|
|
Optimalizace podmínek kultivace řasových kultur ve fotobioreaktorech
Byrtusová, Dana ; Márová, Ivana (oponent) ; Kočí, Radka (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce je zaměřena na optimalizaci kultivace kmenů Hameatococcus pluvialis ve fotobioreaktorech a biotechnologickou produkci astaxanthinu. V teoretické části byly shrnuty poznatky o podmínkách pro optimální růst a produkci sekundárních metabolitů. Dále byly charakterizovány aktuální kultivační systémy a možnosti monitoringu metabolitů a živin. V rámci experimentální části byla stanovena růstová charakteristika kmenu z Březové nad Svitavou HMP – CCALA 375 za optimálních podmínek na bílém a červeném světle. V průběhu růstu kultury byl studován také profil karotenoidů a jejich koncentrace. Vyšší výtěžek biomasy byl dosažen v kultivaci s bílým světlem (0,939 g/l). Z hlediska obsahu karotenoidů byly u obou kultivací dominujícími pigmenty lutein a -karoten. Další experimenty byly zaměřeny na stanovení optimálních růstových podmínek pro vybrané čtyři kmeny H. pluvialis z Německa, Ameriky, Afriky a Švýcarska. Jako nejvhodnější médium pro kultivaci bylo vyhodnoceno BBM, naopak nejhorší výsledky byly zaznamenány u BG11. Teplota kultivace 22°C byla v předchozích experimentech stanovena jako optimum pro srovnávací kmen HMP - CCALA 375. Vybrané čtyři kmeny byly podrobeny kultivaci nejen při 22°C, ale i při teplotě 25 °C. Kultivace při vyšší teplotě se ukázala být vhodná hlavně pro švýcarský, německý i africký kmen. Analýzou změny osvětlení bylo zjištěno, že je výhodnější kulturu předem adaptovat na nižší osvětlení (50 µmol fotonů•m^-2•s^-1) a poté zvýšit intenzitu na 100-150 µmol fotonů•m^-2•s^-1. Nejlepších růstových výsledků dosahoval švýcarský kmen, který by mohl být využitelný pro komerční produkci astaxanthinu. V poslední části práce byl zkoumán vliv stresových podmínek na produkci astaxanthinu kmenem z Březové nad Svitavou HMP – CCALA 375. Jako stresové faktory byly použity vysoké osvětlení (1 000 µmol fotonů•m^-2•s^-1), nízká koncentrace dusíku (32,96 mg/l), přídavek chloridu sodného (0,5%), vliv octanu sodného (2,2 mM) a kombinace chloridu a octanu sodného (0,5% NaCl, 2mM NaAc). Při vysokém osvětlení (1 000 µmol fotonů•m^-2•s^-1) bylo dosaženo největší akumulace astaxanthinu, která přesahovala 20 mg/g sušiny. Významný výtěžek byl pozorován i v kultivaci s přídavkem octanu sodného (9,2 mg/g) vzhledem k publikovaným hodnotám [103, 105]. Naopak minimální nárůst vykazovala kultura rostoucí v prostředí solného stresu (3,8 mg/g). V navazujících experimentech bude zkoumán vliv vhodných kombinací stresových faktorů nejen na kmen HMP – CCALA 375, ale i na jiné perspektivní kmeny H. pluvialis s cílem dosáhnout nadprodukce astaxanthinu významné pro velkoobjemovou kultivaci.
|
|
|
Životní cyklus zelené řasy Haematococcus pluvialis produkující astaxantin, podmínky kultivace a použitá kultivační média
Vávrová, Karolína ; Němcová, Yvonne (vedoucí práce) ; Pichrtová, Martina (oponent)
Haematococcus pluvialis je jednobuněčná zelená řasa (Chlorophyceae, Chlamydomonadales), kterou je možné nalézt v efemérních nádržkách na kamenech nebo v ptačích koupalištích. Tato řasa je nejlepším přírodním producentem červeného sekundárního karotenoidu astaxanthinu se silnými antioxidačními vlastnostmi, který se používá jako pigment v akvakulturách a v chovech drůbeže a který má pozitivní účinky na lidské zdraví. Haematococcus pluvialis má poměrně komplexní životní cyklus, v němž se objevují čtyři stádia, dvoubičíkaté zoospory, nepohyblivé kulaté palmely, tlustostěnné akinety (aplanospory, cysty) s vysokým obsahem astaxanthinu a malé dvoubičíkaté gamety. Akinety, které umožňují H. pluvialis přečkat období desikace v jeho přirozeném prostředí, jsou tvořeny při vystavení stresovým podmínkám, jako je vysoké ozáření a teplota a nedostatek živin. Během přeměny na cysty dochází v buňkách k výrazným ultrastrukturálním změnám. Sníží se objem chloroplastu, výsledkem syntézy velkého množství astaxanthinu a mastných kyselin je přítomnost tukových tělísek, jejichž tvorba postupuje od středu buňky směrem k periferii. Je vytvořena i tlustá buněčná stěna obsahující algaenan. Kultivace H. pluvialis většinou probíhá ve dvou fázích, první zelená fáze zaměřená na produkci biomasy je následovaná červenou fází, ve...
