|
|
Optimization of extraction of pigments from yeast and algae cells
Šimanský, Samuel ; Mikulíková, Renata (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
The presented diploma thesis deals with the extraction and storage stability of lipophilic pigments produced by selected strains of yeasts and algae. In this thesis, there was studied the influence of the selected solvents on the efficiency of extraction, as well as the effect of ambient temperature on the stability of the pigments during storage. The work is divided into two main parts, theoretical and practical part. In the theoretical part knowledge about algae, yeasts and their cultivation parameters is summarized. Furthermore, some information regarding the selected lipid metabolites, their properties and possibilities of application in various branches of industry is mentioned. The practical part deals with the preparation of extracts and stability tests. Extracts were prepared from selected biomass samples in solvents suitable for applications in food industry or cosmetics (ethanol and hexane). Subsequently, the long-term stability tests lasting 4 months and short-term stability tests lasting a total of 28 days were performed on these extracts. The pigments were determined by HPLC and spectrophotometrically, the fatty acid content was determined by GC. For the extraction of pigments from biomass, in the most cases ethanol appears to be the optimal solvent. However, for lipid extraction from biomass, hexane appears to be the optimal solvent for a significant number of samples. In most samples, storage in the freezer showed the most favourable effect on pigment stability, but some samples showed comparable stability even when stored in the refrigerator.
|
|
|
Charakterizace karotenogenních kvasinek pomocí molekulárních technik
Kostovová, Iveta ; Čarnecká, Martina (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem předložené diplomové práce byla charakterizace karotenogenních kvasinek pomocí molekulárních technik. K tomuto účelu byly amplifikovány mezidruhově variabilní a přitom konzervované sekvence genomové DNA, a to konkrétně oblasti rDNA D1/D2 velké ribosomální podjednotky a úseky ITS1 a 5,8-ITS2 rDNA. Tyto sekvence byly podrobeny analýze metodou DGGE, která prokázala odlišnost kmene S. roseus ve všech analyzovaných úsecích rDNA od ostatních kmenů karotenogenních kvasinek. Ke karyotypové charakterizaci kvasinek byla optimalizována metoda PFGE, a to jak izolace intaktní DNA, tak parametry PFGE. Celkem bylo analyzováno devět kmenů karotenogenních kvasinek rodů Rhodotorula, Sporobolomyces, Cystofilobasidium a Phaffia. Součástí diplomové práce byla také aplikace molekulárních metod k molekulární analýze úseků D1/D2 u mutantních kmenů karotenogenních kvasinek. Tyto kmeny byly adaptovány na odpadní substráty, jakými byly těstoviny a glycerol a v této práci byla ověřena stabilita jejich produkčních vlastností.
|
|
|
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.
|
|
|
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“.
|
|
|
Charakterizace proteomu Rhodosporidium toruloides pomocí LC-MS/MS
Bruštík, David ; Szotkowski, Martin (oponent) ; Zdráhal, Zbyněk (vedoucí práce)
Charakterizace rozdílně regulovaných proteinů je zásadní pro identifikaci metabolických drah a jejich pochopení v souvislosti s tvorbou významných produktů vybraného kmene kvasinek. Tato diplomová práce je zaměřena na analýzu proteomu kvasinek Rhodosporidium toruloides kultivovaných za různých podmínek. V teoretické části je popsán metabolismus zmíněných kvasinek s charakteristikou významných metabolitů. Další část rešerše je zaměřena na proteomické přístupy a bottom-up proteomiku od přípravy vzorku až po stanovení hmotnostní spektrometrií. Experimentální část se zabývá kultivací kvasinek při různých C/N poměrech, dále izolací a stanovením proteinů využitím metody FASP zahrnující proteolytické štěpení trypsinem, LC-MS/MS analýzou a databázovým vyhledáváním.
|
|
|
Produkce a charakterizace imunologicky aktivních mikrobiálních beta-glukanů kvasinkami.
Gerspitzerová, Nela ; Šimanský, Samuel (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium vlivu různých kultivačních podmínek na produkci biomasy, beta-glukanů, lipidů, karotenoidů a dalších metabolitů u vybraných kmenů karotenogenních kvasinek. Práce je rozdělena na dvě hlavní části, a to část teoretickou a část experimentální. V teoretické části jsou charakterizovány beta-glukany, možnosti jejich zdrojů a využití. Dále jsou zde popsány zvolené rody kvasinek, další jimi produkované metabolity, a nakonec možné metody analýzy těchto látek. V experimentální části je popsán postup kultivace, analýzy a získané výsledky. V rámci prvního experimentu byly zvolené kmeny kvasinek kultivovány na produkčních médiích s různým C/N poměrem, během druhého experimentu byly kvasinky kultivovány při různém obsahu fosforu, a to buď za laboratorní nebo za snížené teploty. Zvoleny byly kmeny Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodosporidium toruloides, Cystofilobasidium macerans, Sporidiobolus metaroseus a Sporidiobolus pararoseus. Zvyšující se C/N poměr měl obecně pozitivní vliv na produkci lipidů, zato u karotenoidů působil opačným způsobem, na množství beta-glukanů neměl jednoznačný vliv. Bylo zjištěno, že snížení kultivační teploty má výrazně negativní efekt na produkci všech sledovaných metabolitů. Zvýšený obsah fosforu v produkčních médiích u většiny kmenů pozitivně ovlivnil produkci biomasy a zastoupení beta-glukanů, naopak největších hodnot obsahu karotenoidů bylo dosaženo při nižší koncentraci fosforu. Na množství a zastoupení lipidů neměl obsah fosforu téměř žádný vliv. Nejvyšší zastoupení beta-glukanů v biomase bylo zjištěno u kmene C. macerans, jejich největší produkce dosáhl kmen R. toruloides. Pro akumulaci lipidů v biomase byl nejvhodnější kmen S. metaroseus. Nejvyšší množství celkových karotenoidů bylo dosaženo u kmene R. mucilaginosa.
|
|
|
Molecular Study of Intracellular Changes as Response of Microorganisms to Environment
Čarnecká, Martina ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
In nature yeast cells live in a rapidly changing environment. In order to survive constant fluctuations in their external surroundings cells quickly and effectively adapt their internal systems to meet the challenges of each new environment. One aspect of this cellular adaptation is the reorganization of genomic expression to the program required for growth in each environment. This genomic reorganization results in altered cell’s metabolome and physiology. The molecular responses elicited by the cells dictate whether the organism adapts, survives or, if injured beyond repair, undergoes death. In this work, genomic, proteomic and metabolic profiles of some carotenogenic yeasts grown in optimal and stress conditions were compared. To increase the yield of carotenoid pigments, several types of environmental changes as well as nutrition stress were applied. Yeasts were cultivated under osmotic, oxidative and metal stress, on different carbon sources or on various waste materials (whey, potato extract). Some chemical and UV mutants were also prepared and tested. Changes on yeast metabolome level were studied by RP-HPLC/MS technique used to carotenoid analysis. Another possibility to study stress response is preparation of transformed cells with deletion of definite genes. For setup, the method was first optimized for fission yeasts Schizosaccharomyces pombe. Technique is based on knockout constructs that contain regions homologous to the target gene cloned into vectors carrying dominant drug-resistance markers. As transformation vector plasmid pCloneKanmx confering resistance to geneticine was used. The vector and constructs were digested by relevant restriction endonucleases, ligated, amplified in E.coli and transformed into the yeast Schizosaccharomyces pombe sp286. Positive transformants were selected according to resistance to geneticine and checking PCR products. By analysis of transformants proteins required for meiotic chromosome segregation were identified.
|
|
|
Biotechnologická valorizace vybraných potravinářských odpadů pomocí kvasinek
Majdloch, Robert ; Bendová, Agáta (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá biotechnologickou valorizací odpadních substrátů, a to odpadního tuku, syrovátky a peří za pomocí karotenogenních kvasinek. Odpadní substráty slouží jako alternativní zdroje živin pro následné kultivace, díky tomu dochází k jejich utilizaci a následné produkci karotenoidů, ergosterolu, koenzymu Q a lipidů. Teoretická část obsahuje informace o vybraných kmenech karotenogenních kvasinek, jako jsou fyziologické a růstové vlastnosti. Popsány jsou jejich metabolické procesy společně s produkovanými látkami. Též jsou zmíněny příslušné analytické metody pro stanovení metabolických látek. Experimentální část se věnovala řešením baňkových a fermentorových kultivací čtyř vybraných kmenů (Rhodotorula kratochvilovae, Rhodotorula mucilaginosa, Cystofilobasidium macerans a Sporidiobolus pararoseus) na glukóze, glycerolu a odpadních substrátech při různých C/N poměrech (13, 25, 50 a 100). Dále byly jednotlivě popsány postupy zpracování odpadních substrátů, postupy řešící izolaci a stanovení vybraných karotenoidních látek, které byly analyzovány na HPLC/DAD. Obsah a procentuální zastoupení lipidů bylo stanoveno na GC/FID. Ve výsledcích baňkových a fermentorových kultivací vykazovaly kmeny rozdílné produkce u jednotlivých C/N poměrů. Pro nejlepší produkci karotenoidů a ergosterolu byl vybrán kmen Rhodotorula mucilaginosa. Nejvyšší nárůsty biomasy byly dosaženy u Rhodotorula kratochvilovae. Produkce lipidů byla nejvyšší u kmene Sporidiobolus pararoseus.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.