2022

Browse

Now showing 1 - 5 of 18

Odstranění organického znečištění pomocí pokročilých oxidačních procesů
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Přibilová, Petra; Opatřilová, Radka; Kučerík, Jiří; Chýlková, Jaromíra
Předložená dizertační práce se zabývá využitím pokročilých oxidačních procesů kombinujících hydrodynamickou kavitaci (HC) k produkci hydroxylových radikálů a radikálu na bázi síry. Sledovanými mikropolutanty jsou vybrané přírodní estrogeny estron (E1), 17-estradiol (E2), estriol (E3) a syntetický 17-ethinylestradiol (EE2). Teoretická část obsahuje informace o vlastnostech estrogenů, informace o jejich výskytu a působení v životním prostředí na necílové organismy napříč trofickými úrovněmi; a také možnosti a účinnosti jejich odstraňování z odpadních vod. Dále jsou rozvedeny samotné pokročilé oxidační procesy a shrnuty současné poznatky v této oblasti. Ve výzkumné části jsou popsány použité analytické metody (LC-MS/MS a spektrofotmetrie), designy jednotlivých experimentů a uvedeny výsledky testovaných variant. Kromě sledování účinnosti různých kombinací hydrodynamické kavitace a (oxidačního) činidla byla zkoumána i vhodnost použitých spojovacích materiálů na experimentální jednotce. A to z pohledu sorpce/desorpce na povrch hodnocených plastových materiálů (SBR, EPDM, PTFE, Tygon S3TM, PVDF a PVC). Na základě výsledků byl pak vybrán materiál pro sestavení jednotky, na které degradační experimenty probíhaly. Zvolené metody odstraňování estrogenů z vody byly HC/H2O2, HC/O3, HC/perkarbonát, HC/persulfát, samotná hydrodynamická kavitace a samotný H2O2. Design experimentů byl vytvořen za účelem co nejnižšího času potřebného na ošetření vody, ideálně jeden cyklus v jednotce (4 sekundy), což odpovídá průtokovému uspořádání systému.
VÝVOJ A TESTOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH SLOŽEK POTRAVIN PRO DĚTSKOU VÝŽIVU
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Hoová, Julie; Márová, Ivana; Kráčmar, Stanislav; Vítová, Eva
Předložená disertační práce se zabývá vývojem a testováním přírodních složek potravin pro dětskou výživu. V rámci práce byly vybrány skupiny rostlinných potravin, které byly zkoumány z nutričního hlediska, a také na obsah biologicky významných látek, zejména látek s antioxidačním a antimikrobiálním účinkem. Z hlavních nutrientů byl sledován celkový obsah sacharidů, redukující cukry, nerozpustná vláknina, zastoupení celkového dusíku a profil mastných kyselin. Ve vybraných vzorcích byl poté sledován obsah vitaminů a provitaminů, celkových fenolických látek, flavonoidů, antioxidační kapacita, přírodní barviva, množství fruktanů a -glukanů, organické kyseliny. Za účelem vyhodnocení antimikrobiálního účinku byla sledována interakce materiálů s příslušnými zástupci buněk. Bezpečnost přípravků byla hodnocena pomocí testů cytotoxicity na humánních buněčných liniích HaCaT a Caco-2. Za účelem zvýšení stability a maskování nevhodných senzorických vjemů byla zařazena enkapsulace vybraných extraktů do nanočástic, zejména liposomů o různém složení. U těchto částic byla sledována distribuce velikosti, uniformita, zeta potenciál, enkapsulační účinnost a postupné uvolňování aktivních složek. Slunečnicový a sójový lecithin byl vyhodnocen jako nejvhodnější pro přípravu liposomů. V další části práce byly kultivovány vybrané kmeny probiotických bakterií, u kterých byl sledován vliv použitých technik enkapsulace na jejich viabilitu. Poté byl sledován vliv přítomnosti některých látek rostlinného původu na probiotickou viabilitu, a to i v podmínkách modelového trávení. V rámci stanovení viability byly využity techniky kultivační, ale i průtoková cytometrie. Na základě získaných výsledků byly vybrány extrakty rostlinného původu bohaté na množství biologicky významných látek s pozitivním vlivem na lidský organismus i na metabolismus probiotických bakterií. Vhodnou kombinací se v této práci jevil zejména mladý ječmen s vybranými zástupci laktobacilů a bifidobakterií. V poslední fázi práce byl zkoumán přechod spécií biogenního prvku selenu, jakožto zástupce přirozených antioxidantů v těle, a to z matky na dítě prostřednictvím raného mateřského mléka – kolostra. V práci byla potvrzena důležitá role kolostra ve výživě novorozenců. V kolostru byla zjištěna přítomnost selenoproteinu P, který je jakožto primární antioxidant přijímán dítětem bezprostředně po narození a přispívá k jeho obranyschopnosti. Celkově lze konstatovat, že i přes nesporný zásadní význam bílkovin pro dětskou výživu představují další biologicky aktivní látky rostlinného původu, případně kombinace probiotik a prebiotik, velký přínos a přispívají ke zvýšení nutriční hodnoty a kvality potravin určených pro dětskou výživu. KLÍČOVÁ SLOVA: selenometabolity, antioxidanty, doplněk stravy, dětská výživa
Vývoj metod pro genetickou analýzu potravin rostlinného původu
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Fialová, Lenka; Márová, Ivana; Brázda, Václav; Doškař, Jiří
Multiplex real-time PCR-HRM is an approach which has gained some attention in recent years. It has already found applications in clinical diagnostics and food authenticity and safety control. Compared to its corresponding singleplex PCR assays, an optimized multiplex PCR assay provides the same information in a fraction of time. First part of this work dealt with isolation of DNA from both fresh fruits and processed commercial products. Six different DNA isolation protocols were tested with fresh fruits – three silica column-based kits, two magnetic carrier-based kits and one conventional protocol. One method was chosen as the most suitable and was applied to DNA isolation from commercial products. These experiments also involved optimisation of the chosen method. The second part of this work was focused on the development of a triplex real-time PCR assay for simultaneous detection of blueberry, strawberry and raspberry, and its application on DNA isolated from commercial products. During DNA isolation, calcium chloride was shown to be a promising agent for removal of pectin from samples. In several samples, presence of raspberry DNA was confirmed by singleplex PCR. We found out that for accurate results of food analysis by this assay, further optimization of its parameters would be needed.
VYUŽITÍ KOMPLEXNÍCH EXTRAKTŮ Z ROSTLIN A MIKROORGANISMŮ V POTRAVINÁŘSTVÍ A KOSMETICE
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Uhlířová, Renata; Márová, Ivana; Kovalčík, Adriána; Vorlová, Lenka
Cílem předložené disertační práce byla optimalizace extrakce a charakterizace extraktů z vybraných rostlin a mikroorganismů, především mikrořas, sinic a karotenoidních kvasinek. Při optimalizaci extrakcí byl sledován vliv charakteru extrakčního činidla, dezintegrace mikrobiálních buněk a vliv speciálních technik, které mohou extrakce usnadnit (sondový a vanový ultrazvuk a mikrovlny). V rámci charakterizace bylo s přihlédnutím na zdrojový materiál analyzováno složení připravených extraktů jak spektrofotometricky, tak pomocí kapalinové a plynové chromatografie. Bylo zjištěno, že nejvhodnější extrakční postup se liší v závislosti na typu materiálů. U vzorků bylin bylo dosaženo nejlepších obsahů aktivních látek při využití extrakce usnadněné pomocí mikrovln, naopak u sinic při extrakci po dobu 24 hodin při laboratorní teplotě. Nejvhodnější metodou po extrakci aktivních látek z kvasinek byla kombinace DMSO, ethanolu a hexanu. Dále byl sledován vliv extraktů na mikrobiální kultury bakterie (E. coli, S. epidermidis, C. acnes) a kvasinku (C. glabrata). Pro sledování cytotoxicity extraktů byly využity testy cytotoxicity MTT a LDH na lidských buněčných liniích HaCaT a Caco2. Antimikrobiální testy prokázaly jak antimikrobiální, tak baktericidní a fungicidní účinek řady extraktů, především esenciálních olejů z levandule lékařské a máty peprné. Naopak při testech cytotoxicity bylo prokázáno, že většina extraktů je v rozmezí do 10 obj.% bezpečná pro využití v potravinářství a kosmetice. Za účelem prodloužení stability byly připravené extrakty enkapsulovány do liposomálních částic obohacených o polymer PHB (0–100 %). U částic byla sledována jejich velikost, polydisperzitní index a koloidní stabilita pomocí přístroje ZetaSizer NanoZS a morfologie pomocí kryoTEM. Extrakty byly enkapsulovány do částic a charakterizovány. U vybraných vzorků byla dále sledována genotoxicita pomocí SOS chromotestu. Jako nevhodnější částice pro enkapsulaci připravených extraktů byly vyhodnoceny klasické liposomy a liposomy s 20 % přídavkem PHB (PHB20). Připravené částice vykazovaly výbornou stabilitu a vysokou enkapsulační účinnost. Testy genotoxicity na modelovém organismu E. coli neprokázaly genotoxický vliv vzorků. Jako další možnost stabilizace vybraných aktivních látek byla v práci využita nanovlákna připravená z polymeru PHB pomocí tří technik zvlákňování a dále želatinová vlákna připravená pomocí elektrospinningu. U vláken byl sledován jejich průměr, uniformita, rozložení na kolektoru pomocí SEM a postupné uvolňování aktivních látek ze struktury vláken. Jako nejvhodnější pro další práci byly na základě analýz zvoleny metody forcespinning a elektrospinning. Díky integraci extraktů do nanovláken bylo docíleno postupného uvolňování aktivních látek. V rámci práce byla navržena a vytvořena řada aplikačních forem z připravených materiálů pro využití v potravinářství a kosmetice. Přídavek extraktu ze zelené kávy a karotenogenních kvasinek k základní emulzi vedl ke zvýšení stability a celkově ke zlepšení vlastností oproti emulznímu základu. Využití emulzí s kávovými a kvasinkovými extrakty by bylo vhodné především jako opalovací krémy, při přídavku extraktu ze sinice Spirulina poté jako denní či noční krémy proti vráskám. Energetické nápoje nového typu na bázi kávy s přídavkem enkapsulovaných rostlinných extraktů umožnily postupné uvolňování kofeinu a antioxidantů.
METODY EXTRAKCE BIOPOLYMERU POLY-3-HYDROXYBUTYRÁTU A JEJICH OPTIMALIZACE
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Pospíšilová, Aneta; Přikryl, Radek; Plachá,, Daniela; Kowalczuk, Marek
Poly-3-hydroxybutyrát (PHB) je biolodegradovatelný a biokompatibilní termoplastický polymer se širokou škálou potenciálních aplikací. Výroba PHB typicky zahrnuje fermentaci obnovitelných surovin bakteriemi. Získávání PHB z bakterií je však často náročné a neefektivní. V této práci jsou zkoumány a porovnány různé metody pro získání PHB, včetně digesce, mechanického rozrušení a extrakce. Jsou diskutovány různé optimalizační strategie, které lze použít ke zlepšení účinnosti izolace PHB. Experimentální a výsledková část popisuje snahy o zlepšení metod izolace, zejména kyselé a mýdlové digesce, které byly vybrány jako potenciálně ekonomické, bezpečné a šetrné k životnímu prostředí. Společně s našimi průmyslovými partnery jsme tyto technologie úspěšně otestovali v čtvrtprovozním měřítku a plánuje se další vývoj. Řešily se také možné aplikace a komercializace PHB. Bylo zjištěno, že PHB může nahradit některé mikroplasty v kosmetice a že toto úsilí má potenciál, protože přítomnost mikroplastů v běžných výrobcích je stále vysoká a na úrovni Evropské unie je plánován jejich zákaz. Dále byla studována tepelná stabilita PHB v závislosti na metodě získávání a byly vyvinuty dvě stabilizační metody, které umožnily použít PHB získaný digescí za použití mýdla v materiálových aplikacích.

Browse

Recent Submissions