Produkce metabolitů vybranými kmeny průmyslových kvasinek v průběhu různých fází buněčného růstu

Abstract

Predložená bakalárska práca je zameraná na priemyselné využitie vybraných kvasinkových kmeňov z hladiska ich produkcie primárnych a sekundárnych metabolitov v jednotlivých fázach rastu. Okrem optimálnych podmienok je v práci diskutovaný rovnako i vplyv exogénnych stresových faktorov na nárast biomasy a metabolizmus kvasinkových buniek, a to predovšetkým pôsobenie oxidačného a solného stresu. V experimentálnej časti práce bola stanovená rastová krivka pre priemyselnú karotenoidnú kvasinku Phaffia rhodozyma. Bol sledovaný nárast biomasy, ktorý dosiahol maximum v 90. hodine kultivácie kvasinky (5,441 g/l). Ďalej bola sledovaná biosyntéza hlavného pigmentu astaxantínu ako sekundárneho metabolitu, ktorého podiel vzhladom k celkovým karotenoidom činí najviac 50 %. Rovnako bola pozorovaná i produkcia ergosterolu ako primárneho produktu, jeho celkový obsah v sušine biomasy tvorí 0,11 %. V závere práce je porovnávaná produkcia pri optimálnych podmienkach s výťažkami astaxantínu biosyntetizovaného v prostredí so stresovým faktorom. Z výsledkov jednoznačne vyplýva, že prídavky exogénneho stresu pôsobia pozitívne na nárast biomasy i na produkciu študovaného metabolitu. Pre priemyselné aplikácie by bola najvhodnejšia kombinácia 2% chloridu sodného pridávaného do inokulačného média a 5 mM peroxidu vodíka v produkčnom médiu.Presented bachelor thesis is focused on industrial application of chosen yeast strains. Principal interest of work is to study production of primary and secondary metabolites during individual growth phases. Optimal growth conditions as well as influence of exogenous stress factors (mainly oxidative and/or salt stress) on cell growth and yeast metabolism are discussed. In experimental part growth curve of industrial strain Phaffia rhodozyma was determined. Biomass increase (maximum in 90th hour 5,441 g/l), astaxanthin production (secondary metabolite) and/or ergosterol biosynthesis (primary metabolite) were observed. The best ration of astaxanthin to total carotenoids was 50 %. Next studied metabolite was ergosterol, its total amount in dry biomass was 0.11 %. In conclusion astaxanthin amounts produced in optimal growth conditions were compared with yields obtained under stress cultivations. Results of stress experiments illustrate positive influence of stress factors on cell growth as well as on astaxanthin biosynthesis. Low concentration of salt (2% NaCl) added in inoculum with 5 mM hydrogen peroxide in production medium would be the best combination in industrial applications.