Biotechnologické využití celulosových odpadů karotenogenními kvasinkami

Abstract

Hlavným cieľom bakalárskej práce bolo sledovanie produkcie metabolitov kultiváciou vybraných kmeňov karotenogénnych kvasiniek na odpadných celulózových substrátoch. Karotenogénne kvasinky sú mikroorganizmy, schopné využívať odpadné celulózové substráty, po vhodnej chemickej úprave, ako zdroj energie. Ich kultiváciou dochádza ku kumulácii biologicky aktívnych látok, karotenoidov, mastných kyselín, ergosterolu a ubichinonu. Práca je rozdelená na dve časti, teoretickú a experimentálnu časť. V teoretickej časti sú popísané využívané kmene kvasiniek, metabolity, ktoré boli produkované a odpadné celulózové substráty. V experimentálnej časti je popísané spracovanie celulózových odpadov, kultivácia kvasiniek a využité metódy na stanovenie produkovanej biomasy a metabolitov. Ako hlavné odpadné substráty boli vybrané drevené piliny, konopné pelety a kávova usadenina. Sledovali sa produkčné vlastnosti kmeňov Rhodotorula kratochvilae (CCY 20-2-26), Rhodotorula mucilaginosa (CCY 19-4-6) a (CCY 20-9-7), Rhodosporidium toruloides (CCY 062-002-004), Sporidiobolus metaroseus (CCY 19-6-20), Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6) a Cystofilobasidium macerans (CCY 10-1-2). Výsledky práce ukazujú, že využitie celulózových odpadov ako zdroja živín je možnou alternatívou pre kultiváciu karotenogénnych kvasiniek.

The main objective of the bachelor thesis was to analyze the production of metabolites through the cultivation of selected carotenogenic yeast strains on various waste cellulose substrates. Carotenogenic yeasts are microorganisms capable of utilizing waste cellulose substrates, after suitable chemical pretreatment, as an energy source. Their cultivation leads to the accumulation of biologically active compounds, such as carotenoids, fatty acids, ergosterol, and ubiquinone. The thesis has two main sections: the theoretical part, which encompasses the description of the utilized yeast strains, the produced metabolites, and the waste cellulose substrates, and the experimental part, which details the processing of cellulose waste, yeast cultivation, and the methods employed to determine biomass and metabolite production. The primary waste substrates selected were wood shavings, hemp pellets, and coffee grounds. The study focused on analyzing the production properties of the following yeast strains: Rhodotorula kratochvilae (CCY 20-2-26), Rhodotorula mucilaginosa (CCY 19-4-6) and (CCY 20-9-7), Rhodosporidium toruloides (CCY 062-002-004), Sporidiobolus metaroseus (CCY 19-6-20), Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6), and Cystofilobasidium macerans (CCY 10-1-2). The results of the work show that the utilization of cellulose waste as a nutrient source is a possible alternative for the cultivation of carotenogenic yeasts.