Produkce vybraných kvasinkových metabolitů využitelných do potravinových doplňků
Loading...
Date
Authors
Němcová, Andrea
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Karotenoidy sú prirodzene sa vyskytujúce pigmenty rastlín, ktoré sú tiež produkované mnohými baktériami a hubami. Predstavujú jednu z najviac rozšírených skupín prírodných antioxidantov s významnými biologickými účinkami a mnohými priemyselnými aplikáciami. V tomto smere je zvýšený záujem o karotenoidy ako prirodzené antioxidanty, ktoré majú mimo iné schopnosť znižovať prejavy chronických ochorení, patologických stavov u ľudí a celkovo spomaľujú proces stárnutia. Používajú sa prevažne v potravinárskom priemysle, ale hojne sú využívané aj v chemickom, farmaceutickom či kozmetickom priemysle. Jednou z možností získavania týchto látok je využívanie potenciálu červených kvasiniek, ktoré sú schopné prevádzať rôzne substráty v karoténové pigmenty. V predloženej práci boli testované kvasinky patriace do rodov Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium z hľadiska využívania vybraných odpadových substrátov. Boli tiež podrobené náhodnej mutagenéze za účelom zvýšenia produkcie biomasy a špecifických metabolitov – karotenoidov a iných lipidických látok. Ako alternatívne nutričné zdroje boli testované odpadové substráty z poľnohospodárskej a potravinárskej výroby (repka, ryža, pšeničné otruby, jablčná vláknina, cestoviny a lignocelulózové materiály). V niektorých produkčných médiách boli odpadové materiály hydrolyzované extracelulárnymi hydrolytickými enzýmami alebo komerčnými enzýmami za cieľom rozloženia komplexných sacharidických substrátov na jednoduché cukry utilizovateľné kvasinkami. Všetky testované kvasinkové kmene boli schopné využívať tieto odpadové materiály ako jediný zdroj uhlíka a zároveň produkovať pigmenty a obohatenú biomasu. V tejto práci bola študovaná charakterizácia karotenogénnych kvasiniek využitím molekulárnych techník. K tomuto účelu boli amplifikované medzidruhové konzervované sekvencie genómovej DNA, špeciálne oblasti rDNA D1/D2 ribozomálnej podjednotky a úseky ITS1 a 5,8-ITS2 rDNA. Tieto sekvencie boli podrobené analýze pomocou metódy DGGE k porovnaniu odlišností medzi jednotlivými karotenogénnymi kvasinkami. Technika izolácie intaktnej DNA bola optimalizovaná pre karyotypovú charakterizáciu kvasiniek metódou pulznej elektroforézy (PFGE). Jednotlivé karyotypy testovaných kvasiniek obsahovali viditeľné odlišnosti medzi kvasinkovými druhmi a rodmi.
Carotenoids are naturally occurring pigments of plants also produced in many bacteria, and fungi. They represent one of the widest group of natural antioxidants with significant biological effects and numerous of industrial applications. There is an increased interest in carotenoids as natural antioxidants for their ability to reduce chronic diseases, various pathological stages and aging. The area of their application concerns mainly food industry; however, they are used in chemical, pharmaceutical, and cosmetics industry as well. One possibility is study of potential of red yeasts that are able to convert various substrates into carotenoid pigments. In presented thesis carotenogenic yeast belonging to the genus Rhodotorula, Sporobolomyces and Cystofilobasidium were tested for ability to use of selected waste substrates and also random mutagenesis in order to increase the production of biomass and specific metabolites – carotenoids and other lipid-soluble substances. As alternative nutrient sources derived from waste substrates from agricultural and food production (rapeseed substrate, rice, wheat, apple fiber, pasta and lignocellusic materials) were tested. To selected production media extracellular hydrolytic enzymes or commercial enzymes degrading polysaccharide were added. All tested red yeast strains were able to utilize these substrates as the only carbon source and simultaneous produce carotenoid enriched biomass. In this work, characterization of carotenogenic yeast using molecular techniques was studied. For this usage, interspecific variables of strongly conserved sequences of genomic DNA, especially rDNA D1/D2 large ribosomal subunit and ITS1 and 5,8-ITS2 rDNA regions were amplified. These sequences were subjected analysed by DGGE method to compare differences of carotenogenic yeasts. Isolation procedure of the intact DNA were optimized for caryotypic yeast characterization by pulsed field gel electrophoresis (PFGE). The karyotype of tested yeasts contain visible differences between yeast species and genera.
Carotenoids are naturally occurring pigments of plants also produced in many bacteria, and fungi. They represent one of the widest group of natural antioxidants with significant biological effects and numerous of industrial applications. There is an increased interest in carotenoids as natural antioxidants for their ability to reduce chronic diseases, various pathological stages and aging. The area of their application concerns mainly food industry; however, they are used in chemical, pharmaceutical, and cosmetics industry as well. One possibility is study of potential of red yeasts that are able to convert various substrates into carotenoid pigments. In presented thesis carotenogenic yeast belonging to the genus Rhodotorula, Sporobolomyces and Cystofilobasidium were tested for ability to use of selected waste substrates and also random mutagenesis in order to increase the production of biomass and specific metabolites – carotenoids and other lipid-soluble substances. As alternative nutrient sources derived from waste substrates from agricultural and food production (rapeseed substrate, rice, wheat, apple fiber, pasta and lignocellusic materials) were tested. To selected production media extracellular hydrolytic enzymes or commercial enzymes degrading polysaccharide were added. All tested red yeast strains were able to utilize these substrates as the only carbon source and simultaneous produce carotenoid enriched biomass. In this work, characterization of carotenogenic yeast using molecular techniques was studied. For this usage, interspecific variables of strongly conserved sequences of genomic DNA, especially rDNA D1/D2 large ribosomal subunit and ITS1 and 5,8-ITS2 rDNA regions were amplified. These sequences were subjected analysed by DGGE method to compare differences of carotenogenic yeasts. Isolation procedure of the intact DNA were optimized for caryotypic yeast characterization by pulsed field gel electrophoresis (PFGE). The karyotype of tested yeasts contain visible differences between yeast species and genera.
Description
Citation
NĚMCOVÁ, A. Produkce vybraných kvasinkových metabolitů využitelných do potravinových doplňků [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2014.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie
Comittee
Date of acceptance
2014-12-10
Defence
Předseda komise představil doktorandku Ing. Hároníkovou a předal jí slovo. Následovala powerpointová prezentace, v níž doktorandka představila podstatné výsledky své práce. Doktorandka publikovala řadu článků v impaktovaných a také v recenzovaných časopisech. Zúčastnila se velkého množství konferencí.
Oba oponentské posudky byly pozitivní a doporučovaly práci k obhajobě, viz. zhodnocení přínosu práce.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení