Produkce pigmentů a lipidických látek mikroorganismy na odpadních substrátech potravinářského průmyslu

Abstract

Předložená bakalářská práce se zabývá produkcí karotenoidů, lipidů a jiných látek vybranými kmeny karotenogenních kvasinek, autotrofních řas. Vybrané kmeny byly kultivovány v produkčním médiu o různém složení, obsahujícím odpadní substráty z potravinářského průmyslu. Vybrané kmeny byly vystaveny různé formě stresu, za účelem zvýšení produkce zmíněných metabolitů. Teoretická část nám poskytuje informace o daných kmenech kvasinek a řas, dále informace o sledovaných metabolitech jako jsou lipidy, karotenoidy, ergosterol, ubichinon a chlorofyl. V neposlední řadě se studie zabývá možností stanovení těchto látek. Experimentální část vysvětluje postupy kultivace jednotlivých kmenů kvasinek a mikrořas. Dále se zaměřuje na popis jednotlivých metod stanovení sledovaných metabolitů. Výsledková část porovnává produkci biomasy, metabolitů a lipidů jednotlivými kmeny kvasinek a mikrořas. Jako vybrané kvasinek byly použity Sporidiobolus pararoseus, Sporidiobolus metaroseus, Sporobolomyces roceus, Phaffia rhodozyma a Dioszegia hungarica. Vybranými kmeny mikrořas byly Desmodesmus acutus, Desmodesmus quadricauda, Scenedesmus dimorphus a Chlamydomonas reinhardtii. U zmíněných kmenů byly testovány optimální podmínky média pro produkci metabolitů a lipidů. Z našich výsledků vyplývá, že optimální poměr uhlíku a dusíku pro produkci sledovaných metabolitů při aplikaci kávového hydrolyzátu byl C/N 13 a C/N 25. U mikrořas měla zvýšená koncentrace dusíkatého zdroje negativní vliv na produkci lipidů. Nejvhodnější kmen mikrořas pro využití dusíku v různých koncentracích byl Chlamydomonas reinhardtii. Sporidiobolus metaroseus se poté prokázal jako nejvhodnější kmen pro produkci metabolitů s využitím kávového hydrolyzátu.The presented study is focused on production of carotenoids, lipids and other substances by carotenogenic yeasts and autotrophic algae. Studied strains were cultivated in media with different composition, including waste substrates from food industry. Studied strains were cultivated under stress conditions to enhance the production of desired metabolites. The theoretical part deals with the information about yeasts and algae, with the information about monitored metabolites such as lipids, carotenoids, ergosterol, ubichinon or chlorophyll. Furthermore, the theoretical part deals with possible methods of metabolite analysis. The experimental part deals with the description of cultivation of yeats and algae. Also experimental part is focused on the description of individual methods. The result part deals with comparition of production of biomass, metabolits and lipids. The selected strains of yeast were Sporidiobolus pararoseus, Sporidiobolus metaroseus, Sporobolomyces roceus, Phaffia rhodozyma and Dioszegia hungarica. The selected strains of algae were Desmodesmus acutus, Desmodesmus quadricauda, Scenedesmus dimorphus and Chlamydomonas reinhardtii. We were optimized conditions for metabolites and lipids production. Optimal medium, which contained coffee hydrolyzate was with carbon to nitrogen ratio C/N 25. Nitrogen in higher concentration had negative effect on production of lipids. The most suitable strain for effective use of nitrogen in different concentrations was Chlamydomonas reinhardtii. The most suitable strain of yeast for effective use of coffee hydrolyzate was Sporidiobolus metaroseus.