Sledování vývoje primárního gushingu v závislosti na čase

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta potravinářské a biochemické technologie SVK 2016

Seznam sekcí a složení komisí – ústav 319

Sekce: Komise: Předseda: Členové:

Soutěžící:

Sekce :

Biotechnologie I (přednášková) Knihovna ústavu 319, 9:00 doc. Dr.Ing. Petra Patáková Ing. Olga Maťátková, PhD Ing. Lukáš Jelínek, PhD Bc. David Bandy (M2) Bc. Jana Doležalová (M2) Bc. Nataliya Holovatska (M2) Bc. Jana Michailidu (M2) Bc. Marcela Nováková (M2) Bc. Zora Pecháčová (M2) Lukáš Pekárek (B3) Bc. Kateřina Staňková (M2) Bc. Zuzana Vonková (M2) Bc. Nikola Zralá (M2)

Biotechnologie I (přednášková)

Sledování vývoje primárního gushingu v závislosti na čase Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. David Bandy M2 Biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D., Ing. Michaela Poštulková

Gushing (přepěňování) je negativní fenomén, při kterém dochází k prudkému úniku sycené kapaliny ven z transportního obalu v důsledku poklesu tlaku nad kapalinou (otevření transportního obalu). Pivo se zdá být k tomuto jevu nejnáchylnější, protože obsahuje extrakt sladu, který může být kontaminován plísněmi produkujícími tzv. hydrofobiny (malé povrchově aktivní proteiny). V důsledku interakce mezi hydrofobiny a CO2 pak vzniká jev, jež se nazývá primární gushing. Primární gushing je velmi náročný na studium, především z důvodu komplexnosti složení piva. Prakticky byl tento problém řešen pomocí modelového roztoku, který obsahoval pouze sycenou vodu a izolát hydrofobinů typu HFBII. V práci byl testován vliv doby skladování izolátu, čas a frekvence mechanického pohybu na intenzitu přepěňování. Pro měření gushingu byl použit Modifikovaný Carslberg test (MCT). Bylo zjištěno, že skladování izolátu nemá vliv na sílu gushingu (hydrofobiny jsou dlouhodobě stabilní), dále bylo dle literatury potvrzeno, že doba mechanického pohybu vede k intenzivnějšímu gushingu a nově bylo zjištěno, že vyšší frekvence mechanického pohybu způsobuje silnější přepěňování. Díky těmto poznatkům je možné prakticky upravit nastavení používaných testů tak, aby byla tendence k přepěňování stanovitelná reprodukovatelně.


Vliv teploty na profil mastných kyselin kvasinek izolovaných z vinařského průmyslu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Doležalová M2 Ústav biotechnologie Ing. Irena Kolouchová Ph.D., Ing. Lucia Gharwalová

V tradičních biotechnologiích se s odpadními surovinami zachází různým způsobem. Mezi odpadní meziprodukty z těchto procesů patří i kvasinky. V pivovarství se odpadní kvasnice využívají např. pro krmné účely nebo je možné je využít jako zdroj výživově významných mastných kyselin. V rámci vinařského průmyslu je v České republice každoročně vyprodukováno přibližně 3300 tun hrubých kalů, které obsahují kvasinky po hlavním kvašení. Ve vinařském průmyslu se ovšem vinné kaly likvidují jako odpad. Cílem této práce bylo prozkoumat změny profilu mastných kyselin vinařských kvasinek v závislosti na teplotě a možnost využití mastných kyselin jako způsob zhodnocení odpadních kalů. Za tímto účelem byla stanovena růstová charakteristika jedenácti vybraných kvasinkových kmenů izolovaných z vinařského průmyslu, kultivovaných při teplotách 5, 10, 20, 30 a 40 °C, měřením optické density vzorků odebíraných v pravidelných intervalech po celou dobu kultivace. Další fází výzkumu je analýza složení mastných kyselin biomasy získané kultivacemi a analýza obsahu mastných kyselin a mikrobiálního složení vinných kalů.

Působení anti-biofilmových látek na Gram-negativní bakterie Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Nataliya Holovatska M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Masák, CSc.; Ing. Martina Paldrychová

Bakterie mají schopnost vytvářet heterogenní strukturovaná společenství, produkovat v nich extracelulární polymerní matrici, adherovat k libovolnému povrchu a přetrvávat takto ve formě biofilmu. Biofilmy v lidském těle lépe odolávají reakcím imunitního systému a jsou rezistentní vůči běžně používaným antibiotikům a dezinfektantům. Přispívá k tomu mimo jiné i vysoká hustota populace mikroorganismů v biofilmu, a s ní související mezibuněčná komunikace QS (quorum sensing) prostřednictvím signálních molekul. QS umožňuje expresi genů zodpovědných za virulentní chování buněk. V této práci byl testován vliv mukolytického činidla N-acetylcysteinu a esenciálního oleje cinnamaldehydu na suspenzní růst a počáteční tvorbu biofilmu vybraných kmenů gramnegativních bakterií Serratia marcescens a Pseudomonas aeruginosa. Bylo provedeno stanovení minimální inhibiční koncentrace (MIC80) obou účinných látek pomocí mikrokultivačního zařízení Bioscreen. Nejnižší stanovená MIC80 cinnamaldehydu pro suspenzní buňky S. mercescens odpovídala hodnotě 250 mg/l. V průběhu kultivace byly získány odběry pro stanovení viability buněk metodou MTT a stanovení signálních molekul pomocí biosenzoru.


Buněčná signalizace mikroorganismů a možnosti jejího ovlivnění Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Michailidu M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Alena Čejková, Csc., Ing. Martina Paldrychová

Hledání nových cest, jak bojovat proti rezistentním mikroorganismům, se stalo ožehavým tématem posledních let. Společně s objevem quorum sensing se objevily také nové možnosti ovlivňování patogenity těchto mikroorganismů - bylo totiž zjištěno, že úspěšná komunikace v rámci mikrobní populace přímo indukuje vznik virulentních faktorů jako je například tvorba biofilmu, či produkce toxinů. Cílem námi realizovaných experimentů bylo stanovení účinnosti chitosanu, polysacharidu vyrobeného částečnou deacetylací chitinu, v boji proti gramnegativním i grampozitivním bakteriím. Aktivita chitosanu byla určována různými metodami – barvením krystalovou violetí jsme byli schopni určit přítomnost proteinů a DNA, pomocí enzymatické reakce s MTT jsme určili metabolickou aktivitu a stanovením komunikačních molekul – pomocí geneticky modifikovaného kmenu Agrobacterium tumefaciens, neschopného produkovat vlastní komunikační molekuly – jsme určili inhibici quorum sensing. Vyšlo najevo, že chitosan účinně ovlivňuje jak adhezi buněk v suspenzi, tak buňky v již narostlém biofilmu, a to u grampozitivních

Vplyv nanočastíc kovov na tvorbu reaktívnych kyslíkových radikálov u Trichosporon cutaneum Autor: Ročník: Ústav: Školiteľ:

Bc. Marcela Nováková M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Alena Čejková, CSc.; Ing. Karolína Pádrová

V posledných rokoch sa do popredia dostávajú častice v mierke niekoľkých nanometrov tzv. nanočastice. Tieto častice tvoria základ mnohých technologických a biologických inovácií. Záujem o ich využitie vychádza predovšetkým z výhodných fyzikálnych, chemických a biologických vlastností, ktoré sú dané ich malou veľkosťou a tvarom. Vďaka týmto vlastnostiam sú častice schopné interagovať s bunkovými povrchmi a následne nimi prenikať, čím sa zapájajú do rôznych metabolických procesov. V mnohých prípadoch spôsobujú narušenie správneho chodu intracelulárnych reakcií, ktoré vedú k zvýšenej tvorbe reaktívnych foriem kyslíka a v prípade nedostatočnej produkcie antioxidačných enzýmov, zodpovedných za detoxikáciu bunky, aj následnú smrť bunky. Vzhľadom k veľkému uplatneniu nanočastíc vznikajú riziká spojené s ich používaním a to v uvoľňovaní väčšieho množstva častíc do životného prostredia. Práve preto sme sa v tejto práci zamerali na sledovanie hladiny reaktívnych foriem kyslíka, ktoré sú vytvárané po expozícii buniek s nanočasticami kovov (Ag, Au, Fe), kde nám ako modelový mikroorganizmus slúžila pôdna kvasinka Trichosporon cutaneum. Taktiež bol sledovaný vplyv týchto nanočastíc na morfológiu buniek.


Hodnocení fyziologického stavu a sporulačního cyklu bakterií rodu Clostridium Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Zora Pecháčová M2 Ústav biotechnologie Ing. Barbora Branská, Ph.D.

Solventogenní klostridie jsou charakterizovány produkcí organických kyselin a rozpouštědel v procesu aceton-butanol-etanolové fermentace. V průběhu svého životního cyklu prochází řadou morfologických změn. Cílem naší práce bylo proto objasnit vztah mezi buněčnou morfologií a produkcí metabolitů u kmene Clostridium pasteurianum NRRL B-598 a mutantního kmene s over-expresí genu spo0A. Během experimentu byla v jednotlivých časových intervalech měřena buněčná viabilita a počet spor pomocí průtokové cytometrie s využitím kombinací fluorescenčních barviv propidium jodid/karboxyfluorescein diacetát, propidium jodid/Syto9 a bisoxonol. Změny morfologie byly hodnoceny pomocí mikroskopie, gravimetricky změřena koncentrace biomasy a pomocí HPLC stanovena produkce metabolitů. Dále byl průběh kultivací na základě změny pH média rozdělen do čtyř oblastí, které byly charakterizovány pomocí měrné rychlosti syntézy produktů a spotřeby substrátu spojené s morfologií bakteriální populace. U kmene C. pasteurianum kultivovaném na TYA médiu byla pozorována typická změna morfologie buněk na tzv. klostridiální formu spojená se sporulací, zatímco při kultivaci na RCM médiu byla sporulace omezená či k ní nedocházelo vůbec. Mutantní kmen intenzivně sporuloval. Celková produkce rozpouštědel při kultivaci na TYA médiu byla 11,5 g/l. Nejvyšší koncentrace rozpouštědel byla dosažena na RCM médiu

Příprava expresního vektoru pro produkci strukturních proteinů vybraného zástupce flavivirů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Lukáš Pekárek B3 Ústav biotechnologie Dr. Ing. Michaela Rumlová; Ing. Alžběta Dostálková

Flaviviry jsou malé +ssRNA (jednovláknová RNA s pozitivní polaritou) viry, přenášené zpravidla členovci. Způsobují horečnatá onemocnění často spojená s dalšími komplikacemi. Spolu se zvýšenou urbanizací a globalizací světa (cestování, obchod) v posledních několika dekádách, roste i počet oblastí ohrožených těmito viry (zejména virem Dengue). Pro studium struktury a životních cyklů těchto virů je výhodné pracovat nejen s celými virovými částicemi, ale i s jednotlivými virovými proteiny. K tomu je vhodné využít expresní systémy (bakterie, kvasinky, tkáňové kultury). Ty jsou schopné produkovat velké množství rekombinantních proteinů, které potom lze izolovat a přečistit. Takto získané virové proteiny je možné použít pro studium jejich interakcínapř. s nukleovými kyselinami in vitro a pro vývoj metod pro testování potenciálních léčiv (inhibitorů životního cyklu). Podařilo se nám připravit expresní vektory strukturních kapsidových proteinů virů Dengue a Zika. Úspěšně jsme ověřili a optimalizovali expresí obou proteinů v E. coli BL21(DE3)-RIL. Buňky jsme analyzovali za využití transmisní elektronové mikroskopie (TEM). Výstupem naší práce je čistý kapsidový protein získaný pomocí gelové a katexové chromatografie. Dále plánujeme vyvinout in vitro systém pro skládání virové kapsidy virů Dengue a Zika v přítomnosti nukleových kyselin.


Tvorba biofilmu na biodegradovatelném náplňovém materiálu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kateřina Staňková M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D.

Biofilm je velmi rozšířenou formou života mikroorganismů, vznikající jejich interakcí s rozlišnými povrchy a za různých okolností. Cílem provedených experimentálních pokusů bylo porovnání tvorby biofilmu mezofilními (Leucobacter sp., Pichia pastoris a Fusarium solani) a termofilními (Geobacillus sp., Aeribacillus pallidus) mikroorganismy na biodegradovatelném nosiči. Jako biodegradovatelný nosič biofilmu byla použita pěna na bázi polyolů, vyvinutá na Ústavu makromolekulární chemie AV ČR. Pro účely analýzy obrazu byla připravena i plochá transparentní verze tohoto materiálu. Vzhledem k vysoké afinitě používaných barviv k nosiči a specifickému barvení termofilních bakterií byla nejprve optimalizována metodika barvení buněk. Vznikající biofilm byl pozorován pomocí světelné mikroskopie a následně byla provedena obrazová analýza programem NIS-Elements. Experimentální výsledky ukázaly podstatný rozdíl v kinetice počátečního osidlování povrchu nosiče mezofilními a termofilními mikroorganismy. U směsných vzorků (bakterie Leucobacter sp. a plíseň Fusarium solani) bylo možné obrazovou analýzou rozlišit jak bakteriální buňky, vlákna plísní, tak i spory.

Zavedení a ověření lentivirového systému pro in vivo testování a charakterizaci inhibitorů skládání částic HIV-1 Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Zuzana Vonková M2 Ústav biotechnologie Dr. Ing. Michaela Rumlová

Aktuální terapie lidského onemocnění AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome), které je způsobeno HIV-1 (Human Immunodeficiency Virus) je založena na kombinaci inhibitorů virových enzymů (reverzní transkriptasy, proteasy, integrasy). Virus HIV, který díky nepřesnému přepisu své genetické informace velmi často mutuje, se časem stává k daným lékům rezistentní. Z těchto důvodů je neustálá snaha objevovat další látky/inhibitory, které by cílily na jiná cílová místa, než virové enzymy. Jedno ze slibných cílových míst inhibice HIV-1 představuje proces skládání virové částice. Pro testování inhibitorů skládání nezralé virové částice jsme zavedli a optimalizovali lentivirový systém druhé generace, který využívá třech vektorů v kombinaci s reportérovým proteinem GFP. Nejprve byly optimalizovány vzájemné poměry vnášených DNA vektorů pro co nejúčinnější produkci pseudotypizovaných HIV-1 virionů, a následně byly optimalizována množství virionů pro účinnou infekci buněk. Po optimalizaci systému byla testována první série sloučenin, které, na základě znalosti vyřešené 8A struktury nezralé HIV-1 částice, byly navrženy in silico doc. Spiwokem jako potenciální inhibitory skládání. Tyto sloučeniny byly také testovány pro jejich cytotoxickou aktivitu a jejich anti HIV-1 aktivita byla porovnána s komerčně dostupnými HIV-1 inhibitory.


Využití odpadních surovin ze zemědělství a průmyslu jako suroviny pro biotechnologickou produkci obohacených krmiv Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Nikola Zralá M2 Ústav biotechnologie Dr. Ing. Leona Paulová

Cílem této práce je produkovat obohacená krmiva, která obsahují probiotické kultury tvořené kombinací kmenů mléčných a propionových bakterií rostoucích na substrátech připravených z odpadních produktů zemědělského a potravinářského průmyslu. Jako konzervační prostředek u těchto krmiv slouží vyprodukovaná kyselina mléčná a kyselina propionová. V první části práce byl proveden screening sbírkových kmenů propionových bakterií, které byly následně kultivovány s vybranými kmeny mléčných bakterií v různých kombinacích a uspořádání (současné a postupné zaočkování), kdy kritériem byl nárůst biomasy a produkce organických kyselin. Na základě těchto výsledků byly vybrány vhodné kombinace kmenů mléčných a propionových bakterií (Propionibacterium acidipropionici DSM 4900 a P. acidipropionici DSM 20273, Lactobacillus casei CCM 198 a L. rhamnosus CCDM 1828) pro kultivaci na zvolených odpadních produktech. Na základě výsledků byly jako nejvhodnější odpadní produkty zvoleny pivovarské mláto (koncentrace k. mléčné 3,84 g/l a propionové 5,63 g/l pro kombinaci kmenů 198 + 20273 a 6,45 g/l resp. 4,87 g/l pro kombinaci 1828 + 20273) a melasové lihovarské výpalky (koncentrace k. mléčné 18,97 g/l a propionové 4,92 g/l pro kombinaci kmenů 1828 + 4900).


Seznam sekcí a složení komisí – ústav 319 Sekce: Komise: Předseda: Členové:

Soutěžící:

Sekce:

Biotechnologie II (přednášková) A12, 9:00 prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. doc. Ing. Martin Halecký, PhD Dr. Ing. Leona Paulová Bc. Dominik Eisner (M2) Bc. Lucia Kořínková (M2) Anna Kultová (B3) Bc. Romana Lokajová (M2) Bc. Jana Novotná (M2) Bc. Tomáš Potočár (M2) Bc. Jan Prchal (M1) Bc. Kristýna Šinovská (M2) Bc. Daniela Toulcová (M2) Bc. Natallia Yeudakimenka (M2)

Biotechnologie II (přednášková)

Mikroskopická analýza změn translačního aparátu vyvolaných působením nanočástic nZVI v kvasince S.cerevisiae Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Dominik Eisner M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Alena Čejková, CSc.

Nanotechnologie představují v současné době významné, rychle se rozvíjející odvětví. Nanočástice se díky relativně snadné přípravě, manipulaci a vysoké reaktivitě dají využít v různých oborech, například v medicíně, kosmetice nebo v remediačních technologiích, kde jsou zejména využívány nanočástice elementárního železa (nZVI). NZVI jsou charakterizovány unikátními vlastnostmi a mají schopnost různými, doposud ne zcela objasněnými mechanismy ovlivňovat biologické systémy. Vzhledem k jejich aplikacím přímo v životním prostředí je nutné se interakcemi s biologickými systémy zabývat. Cílem mé práce bylo studium vlivu a mechanismu účinku nanočástic Fe0 na morfologii kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Zabýval jsem se mikroskopickou analýzou, při které bylo využito geneticky modifikovaných kmenů kvasinky S. cerevisiae. Tyto kmeny produkují různé fluorescenčně značené fúzní proteiny přímo z chromozómu. Se znalostí chování těchto proteinů vlivem standardních stresových faktorů, lze hodnotit známky oxidativního stresu u živých, nefixovaných buněk vlivem nZVI. Zároveň byly pomocí rhodaminu označeny samy nanočástice Fe0 a sledovala se jejich schopnost pronikat do cytoplazmy S. cerevisiae. Tato informace je zásadní k objasnění mechanismu účinku nZVI na buněčnou populaci.


Příprava lidských buněčných linií s fluorescenčními reportéry aktivace vybraných transkripčních faktorů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucia Kořínková M2 Ústav biotechnologie Dr. Ing. Michaela Rumlová

Celá řada velmi závažných onemocnění je spojena s poruchami v signálních drahách, regulujících aktivaci určitých transkripčních faktorů. Mezi takovéto transkripční faktory patří nukleární faktor kappa B (NFκB) a protein p53. NFkB je v buňkách imunitního systému hlavním transkripčním faktorem, regulující expresi genů spojených s odezvou organismu na zánět, infekci a jiné stresové stimuly. Protein p53, neboli tumor supresor je transkripční faktor zodpovědný za regulaci stovky genů podílejících se na zabránění karcinogeneze a s ní propojenou angiogenezi. Hlavním cílem této práce je připravit buněčný nástroj, pomocí kterého bychom mohli testovat látky, modulující aktivaci těchto dvou transkripčních faktorů. Pro tyto účely byly připraveny reportérové vektory nesoucí p53 a NFkB cílové úseky, řídící expresi reportérového zeleného fluorescenčního proteinu (GFP). Funkčnost připravených reportérových vektorů byla ověřena transientní transfekcí lidských embryonálních ledvinových buněk (HEK-293) příslušnými vektory s následnou kvantifikací aktivace NFkB a p53, vyvolanou vybranými indukčními činidly. V současné době jsou připravovány buněčné linie stabilně transfekované těmito reportérovými vektory, které bude možno využít pro testování různých látek s potenciální aktivitou inhibovat či aktivovat transkripční faktory.

In vitro studium vlivu mutací bazické domény nukleokapsidového proteinu Mason-Pfizerova opičího viru na vazbu nukleových kyselin. Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Anna Kultová B3 ústav Biotechnologie Dr. Ing. Michaela Rumlová, Ing. Filip Kaufman

Retroviry jsou obalené viry, jejichž genom je uložen ve formě jednovláknové RNA. Tyto viry jsou schopné pomocí reverzní transkriptázy přepsat svou vlastní genetickou informaci do DNA a tu následně inkorporovat do genomu hostitelské buňky. Životní cyklus retrovirů má dva kritické body, a to je tvorba nezralé a zralé infekční částice. Tyto částice vznikají díky vzájemným interakcím mezi kapsidovými proteiny a dále interakcemi mezi nukleokapsidovým proteinem a virovou genomovou RNA. Zablokování těchto interakcí vedoucích k vytvoření nezralých či zralých částic vede k potlačení virové infekce, a proto je proces skládání retrovirových částic jedním z cílů pro vývoj nových anti-retrovirových terapeutik. Cílem této práce je studium role bazické oblasti (KNKEK) nukleokapsidového proteinu (NC) Mason-Pfitzerova opičího viru (M-PMV) při interakci s nukleovou kyselinou. Bazická KNKEK oblast se nachází v N-koncové části NC v těsné blízkosti zinkových prstů, které jsou zodpovědné za interakci s virovou genomovou RNA. Byla navržena série mutací v KNKEK oblasti NC a tyto mutace byly naklonovány do bakteriálních expresních vektorů. Tyto konstrukty byly použity pro expresi příslušných NC proteinů v E. coli BL21(DE3) a mutantní proteiny byly purifikovány. Pomocí metody EMSA (electrophoretic mobility shift assay) bude analyzována a porovnávána schopnost vázat nukleovou kyselinu jak divokým typem, tak i mutantními formami NC.


Využitie poľnohospodárskych odpadov pre biotechnologickú produkciu biopalív Autor: Ročník: Ústav: Školiteľ:

Bc. Romana Lokajová M2 Ústav biotechnologie Ing. Barbora Branská, Ph.D

Hlavným cieľom experimentu bolo využitie poľnohospodárskych odpadov ako náhrada komplexného média pre produkciu biobutanolu baktériami rodu Clostridium. Zdroj uhlíka a energie poskytovala odpadová slama a alkalický hydrolyzát kuracieho peria nahrádzal zdroj dusíka v podobe aminokyselín a peptidov. Najskôr sme optimalizovali prípravu hydrolyzátu kuracieho peria v teplotnom rozmedzí (60120°C) pri rôznych koncentráciách KOH. Na základe screeningových testov rastu E. Coli na vybraných hydrolyzátoch kuracieho peria sme stanovili vhodné podmienky: teplotu 70°C a koncentráciu 0,6% KOH. V ďalšom kroku bola testovaná spoločná hydrolýza slamy a peria, získaný hydrolyzát bol využitý k fermentačnej produkcii biobutanolu pri troch rôznych stratégiách kultivácie, konkrétne: oddelená sacharifikácia a fermentácia (SHF), simultánna sacharifikácia a fermentácia (SSF) a simultánna sacharifikácia s oneskorenou inokuláciou (dSSF). Následne bol testovaný vplyv vstupného pH kultivačného média na produkčné parametre pre kmene Clostridium pasteurianum a Clostridium beijerinckii. Najnižšiu koncentráciu biobutanolu 0,4 g/l produkoval kmeň C. pasteurianum pri pH hodnolte 5,5 a najvyššiu koncentráciu 4,4 g/l preukázal kmeň C. beijerinckii pri pH 6 počas SHF.

Antimikrobiální účinky nanočástic a jejich vliv na růstové a biochemické vlastnosti potenciálně patogenních mikroorganismů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Novotná M2 Ústav biotechnologie Prof. Ing. Alena Čejková, CSc.

Mikrobiální rezistence vůči běžně používaným antimikrobiálním látkám v současnosti představuje stále větší problém, především z medicínského a společenského hlediska. Stále zvětšující se počet rezistentních mikroorganismů dává podnět k vývoji stále nových preparátů. V této souvislosti je předmětem současného výzkumu studium aplikace nanočástic na bázi kovů, jako alternativy běžných antibiotik. Jejich jedinečnost spočívá především ve specifické velikosti a reaktivitě, díky čemuž jsou schopny ovlivnit životaschopnost exponované buňky na několika klíčových místech současně. Aplikace nanočástic na bázi kovů by tak díky komplexnímu mechanismu účinku mohla významně snížit vznik mikrobiální rezistence, která představuje proces vývoje a adaptace mikroorganismů v reakci na selektivní tlak určité látky. Cílem předkládané práce je studium antimikrobiálních účinků nanočástic stříbra, zlata a platiny vůči modelovým potenciálně patogenním mikroorganismům. Obsahem práce je nejen zaměření se na studium viability exponovaných buněk, ale také na některé aspekty přítomnosti oxidativního stresu, který je považován za jeden z klíčových mechanismů působení kovových nanočástic.


Kultivace mořských mikroorganismů produkujících biologicky aktivní látky Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tomáš Potočár M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.; Mgr. Zuzana Ježková

Mořský ekosystém je v současné době stále málo probádaný systém s predikcí mnoha biotechnologicky využitelných mikroorganismů. Tyto mikroorganismy by mohly být nositeli unikátních metabolických drah produkujících látky pro farmaceutický průmysl. Jedním z cílů realizovaných experimentů bylo zjistit vhodný zdroj uhlíku pro růst mořského mikroorganismu Salinispora tropica, spadající do řádu Actinomycetales. Experimenty byly hodnoceny vzhledem k maximální dosažené koncentraci biomasy s výpočtem konverze substrátu v biomasu. Vhodnost uhlíkového substrátu byla ověřena v laboratorních bioreaktorech po stanovení optimální frekvence míchání. Dalším cílem experimentů byla optimalizace metody stanovení celkových karotenoidních pigmentů přizpůsobením metody extrakce chlorofylu z mikroorganismu Chlorella vulgaris. Výsledný extrakt celkových karotenoidů byl posléze testován pro stanovení potlačení aktivity reaktivních kyslíkových částic. Užity byly tkáňové kultury buněk LnCap a HepG2.

Obohacování chmelového materiálu biologicky aktivními prenylovanými flavonoidy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jan Prchal M1 Ústav biotechnologie Ing. Marcel Karabín, Ph.D.

Pozitivní účinky prenylovaných flavonoidů na lidské zdraví byly v minulosti již mnohokrát potvrzeny. Do této skupiny se také řadí 8-prenylnaringenin, v současné době jeden z nejúčinnějších fytoestrogenů, zmírňující průběh klimakteria, který by se v budoucnu mohl stát doplňkem běžné hormonální léčby těchto problémů. V současné době jsou komerčně dostupné doplňky stravy, přičemž surovinou pro jejich výrobu je chmelový materiál odpadní produkt výroby chmelových extraktů. Obsah prenylflavonoidů v tomto materiálu je však značně proměnlivý, a je tedy obtížné zajistit definovaný obsah účinné látky v produktu. Cílem této práce je vyvinutí jednoduché metody mechanické frakcionace chmelového materiálu, která by v kombinaci s izomerací prenylovaných flavonoidů suchou cestou vedla k produkci materiálu bohatého na 8-prenylnaringenin, jehož množství by bylo co nejméně závislé na obsahu prenylflavonoidů v původním materiálu.


Biologická produkce pigmentů houbou Monascus purpureus Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kristýna Šinovská M2 Ústav biotechnologie doc. Dr. Ing. Petra Patáková; Ing. Matěj Patrovský

Plíseň Monascus purpureus je známá po staletí především v Asii díky jejímu využití při produkci červené fermentované rýže, zvané červené koji, anka, ankak nebo beni-koji. Současně je využívána jako producent červených pigmentů, které jsou používány v potravinářství jako přírodní barvivo. V poslední době je však zkoumána také díky svým pozitivním účinkům na lidské zdraví. Za tyto účinky jsou zodpovědné pigmenty (červené, oranžové, žluté) a řada dalších metabolitů. Cílem mé práce bylo kultivovat plíseň Monascus purpureus submerzně v třepaných baňkách a zjistit, jaké kultivační médium a jaké podmínky během kultivace přispívají k nejvyšší produkci pigmentů. V kultivačních médiích byl obměňován zdroj dusíku (NaNO3, (NH4)2SO4 a pepton), zdroj uhlíku (glukosa, škrob) a počáteční hodnota pH (2,5; 5,5; 6,5; 8,0). Současně byla vyzkoušena i kultivace v netřepaných baňkách. Při kultivaci bylo také zkoumáno, jak je množství produkovaných pigmentů ovlivněno délkou kultivace. Z pigmentů získaných extrakcí mycelia byly následně pomocí HPLC separovány čisté pigmenty pro přípravu standardů. U čistých pigmentů budou v dalších pracích zkoumány jejich mutagenní a antimikrobiální účinky.

Altruistická metadynamika Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Daniela Toulcová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Vojtěch Spiwok Ph.D.

Pomocí molekulového modelování můžeme zkoumat molekulární systém a jeho prostorové změny. Simulace molekulové dynamiky umožňuje výpočet plochy volné energie, která nám vytvoří představu o konformačních změnách molekulárního systému. Simulace složitějších molekulárních struktur však stále skýtají mnohá omezení. Za účelem snížením výpočetního času jsme vyvinuli novou metodu simulace, která umožňuje studovat více strukturně podobných systémů najednou. Metoda byla nazvána Altruistická metadynamika (AM) a je založena na využití metadynamiky, metody urychleného vzorkování, která pomocí přidávaného potenciálu rychleji prohledává plochu volné energie. AM spouští simulace paralelně, přičemž je přidávaný potenciál simulacemi vzájemně sdílen. Metoda byla aplikována na modelových systémech – alanin-dipeptid a sada monosacharidů. Bylo prokázáno, že AM poskytuje dobré odhady ploch volných energií, které jsou srovnatelné s plochami získanými konvenční metodou. Metoda zkracuje výpočetní čas a zpřesňuje odhady ploch volných energií molekul. Využití AM je cíleno na farmaceutické predikce interakce protein-ligand, lze například simulovat interakci proteinu s více potencionálními léčivy najednou.


Vývoj chromatografické metody pro efektivní charakterizaci distribuce molekulové hmotnosti ligninu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Natallia Yeudakimenka M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Páca, DrSc.; doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D.

Lignin je třetí nejvíce zastoupený biopolymer na planetě. Degradací ligninu je možné získat obrovské množství různých monomerů, dimerů a oligomerů, a proto můžeme považovat lignin za potenciálně velmi cenný biologicky obnovitelný zdroj. Abychom ho mohli výhodně používat, je zapotřebí rozsáhlá analytická metoda pro posouzení efektivity degradace ligninu, která zatím neexistuje. Hlavním cílem provedené práce byla optimizace podmínek chromatografické analýzy a optimizace hmotnostní spektrometrie jako hlavního způsobu stanovení. Je známo, že gelová chromatografie, která se používá pro stanovení molekulové hmotnosti, je silně ovlivněná specifickými sekundárními interakcemi. Vyhodnotili jsme separační účinnost ligninu gelovou filtrační a gelovou permeační chromatografii. Separace gelovou filtrační kolonou a některými gelovými permeačními kolonámi byla silně ovlivněna funkčními skupinami analytů. Nakonec byla nalezena separční kololona, která vykazovala nejpřesnější oddělení ligninu na základě molekulové hmotnosti s minimálím vlivem sekundárních interakcí. Čtyři sady komerčně dostupných standardů polymerů a 17 standardů monomerů a dimerů ligninu byly použity pro kalibraci chromatografických kolon.



Soutěžící:

Sekce:

Biotechnologie III (přednášková) B35, 9:00 doc. Ing.Tomáš Brányik, PhD Ing. Irena Kolouchová, PhD Ing. Barbora Branská, PhD

Bc. Kateřina Hrůzová (M1) Bc. Filip Korda (M2) Bc. David Kundrát (M2) Bc. Michaela Míčová (M2) Bc. Jiří Novotný (M2) Bc. Lucie Palánová (M2) Bc. Jakub Ruffer (M2) Bc. Martin Vácha (M2) Bc. Markéta Válková (M2) Biotechnologie III (přednášková)

Produkce rhamnolipidů při vsádkové kultivaci v bioreaktoru Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kateřina Hrůzová M1 Biotechnologie prof. Ing. Jan Masák, CSc., Ing. Richard Ježdík

Biosurfaktanty jsou povrchově aktivní látky produkované širokou škálou mikroorganismů. Jednou z nejstudovanějších skupin biosurfaktantů jsou glykolipidy. Biosurfaktanty mají ve srovnání s klasickými surfaktanty mnohé výhody, mezi něž patří nízká toxicita, vysoká aktivita a vyšší stabilita při extrémních teplotách, pH a solnosti prostředí. Ačkoli, se jeví rhamnolipidy jako slibná alternativa k syntetickým surfaktantům, jejich komerční rozšíření je limitováno vysokými produkčními náklady. To je způsobeno nízkými výtěžnostmi bioprocesu a následnou izolací produktu. Výtěžnost bioprocesu lze ovlivnit kultivačními podmínkami (teplota, pH, množství rozp. kyslíku, složení kultivačního média atd.) Tato práce je začleněna do dlouhodobého výzkumu pracovní skupiny zabývající se produkcí a charakterizací rhamnolipidů. Tato práce je zaměřena na sledování vlivu vedení bioprocesu (teplota, pH, koncentrace rozpuštěného kyslíku, velikost počátečního inokula) v laboratorním bioreaktoru na produkci rhamnolipidů pomocí bakterie Pseudomonas aeruginosa DBM 3774. U této bakterie byla v minulosti potvrzena významná produkce rhamnolipidů v přítomnosti glycerolu jako zdroje uhlíku.


Aplikace metod pro zvýšení trvanlivosti nefiltrovaného piva Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Filip Korda M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc.

V posledních letech došlo k masivnímu nárůstu počtu minipivovarů, jenž vyvolal zvýšený zájem konzumentů o nefiltrované pivo, na který byla nucena zareagovat rovněž většina renomovaných českých pivovarů. Z důvodu transportu nefiltrovaného piva mimo místo výroby a jeho často značnou mikrobiologickou nestabilitu je nutné nalézt snadnou a spolehlivou metodu stabilizace nefiltrovaného piva. Cílem této práce bylo ověřit účinnost průtokového pasteračního zařízení v provozu malého pivovaru při aplikaci 40 a 80 pasteračních jednotek (PJ) na čerstvé nefiltrované pivo a na totožné pivo s přídavkem běžné bakteriální kontaminace. U všech těchto piv byl následně proveden mikrobiologický rozbor, který prokázal u obou PJ absolutní mikrobistatickou účinnost. Dále byl měřen profil těkavých látek (esterů, vyšších alkoholů a nižších mastných kyselin) metodou GC-MS, ověřený senzorickou analýzou se statistickým vyhodnocením. Při aplikaci 40 PJ byl prokázán nárůst senzoricky žádoucích látek. Optimálnost 40 PJ byla potvrzena měřením změny antioxidační kapacity před a po pasteraci pomocí stanovení počtu volných radikálů metodou elektronové spinové rezonance (ESR).

Vliv přírodních látek na biofilm oportunně pathogenních mikroorganismů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Dávid Kundrát M2 Ústav biotechnologie Ing. Olga Maťátková, Ph.D., Ing. Eva Kvasničková

Candida albicans je oportunně patogenní kvasinka, která dokáže velice rychle a efektivně vytvářet rozsáhlé biofilmy na pevném povrchu. Tyto biofilmy se stávají stabilním zdrojem nových buněk, které C. albicans využívá ke své následné proliferaci do okolního prostředí. Tento sled událostí se může odehrávat například v těle imunodeficientního pacienta, jehož organismus je při napadení C. albicans vystaven hrozbě velice vážné systémové infekce. Jedním ze zásadních kroků při tvorbě nového biofilmu, je adheze volných planktonických buněk pomocí specifických interakcí s pevným povrchem. Mechanismus adheze C. albicans je tedy intenzivně studován, za účelem nalezení možností inhibice tvorby biofilmu. Náplní této práce bylo testování účinku přírodních látek, flavonu baicaleinu a dvou stilbenů resveratrolu a pterostilbenu, na mikrobiální adhezi C. albicans DBM 2164. Pro vyhodnocení vlivu těchto látek na adhezi C. albicans DBM 2164, bylo použito stanovení metabolické aktivity adherovaných buněk metodou MTT, a dále bylo pomocí krystalové violeti (KV) kvantifikováno celkové množství biomasy adherovaných buněk. Při použití resveratrolu o koncentraci 290 mg/l bylo dosaženo snížení adheze této kvasinky na pevný povrch o 74 %, a zároveň byla metabolická aktivita adherovaných buněk snížená o 93 %.


Biologicky aktivní látky a jejich vliv na oportunní patogeny Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Míčová M2 Ústav biotechnologie Ing. Olga Maťátková, Ph.D.

Mikrobiální biofilmy jsou společenstva bakterií či jednobuněčných eukaryot rostoucích na různých druzích povrchů. Vzhledem ke vznikající rezistenci oportunních patogenů, komplikujících například použití chirurgických implantátů, vůči známým anti-biofilmovým látkám, je více než nutností vývoj a charakteristika sloučenin nových. Jednou z možných alternativ jsou anorganické borany, zejména pak jejich metalokomplexy, které jsou skupinou látek zkoumanou pro své významné farmakologické vlastnosti. Cílem naší práce bylo studium biologicky aktivních boranových látek kobalt bis-1,2dikarbollidu (SK-1) a jeho aminoderivátu (SK-2) na bakterie Staphylococcus aureus DBM 3178, Staphylococcus epidermidis DBM 3179 a Enterococcus faecalis DBM 3075. Prováděny byly stabilitní testy těchto látek uchovávaných ve formě roztoku, sledováním změn v jejich antibakteriální účinnosti v čase na růst suspenzních populací vybraných bakterií. Dále byl sledován vliv těchto látek na eradikaci předem vytvořeného biofilmu za účelem stanovení minimální koncentrace eradikující biofilm (MBEC80) pomocí metody MTT a změny celkového množství biomasy zralého biofilmu barvením krystalovou violetí, kdy například při vlivu SK-1 na biofilm E. faecalis byla stanovena hodnota MBEC80 na 5 mg/l.

Charakterizace vybraných lignolytických a celulolytických enzymů produkovaných mikroorganismy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jiří Novotný M2 Ústav biotechnologie doc. Dr. Ing. Petra Patáková, RNDr. Jan Kolek

Lignocelulózová biomasa obsahuje potenciálně nevyčerpatelný, obnovitelný zdroj energie, který je uložen zejména v celulóze. Bohužel je celulóza doprovázena dalšími látkami (lignin, hemicelulóza). Tyto tři komponenty jsou pevně vázány v lignocelulózovém komplexu, který není pro většinu mikroorganismů využitelný. Cílem práce byla detekce lignolytických a celulolytických enzymů produkovaných vláknitou houbou (Phanerochaete chrysosporium CCM 8074) a dvěma aktinomycetami (Nonomuraea gerenzanensis, Streptomyces coelicolor A3 (2)) v různých médiích. U obou aktinomycet byla potvrzena a následně proměřena aktivita lignolytických enzymů. Nejvyšší lignolytickou aktivitu vykazoval enzym manganistan peroxidáza (29,8 U/L) po 11 dnech kultivace Nonomuraea gerenzanensis. Obecně byla nejvyšší lignolytická aktivita měřena mezi 8.-12. dnem kultivace. Celulolytická aktivita byla detekována u všech třech mikroorganismů, nejvyšší hodnoty byly naměřeny při kultivaci Phanerochaete chrysosporium ve WS mediu po 18 dnech kultivace (3321,2 U/L). Hrubá charakterizace celulolytických enzymů byla provedena při růstu na agarových plotnách, kde zdrojem uhlíku byla CMC (detekce endo-glukanázové aktivity), Avicel (exo-glukanázová aktivita) a celobióza (βglukosidázová aktivita).


Identifikace sekundárních metabolitů u bakterií, které obsahují biosyntetické genové shluky pyrrolobenzodiazepinů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Palánová M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Masák, CSc., Ing. Jiří Janata, CSc.

Pyrrolobenzodiazepiny (PBD) jsou biologicky aktivní sekundární metabolity produkované převážně bakteriemi rodu Streptomyces. U PBD byl prokázán protirakovinný účinek, a proto jsou tyto látky zajímavé z pohledu farmaceutického průmyslu. Objev nových PBD by tedy významně přispěl k rozšíření základního fondu látek, které mají potenciál k vývoji léků proti rakovině. Pro základ této práce jsme využili rapidně rostoucí množství dat z různých sekvenačních projektů uveřejněných v databází NCBI. Analýzou těchto dat bylo nalezeno několik genových shluků, které sice kódují proteiny nezbytné pro biosyntézu PBD, na druhou stranu se nejedná o kopii shluků pro biosyntézu již známých PBD. Navíc jsou tyto genové shluky obsaženy v kmenech, u kterých se dosud nikdo nezabýval jejich charakterizací z hlediska produkce PBD. Cílem této práce bylo ověřit pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR), zda kmeny pořízené na základě výše uvedené analýzy dat opravdu obsahují očekávaný biosyntetický genový shluk, tyto kmeny kultivovat v různých médiích a pomocí LC-MS analýzy je produkčně charakterizovat. V případě produkce nových PBD se dále pokusíme určit jejich strukturu s využitím fragmentačních hmotnostních spekter.

Vliv technologie výroby ciderů na jejich složení Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jakub Ruffer M2 Ústav biotechnologie Ing. Marcel Karabín, PhD.

Obliba cideru v České republice v posledních letech výrazně roste. Ačkoliv většina běžně dostupných ciderů je vyráběna průmyslově, velkými nápojářskými, často zahraničními společnostmi, roste i množství malých výrobců používajících tradiční technologie. Aroma nápoje je závislé na obsahu těkavých látek, zejména esterů, vyšších alkoholů a organických kyselin. Část těchto látek je přirozeně obsažena v jablkách, ale většina jich vzniká v průběhu fermentace, jako produkt mikrobiálního metabolismu. Hlavním cílem práce je sledování vlivu použití různých druhů běžně dostupných pivovarských a vinařských kvasinek, nebo pouze přirozené mikroflóry na obsah vybraných senzoricky aktivních těkavých látek. Znalost těchto dat bude využita při výběru vhodného způsobu vedení fermentace při malovýrobě cideru.


Charakterizace izolovaných termofilních bakterií Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Martin Vácha M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D

Mnoho odpadních produktů průmyslových výrob se vyznačuje vysokými a současně kolísajícími teplotami. Pro dekontaminační biotechnologie je proto výhodné (a někdy i nezbytné) použití mikroorganismů schopných vysokých degradačních účinností i za zmíněných specifických podmínek. Cílem této práce bylo získání čistých kultur termofilních a termotolerantních mikroorganismů a jejich následná charakterizace. Vzorky s potenciálním obsahem mikroorganismů s degradačními vlastnostmi, pocházející z aktivovaného kalu čistírny odpadních vod, byly podrobeny obohacovacím kultivacím (3 týdny při 50 °C) za přídavků fenolu, směsi 4-nitrofenolu (4-NF) a 4-nitrotoluenu (4-NT) a dimethylsulfidu (DMS) jako jediných zdrojů uhlíku a energie. Takto získané směsné populace byly dále zaočkovány na pevné agarové půdy za účelem izolace jednotlivých kmenů. Získané izoláty (2 z fenolové směsné kultury, 2 ze směsi 4-NF a 4-NT a 7 z DMS) byly dále charakterizovány z hlediska morfologie kolonií a buněk, produkce spor, vlivu teploty na růst a přežití jednotlivých izolátů a z hlediska degradačních vlastností vůči vybraným polutantům životního prostředí.

Vliv nízkoteplotního plazmatu na biofilm Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Markéta Válková M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Masák, CSc.

V poslední době se potýkáme se stále častěji vznikající rezistencí mikroorganismů vůči celé řadě antibiotických sloučenin. Látky používané v běžné praxi již nejsou ve většině případů dostatečně účinné, aby zabránily růstu buněk a následně tvorbě a rozvoji biofilmu. Jednou z možností, jak docílit efektivního a šetrného antimikrobiálního či anti-biofilmového působení, bez prokázaných vedlejších účinků, je využití nízkoteplotního plazmatu (NTP). NTP nazýváme částečně či úplně ionizovaný proud plynu, v němž jsou excitovány na vysokou energii pouze elektrony, proto nedochází k zahřívání exponovaných předmětů. Cílem této práce bylo ověřit citlivost vybraných gram-negativních bakterií Escherichia coli DBM 3125, Pseudomonas aeruginosa DBM 3081 a 3777 k působení NTP. Byla testována odolnost předem vytvořeného biofilmu k působení NTP či antibiotika polymyxinu B, a následně byl sledován vliv kombinace obou těchto antimikrobiálních/anti-biofilmových agens. Účinnost těchto dvou faktorů byla stanovena pomocí metody MTT a barvením krystalovou violetí. Biofilm PA DBM 3777 vykazoval, po působení kombinace 30 minut NTP a 15 mg/l polymyxinu B, 15 % metabolickou aktivitu (samostatně 30 minut NTP inhibuje aktivitu biofilmu na 52 % a 15 mg/l polymyxinu B na 56 %).



Soutěžící:

Sekce:

Biotechnologie IV (přednášková) pracovna vedoucího, 9:00 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Ing. Michaela Rumlová, PhD Ing. Marcel Karabín, PhD Bc. Šimon Břeský (M2) Bc. Matouš Čihák (M2) Bc. Jana Drbohlavová (M1) Bc. Zdeněk Kodeš (M2) Bc. Kryštof Mačaj (M2) Bc. Tomáš Pánek (M2) Bc. Michaela Spoustová (M2) Bc. Michal Zimola (M2) Bc. Kamila Zítková (M2)

Biotechnologie IV (přednášková)

Vliv rhamnolipidového aditiva na potencionální patogeny Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Šimon Břeský M2 Ústav biotechnologie prof. RNDr. Jirků Vladimír DrSc.; Ing. Richard Ježdík

Vzhledem k stále narůstajícímu počtu mechanismů rezistence k nejrůznějším antibiotikům u velkého množství mikroorganismů, je čím dál více kladen důraz na vývoj nových či alternativních způsobů, jak bakteriální infekce léčit. Jednou z možností by mohlo být využití rhamnolipidu. Rhamnolipidy jsou biosurfaktanty bakteriálního původu s významnou antimikrobiální aktivitou. Jsou schopné působit na lipidové části buněčné membrány nebo na vnější proteiny, čímž způsobují strukturní změny v membráně vedoucí k inhibici růstu. Tato práce se zabývá vlivem různých rhamnolipidových směsí na potencionální patogeny. Testovány byly gram negativní bakterie Escherichia coli a Pseudomonas aeruginosa, a kvasinka Candida krusei. Z hlediska funkčnosti rhamnolipidů byl sledován degradační vliv aditiva na buněčné obaly těchto mikroorganismů, změna hydrofobity biomasy a změna zeta potenciálu.


Ověření produkce sekundárních metabolitů v průběhu germinace Streptomyces coelicolor Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Matouš Čihák M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Masák, CSc.; RNDr Jan Bobek, Ph.D.

Bakterie rodu Streptomyces ve svém vývojovém cyklu procházejí komplexní buněčnou diferenciací. Z klidového stádia spor přecházejí procesem germinace do vegetativní fáze růstu substrátového mycelia. Přechod do stacionární fáze růstu naopak charakterizuje tvorba mycelia vzdušného a produkce antibiotik. Práce naší laboratoře je dlouhodobě zaměřena na charakterizaci procesu germinace. Naše data genové exprese při germinaci Streptomyces coelicolor (spolu s analýzou vazeb sigma faktorů na promotory) poukazují na zajímavou skutečnost, že také při germinaci dochází k aktivaci genů řídících biosyntézu sekundárních metabolitů (např. antibiotika albaflavenonu). Proto je cílem našich experimentů ověřit produkci těchto látek v průběhu germinace S. coelicolor. Pro jejich analýzu kapalinovou chromatografií s hmotnostně-spektrometrickou detekcí jsme provedli optimalizaci extrakce na pevnou fázi. Touto metodou jsme prokázali produkci albaflavenonu a germicidinu A v germinaci. Expresi vybraných genů sekundárního metabolismu v průběhu germinace nyní ověřujeme metodou reverzní transkripce následovanou polymerázovou řetězovou reakcí. Zjištění produkce sekundárních metabolitů v rané fázi vývoje mikroorganismu je významné z hlediska našeho chápání koordinace procesu germinace (tzv. quorum sensing).

Vliv extraktů Vitis vinifera na biofilm rodu Candida Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Jana Drbohlavová M1 Ústav biotechnologie Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Ing. Martina Paldrychová

Téměř 99 % mikroorganismů v přírodě je schopno růst ve formě biofilmu. Biofilmy rodu Candida jsou příčinou mnoha infekcí. Vyvolávají kožní, slizniční a jiná onemocnění. Závažným problémem při léčení těchto infekcí je vysoká rezistence biofilmů k běžně používaným antibiotikům. Současné studie se zaměřují na zkoumání přírodních látek obsažených v rostlinách např. ve vinné révě, které by mohly pomoci při řešení rezistencí mikrobiálních biofilmů k běžně používaným farmakům. Právě vinná réva obsahuje stilbeny, disponující antioxidačními a antimikrobiálními účinky, např. resveratrol. Cílem experimentů bylo monitorování vlivu komerčních extraktů z modrých bobulí Vitis vinifera, s obsahem 9 % resveratrolu na tvorbu biofilmu. Byla sledována adheze rodu Candida (C. albicans a C. krusei) na polystyrenový povrch mikrotitrační destičky. Extrakt V. vinifera nejúčinněji inhiboval adhezi kvasinky C. albicans. Pomocí spektrofotometrických metod (barvení krystalovou violetí a metodou MTT) bylo zjištěno, že extrakt z V. vinifera (50 mg/l resveratrolu) účinně snižoval množství vytvořeného biofilmu kvasinky C. albicans o 80 % oproti kontrole a metabolická aktivita klesla o více než 60 %. Vizualizace biofilmu po působení extraktu byla provedena pomocí automatického mikroskopu Cellavista.


Vliv boswellové kyseliny na mikrobiální populace oportunních pathogenů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Zdeněk Kodeš M2 Ústav biotechnologie Ing. Irena Kolouchová, PhD., Ing. Martina Paldrychová

Nezanedbatelná část onemocnění vyvolaných mikroorganismy je způsobena patogenními a oportunně patogenními druhy. Současné léčebné postupy jsou vysoce účinné pro potlačení mikroorganismů v podobě suspenzních populací, ale již méně účinné pro mikroorganismy rostoucí ve formě biofilmu. Proto se aktuální výzkum zaměřuje na hledání nových účinných látek, které by zabránily produkci faktorů virulence, např. tvorbě 3D struktury biofilmu. Mezi takové testované látky patří boswellové kyseliny (součást extraktů z kadidlovníku), které jsou známé pro své protizánětlivé účinky (proti revmatoidní artritidě, bronchiálnímu astmatu, chronickému onemocnění střev…). Práce je zaměřena na možnosti ovlivnění tvorby a stability biofilmu rodu Candida boswellovými kyselinami. Účinnost boswellových kyselin byla srovnávána s běžně používaným antimykotikem flukonazolem, sledováním obsahu biomasy (krystalová violeť) a metabolické aktivity buněk (metoda MTT). Vizualizace biofilmu probíhala pomocí automatického mikroskopu Cellavista. Maximální inhibiční efekt na tvorbu biofilmu C. parapsilosis byl téměř 80 % při koncentraci 500 mg/l boswellových kyselin.

Aplikace upraveného dubového dřeva pro zlepšení organoleptických vlastností piva Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kryštof Mačaj M2 Ústav biotechnologie Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D.

Zrání piva je jedním z klíčových procesů, ovlivňujících jeho kvalitu. V minulosti se pivo nechávalo zrát v dřevěných sudech, které byly s nástupem moderní doby nahrazeny tanky z nerezové oceli. V současnosti ovšem zažívá trend zrání piva ve dřevě renesanci, jelikož dřevo dokáže dodat pivu během zrání celou škálu příjemných aromat a chutí. Náhradou klasických dřevěných sudů mohou být tzv. dřevěné fragmenty různých tvarů (hobliny, čipsy atd.), primárně určené pro dlouhodobě zrající či vysoce alkoholické nápoje jako víno či brandy. Cílem této práce je zpracovat dřevěné fragmenty do formy, vhodné pro pivovarské účely. Výchozím materiálem byly zvoleny středně vypálené čipsy dubu bílého (Q. alba), které byly rozemlety střižným mlýnem a vzniklé částice separovány na tandemovém sítovém prosévadle podle velikosti na frakce > 5 mm a < 0,5 mm. Pro další zvýšení povrchu byla poslední jmenovaná frakce extrudována na vsádkovém „single screw“ extrudéru. S takto získanými materiály byly provedeny modelové testy simulující pětitýdenní zrání piva, jejichž cílem bylo kvantifikovat míru přestupu senzoricky aktivních látek dřeva do modelových roztoků.


Aplikace spektroskopických metod při sledování biodegradace odpadních vod z textilních závodů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Tomáš Pánek M2 Ústav biotechnologie M.Sc. Nídia Dana Lourenço Ph.D. ; doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D.

Odpadní vody z textilního průmyslu většinou obsahují kromě jiných látek i barviva, jež se řadí mezi toxické azosloučeniny. Tyto nebezpečné látky lze odbourat biologickou cestou pomocí bakterií. Simulace procesu biodegradace azobarviv byla provedena pomocí aktivního aerobního granulovaného kalu v reaktoru se vsádkovým sekvenčním provozem, při níž byla degradována uměle připravená odpadní voda. Nepřetržitým on-line sběrem dat o průběhu bioprocesu, pomocí nichž dochází k regulaci vstupních parametrů, lze docílit vysoké účinnosti jejich biodegradace. Mezi moderní metody on-line analýzy bioprocesu patří mimo jiné i Ramanova spektrometrie. V průběhu bioprocesu byla shromažďována spektra z Ramanova spektrometru, která byla následně statisticky zpracována pomocí chemometrických metod v programu MATLAB. Kromě rozdělení studovaných vsádek podle podobnosti byly chemometricky také jak kvalitativně tak i kvantitativně analyzovány jednotlivé komponenty v umělé odpadní vodě, na základě předchozího naměření jejich spekter.

Využití rostlinných buněk k produkci nukleasy z Trypanosoma brucei gambiense Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Spoustová M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Petra Lipovová, PhD

Rostlinné buňky, které mohou být v podobě buněčné suspenze či celé rostliny, představují atraktivní alternativu k současným, běžně používaným expresním systémům. Výhody jejich stále častějšího využití jsou především ekonomické, bezpečnostní a časové. Velkou roli také hraje schopnost těchto buněk provádět posttranslační modifikace. Z tohoto důvodu byly rostlinné buňky vybrány pro produkci nukleasy z parazitického prvoka Trypanosoma brucei gambiense. Vizí práce je objasnit strukturu této nukleasy, aby bylo možné navrhnout specifické inhibitory. Tyto látky by bylo následně možné využít k léčbě spavé nemoci, kterou způsobuje zmíněný prvok v afrických zemích. Prvním krokem je vyřešení produkce nukleasy v rostlinném expresním systému, který pro nás představuje suspenzní kultura BY-2 a rostlina Nicotiana tabacum. Tento způsob produkce zatím nevedl k dostatečnému výtěžku, a proto bude protein připraven ve fúzi s houbovým hydrofobinem. Navržená strategie by měla zvýšit expresi v listech tabáku a zároveň poskytnout prostředek pro snadnou purifikaci rekombinantního proteinu.


Profil lipidů kvasinek rostoucích na netradičních zdrojích uhlíku Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michal Zimola M2 Ústav biotechnologie Ing. Irena Kolouchová, Ph.D.

Růst mikroorganismů, ale také obsah buněčných i zásobních lipidů, je ovlivněn velkým množstvím parametrů, které lze při jejich kultivacích zvolit. Jedním z nejdůležitějších parametrů je zdroj uhlíku, který je pro kultivaci mikroorganismů používán. Tato práce se zabývá využitím n-alkanů, jako netradičních zdrojů uhlíku. Alkany jsou nerozpustné ve vodě a obecně obtížně utilizovatelné pro široké množství mikroorganismů. Schopnost mikroorganismů využívat tento netradiční zdroj uhlíku je často vázána na produkci látek typu surfaktantů, které napomáhají transportním mechanismům buňky. Růst mikroorganismů na alkanech ovlivňuje nárůst biomasy, dále obsah a složení lipidů v jejich buňkách Je sledován vliv koncentrace vybraných n-alkanů na obsah a složení buněčných lipidů vybraných rodů kvasinek, které disponují speciálním enzymatickým aparátem pro využití alkanů z kultivačního media.

Vliv vybraných polyfenolů piva na stabilitu pivní pěny Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kamila Zítková M2 Ústav Biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph. D.

Stabilní a hustá pivní pěna patří mezi nejdůležitější kritéria posouzení kvality piva ještě před jeho ochutnáním. V současné době existuje spousta názorů, jak by měla pivní pěna ideálně vypadat. V Česku je žádaná bohatá pěna, jež po nalití do sklenice ulpívá na jejím povrchu. Přestože existují rozdíly ve stabilitě a struktuře pivní pěny, vysoká stabilita pěny zůstává nezbytnou podmínkou pro všechny pivovary. V této práci byl zkoumán vliv jednotlivých polyfenolů přirozeně vyskytujících se v pivu, neboť jejich působení na pivní pěnu není v literatuře přesně popsáno. Ke studiu stability pěny byl použit přístroj Foam stability tester, jež měří pěnivou schopnost matrice jako dobu poklesu pěny pod měřící elektrodou. Protože pivo je velmi složitá matrice obsahující velké množství vzájemně interagujících látek, bylo použito místo komerčně dostupného piva pivo modelové, jež umožňuje sledovat interakce mezi nejdůležitějšími komponentami.



Sekce:

Komise: Předseda: Členové:

Soutěžící:

Bioanalytické metody (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00 doc. Ing. Štěpánka H. Kučková, Ph.D. Ing. Zita Purkrtová, Ph.D. Ing. Vojtěch Škop, Ph.D. Ing. Blanka Vrchotová, Ph.D. Ing. Lucie Peterková Bc. Lucie Gabrišková (M2) Bc. Andrea Hujacová (M2) Bc. David Kotol (M2) Bc. Silvie Marková (M2) Bc. Vít Rynd (M2) Bc. Barbora Svojanovská (M2) Bc. Jana Veselá (M2)

Sekce: Bioanalytické metody (posterová)

Detekce oxidačního stresu v játrech jako nástroj hodnocení míry poškození Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Gabrišková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie RNDr. Monika Cahová, Ph.D.; MUDr. Ivan Šebesta, CSc.

Oxidační stres je proces probíhající v celém těle, kdy dochází k nerovnováze způsobené nadměrnou produkcí oxidantů (reaktivních kyslíkových částic ROS), nedostatkem antioxidantů nebo poruchou (inhibici) antioxidačních mechanismů buňky. ROS ve vysoké koncentraci oxidují fosfolipidy, nukleové kyseliny a proteiny, což může vést až k zániku buněk. Míru poškození jater jsme hodnotili u dvou zvířecích modelů, první s poškozením způsobeným parciální ischemií a následnou reperfúzí a druhý farmakologicky (acetaminofen). K určení míry oxidačního stresu v játrech jsme využili nepřímé stanovení radikálových forem pomocí fluorescenčních sond. Dále jsme detekovali přítomnost biomolekul po radikálové reakci (TBARS, konjugované dieny, nitrotyrosiny) a systémy antioxidační ochrany sloužící k jejich odbourávání či převádění na stabilnější produkty (GSH/GSSG, superoxiddismutasa, katalasa).


Analýza destičkových mikropartikulí v pupečníkové krvi Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Andrea Hujacová M2 Ústav imunologie a mikrobiologie prof. RNDr. Milan Kodíček, CSc.; doc. Ing. Karel Holada, Ph.D.

Zánět plodových obalů je jednou z nejčastějších příčin předčasného porodu a často vede k rozvoji syndromu systémové zánětlivé odpovědi plodu (fetal inflammatory response syndrome - FIRS). FIRS je vysoce rizikovým faktorem perinatální mortality a dlouhodobé neonatální morbidity. Předvídání rozvoje FIRS je obtížné a odběr diagnostických vzorků od novorozenců s velmi nízkou porodní hmotností je problematický. Práce se zaměřuje na posouzení vhodnosti diagnostického využití vzorků pupečníkové krve, které jsou i u těchto novorozenců snadno dostupné. Za úkol si klade analýzu destičkových mikropartikulí v pupečníkové krvi pomocí průtokové cytometrie. Předpokládáme, že probíhající zánět povede k aktivaci krevních destiček a produkci destičkových mikropartikulí. Pro identifikaci mikropartikulí jsou využívány fluorescenčně značené monoklonální protilátky proti receptorům krevních destiček CD36, CD41 a CD62. Zkoumán byl vliv časové prodlevy ve zpracování plné krve na analýzu krevních destiček a destičkových mikropartikulí. Následně byl modifikován protokol přípravy vzorků a byla ověřena vhodnost tohoto protokolu pro analýzu. Práce by měla přispět k vývoji nové diagnostické metody pro predikci FIRS.

Využití proteinových standardů a hmotnostní spektrometrie pro diagnostiku nové genereace Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. David Kotol M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Jiří Šantrůček, Ph.D.

Schopnost přesně a robustně určit absolutní množství proteinů ve vzorku krevní plazmy může znamenat zásadní průlom v diagnostice, prognostice a vývoji nových léčiv. Avšak, analýza krevní plazmy, jakožto jednoho z nejvíce komplexních vzorků, může být velkým problémem a výzvou. Velice slibným nástrojem pro absolutní kvantifikaci plazmatických proteinů je analýza trypsinizovaného vzorku s přidanými izotopově značenými proteinovými standardy pomocí kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií. V této studii představujeme výsledky absolutní kvantifikace 30 plazmatických proteinů za pomocí cílené hmotností spektrometrie s použitím izotopově značených rekombinatních proteinových fragmentů, které byly použity jako vnitřní standardy vybraných proteinů. Studie byla provedena ve skupině 200 vzorků od 100 zdravých pacientů. Celková úspěšnost kvantifikace byla 98%, přičemž bylo zjištěno, že interindividuální koncentrační variabilita je dvojnásobně větší než intraindividuální. Toto zjištění podporuje hypotézu, že při diagnostice je klíčové, aby jednotliví pacienti byli podrobeni opakovanému screeningu. Bylo potvrzeno, že tato metoda je robustní a schopna generovat vysoce kvalitní data pro absolutní kvantifikaci proteinů v plazmě, a proto je nadějným kandidátem pro aplikaci v klinické praxi.


Vývoj metod pro testování biologicky aktivních přírodních látek Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Silvie Marková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc; Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.

Biologickou aktivitu lze definovat jako schopnost látky příznivě či naopak škodlivě ovlivňovat živý organismus. V současné době existuje celá řada přírodních nebo syntetických látek, u nichž byla biologická aktivita prokázána a které se využívají při výrobě farmak. Cílem práce je zavedení metod, pomocí kterých lze stanovit biologickou aktivitu. Pro měření byla využita sada vzorků, která obsahuje vzorky přírodní (Ternstroemiasylvatica, Lagerstroemiaspeciosa, Ilex kudingcha, Litchichinensis, Musaparadisiaca) a syntetické (resveratrol, pterostilben, pinosylvin, chinolin a jeho deriváty). Vzorky jsou testovány na antidiabetickou, antioxidativní, antimikrobiální a cytotoxickou aktivitu. Z dosavadních výsledků měření vyplývá, že antidiabetickou aktivitu vykazují rostlinné vzorky. Oproti tomu antimikrobiální aktivitu vykazují převážně vzorky syntetického původu. Antifungální a hemolytická aktivita nebyla prokázána u žádného ze vzorků.

Vývoj LC-MS metody pro analýzu dikarboxylových prekurzorů linkomycinu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Vít Rynd M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Masák, CSc.; Mgr. Zdeněk Kameník, Ph.D.

Linkomycin je klinicky využívané antibiotikum produkované streptomycetami. Molekula linkomycinu obsahuje v přírodě neobvyklý 4-alkyl-prolinový derivát (APD), který je součástí také dalších jinak strukturně i funkčně zcela odlišných látek: pyrrolo-1,4-benzodiazepinů s protirakovinnými účinky a bakteriálního hormonu hormaomycinu. Detailní znalost biosyntézy těchto látek lze využít mj. pro přípravu jejich účinnějších derivátů nebo derivátů s lepšími např. farmakokinetickými účinky. Biosyntéza APD vychází z tyrosinu, který je ve dvou krocích převeden na žlutý prekurzor (L4-(2-oxo-3-butenová kyselina)-4,5-dihydropyrol-2-karboxylová kyselina, 1) a tento je následně methylován na látku 2. Pro studium této části biosyntézy APD byly dosud látky 1 a 2 analyzovány pomocí LC-MS s využitím klasické C18 chromatografické kolony a kyselé mobilní fáze. Za těchto podmínek tyto látky ovšem částečně nebo úplně hydrolyzují na acyklickou formu, což způsobuje problémy při vyhodnocení analýz a interpretaci některých experimentů. Ve své práci se zabývám přípravou a izolací látek 1 a 2 a hledáním vhodných chromatografických podmínek pro jejich analýzu pomocí LC-MS.


Vývoj imunochemických metod pro detekci anabolického steroidu mesterolonu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Barbora Svojanovská M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Barbora Holubová, Ph.D.

Mesterolon je syntetický derivát testosteronu, který bývá, spolu s dalšími anabolickoandrogenními steroidy (AAS), nezákonně přidáván do doplňků stravy pro sportovce. Tyto látky nejsou uvedeny ve složení přípravku a pro uživatele to znamená hned několik rizik. Nejenže mohou mít pozitivní testy na steroidy, ale navíc AAS mají vedlejší účinky na jejich organismus. Z těchto a dalších důvodů je žádoucí vyvinout metody, které umožní spolehlivou a rychlou detekci AAS nejen v potravinových doplňcích. Cílem mé práce bylo vyvinout enzymovou imunoanalýzu na mikrotitračních destičkách (ELISA) a imunochromatografický test (ICT) pro detekci mesterolonu v laboratorním prostředí a pomocí ICT i v terénu. Během této práce byly sestaveny dvě varianty ELISA s vhodnými protilátkami proti mesterolonu. Jedna varianta s konjugátem mesterolon-3-BSA a protilátkou (PL) 249, druhá pak s konjugátem mesterolon-17-BSA a PL 253. K sestavení ICT byl pro další práci vybrán mesterolon-17-BSA s PL 253. Byl stanoven detekční limit pro ELISA pohybující se řádově v pg.ml-1 a vizuální detekční limit pro ICT v hodnotách ng.ml-1. Díky takové citlivosti mohou být metody úspěšně použity k analýze reálných a uměle kontaminovaných vzorků.

Vývoj imunochemických metod pro detekci halucinogenní látky 4-bromo-2,5-dimethoxyfenylethylaminu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Veselá M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Barbora Holubová, Ph.D.; Ing. Lucie Fojtíková

Halucinogeny jsou psychoaktivní látky, které mění vnímání reality, náladu a řadu kognitivních procesů u člověka. Užívání těchto látek u predisponovaných osob způsobuje rozvoj deprese nebo panického stavu s rizikem auto- či heteroagrese. Dnes mnohdy nacházíme halucinogeny mezi novými syntetickými drogami, což jsou látky, které jsou vyráběny za účelem obejít stávající legislativu. Patří mezi ně i látka 4-bromo-2,5-dimethoxyfenylethylamin neboli 2C-B, která je často nabízena jako náhražka za extázi. Cílem práce je vývoj imunochemických metod, které by byly použitelné pro snadnou a rychlou detekci 2C-B v lidské moči. Za tímto účelem byly vybrány vhodné podmínky pro nepřímou kompetitivní ELISA metodu citlivou na látku 2C-B. V průběhu práce byly testovány křížové interakce a stanoveny důležité parametry kalibrační křivky (tj. detekční limit, oblast linearity a 50% intercept). Vyvíjený ELISA systém má schopnost detekovat nanogramové množství testovaného analytu, je tedy dostatečně citlivý pro případné využití v praxi. Poznatky získané metodou ELISA jsou nyní používány pro sestavení citlivého imunochromatografického testu, který by byl vhodný pro testování přímo v terénu.


Sekce:


Soutěžící:

Forenzní a molekulární biologie (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00 doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Ing. Michal Strejček, Ph.D. Ing. Lenka Strnadová Bc. Miroslava Bodrinová (M2) Bc. Barbora Čížková (M1) Bc. Eliška Fialová (M2) Bc. Pavla Hájková (M2) Bc. Ondřej Krupa (M2) Bc. Lukáš Kubica (M2) Bc. Simona Lencová (M2)

Sekce: Forenzní a molekulární biologie (posterová)

Molekulárně biologické stanovení potravinářsky významných mikromycet produkujících ochratoxin A Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Miroslava Bodrinová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.

Ochratoxin A (OTA) je mykotoxin produkovaný některými druhy vláknitých mikromycet rodů Aspergillus a Penicillium. OTA je silný nefrotoxin s imunosupresivními, karcinogenními a teratogenními účinky. Jeho přítomnost v potravinách se stanovuje chromatografickými nebo imunochemickými metodami. Tyto metody vyžadují sofistikovaná zařízení a zdlouhavé purifikační procesy. Alternativou je přímá detekce ochratoxinogenních mikromycet. Pro tyto účely je vhodnou metodou PCR, která je rychlá a specifická a lze ji použít pro monitoring kvality a bezpečnosti zemědělských komodit. Klíčovým krokem PCR je úspěšná izolace DNA. Mikromycety mají rigidní buněčnou stěnu a před samotnou extrakcí vyžadují krok její mechanické nebo fyzikální dezintegrace. Universálním molekulárně biologickým markerem pro Fungi jsou úseky ITS1 a ITS2 ribosomálního operonu. Izolace DNA ze vzorků A. niger a A. ochraceus byla provedena metodou využívající CTAB a pomocí PCR byly amplifikovány úseky ITS regionů. Pro průkaz mikromycet, produkujících mykotoxiny, lze použít jako cílovou sekvenci pro PCR úseky genů kódujících enzymy biosyntetické dráhy mykotoxinů. Těmi jsou v případě OTA multienzymové komplexy neribosomální peptidsynthetasa a polyketidsynthasa, které budou amplifikovány v navazující práci.


Využití real-time PCR pro identifikaci vaginálních laktobacilů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Barbora Čížková M1 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Michaela Kosová, Ph.D.; Ing. Andrea Mϋhlhansová

Vaginální laktobacily jsou nedílnou součástí přirozené vaginální mikroflóry a disponují mnoha antimikrobiálními vlastnostmi. Právě díky svým antimikrobiálním vlastnostem jsou využívány k výrobě hygienických a farmaceutických přípravků určených pro prevenci nebo podporu léčby vaginálních infekcí. Charakteristické složení daných přípravků je velmi důležité pro jejich správný účinek. Přítomnost vaginálních laktobacilů a jejich množství v přípravku lze ověřit pomocí metody real-time PCR. V rámci této práce byla provedena rodově i druhově specifická identifikace a následná kvantifikace vaginálních laktobacilů L. reuteri, L. fermentum a L. crispatus metodou real-time PCR s využitím primerů vyhledaných v literatuře a primerů navržených na gen kódující enzym muramidasu (N-acetylmuramidasu). Po ověření specifity navržených primerů byla tato metoda využita k identifikaci a následné kvantifikaci laktobacilů ve směsích laktobacilů s patogenními mikroorganismy a v komerčním přípravku.

Použití DNA-analýzy pro forenzní zkoumání falšování masa Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Eliška Fialová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.

Falšování potravin je problémem již odedávna. V současné době k tomu vede padělatele většinou ekonomický zisk, proto jsou nejčastěji falšovány drahé a vzácné potraviny nebo potraviny prodávané ve velkých množstvích. Mezi drahé, často falšované potraviny můžeme zařadit právě maso a masné výrobky. Jedním z nejlevnějších běžně prodávaných druhů mas je maso kuřecí, a proto je mnohdy využito jako náhražka za maso dražší nebo vzácnější. Je tedy velmi důležité najít způsob, jak toto maso spolehlivě detekovat, a odhalit tak falšovanou potravinu. Jednou z možností je využití metody polymerázové řetězové reakce (PCR) založené na analýze DNA. Cílem této práce bylo navrhnout a experimentálně ověřit primery pro selektivní identifikaci kuřecího masa, které nebudou amplifikovat další prodávané druhy drůbeže (krůtu, kachnu, husu), ani lidskou DNA, která se může na maso dostat například vlivem manipulace bez ochranných pomůcek. Při návrhu primerů bylo přihlíženo k možnosti rozšíření mnohonásobného PCR protokolu amplifikujícího vybrané sekvence mitochondriální DNA v genu pro cytochrom b hovězího, vepřového a koňského masa. Z tohoto důvodu byl i primer pro amplifikaci kuřecí DNA navrhován na tento gen.


