ktorý vykazuje voči viacerým mikroorganizmom, čo sa javí ako veľmi významné z hľadiska biologickej kontroly. Druhá časť práce je venovaná práve štúdiu regulácie produkcie pulcherimínu a jeho antimikrobiálnej aktivite. Ako kvasinky produkujúce tento pigment boli použité kmene Metschnikowia pulcherrima 145, Metschnikowia pulcherrima 147, Mestchnikowia pulcherrima 149 a Metschnikowia andauensis 129, ktoré boli kultivované na rozličných živných médiách obsahujúcich rôzne koncentrácie iónov kovov a tiež peroxid vodíka ako exogénny stres. V rámci štúdia antagonistického efektu pulcherimínu boli ako testované mikroorganizmy využité grampozitívna baktéria Lactobacillus sakei, gramnegatívna baktéria Escherichia coli, ďalej kvasinka Candida glabrata a vláknitá pleseň Phanrochaete chrysosporium. Všetky kvasinky rodu Metschnikowia boli schopné produkcie pulcherimínu, a teda aj antagonistického efektu, iba v médiách obohatených o železité ióny, pričom intenzita sfarbenia bola priamo úmerná práve koncentrácii železa. Antimikrobiálna aktivita pulcherimínu sa neprejavila iba voči baktérií Escherichia coli.
|
|
|
Aktivní životní styl s diabetem mellitus 1. typu
Votroubková, Eliška ; Bunc, Václav (vedoucí práce) ; Hošková, Blanka (oponent)
Název: Aktivní životní styl s diabetem mellitem 1. typu Cíle: Cílem mé práce bylo zjistit informace, zda a případně jak jsou omezováni mladí lidé s diabetem mellitem 1. typu. Práce shrne základní poznatky o tomto onemocnění vzhledem k využití pohybu v kurativě. Definuje pravidla pro pohybové aktivity u diabetiků. Metody: Pro získání dat jsem využila anonymní anketní šetření, kterého se zúčastnilo 36 respondentů ve věku od 3 do 19 let z dětské diabetologické poradny ve Svitavách a z občanského sdružení Cukříci v Ústí nad Orlicí. Anketa poskytne data o základních tělesných parametrech, délce onemocnění, způsobu léčby jednotlivých pacientů a jejich přístupu a omezení vzhledem k pohybovým aktivitám. U většiny otázek je možné vybrat pouze jednu odpověď, jelikož se vzájemně vylučuje s ostatními. Jednotlivé odpovědi byly zaneseny do tabulek a data jsem následně zpracovala a prezentovala pomocí grafů. Výsledky: Pomocí anketního šetření jsem zjistila, že více respondentů se přiklání pro léčbu pomocí inzulinových per před inzulinovou pumpou. Více jak čtvrtina dotazovaných již zažila hypoglykemický šok. Na závodní úrovni sportuje 16,7 % respondentů. S pohybovou aktivitou byly spojeny i další otázky, mezi které byla zařazena i hodnota, při které jedinci již neprovádějí pohybovou aktivitu. Respondenti uvedli...
|
|
|
Automatická detekce stresu pomocí non-EEG biologických signálů
Malina, Ondřej ; Kolářová, Jana (oponent) ; Smíšek, Radovan (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje problematice detekce stresu za využití non-EEG biosignálů. První část se zabývá vymezením stresu a pojmům s ním souvisejícím. Popisuje možné pohledy na fenomén stresu, zmiňuje možné příčiny stresu, stejně jako fyziologické a psychologické projevy krátkého i dlouhodobého působení stresu. Dále se tato práce zabývá několika různými metodami používaných k detekci stresu pomocí non-EEG signálů. Za tímto účelem jsou v této práci k nalezení krátké rešerše článků, věnující se této tématikou. V poslední kapitole je popsán návrh algoritmu používající fuzzy metodu c-means k detekci stresových hodnot v datech získaných z pěti různých non-EEG signálů.
|
|
|
Možnosti produkce pigmentů kvasinkami
Gonová, Dominika ; Hlaváček, Viliam (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Karotenoidy sú prirodzene sa vyskytujúce pigmenty syntetizované kvasinkami, baktériami, vláknitými hubami i rastlinami. V posledných rokoch vzrastá záujem o štúdium týchto pigmentov a ich mikrobiologickú produkciu najmä vďaka významným biologickým účinkom pripisovaným práve karotenoidom. Táto bakalárska práca je koncipovaná ako porovnávacia štúdia šiestich karotenogenných kvasiniek, a to dvoch kmeňov druhu Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Sporobolomyces roseus, Sporobolomyces metaroseus a Sporobolomyces pararoseus. Ich kultivácia prebiehala na rôznych živných médiách, kde bol aplikovaný oxidačný stres v podobe peroxidu vodíka a tiež bol použitý odpadný materiál – vaječné cestoviny ako nutričný zdroj. Všetky študované kmene boli schopné využívať odpadný substrát ako zdroj živín, pričom u rodu Sporobolomyces boli na takomto médiu zaznamenané zvýšené produkcie sledovaných metabolitov. Pôsobením oxidačného stresu sa u väčšiny študovaných kvasiniek prejavili nadprodukcie karotenoidov i sprievodných lipidických látok. Kvasinka Sporobolomyces roseus CCY 19-6-4 sa pri kultivácii na cestovinovom médiu síce vyznačovala najvyššou produkciou karotenoidov (1923,78 µg/g -karoténu), ale na druhej strane sa u nej prejavil výrazný pokles biomasy. Ako potencionálne najlepší producent biomasy (9,85 g/l) i karotenoidov (780,24 µg/g -karoténu) sa ukázala kvasinka Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26. Medzi prírodné pigmenty patrí aj pulcherimín syntetizovaný najmä kvasinkami, ale aj niektorými sporotvornými baktériami. V poslednej dobe sa intenzívne študuje jeho antagonistický efekt, ktorý vykazuje voči viacerým mikroorganizmom, čo sa javí ako veľmi významné z hľadiska biologickej kontroly. Druhá časť práce je venovaná práve štúdiu regulácie produkcie pulcherimínu a jeho antimikrobiálnej aktivite. Ako kvasinky produkujúce tento pigment boli použité kmene Metschnikowia pulcherrima 145, Metschnikowia pulcherrima 147, Mestchnikowia pulcherrima 149 a Metschnikowia andauensis 129, ktoré boli kultivované na rozličných živných médiách obsahujúcich rôzne koncentrácie iónov kovov a tiež peroxid vodíka ako exogénny stres. V rámci štúdia antagonistického efektu pulcherimínu boli ako testované mikroorganizmy využité grampozitívna baktéria Lactobacillus sakei, gramnegatívna baktéria Escherichia coli, ďalej kvasinka Candida glabrata a vláknitá pleseň Phanrochaete chrysosporium. Všetky kvasinky rodu Metschnikowia boli schopné produkcie pulcherimínu, a teda aj antagonistického efektu, iba v médiách obohatených o železité ióny, pričom intenzita sfarbenia bola priamo úmerná práve koncentrácii železa. Antimikrobiálna aktivita pulcherimínu sa neprejavila iba voči baktérií Escherichia coli.
|
|
|
Využití odpadních surovin k produkci obohacené kvasinkové biomasy
Starečková, Terezie ; Demnerová, Kateřina (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; doc.PharmDr.Petr Babula, Ph.D. (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Kvasinky jsou stejně jako ostatní organismy neustále vystavovány vlivům okolního prostředí. Jejich přežití závisí na dovednosti přizpůsobit se environmentálním změnám včetně schopnosti využívat různé alternativní zdroje živin. V předložené disertační práci byly karotenogenní kvasinky patřící mezi rody Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium testovány z hlediska využitelnosti vybraných odpadních substrátů a rovněž podrobeny souběžně účinkům několika typů exogenního stresu a mutacím za účelem zvýšení produkce mikrobiální biomasy obohacené specifickými metabolity. Jako alternativní nutriční zdroje pocházející z odpadních substrátů ze zemědělské a hospodářské výroby byly testovány jablečné slupky, vláknina, kukuřičné klíčky a další. Kvasinky byly dále vystaveny působení osmotického, oxidačního a kombinovaného stresu (přídavky NaCl a H2O2 o různých koncentracích do kultivačních médií), dále iontů kovů selenu a chromu v koncentracích 0,01 mM, 0,1 mM a 1 mM. Testoval se také vliv mutagenu ethylesteru kyseliny metansulfonové. Při provedených experimentech se sledovala schopnost adaptace buněk, morfologické změny, zabarvení médií produkovanými pigmenty, tvorba některých významných kvasinkových metabolitů a změny ve fragmentaci chromozomální DNA. Za účelem vyhodnocení potenciálních změn v kvasinkovém genomu po působení mutagenu a stresových faktorů se optimalizovaly metody izolace intaktní chromozomální DNA a následná analýza pulsní gelovou elektroforézou. Množství produkovaných metabolitů se analyzovalo zejména pomocí RP-HPLC s UV/VIS a MS detekcí. V práci bylo prokázáno, že většina kmenů je schopna využívat studované odpadní substráty a produkovat na nich vybrané cílové metabolity. Biomasa se např. u R. aurantiaca na jablečné vláknině pohybovala kolem 7 g/l a u C. capitatum při kultivaci na neupravené syrovátce dosahovala 9 g/l. Vyprodukované množství karotenoidů činilo u R. aurantiaca při kultivacích na pšeničné kaši a kukuřičných klíčcích s enzymatickou hydrolýzou F. solani 1,01 mg/g, u S. roseus na těstovinách až 4,3 mg/g. Hodnoty syntézy ergosterolu se u R. aurantiaca pohybovaly na jablečných slupkách kolem 4,8 mg/g, u S. roseus při kultivaci na těstovinách s enzymatickou hydrolýzou P. chrysosporium 8,9 mg/g. Nejvhodnějším substrátem pro produkci biomasy a indukci karotenoidů jsou odpady obsahující směs jednodušších a složených sacharidů obohacená o přídavek dusíkatých látek. Potenciální cytotoxický účinek stresových faktorů o nízkých koncentracích nebyl prokázán. Genom karotenogenních kvasinek se podařilo rozdělit optimalizovanou metodou PFGE, karyotypy jednotlivých zástupců obsahují 11 a více chromosomů s viditelnými odlišnostmi mezi jednotlivými druhy i rody. V rámci zahraniční stáže se testovala schopnost rekombinantní kvasinky S. cerevisiae přeměňovat xylózu na xylitol, čímž by se dosáhlo zvýšení produkce bioethanolu jakožto náhradního zdroje paliv. Ukázalo se, že jak využitím ligninocelulózových materiálů k produkci biolihu, tak i různých odpadních substrátů k mikrobiální syntéze karotenoidů by vedlo ke snížení průmyslových výrobních nákladů na produkci kvasinkových metabolitů, jakož i ke snížení negativní zátěže na životní prostředí.
|
|
|
Cultivation of carotenogenic yeasts on waste substrates usinf solid state fermentation
Rapta, Marek ; Petrik, Siniša (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Semi-solid fermentation is an eco - friendly technique more and more used for production of significant metabolites or enriched biomass at low entrance cost and low comsumption of water. The problem of this technique might be the right choice of microorganism able to grow and produce at low water activity. This work is a pilot study of three red yeast strains – Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium capitatum and Sporobomomyces roseus cultivated by semi-solid state fermentation (semi-SSF). Yeasts were cultivated in series of production media with gradual reduction of cultivation water content. Pasta and hydrolyzed pasta were used as source of sacharides, glucose served as the carbon source in control media. All studied strains we able to grow and produce observed lipidic metabolites also at low water contents. Production of carotenoids and sterols was higher in semi-solid media. Cystofilobasidium capitatum strain was identified as the best producer of carotenoids and biomass. This strain was cultivated on hydrolyzed pasta media with 40% water content. Semi-SSF seems to be an adequate technique for selection of strains having over-productive properties. Observed metabolites production in yeast cells can be optimized by choosing the appropriate production media and water activity.
|
|
|
Regulation of production of enriched biomass and lipidic substances in carotenogenic yeasts.
Němcová, Andrea ; Ondruška, Vladimír (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Carotenoids belong to the most abundant classes of natural pigments with important biological functions. In last years intensive studies focused on biotechnological production of carotenoids by suitable microorganisms were done. Presented work was realized as a comparative study of three yeast strains: Rhodotorula glutinis, Rhodotorula rubra a Sporobolomyces roseus. These strains were cultivated in different media with several waste substrates (potato extract, whey) as nutrition sources. Additionally, strains were exposed to some types of exogenous stress. All strains were able to use tested waste substrates as nutrition sources. Most of strains exhibited increased carotenoid production, in several conditions accompanied by high biomass formation. As the best producer of enriched biomass yeast strain Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26 cultivated on medium with addition of lyophilized whey (9 g/l of biomass enriched by 2 mg/g of beta-carotene) and/or under mild salt stress.
|
host ::
RSS.