Optimalizace kultivace karotenogenních kvasinek na směsných odpadních substrátech

Abstract

V rámci diplomové práce je řešena problematika kultivací vybraných druhů karotenogenních kvasinek na odpadních produktech potravinářského průmyslu za pomoci laboratorního bioreaktoru. Buňky karotenogenních kvasinek produkují v průběhu kultivace velmi hodnotné metabolity nacházející se převážně v lipidické části buněk. Konkrétně jde o karotenoidy, ergosterol, koenzym Q a mastné kyseliny. Práce je rozdělena na dvě hlavní části, teoretickou část, a praktickou část. V teoretické části jsou popsány jednotlivé druhy kvasinek, typy odpadních substrátů, zkoumané metabolity a metody jejich analýzy. V experimentální části je řešeno zpracování odpadních produktů potravinářského průmyslu, konkrétně živočišného tuku, syrovátky a kávové sedliny do podoby využitelných substrátů pro kultivaci kvasinek. Dále je řešena problematika kultivace se zaměřením na zisk sledovaných metabolitů a jejich analýza pomocí HPLC/PDA a GC/FID. Při práci byly využity kvasinkové rody Rhodotorula mucilaginosa (CCY 19-4-6), Rhodotorula kratochvilae (CCY 20-2-26), Rhodosporidium toruloides (CCY 062-002-001), Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6) a Cystofilobasidium macerans (CCY 10-1-2). Jako jeden z nejlepších kmenů byl vyhodnocen Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6), který dosahoval velmi vysokých produkcí karotenoidů, koenzymu Q a ergosterolu.

The master thesis addresses the issue of cultivation of selected strains of carotenogenic yeasts on waste materials of the food industry using a laboratory bioreactor. Carotenogenic yeasts are able to produce highly valuable metabolites during cultivation, which are located predominantly in the lipid part of the cells. Particularly, they are carotenoids, ergosterol, coenzyme Q and fatty acids. The thesis is divided into two main parts, the theoretical part and the practical part. The theoretical part describes individual yeast strains, types of waste materials, produced metabolites and methods of their analysis. The experimental part deals with the processing of waste materials of the food industry, specifically animal fat, whey and spent coffee grounds into the form of substrates usable as nutrition sources for yeast cultivation. Furthermore, cultivations focused on the recovery of the monitored metabolites and their analysis by using HPLC/PDA and GC/FID assemblies were studied as well. The yeast strains Rhodotorula mucilaginosa (CCY 19-4-6), Rhodotorula kratochvilae (CCY 20-2-26), Rhodosporidium toruloides (CCY 062-002-001), Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6) a Cystofilobasidium macerans (CCY 10-1-2) were used in this work. As one of the best producing strains Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6) was found, which achieved very high productions of carotenoids, coenzyme Q and ergosterol.