Enkapsulace přírodních antimikrobiálních látek do různých typů částic

Abstract

Bakalářská práce se zabývá enkapsulací přírodních antimikrobiálních látek do různých typů částic. Práce se zaměřuje na zvýšení antimikrobiální aktivity potravin a nápojů přidáním enkapsulovaných aktivních látek z extraktů řas a kvasinek. V teoretické části byly shromážděny informace z odborné literatury o antimikrobiálních látkách, jejich účinnosti a zdrojích. Dále byly do práce zahrnuty informace o nanostrukturách, materiálech pro jejich přípravu a postupy přípravy. Poté byly zmíněny také informace o metodách enkapsulace a aplikaci a využití enkapsulovaných antimikrobiálních látek. V experimentální části byly analyzovány čtyři vzorky řas, konkrétně komerční Chlorella a Spirulina, kultivovaná Chlorella vulgaris a Chlamydomonas reinhardtii a jedna kvasinka Rhodosporidium toruloides. V připravených extraktech byla stanovena antioxidační kapacita, obsah celkových polyfenolů, pigmenty a antimikrobiální aktivita. Nejlepší výsledky ve většině měření vykazovala kultivovaná řasa Chlamydomonas reinhardtii a v některých případech Chlorella vulgaris. Byly vyhodnoceny nejlepší vzorky a z nich byly připraveny tři typy částic, a to liposomy, chitosomy a alginátové částice. Připravené částice byly dále charakterizovány. Byla stanovena jejich velikost, polydisperzita, zeta potenciál, enkapsulační účinnost, stabilita částic v modelovém prostředí a antimikrobiální aktivita. Dále byla diskutována biokompatibilita částic a jejich vhodné formulace pro praktické využití. Nejlepší výsledky byly v případě chitosomů, především s Chlamydomonas reinhardtii a nejhorší v případě alginátových částic, zejména s obsahem Rhodosporidium toruloides. Ze získaných dat vyplývá potenciál využití především chitosomů v potravinářství.

This bachelor's thesis focuses on the encapsulation of natural antimicrobial compounds into various types of particles. The work aims to enhance the antimicrobial activity of foods and beverages by incorporating encapsulated active substances derived from algal and yeast extracts. The theoretical part compiles information from scientific literature on antimicrobial agents, their effectiveness, and sources. Additionally, it includes an overview of nanostructures, materials used for their preparation, and preparation techniques. Methods of encapsulation and the application and use of encapsulated antimicrobial compounds are also discussed. In the experimental part, four algal samples were analysed: commercial Chlorella and Spirulina, cultured Chlorella vulgaris and Chlamydomonas reinhardtii, and one yeast strain, Rhodosporidium toruloides. The prepared extracts were evaluated for antioxidant capacity, total phenolics content, pigment composition, and antimicrobial activity. The cultured alga Chlamydomonas reinhardtii showed the best results in most measurements, followed in some cases by Chlorella vulgaris. Based on these results, the best-performing samples were selected for the preparation of three types of particles: liposomes, chitosomes, and alginate particles. The prepared particles were further characterized in terms of size, polydispersity, zeta potential, encapsulation efficiency, stability in a model environment, and antimicrobial activity. Furthermore, the biocompatibility of the particles and their suitability for practical application were discussed. The best results were achieved with chitosomes, particularly those containing Chlamydomonas reinhardtii, while the poorest performance was observed in alginate particles, especially those containing Rhodosporidium toruloides. The obtained data indicate the potential of chitosomes for applications in the food industry.