Produkce biocidních látek pro kosmetické účely s pomocí vybraných mikroorgansimů

Abstract

Stresové podmínky, zejména oxidační stres, mohou významně ovlivnit metabolismus kvasinek a mikrořas a vést ke zvýšené produkci bioaktivních látek s potenciálním využitím v kosmetickém průmyslu. Mezi tyto látky patří především lipidy, lipofilní antioxidanty (ubichinon, ergosterol, karotenoidy), glukany a extracelulární polymerní látky, které vykazují řadu biologických účinků včetně antimikrobiální aktivity. Tato bakalářská práce se zaměřuje na sledování metabolických odpovědí vybraných kmenů kvasinek a mikrořas na oxidační stres vyvolaný přídavkem peroxidu vodíku. Teoretická část shrnuje biologii zkoumaných mikroorganismů, charakteristiku jejich metabolitů a potenciál jejich biotechnologického využití. Cílem praktické části bylo zhodnotit vliv oxidačního stresu na produkci uvedených metabolitů, optimalizovat jejich izolaci a kvantifikaci pomocí gravimetrických, spektrofotometrických a chromatografických metod a následně ověřit jejich antimikrobiální aktivitu. Výsledky ukázaly, že oxidační stres může stimulovat biosyntézu některých metabolitů, například beta-glukanů a ubichinonu u Saccharomyces cerevisiae nebo lipidů u Metschnikowia pulcherrima a Phaffia rhodozyma. Vybrané kmeny vykazovaly výraznou antimikrobiální aktivitu – například biomasa M. pulcherrima dosáhla inhibice růstu Candida glabrata přes 90%. Závěrem lze konstatovat, že stresované mikroorganismy představují perspektivní zdroj bioaktivních látek vhodných pro použití v kosmetickém průmyslu.Stress conditions, particularly oxidative stress, can significantly influence the metabolism of yeasts and microalgae, leading to increased production of bioactive compounds with potential applications in the cosmetic industry. These compounds include mainly lipids, lipophilic antioxidants (ubiquinone, ergosterol, carotenoids), glucans, and extracellular polymeric substances, all of which exhibit various biological effects, including antimicrobial activity. This bachelor’s thesis focuses on evaluating the metabolic responses of selected yeast and microalgae strains to oxidative stress induced by the addition of hydrogen peroxide. The theoretical part summarizes the biology of the studied microorganisms, the characteristics of their metabolites, and their potential for biotechnological use. The aim of the experimental part was to assess the effect of oxidative stress on the production of these metabolites, optimize their isolation and quantification using gravimetric, spectrophotometric, and chromatographic methods, and subsequently verify their antimicrobial activity. The results showed that oxidative stress can stimulate the biosynthesis of certain metabolites, such as -glucans and ubiquinone in Saccharomyces cerevisiae, or lipids in Metschnikowia pulcherrima and Phaffia rhodozyma. Selected strains also exhibited significant antimicrobial activity—for instance, biomass from M. pulcherrima achieved over 90% inhibition of Candida glabrata growth. In conclusion, stress-exposed microorganisms represent a promising source of bioactive substances suitable for use in cosmetic applications.