|
|
Antimicrobial peptides and their application into foods
Janhuba, Filip ; Petrik, Siniša (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
The presented thesis is focused on a study of antimicrobial peptides and their potential applications into foods. Two types of antimicrobial peptides were studied in detail - bacteriocin nisin and antimicrobial enzyme lysozyme. In theoretical part an overview of antimicrobial peptides used in food industry was introduced. The experimental part of this work was focused on optimization of methods for the determination of antimicrobial peptides concentration. Commonly used spectrophotometric methods for quantitative analysis of total proteins as well as high performance liquid chromatography were tested. To determine the molecular weight and purity a modified SDS-PAGE with the addition of urea and tricine buffer was performed. Further, encapsulation of nisin into liposome was tested. Encapsulated particles were prepared by three different procedures: by ultrasonication, ethanol injection and TLE. Particles stability, distribution and size were studied by dynamic light scattering. Stability of encapsulated peptides in model conditions and model foods was studied too. Finally, antibacterial properties of the selected peptides using test system Bacillus subtilis were studied. Nisin already showed antimicrobial effect at low concentrations - about 1 µg/ml. The inhibitory effect of nisin was more evident in liquid cultures.
|
|
|
Production of Selected Microbial Metabolites and Energy Using Different Waste Materials
Petrik, Siniša ; Rychtera, Mojmír (referee) ; Němec, Miroslav (referee) ; Pekař, Miloslav (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
Pro zpracování a nakládání s odpadními substráty lze použít řadu postupů a možností. Stále se rozšiřující spektrum metod a technologií umožňuje další využití materiálů a energie ve formě obnovitelných zdrojů. Jedním z řešení pro zpětné získávání některých odpadních materiálů je využití tzv. bílé (průmyslové) biotechnologie, která zahrnuje praktickou aplikaci metabolických aktivit celé řady různých mikroorganizmů včetně jejich specifických biologických drah k produkci látek s vysokou přidanou hodnotou. V předložené práci screeningového typu bylo pro zhodnocení odpadních surovin využito několik druhů mikroorganizmů kultivovaných za různých specifických podmínek včetně kultivace na odpadních materiálech získaných zejména ze zemědělství a potravinářství. Cílem bylo získání vybraných typů průmyslově cenných metabolitů, případně energie. Předložená studie byla zaměřena na srovnání růstu a produkčních vlastností několika kmenů karotenogenních kvasinek rodu Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium, kultivovaných v médiích s obsahem glycerolu (technický a odpadní glycerol), dále v médiích obsahujících pšeničnou slámu, hydrolyzovanou slámu zpracovanou v hydrotermálním procesu při vysoké teplotě a zbytky po filtraci hydrolyzátu. Dalším testovaným odpadním substrátem byla syrovátka. Všechny testované kvasinky byly schopny využít glycerol jako jediný zdroj uhlíku. Produkce biomasy při kultivaci na technickém glycerolu se více či méně přibližovala kontrole (cca 7 - 10 gl-1), zatímco při kultivaci na odpadním glycerolu byla produkce vyšší (10.9 - 14.5 gl-1). Produkce karotenoidů a ergosterolu byla vyšší v glukózovém médiu než v médiu s obsahem glycerolu. Všechny testované kvasinky byly rovněž schopny produkovat neutrální lipidy, a to v rozmezí 11 - 15 %, s výjimkou C. capitatum, kde produkce dosahovala více než 22 % obsahu neutrálních lipidů. Pšeničná sláma a produkty z ní připravené se ukázaly být využitelnými substráty s vysokým potenciálem pro produkci biomasy i metabolitů, a to zejména u kmene S. roseus. Syrovátka, jako odpadní produkt mlékarenství, byla účinně využita jako substrát pro kokultivaci karotenogenních kvasinek a bakterií mléčného kvašení. Kokultivační proces může vyvolat nadprodukci pigmentů a ergosterolu, přičemž získaná biomasa díky obohacení o bakterie L. casei dosahovala vyšší kvality. Za účelem energetického využití mikrobiálního metabolismu formou mikrobiálních palivových článků, tzv. „Microbial Fuel Cell“ byla aplikována směsná kultura bakterií získaných z čistírny odpadních vod. Tyto mikroorganizmy hrají významnou roli při výrobě elektrické energie a současně také při čištění odpadních vod. Elektřina je generována přímo z organických látek přítomných v kultivačním médiu a lze ji použít pro provoz čistírny samotné a případně i pro další aplikace.
|
|
|
Cultivation of carotenogenic yeasts on waste substrates usinf solid state fermentation
Rapta, Marek ; Petrik, Siniša (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
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.
|
|
|
Production of Selected Microbial Metabolites and Energy Using Different Waste Materials
Petrik, Siniša ; Rychtera, Mojmír (referee) ; Němec, Miroslav (referee) ; Pekař, Miloslav (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
Pro zpracování a nakládání s odpadními substráty lze použít řadu postupů a možností. Stále se rozšiřující spektrum metod a technologií umožňuje další využití materiálů a energie ve formě obnovitelných zdrojů. Jedním z řešení pro zpětné získávání některých odpadních materiálů je využití tzv. bílé (průmyslové) biotechnologie, která zahrnuje praktickou aplikaci metabolických aktivit celé řady různých mikroorganizmů včetně jejich specifických biologických drah k produkci látek s vysokou přidanou hodnotou. V předložené práci screeningového typu bylo pro zhodnocení odpadních surovin využito několik druhů mikroorganizmů kultivovaných za různých specifických podmínek včetně kultivace na odpadních materiálech získaných zejména ze zemědělství a potravinářství. Cílem bylo získání vybraných typů průmyslově cenných metabolitů, případně energie. Předložená studie byla zaměřena na srovnání růstu a produkčních vlastností několika kmenů karotenogenních kvasinek rodu Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium, kultivovaných v médiích s obsahem glycerolu (technický a odpadní glycerol), dále v médiích obsahujících pšeničnou slámu, hydrolyzovanou slámu zpracovanou v hydrotermálním procesu při vysoké teplotě a zbytky po filtraci hydrolyzátu. Dalším testovaným odpadním substrátem byla syrovátka. Všechny testované kvasinky byly schopny využít glycerol jako jediný zdroj uhlíku. Produkce biomasy při kultivaci na technickém glycerolu se více či méně přibližovala kontrole (cca 7 - 10 gl-1), zatímco při kultivaci na odpadním glycerolu byla produkce vyšší (10.9 - 14.5 gl-1). Produkce karotenoidů a ergosterolu byla vyšší v glukózovém médiu než v médiu s obsahem glycerolu. Všechny testované kvasinky byly rovněž schopny produkovat neutrální lipidy, a to v rozmezí 11 - 15 %, s výjimkou C. capitatum, kde produkce dosahovala více než 22 % obsahu neutrálních lipidů. Pšeničná sláma a produkty z ní připravené se ukázaly být využitelnými substráty s vysokým potenciálem pro produkci biomasy i metabolitů, a to zejména u kmene S. roseus. Syrovátka, jako odpadní produkt mlékarenství, byla účinně využita jako substrát pro kokultivaci karotenogenních kvasinek a bakterií mléčného kvašení. Kokultivační proces může vyvolat nadprodukci pigmentů a ergosterolu, přičemž získaná biomasa díky obohacení o bakterie L. casei dosahovala vyšší kvality. Za účelem energetického využití mikrobiálního metabolismu formou mikrobiálních palivových článků, tzv. „Microbial Fuel Cell“ byla aplikována směsná kultura bakterií získaných z čistírny odpadních vod. Tyto mikroorganizmy hrají významnou roli při výrobě elektrické energie a současně také při čištění odpadních vod. Elektřina je generována přímo z organických látek přítomných v kultivačním médiu a lze ji použít pro provoz čistírny samotné a případně i pro další aplikace.
|
|
|
Cultivation of carotenogenic yeasts on waste substrates usinf solid state fermentation
Rapta, Marek ; Petrik, Siniša (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
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.
|
|
|
Antimicrobial peptides and their application into foods
Janhuba, Filip ; Petrik, Siniša (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
The presented thesis is focused on a study of antimicrobial peptides and their potential applications into foods. Two types of antimicrobial peptides were studied in detail - bacteriocin nisin and antimicrobial enzyme lysozyme. In theoretical part an overview of antimicrobial peptides used in food industry was introduced. The experimental part of this work was focused on optimization of methods for the determination of antimicrobial peptides concentration. Commonly used spectrophotometric methods for quantitative analysis of total proteins as well as high performance liquid chromatography were tested. To determine the molecular weight and purity a modified SDS-PAGE with the addition of urea and tricine buffer was performed. Further, encapsulation of nisin into liposome was tested. Encapsulated particles were prepared by three different procedures: by ultrasonication, ethanol injection and TLE. Particles stability, distribution and size were studied by dynamic light scattering. Stability of encapsulated peptides in model conditions and model foods was studied too. Finally, antibacterial properties of the selected peptides using test system Bacillus subtilis were studied. Nisin already showed antimicrobial effect at low concentrations - about 1 µg/ml. The inhibitory effect of nisin was more evident in liquid cultures.
|
guest ::