Studium diverzity bakteriální lidské kožní mikroflóry pro účely forenzní analýzy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Pavla Hájková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D.

Povrch lidského těla je hojně osídlen celou řadou různých mikroorganismů. Jejich zastoupení je poměrně variabilní. Rozdíly závisí například na pohlaví, věku, zdravotním stavu, geografické poloze jedince a dalších faktorech. Tohoto faktu by se mohlo v budoucnu využívat k identifikaci osob v kriminalistice, neboť každý jedinec zanechává svůj specifický mikrobiologický fingerprint na všech předmětech, se kterými přijde do kontaktu. Cílem této práce je zmapovat diverzitu lidské kožní mikroflóry, zjistit odlišnosti mezi stálou, rezidentní mikroflórou a přechodnou, tzv. tranzientní mikroflórou a také detekovat četnost a druhové zastoupení v případě přenosu bakterií z rukou jedince na jím používané předměty. V průběhu pěti měsíců byla u dvou osob provedena longitudinální studie složení mikroflóry pokožky rukou. Pro získání izolátů byly použity metody stěrů a otisků s různými modifikacemi. Provedeny byly též stěry z klávesnice PC, používané jednou z testovaných osob. Identifikace izolátů byla provedena metodou MALDI-TOF MS. Bylo zjištěno dominantní zastoupení bakterií převážně z rodu stafylokoků, občas byly izolovány také mikrokoky či bacily. Pro genotypizaci vybraných izolátů stafylokoků byla následně zavedena metoda RAPD PCR, která využívala různě navržené primery a dvě odlišné DNA polymerázy.

Forenzní šetření autenticity masných výrobků pomocí qPCR Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Ondřej Krupa M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.

Maso a masné výrobky patří v České republice mezi komodity kontrolované Státní veterinární správou (SVS) a Státní zemědělskou a potravinářskou inspekcí (SZPI). Výstupem SVS a SZPI jsou časté nálezy nižšího obsahu masa a svalových bílkovin, výrobky s vyšší aktivitou vody a strojně odděleného masa, ale i nahrazování kvalitnějšího a dražšího masa za méně kvalitní a levnější. Zmíněné případy jsou označovány jako protiprávní jednání ze strany výrobce či distributora z důvodu klamání spotřebitele, stejně jako z důvodu změny nutričních parametrů potravin oproti hodnotám deklarovaným na etiketě. Tato práce je cílena na průkaz falšování masných výrobků záměnou dražších druhů mas za levnější kuřecí maso. Byl použit systém kvantifikace kuřecího masa pomocí analýzy sekvence jaderné DNA genu kódujícího interleukin-2 za použití kvantitativní polymerázové řetězové reakce s fluorescenční detekcí. Pro experimenty byly navrženy primery komplementární k místu exon-intron interleukinu-2. Specifita systému byla testována prostřednictvím DNA komerčně významných druhů masa, jako je hovězí, vepřové, kachní, krůtí a koňské. Efektivita kvantifikační reakce byla vyhodnocována ze závislosti hodnoty cyklu kvantifikace na množství DNA vložené do reakce.


Rozlišení vybraných druhů drůbeže DNA analýzou Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lukáš Kubica M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.

Maso a masné výrobky jsou oblíbené a drahé potraviny s vysokým obsahem bílkovin. Vysoká cena je jedním z hlavních důvodů falšování, za účelem obohacení se a lepší konkurenceschopnosti výrobců na trhu. Většinou dochází k záměně dražších druhů masa za levnější a uvádění nesprávného poměru masa na etiketách. Cílem práce je pomocí metody PCR rozlišit kuřecí, krůtí a kachní maso v masných výrobcích. Prvním krokem je ověřit vhodnost metody převzaté z normy ČSN EN ISO 21571 pro izolaci genomové DNA z masa a masných výrobků. Následně navrhnout specifické primery pro amplifikaci DNA kura, krůty a kachny prostřednictvím primerů komplementárních ke genu kódujícímu protein interleukin-2. Na základě variability genu mezi vybranými druhy drůbeže byla zvolena amplifikace genomové DNA. Specifita a selektivita navržených 3 párů primerů byla ověřena v klasickém PCR uspořádání, kdy byly navrhnuty a experimentálně ověřeny vhodné reakční podmínky polymerasové řetězové reakce. Poté byly tyto 3 páry primerů vyzkoušeny v kvalitativním triplexovém PCR uspořádání.

Využití parvalbuminového genu pro identifikaci ryb a odhalování jejich falšování pomocí molekulárněbiologických přístupů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Simona Lencová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.

S falšováním potravin se setkáváme již od dob, kdy začala výroba produktů za účelem jejich prodeje. Falšování je podněcováno zejména ekonomickými aspekty, proto jsou nejčastěji falšovány drahé potraviny, nebo naopak potraviny prodávané ve velké míře. Ryby jsou významnou komoditou na současném trhu a spolu s rostoucím zájmem spotřebitelů o rybí maso se zvyšuje i míra jeho falšování. S tím souvisí potřeba vyvíjet spolehlivé metody detekce falšování rybího masa. V současnosti se staly nejvíce používanými molekulárněbiologické metody, zejména polymerázová řetězová reakce (PCR). Cílem této práce je navrhnout a experimentálně ověřit protokol PCR pro identifikaci DNA ryb založený jednak na analýze mitochondriální DNA, jedna na analýze sekvence jaderné DNA hlavního rybího alergenu parvalbuminu. Jsou testovány primery specifické pro gen pro cytochrom c oxidasu-I a primery specifické pro parvalbuminový gen. Nedílnou součástí experimentu je izolace DNA ze vzorků rybího masa a rybích výrobků metodou CTAB dle ČSN EN ISO 21571. Tato metoda extrakce DNA je založena na použití tenzidu cetyltrimethylamonium bromidu, který umožňuje izolovat DNA ze vzorků s dostatečnou čistotou pro PCR i pro další metody (hybridizaci a restrikční analýzu). Prostřednictvím CTAB metody byla izolována DNA ze vzorků svaloviny ryb Salmo salar a Scomber scombrus a z rybích výrobků.


Sekce:


Soutěžící:

Molekulární biologie (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00 doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Ing. Tomáš Podzimek, Ph.D. Ing. Jana Kadavá Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Ing. Vojtěch Beneš Bc. Lenka Dohnalová (M2) Bc. Šárka Jonová (M2) Bc. Markéta Koutová (M2) Bc. Jitka Moravcová (M2) Bc. Ondřej Slavík (M2) Bc. Šárka Voráčková (M2)

Sekce: Molekulární biologie (posterová)

Vliv prostředí na složení střevní mikrobioty kroužkovce Eisenia andrei Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lenka Dohnalová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Igor Hochel, CSc.; RNDr. Martin Bilej, DrSc.

Střevní mikrobiota je komplexní ekosystém bakterií, virů, hub a dalších mikroorganismů, který společně s imunitním systémem chrání organismus před patogeny a pomáhá vytvářet metabolickou rovnováhu. U vyšších organismů je deregulace mikrobiální aktivity, popřípadě změna jejího složení, spojována s množstvím závažných chorob. U žížal, žijících v neustálém kontaktu s půdními mikroorganismy, představuje střevní epitel primární imunologickou bariéru a jeho interakce s mikrobiotou také může vést ke vzniku zánětlivých onemocnění střevního traktu. Cílem práce bylo zjistit složení střevní mikrobioty žížal, a dále popsat odezvu imunitního systému na vznikající zánět, demonstrovaného využitím histochemických metod. Indukovaný zánět pomocí dextran sulfátu sodného nebo patogenní gramnegativní bakterie Citrobacter rodentium vyvolává imunitní reakce a změny v mikrobiální kompozici střevní tkáně. V důsledku toho byly pozorovány změny v expresi prozánětlivých molekul a patternrecognition receptorů, jako je TLR (Toll-like receptor) a LBP (LPS-vázající protein). Dále byl studován vliv potenciálně probiotických bakterií Lactobacillus casei a E. coli Nissle 1957 a jejich využití v ochraně střevního epitelu před indukovanou infekcí.


Studium proliferace nádorových buněk v prostředí kyseliny mléčné Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Šárka Jonová M2 Ústav imunologie a mikrobiologie Ing. Jaroslav Zelenka, PhD.; Ing. Martina Koncošová

Kyselina mléčná je slabá organická kyselina vyskytující se přirozeně ve všech organismech. Vzniká během anaerobní glykolýzy z pyruvátu za účasti enzymu laktátdehydrogenasa. Anaerobní glykolýzu hojně využívají nádorové buňky, které jí dávají přednost i za dostatečného přístupu kyslíku. Klinické i experimentální studie ukázaly, že laktát v nádorech stimuluje angiogenezi, zvyšuje invazivitu transformovaných buněk a zhoršuje prognózu pacienta. Naopak řada dalších studií ukazuje, že pravidelné cvičení a konzumace mléčných výrobků, což jsou situace, při nichž dochází k výraznému krátkodobému zvýšení koncentrace kyseliny mléčné, pro změnu snižují riziko vzniku nádorových onemocnění. Ve své práci jsem se zaměřila na studium proliferace nádorových buněčných linií HeLa, PaTu a SHSY5Y v prostředí laktátové acidosy. Porovnávám nezávisle vliv laktátového aniontu a acidosy, a také různých režimů expozice na růst těchto buněk. Mé výsledky ukazují, že laktátová acidosa může mít často až protichůdné účinky na proliferaci v závislosti na typu buněk a podmínkách expozice.

Jak najít dobrý ligand G-kvadruplexu c-Myc? Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Markéta Koutová M2 Ústav organické chemie a biochemie AV ČR prof. Ing. Martin Fusek, CSc.; RNDr. Erika Kužmová, Ph.D.

G-kvadruplexy (G4) jsou sekundární struktury nukleových kyselin, které se vyskytují především v promotorech genů a telomerách. Stabilizací G4 lze dosáhnout snížení exprese genů mezi které patří i protoonkogen c-myc, což by mohla být nová strategie v léčbě druhů rakovin, při kterých má c-myc zvýšenou expresi. Metod, kterými lze interakci potencionálního ligandu stabilizujícího G4 zkoumat je několik. Patří sem například bezbuněčné eseje FRET, metoda cirkulárního dichroismu, polymerázová stop esej a také metody prováděné na buňkách jako je měření exprese c-myc na úrovni mRNA a proteinové úrovni. Jedna z nejnovějších esejí se zabývá porovnáváním exprese na dvou alelách linie CA-46 Burkittova lymfomu, přičemž na jedné alele došlo k translokaci mezi chromozomem 8 a chromozomem 14 a na druhé k translokaci nedošlo. Naše skupina se rovněž zabývá zavedením polymerázové stop eseje v provedení PCR.


Proteomická analýza virových částic M-PMV Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jitka Moravcová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Dr. Ing. Radovan Hynek; Ing. Petra Junková, Ph.D.

Mason-Pfizerův opičí virus (M-PMV) náleží do čeledi Retroviridae. Přestože u svého hostitele způsobuje onemocnění podobné AIDS, od HIV se odlišuje strukturou genomu, strukturou virionů i způsobem morfogeneze. V této studii byla provedena proteomická analýza virionů M-PMV za účelem identifikace proteinů hostitelské buňky, které tento virus inkorporuje do nově vznikajících částic. Odhalení opakovaně inkorporovaných proteinů do virionů by mohlo napomoci objasnění mechanismů morfogeneze či virulence M-PMV. Analyzované virové částice byly produkovány transfekovanými buňkami HEK 293 a izolovány za využití hustotního gradientu. Izolované částice byly rozpuštěny ve vzorkovém pufru pro SDS-PAGE, uvolněné proteiny byly separovány v gelu, specificky štěpeny a analyzovány za pomoci tandemového hmotnostního spektrometru na principu LC-ESI-QTOF. Byla též provedena jejich kvantifikační analýza pomocí softwaru MaxQuant. Mezi identifikované proteiny, které se dle kvantifikační analýzy ve virionech vyskytují vždy ve srovnatelném množství, náleží např. protein CHMP2B, jenž je součástí komplexu ESCRT III. Dále např. proteiny AP2M1 a AP2A2 účastnící se transportu proteinů přes transportní váčky či onkoprotein MLF1.

Vývoj buněčného modelu Alzheimerovy choroby pro testování potenciálních léčiv Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Ondřej Slavík M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D.

