Izolace antibakteriálních sloučenin z kávové sedliny
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Kávová sedlina patří mezi velmi hodnotné lignocelulózové odpady, které by bylo možné zpracovat a využít na izolaci fenolických látek. Mnoho fenolických látek izolovaných z lignocelulozóvých odpadů má antimikrobiální vlastnosti. Cílem této diplomové práce bylo izolovat fenolické látky s extraktu kávové sedliny a stanovit jejich antimikrobiální vlastnosti. Tyto fenolické látky by extrahované dvěma způsoby, extrakci do rozpouštědla (hexan, 75% ethanol, 70% aceton, diethyl éther, a ethyl acetát kyseliny octové) nebo uvolněním pomocí alkoholického kvašení. Všechny izolované vzorky byli charakterizované z hlediska obsahu redukujících cukrů, polyfenolů a flavonoidů. Následně byla posouzena jejich antimikrobiální aktivita použitím agarové difúzní a bujonové diluční metody. Pro stanovení antimikrobiální aktivity byly použity jak zástupci bakterií, tak kvasinek. Z bakterií byly vybrané dva druhy gram-pozitivních bakterií, Bacillus subtilis a Micrococcus luteus a jeden druh gram-negativních a to Serratia marcescens. Z kvasinek byly vybrány druhy Candida glabrata a Saccharomyces cerevisiae. Pro identifikaci fenolických látek v extraktech byla využita vysokoúčinná kapalinová chromatografie Při testech antimikrobiální aktivity fenolických extraktů byl jako nejúčinnější vyhodnocen extrakt kávové sedliny 70% acetonem, ve kterém byly, dle kapalinové chromatografie, identifikovány kyseliny chlorgenová, gallová, kávová a kumarová. Nejméně účinným pak extrakt ethyl acetátem. Následně byly fenolické extrakty lyofilizovány a testovány na antimikrobiální aktivitu. U lyofilizovaných vzorků byl jako neúčinnější inhibitor růst mikroorganismů vyhodnocen extrakt kávové sedliny 70 % ethanolem s obsahem kyselin chlorgenové, gallové a kávové. Fermentací kávové sedliny byly izolovány vzorky s obsahem fenolických látek. Stanovením antimikrobiální aktivity těchto vzorků bylo zjištěno, že všechny vzorky mají velmi dobrý inhibiční účinek pro růst bakterií. Nefiltrované vzorky prokázaly i antimykotické vlastnosti. Ve filtrovaných i nefiltrovaných vzorcích izolovaných fermentací kávové sedliny byly identifikovány kyseliny chlorgenová, kávová a gallová.
Coffee grounds are one of the very valuable lignocellulosic wastes that have been able to be processed and used for isolated phenolic substances. Many phenolic substances isolated from lignocellulosic wastes have antimicrobial properties. Aim of this thesis is isolation phenolic substances from spent coffee grounds extract and their available antimicrobial properties. Two isolation ways were applied to receive phenolic substances from spent coffee grounds: 1) solvent extraction (hexane, 75% ethanol, 70% acetone, diethyl ether, and ethyl acetate) and 2) release of active substances by alcoholic fermentation. All isolated materials were characterized by the viewpoint of concentration of reducing sugars, polyphenols and flavonoids. Subsequently, their antimicrobial activity was determined by using agar diffusion and broth dilution methods. Two gram-positive bacteria (Bacillus subtilis and Micrococcus luteus), one gram-negative bacteria (Serratia marcescens) and two yeasts (Candida glabrata and Saccharomyces cerevisiae) were used for antimicrobial testing. High-performance liquid chromatography (HPLC) was used to identify phenolic substances in the extracts. First, the results showed that the isolated sample with the highest antimicrobial activity was 70% acetone extract. This extract contained chlorogenic acid, gallic acid, caffeic acid and coumaric acid according to HPLC. The ethyl acetate extract showed the lowest antimicrobial activity. Second, after lyophilization, the isolated materials also revealed high antimicrobial activity. The highest antimicrobial activity displayed the materials obtained by the extraction with 70% ethanol. This sample contained chlorogenic acid, gallic acid and caffeic acids. Next, samples with phenolic compounds were obtained by the alcoholic fermentation of spent coffee grounds. These samples showed similarly to the previous solution extracts significant antimicrobial activity. Interestingly, the unfiltered samples received directly after alcoholic fermentation also showed antifungal properties. The characterization of phenolic compounds by HPLC showed similarly as in previous examples that chlorogenic, caffeic and gallic acids were present in these samples.
Coffee grounds are one of the very valuable lignocellulosic wastes that have been able to be processed and used for isolated phenolic substances. Many phenolic substances isolated from lignocellulosic wastes have antimicrobial properties. Aim of this thesis is isolation phenolic substances from spent coffee grounds extract and their available antimicrobial properties. Two isolation ways were applied to receive phenolic substances from spent coffee grounds: 1) solvent extraction (hexane, 75% ethanol, 70% acetone, diethyl ether, and ethyl acetate) and 2) release of active substances by alcoholic fermentation. All isolated materials were characterized by the viewpoint of concentration of reducing sugars, polyphenols and flavonoids. Subsequently, their antimicrobial activity was determined by using agar diffusion and broth dilution methods. Two gram-positive bacteria (Bacillus subtilis and Micrococcus luteus), one gram-negative bacteria (Serratia marcescens) and two yeasts (Candida glabrata and Saccharomyces cerevisiae) were used for antimicrobial testing. High-performance liquid chromatography (HPLC) was used to identify phenolic substances in the extracts. First, the results showed that the isolated sample with the highest antimicrobial activity was 70% acetone extract. This extract contained chlorogenic acid, gallic acid, caffeic acid and coumaric acid according to HPLC. The ethyl acetate extract showed the lowest antimicrobial activity. Second, after lyophilization, the isolated materials also revealed high antimicrobial activity. The highest antimicrobial activity displayed the materials obtained by the extraction with 70% ethanol. This sample contained chlorogenic acid, gallic acid and caffeic acids. Next, samples with phenolic compounds were obtained by the alcoholic fermentation of spent coffee grounds. These samples showed similarly to the previous solution extracts significant antimicrobial activity. Interestingly, the unfiltered samples received directly after alcoholic fermentation also showed antifungal properties. The characterization of phenolic compounds by HPLC showed similarly as in previous examples that chlorogenic, caffeic and gallic acids were present in these samples.
Description
Citation
KURZOVÁ, P. Izolace antibakteriálních sloučenin z kávové sedliny [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Kráčmar, DrSc. (člen)
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2020-09-01
Defence
1. Diplomantka seznámila členy komise s náplní a cílem své diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Diplomantka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny jeho otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
doc. Diviš: Pozor na správnou typografii při označení grafů a dalšího formátování textu. Uvádíte, že fenolické látky jsou někdy označovány jako polyfenoly, můžete to blíže vysvětlit? Pozor na nutnost zařazení bodu 0 v kalibračních křivkách. Co je myšleno tím, že s ohledem na tepelnou kapacity, lze využít kávovou sedlinu jako palivo? Co znamená antibakteriální aktivita -150%.
doc. Obruča: V práci byla využita ke kultivaci na kávové sedlině kvasinka S. cerevisiae za účelem zvýšení extrakce aktivních látek po produkci ethanolu? Jak byl supernatant následně zpracován?
Diplomantka zodpověděla na všechny doplňující dotazy členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. V diskuzi diplomantka prokázala výbornou orientace v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala velmi dobré odborné znalosti i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení