Biologické účinky Korálovce ježatého (Hericium erinaceus) a jeho fermentačních produktů v kombinaci s probiotickými bakteriemi
Loading...
Date
Authors
Živná, Kristýna
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předložená diplomová práce se zabývá vývojem a testováním bioaktivních látek získaných z dvou krokové technologie – kultivace houbového mycelia H. erinaceus a následné fermentace pomocí probiotické bakterie L. rhamnosus V rámci práce byli vybráni zástupci bezlepkových obilovin (kukuřice setá, ječné kroupy, rýže setá), kteří byli zkoumáni z nutričního hlediska a analýzou bioaktivních látek. Z hlavních skupin látek byl analyzován celkový obsah sacharidů, bílkovin, polyfenolických látek, profil lipidů a mastných kyselin (GC–FID), a v neposlední řadě lipofilní látky (HPLC) a antioxidační účinky. Za účelem vyhodnocení antimikrobiálního účinku byl analyzován nárůst zástupců grampozitivních a gramnegativních bakterií na vzorcích vodných extraktů pomocí spektrofotometrických metod. Bezpečnost extraktů byla hodnocena pomocí testů cytotoxicity (MTT test) na humánních buněčných liniích Caco-2. Teoretická část práce popisuje charakterizaci lékařské houby Hericium erinaceus a její medicínské využití. Obsahuje charakterizaci bezlepkových obilovin jejich bioaktivních látek a jejich využití v potravinářském průmyslu. Popisuje i použití mléčné fermentace a její využití. V experimentální části byla použita optimalizovaná metoda očkování obilného substrátu myceliem H. erinaceus, s následnou fermentací probiotickou bakterií Lactobacillus rhamnosus. Pomocí spektrofotometrických a chromatografických metod bylo provedeno srovnání chemického složení vzorků ve třech fázích (obilný substrát, substrát s myceliem a substrát s myceliem po fermentaci). Výsledky, ukázaly, že kombinace myceliální kultivace a fermentace výrazně zvýšila nutriční hodnoty obilných substrátů, včetně obsahu bílkovin, polyfenolů a antioxidační aktivity. Fermentace také pozitivně ovlivnila profil mastných kyselin. Některé vzorky vykazovaly zvýšený obsah bioaktivních lipofilních látek jako je lutein nebo ergosterol, Cytotoxické testy potvrdily bezpečnost fermentovaných vzorků. Nejvýraznější antimikrobiální účinek byl zaznamenán v koncentrátech po fermentaci, což potvrzuje potenciál této kombinované technologie pro využití v oblasti vývoje funkčních potravin nebo nutraceutik.
This master´s thesis focuses on the development and testing of bioactive compounds obtained through a two-step process – cultivation of the fungal mycelium Hericium erinaceus followed by fermentation with the probiotic bacterium Lactobacillus rhamnosus. Various gluten-free cereals were selected for the study and examined for their nutritional content and presence of biologically active compounds with antimicrobial and antioxidant effects. The main groups of compounds analysed included total carbohydrates, proteins, polyphenols, lipid and fatty acid profiles (by GC–FID), as well as lipophilic compounds (by HPLC) and antioxidant activity. To evaluate antimicrobial activity, a resazurin-based assay was used to observe bacterial response to aqueous extracts. The safety of the extracts was assessed through cytotoxicity testing (MTT assay) on human Caco-2 cell lines. The theoretical part of the thesis introduces the medicinal mushroom Hericium erinaceus and its therapeutic potential. It also describes the characteristics of gluten-free cereals, their bioactive components, and their applications in the food industry. Additionally, it covers the use of lactic acid fermentation and its benefits. In the experimental part, an optimized method was applied: cereals were first inoculated with H. erinaceus mycelium and then fermented with L. rhamnosus. Using spectrophotometric and chromatographic methods, the chemical composition of the samples was compared across three processing stages (raw cereal, mycelium-inoculated cereal, and fermented cereal). The results show that the combination of fungal cultivation and fermentation significantly enhances the nutritional quality of the cereals, including increased protein, polyphenol content, and antioxidant activity. Fermentation also improved the fatty acid profile. Some samples showed higher levels of bioactive lipophilic compounds such as lutein or ergosterol. Cytotoxicity tests confirmed the safety of fermented samples, with colourful rice and rice flakes even stimulating cell activity. The strongest antimicrobial effects were observed in the supernatants after fermentation, demonstrating the potential of this combined process for developing functional foods or nutraceuticals.
This master´s thesis focuses on the development and testing of bioactive compounds obtained through a two-step process – cultivation of the fungal mycelium Hericium erinaceus followed by fermentation with the probiotic bacterium Lactobacillus rhamnosus. Various gluten-free cereals were selected for the study and examined for their nutritional content and presence of biologically active compounds with antimicrobial and antioxidant effects. The main groups of compounds analysed included total carbohydrates, proteins, polyphenols, lipid and fatty acid profiles (by GC–FID), as well as lipophilic compounds (by HPLC) and antioxidant activity. To evaluate antimicrobial activity, a resazurin-based assay was used to observe bacterial response to aqueous extracts. The safety of the extracts was assessed through cytotoxicity testing (MTT assay) on human Caco-2 cell lines. The theoretical part of the thesis introduces the medicinal mushroom Hericium erinaceus and its therapeutic potential. It also describes the characteristics of gluten-free cereals, their bioactive components, and their applications in the food industry. Additionally, it covers the use of lactic acid fermentation and its benefits. In the experimental part, an optimized method was applied: cereals were first inoculated with H. erinaceus mycelium and then fermented with L. rhamnosus. Using spectrophotometric and chromatographic methods, the chemical composition of the samples was compared across three processing stages (raw cereal, mycelium-inoculated cereal, and fermented cereal). The results show that the combination of fungal cultivation and fermentation significantly enhances the nutritional quality of the cereals, including increased protein, polyphenol content, and antioxidant activity. Fermentation also improved the fatty acid profile. Some samples showed higher levels of bioactive lipophilic compounds such as lutein or ergosterol. Cytotoxicity tests confirmed the safety of fermented samples, with colourful rice and rice flakes even stimulating cell activity. The strongest antimicrobial effects were observed in the supernatants after fermentation, demonstrating the potential of this combined process for developing functional foods or nutraceuticals.
Description
Keywords
Bezlepkové obiloviny, Hericium erinaceus, Lactobacillus rhamnosus, bakterie mléčného kvašení, kyselina mléčná, antimikrobiální aktivita, test cytotoxicity, doplněk stravy, Gluten-free cereals, Hericium erinaceus, Lactobacillus rhamnosus, lactic acid bacteria, lactic acid, antimicrobial activity, cytotoxicity test, dietary supplement
Citation
ŽIVNÁ, K. Biologické účinky Korálovce ježatého (Hericium erinaceus) a jeho fermentačních produktů v kombinaci s probiotickými bakteriemi [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-05-26
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Do jaké skupiny látek patří aktivní látky, které by mohli mít účinky na alzheimerovu chorobu?
Byly měřeny celkové fenoly?
Kolik opakování bylo provedeno u MTT testu?
Má korálovec nějakou vůni?
Jakým způsobem byl vyhodnocován test viability? Co detekuje resazurin? Na jakém principu daná metoda funguje?
prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D.
V abstraktu uvádíte, že používáte bezlepkové a v závorce uvádíte ječmenné kroupy, jsou ječmenné kroupy opravdu bezlepkové?
Zmínila jste, že jste používali pestrobarevnou rýži, můžete to objasnit? Docházelo ke smíchání různých rýži?
Víte, jakým mechanismem působí aktivní látky na alzheimerovu chorobu?
Ovlivňuje použitý substrát pro kultivaci korálovce množství produkovaných aktivních látek?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení