Produkce mikrobiálních enzymů a jejich stabilizace enkapsulací
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předložená diplomová práce se zabývá produkcí mikrobiálních enzymů a jejich následnou stabilizací prostřednictvím enkapsulace. Teoretická část diplomové práce se zaměřuje na mikrobiální enzymy, zejména extracelulární hydrolázy, jejich producenty a vlastnosti. V rámci teorie je rovněž diskutována možnost aplikace enzymů v oblasti farmacie a medicíny. Experimentální část diplomové práce byla zaměřena na samotnou produkci mikrobiálních enzymů a jejich stabilizaci. Sledovány byly produkce proteolytických a lipolytických enzymů v závislosti na čase a použitém kultivačním substrátu. Nejvyšší produkce enzymů byla zaznamenána u plísně Aspergillus oryzae při kultivaci na pšeničných otrubách 3. den kultivace. V rámci experimentální části byla dále provedena identifikace, izolace a purifikace enzymů. Podstatnou částí experimentu byla stabilizace naprodukovaných mikrobiálních enzymů prostřednictvím enkapsulace. Připraveny byly alginátové částice, stanovená enkapsulační účinnost se pohybovala v rozmezí 55 až 70 %. S nejvyšší účinností se enkapsulovaly enzymy plísně Aspergillus oryzae. Následně byla ve dvou prostředích (ve vodě a v gelu) v průběhu šesti týdnů sledována dlouhodobá stabilita enkapsulovaných enzymů a srovnána se stabilitou enzymů volných. U volných enzymů došlo během skladování k výraznému poklesu enzymových aktivit, a to především v rozmezí čtvrtého a šestého týdne uchovávání. U enkapsulovaných enzymů byl naopak pozorován nárůst enzymových aktivit. Stabilita byla studována rovněž z pohledu stability částic samotných. Obecně vyšší stabilitu vykazovaly částice uchovávány v prostředí gelu. V předložené diplomové práci bylo testováno i potenciální využití enzymů ve farmacii, jakožto látek podporujících trávení. Dle dosažených výsledků by testované částice s enkapsulovanými mikrobiálními enzymy mohly být vhodné pro vybrané farmaceutické aplikace.
The present thesis deals with the production of microbial enzymes and their subsequent stabilization through encapsulation. The theoretical part focuses on microbial enzymes, especially extracellular hydrolases, their producers and characteristics. Within the theory is also discussed the possibility of the application of enzymes in the field of pharmacy and medicine. Experimental work was focused on the actual production of microbial enzymes and methods for their to stabilization. The production of proteolytic and lipolytic enzymes in dependence on time and the used culture substrate were followed. The highest enzyme production was observed in Aspergillus oryzae when cultured on wheat bran at the third day of cultivation. In the experimental part was further carried out the identification, isolation and purification of enzymes. A substantial part of the experiment was to stabilize produced microbial enzymes by encapsulation. Enzymes were entrapped into alginate particles with encapsulation efficiency in the range of 55-70 %. The highest efficiency exhibited encapsulated enzymes from Aspergillus oryzae. Subsequently, long-term stability of the encapsulated enzyme in two environments (in water and gel) was followed during six weeks incomparison with free enzyme. During storage of free enzyme a significant decrease in enzyme activities occured, especially between the fourth and sixth week of storage. On the contrary, in encapsulated increased enzyme activities were observed. Empty particles exhibited higher stability during storage in the gel than in water. In this thesis potential use of enzymes in the pharmaceutical industry as agents promoting digestion was tested too. According to the results, particles with encapsulated microbial enzymes could be considered as suitable for some pharmaceutical applications.
The present thesis deals with the production of microbial enzymes and their subsequent stabilization through encapsulation. The theoretical part focuses on microbial enzymes, especially extracellular hydrolases, their producers and characteristics. Within the theory is also discussed the possibility of the application of enzymes in the field of pharmacy and medicine. Experimental work was focused on the actual production of microbial enzymes and methods for their to stabilization. The production of proteolytic and lipolytic enzymes in dependence on time and the used culture substrate were followed. The highest enzyme production was observed in Aspergillus oryzae when cultured on wheat bran at the third day of cultivation. In the experimental part was further carried out the identification, isolation and purification of enzymes. A substantial part of the experiment was to stabilize produced microbial enzymes by encapsulation. Enzymes were entrapped into alginate particles with encapsulation efficiency in the range of 55-70 %. The highest efficiency exhibited encapsulated enzymes from Aspergillus oryzae. Subsequently, long-term stability of the encapsulated enzyme in two environments (in water and gel) was followed during six weeks incomparison with free enzyme. During storage of free enzyme a significant decrease in enzyme activities occured, especially between the fourth and sixth week of storage. On the contrary, in encapsulated increased enzyme activities were observed. Empty particles exhibited higher stability during storage in the gel than in water. In this thesis potential use of enzymes in the pharmaceutical industry as agents promoting digestion was tested too. According to the results, particles with encapsulated microbial enzymes could be considered as suitable for some pharmaceutical applications.
Description
Keywords
enzymy, mikrobiální enzymy, extracelulární hydrolázy, Aspergillus oryzae, Phanerochaete chrysosporium, Aureobasidium pullulans, enkapsulace, farmacie, kosmetika, enzymes, microbial enzymes, extracellular hydrolases, Aspergillus oryzae, Phanerochaete chrysosporium, Aureobasidium pullulans, encapsulation, pharmaceuticals, cosmetics
Citation
HAZUCHOVÁ, E. Produkce mikrobiálních enzymů a jejich stabilizace enkapsulací [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Vladimír Velebný, CSc. (člen)
prof. Ing. Oldřich Zmeškal, CSc. (člen)
Date of acceptance
2016-05-30
Defence
Obruča: jak byla měřena proteolytická aktivita, její jednotka
Velebný: jak penetroval substrát při encapsulaci, jak byla prováděna gelace - CaCl
Pekař: proč je maximum v závislosti aktivity na době odběru
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení