Biotechnologická koprodukce polyhydroxyalkanoátů a mikrobiálních pigmentů

Abstract

Diplomová práce se zaobírá studiem vhodných podmínek pro kultivaci bakterií vybraných rodů Janthinobacterium, konkrétně kmene CCM 160 a CCM 1888, a Massilia, konkrétně kmeny CCM 8695, CCM 8733, CCM 8941, CCM 8692 a CCM 8877 z České sbírky mikroorganismů. Cílem práce bylo nalézt nejideálnější kultivační objem, vhodný zdroj uhlíku a porovnat výsledky dynamické a statické kultivace. Zároveň byl z používaných kmenů vybrán jeden, který se jevil jako nejlepší producent sledovaných metabolitů. Při kultivaci byla pozorována produkce fialového pigmentu violaceinu, červeného pigmentu prodigiosinu a současná koprodukce polyhydroxyalkanoátů (PHA). Violacein byl extrahován pomocí metanolu a koncentrace obsahu vyprodukovaného violaceinu byla měřena pomocí UV/VIS spektrofotometrie. Prodigiosin byl stanovován také spektrofotometricky přímo z kultivačního média. Obsah PHA byl zjišťován pomoci plynové chromatografie. Údaje byly porovnány a bylo zjišťováno, zdali se produkce metabolitů navzájem ovlivňuje. Na základě výsledků bylo zjištěno, že nejlepším producentem sledovaných metabolitů se stal Janthinobacterium lividum CCM 160, kultivovaný dynamicky v objemu 50 ml média v 250 ml Erlenmayerových baňkách po dobu 120 hodin, přičemž nejvhodnějším zdrojem uhlíku se ukázala být sacharóza.This diploma thesis focuses on studying the optimal conditions for the cultivation of bacteria from selected genera, specifically Janthinobacterium strains CCM 160, CCM 1888, and Massilia strains CCM 8695, CCM 8733, CCM 8941, CCM 8692, and CCM 8877 from the Czech Collection of Microorganisms. The most suitable conditions for bacterial growth were investigated. The aim of the study was to determine the optimal cultivation volume, an appropriate carbon source, and the impact of dynamic and static cultivation. One of the tested strains was selected as the best producer of the studied metabolites. During cultivation, the production of the purple pigment violacein, the red pigment prodigiosin, and coproduction of polyhydroxyalkanoates (PHA) was observed. Violacein was extracted using methanol, and its concentration was measured via UV/VIS spectrophotometry. Prodigiosin was equally quantified spectrophotometrically, however it was measured directly from the cultivation medium. The PHA content was analyzed using gas chromatography. The obtained data were compared to determine whether the production of these metabolites influenced each other. Based on the results, the most efficient producer of the studied metabolites was Janthinobacterium lividum CCM 160, cultivated under dynamic conditions in 50 ml of medium in 250 ml Erlenmeyer flasks for 120 hours, with sucrose identified as the most suitable carbon source.