Využití různých typů odpadních proteinových substrátů kvasinkami

Abstract

Táto diplomová práca sa zaoberá produkciou mikrobiálnej biomasy pomocou vybraných kmeňov oleogénnych kvasiniek Rhodotorula kratochvilovae (CCY 20-2-26), Rhodotorula toruloides (CCY 62-2-4), Metschnikowia pulcherrima clade (CCY 029-002-149) kultivovaných na vedľajších proteínových produktoch potravinárskej výroby, ako sú srvátka, pivovarské droždie, ľanové výlisky a kuracie perie. Hlavným cieľom práce bolo optimalizovať podmienky kultivácie so zameraním na zvýšenie obsahu dusíkatých látok v kvasinkovej biomase a zároveň sledovať schopnosť jednotlivých kmeňov syntetizovať vybrané bioaktívne metabolity – lipidy, karotenoidy, -glukány, ergosterol a ubichinón. Teoretická časť poskytuje prehľad biologických vlastností vybraných kmeňov kvasiniek, opisuje významné metabolity a ich metabolické dráhy a obsahuje charakterizáciu použitých vedľajších proteínových produktov. V experimentálnej časti boli odpadné substráty hydrolyzované a použité ako zdroj dusíka pre kultiváciu zvolených kvasiniek s následnou analýzou a zhodnotením získanej biomasy. V závislosti od typu odpadného substrátu sa preukázala rozdielna schopnosť jednotlivých kmeňov akumulovať dusík, s najvyššou akumuláciou dusíkatých látok – hrubej bielkoviny v biomase kvasinky Rhodotorula toruloides s 40,94 g/100 g biomasy, ktorá bola kultivovaná na hydrolyzáte ľanu a Metschnikowia pulcherrima clade s 39,27 g/100 g biomasy kultivovanej na hydrolyzáte srvátkového proteínu. Využitie potravinárskych odpadov ako alternatívnych surovín predstavujte ekonomicky prínosné riešenie v súlade s princípmi cirkulárnej ekonomiky.

This Diploma Thesis focuses on the production of microbial biomass using selected strains of oleaginous yeasts Rhodotorula kratochvilovae (CCY 20-2-26), Rhodotorula toruloides (CCY 62-2-4), and Metschnikowia pulcherrima clade (CCY 029-002-149), cultivated on protein-rich by-products from the food industry such as whey, brewer’s yeast, flaxseed press meal, and chicken feathers. The main objective was to optimize cultivation conditions with an emphasis on increasing the nitrogen content in the yeast biomass, while also monitoring the ability of individual strains to synthesize selected bioactive metabolites—lipids, carotenoids, -glucans, ergosterol, and ubiquinone. The theoretical part provides an overview of the biological characteristics of the selected yeast strains, describes the studied metabolites and their metabolic pathways, and characterizes the utilized protein-rich waste substrates. In the experimental section, the waste substrates were hydrolyzed and used as nitrogen sources for the cultivation of selected yeasts, followed by analysis and evaluation of the enriched biomass. epending on the type of waste substrate, the ability of individual yeast strains to accumulate nitrogen varied, with the highest accumulation of nitrogenous compounds – crude protein – observed in the biomass of Rhodotorula toruloides, reaching 40.94 g/100 g of biomass when cultivated on flaxseed hydrolysate, and Metschnikowia pulcherrima clade, with 39.27 g/100 g of biomass when cultivated on whey protein hydrolysate.The use of food industry by-products as alternative raw materials represents an economically beneficial approach aligned with the principles of circular economy.