|
|
|
Optimalizace podmínek kultivace řasových kultur ve fotobioreaktorech
Byrtusová, Dana ; Márová, Ivana (oponent) ; Kočí, Radka (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce je zaměřena na optimalizaci kultivace kmenů Hameatococcus pluvialis ve fotobioreaktorech a biotechnologickou produkci astaxanthinu. V teoretické části byly shrnuty poznatky o podmínkách pro optimální růst a produkci sekundárních metabolitů. Dále byly charakterizovány aktuální kultivační systémy a možnosti monitoringu metabolitů a živin. V rámci experimentální části byla stanovena růstová charakteristika kmenu z Březové nad Svitavou HMP – CCALA 375 za optimálních podmínek na bílém a červeném světle. V průběhu růstu kultury byl studován také profil karotenoidů a jejich koncentrace. Vyšší výtěžek biomasy byl dosažen v kultivaci s bílým světlem (0,939 g/l). Z hlediska obsahu karotenoidů byly u obou kultivací dominujícími pigmenty lutein a -karoten. Další experimenty byly zaměřeny na stanovení optimálních růstových podmínek pro vybrané čtyři kmeny H. pluvialis z Německa, Ameriky, Afriky a Švýcarska. Jako nejvhodnější médium pro kultivaci bylo vyhodnoceno BBM, naopak nejhorší výsledky byly zaznamenány u BG11. Teplota kultivace 22°C byla v předchozích experimentech stanovena jako optimum pro srovnávací kmen HMP - CCALA 375. Vybrané čtyři kmeny byly podrobeny kultivaci nejen při 22°C, ale i při teplotě 25 °C. Kultivace při vyšší teplotě se ukázala být vhodná hlavně pro švýcarský, německý i africký kmen. Analýzou změny osvětlení bylo zjištěno, že je výhodnější kulturu předem adaptovat na nižší osvětlení (50 µmol fotonů•m^-2•s^-1) a poté zvýšit intenzitu na 100-150 µmol fotonů•m^-2•s^-1. Nejlepších růstových výsledků dosahoval švýcarský kmen, který by mohl být využitelný pro komerční produkci astaxanthinu. V poslední části práce byl zkoumán vliv stresových podmínek na produkci astaxanthinu kmenem z Březové nad Svitavou HMP – CCALA 375. Jako stresové faktory byly použity vysoké osvětlení (1 000 µmol fotonů•m^-2•s^-1), nízká koncentrace dusíku (32,96 mg/l), přídavek chloridu sodného (0,5%), vliv octanu sodného (2,2 mM) a kombinace chloridu a octanu sodného (0,5% NaCl, 2mM NaAc). Při vysokém osvětlení (1 000 µmol fotonů•m^-2•s^-1) bylo dosaženo největší akumulace astaxanthinu, která přesahovala 20 mg/g sušiny. Významný výtěžek byl pozorován i v kultivaci s přídavkem octanu sodného (9,2 mg/g) vzhledem k publikovaným hodnotám [103, 105]. Naopak minimální nárůst vykazovala kultura rostoucí v prostředí solného stresu (3,8 mg/g). V navazujících experimentech bude zkoumán vliv vhodných kombinací stresových faktorů nejen na kmen HMP – CCALA 375, ale i na jiné perspektivní kmeny H. pluvialis s cílem dosáhnout nadprodukce astaxanthinu významné pro velkoobjemovou kultivaci.
|
host ::
RSS.