Alzheimerova choroba (AD) je nejčastější příčinou stařecké demence ve vyspělém světě, řadí se mezi tzv. civilizační choroby. Příčina choroby i účinná léčba jsou v současné době neznámé, a proto je tvorba fungujících in vitro modelů jedním z klíčových kroků k porozumění tomuto neurodegenerativnímu onemocnění a jeho prevenci či léčbě. Cílem práce je vytvořit funkční in vitro model AD z diferenciovaných neuroblastomových buněk SH-SY5Y, které jsou geneticky modifikovány plasmidy nesoucími sekvenci pro amyloidový prekursorový protein (APP) a jeho patologickou „Švédskou“ mutaci, a jsou kultivovány v 3D extracelulární matrix – Matrigelu. Tento model bude použit pro studium vlivu vybraných extraktů z orientálních rostlin a nových syntetických látek na in vitro progresi AD. Samotná tvorba modelu sestává z dvou částí: jednak genetické modifikace buněk pomocí transfekčního činidla a následné diferenciace, a z měření viability buněk a analýzy exprimovaného proteinu β-amyloidu metodami ELISA a Western blot. Zatím se nám podařilo prokázat pokles viability u buněk transfekovaných plasmidem nesoucím „Švédskou“ mutaci APP a zavést protokol pro diferenciaci neuroblastomů v Matrigelu. Výsledky z ELISA a Western blotů jsou zatím pod mezí detekce.


Vliv bodových mutací v jaderném lokalizačním signálu visfatinu na proliferaci rakovinných buněk Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Šárka Voráčková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Vojtěch Škop, Ph.D.

Visfatin je enzym a sekretovaný faktor ovlivňující metabolismus a imunitu. Visfatin katalyzuje rychlost určující krok syntézy NAD v buňce. Díky tomu se jeví jako potenciální cíl pro léčbu rakoviny. Inhibitory jeho enzymové aktivity však v klinických testech selhaly. Naše předchozí práce ukázaly, že visfatin se nachází v jádře buněk a byl nalezen jeho jaderný lokalizační signál. NAD je v jádře využíváno pro mnoho regulačních procesů. Proto by inhibice jaderného importu visfatinu mohla být novým a účinným přístupem v léčbě rakoviny. Byly připraveny linie nádorových buněk HepG2 tvořící ve zvýšené míře visfatin v přirozené formě nebo visfatin s bodovou mutací jaderného lokalizačního signálu. U buněk produkujících visfatin s mutací byla ověřena cytosolická lokalizace visfatinu. Počítáním buněk v různých časových intervalech byla stanovena jejich generační doba. Bylo zjištěno, že zvýšená produkce visfatinu urychluje proliferaci rakovinných buněk HepG2. Mutace v jaderném lokalizačním signálu visfatinu tento efekt naopak vynulovala. Bylo prokázáno, že zpomalení růstu buněk nezpůsobují změny v katalytické aktivitě visfatinu. Naše výsledky ukazují, že bodová mutace v jaderném lokalizačním signálu visfatinu snižuje rychlost růstu rakovinných buněk. Z toho důvodu by mohla být využita v léčbě rakoviny.


Sekce:


Soutěžící:

Strukturní biologie (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00 doc. Ing. Igor Hochel, CSc. Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Ing. Tereza Leonhardt, Ph.D. Ing. Jan Sácký, Ph.D. Bc. Žaneta Andrusivová (M2) Bc. Martin Hora (M2) Bc. Sofia Kolesnikova (M1) Bc. Sofie Kolibová (M2) Bc. Markéta Nováková (M2) Bc. Barbora Vokatá (M2) Bc. Nikol Volfová (M2)

Sekce: Strukturní biologie (posterová)

Využití fotokonvertovatelného proteinu Dendra2 při sledování intracelulárního transportu obalových glykoproteinů Masonova-Pfizerova opičího viru pomocí fluorescenční mikroskopie Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Žaneta Andrusivová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; Ing. Jan Lipov, Ph.D.

Obalové proteiny a schopnost jejich integrace do virových částic hrají významnou roli v životním cyklu virů. Masonův-Pfizerův opičí virus (M-PMV), patří do skupiny retrovirů a slouží jako model pro studium molekulárních mechanismů retrovirální infekce. Byl připraven konstrukt obsahující gen kódující obalový glykoprotein env M-PMV ve fúzi s genem pro foto-konvertovatelný fluorescenční protein Dendra2. Naším cílem je optimalizace podmínek pro foto-konverzi fluorescenčního proteinu Dendra2 a následně sledování intracelulárního transportu obalového glykoproteinu Env M-PMV v živých buňkách pomocí konfokální fluorescenční mikroskopie.


Fenotypový projev vybraných mutací C-terminální domény kapsidového proteinu Mason-Pfizerova opičího viru Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Martin Hora M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D.

Studium retrovirů (např. HIV) je důležité pro vývoj nových antiretrovirotik. Současná antiretrovirotika pouze inhibují životní cyklus viru v různých stádiích. Jedním z přístupů v antiretrovirové léčbě je zabránění protein-proteinových interakcí kapsidového proteinu (CA) při skládání retrovirové částice. CA je nejdůležitějším strukturním proteinem, který tvoří zralou a nezralou retrovirovou částici. Metodou kryoelektronové mikroskopie byla zjištěna podobnost terciární struktury C-terminální domény CA v nezralých částicích virů HIV a Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV) a dále byly identifikovány oblasti CA a vytipovány jednotlivé aminokyseliny, které by se na protein-proteinových interakcích mohly podílet. Cílem práce je studium vlivu vybraných mutací v CA M-PMV na jeho životní cyklus. Nejdříve byl připraven vektor pSARM4 M-PMV, který obsahuje celý genom viru M-PMV s danými mutacemi. Tímto vektorem budou následně transfekovány tkáňové buňky HEK 293T, ve kterých bude sledován životní cyklus mutovaného viru. Pomocí SDS-PAGE a Western blotu s imunochemickou detekcí bude sledována přítomnost virových proteinů v buněčném lyzátu a v kultivačním médiu, a tedy schopnost viru tvořit částice a uvolňovat je z buněk. Přítomnost retrovirových částic bude ověřena i mikroskopií ultratenkých řezů infikovaných buněk.

Sequence requirements of multimeric G-quadruplexes Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Sofia Kolesnikova M1 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Martin Fusek, CSc.; Dr. Edward A. Curtis

G-quadruplexes can form different types of multimeric structures, but the sequence requirements of such higher-order structures are not well understood. Furthermore, conditions that promote formation of multimeric G-quadruplexes have not been systematically investigated. We tested the ability of all possible variants of the central tetrad in a monomeric, parallel strand G-quadruplex to form multimers. Although most of these variants existed primarily as monomers, approximately 10% formed higher-order structures. These structures formed as a function of DNA concentration, and could be stabilized by a wide range of monovalent and divalent metal ions. In the presence of KCl the formation of such structures was highly cooperative. Several sequence variants were identified in which multimer formation was inhibited by GTP in a concentration dependent manner. Inhibition did not occur when functional groups on the guanine base were mutated, but was not sensitive to changes in either the sugar or the phosphate groups of GTP. Taken together, these experiments provide insight into the sequence requirements of multimeric Gquadruplex structures. They also suggest the intriguing possibility that GTP could regulate the formation of multimeric G-quadruplexes in cells.


Vliv mutací F34A a F35A matrixového proteinu MasonovaPfizerova opičího viru na interakci s beta podjednotkou koatomerního komplexu COP I Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Sofie Kolibová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Jan Lipov, Ph.D.

Masonův-Pfizerův opičí virus (M-PMV) je retrovirus, tvořící nezralé virové částice v cytoplazmě hostitelské buňky. Transport polyproteinových prekursorů částic (Gag) v buňce je zajišťován nejen molekulárními motory, ale i pomocí vezikulárního transportu. Pomocí kvasinkového dvojhybridního systému byla nalezena interakce matrixového proteinu (MA) s beta podjednotkou koatomerního komplexu COP I. Byla nalezena mutace matrixového proteinu F34AF35A, bránící této interakci. Naším úkolem je zjištění vlivu mutace jednotlivých aminokyselinových zbytku F34 a F35 na interakci a následně vliv mutace na transport virových strukturních proteinů v hostitelské buňce. Kvasinkovým dvojhybridním systémem bylo zjištěno, že za ztrátu schopnosti interakce MA s COP I je zodpovědná pouze mutace F34A. Pomocí fluorescenčně značeného MA sledujeme lokalizaci prekursorů Gag v živých buňkách společně se značenými markery komponent vezikulárního transportu. Pro objasnění otázky, zda je ztráta interakce způsobena změnou v interakčním místě nebo se jedná o konformační změnu, která vede ke ztrátě interakce, bude struktura MA F34A vyřešena pomocí NMR, za tímto účelem je protein připravován rekombinantně.

Příprava a krystalizace metabolických represorů z bakterie Bacillus subtilis Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Markéta Nováková M2 Ústav organické chemie a biochemie AV ČR prof. Ing. Martin Fusek, CSc.

Jednou z intenzivně studovaných oblastí bakteriální regulace je jejich schopnost zpracovávat nepreferované zdroje uhlíku. Bakteriální transkripční represory hrají roli molekulárních přepínačů genové exprese metabolických drah pro různé zdroje uhlíku. Tuto regulační funkci mohou zastávat díky své schopnosti vázat se na specifické DNA sekvence, tzv. operátory, blokováním exprese. Jejich funkce je modulována vazbou efektorové molekuly. Tento projekt se zaměřuje na regulaci sacharidového metabolismu u modelového organismu grampozitivních bakterií s nízkým obsahem GC – bakterii Bacillus subtilis. Cílem projektu je funkčně a strukturně charakterizovat vybrané zástupce dvou nejhojněji zastoupených rodin transkripčních represorů: GntR a DeoR. Informace o struktuře represorů budou získány pomocí rentgenové difrakční analysy, jíž předchází úspěšná purifikace a krystalizace těchto proteinů. V oblasti funkční analysy plánujeme studovat vazbu proteinů na jejich efektory a DNA operátory. Výsledky této práce přispějí k pochopení molekulárního mechanismu působení represorů GntR a DeoR.


Vliv mutací vybraných aminokyselin kapsidového proteinu Mason-Pfizerova opičího viru na tvorbu částic a infektivitu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Barbora Vokatá M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Pavel Ulbrich Ph.D.

Jednou z fází životního cyklu retrovirů, která nabízí možnost vývoje nových antiretrovirových terapeutik, je proces tvorby a dozrávání retrovirové částice. Pro navržení inhibitorů tohoto procesu je nutné detailně poznat strukturní a funkční úlohu jednotlivých aminokyselin. Na základě výsledků NMR analýzy C–terminální domény kapsidového proteinu (CTD CA) Mason–Pfizerova opičího viru (M–PMV) bylo vytipováno pět aminokyselin ve 2. alfa–helixu CTD CA, u kterých se předpokládá účast na interakcích vedoucích ke tvorbě/stabilizaci retrovirové částice. Úkolem této práce je studovat vliv vybraných mutací těchto aminokyselin na tvorbu nezralých retrovirových částic in vitro. Vliv mutací na životní cyklus a infektivitu M–PMV bude zkoumán na buněčných liniích HEK 293T, které budou transfekovány připravenými mutantními vektory pSARM–EGFP.

Vliv mutace H247A na enzymovou aktivitu visfatinu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Nikol Volfová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Vojtěch Škop, Ph.D.

Visfatin má v organismu několik funkcí. Byl popsán jako cytokin, adipokin a enzym. Katalyzuje syntézu nikotinamidmononukleotidu (NMN), vznikajícího spojením nikotinamidu a 5-fosforibosyl-1-pyrofosfátu. Tato reakce je prvním a rychlost určujícím krokem biosyntézy NAD z nikotinamidu. Vzhledem k významu NAD pro buněčné procesy však není jasné, zda visfatin působí jako sekretovaný faktor nebo zda jsou všechny jeho funkce spojené s enzymovou aktivitou. Z tohoto důvodu bylo našim cílem porovnat přirozené formy visfatinu (WT) a visfatinu s vyřazenou enzymovou aktivitou na buněčný metabolizmus. Byly vytvořeny buněčné linie se zvýšenou produkcí WT visfatinu a linie se zvýšenou tvorbou visfatinu s bodovou mutací (H247A) u kterého byla popsána ztráta enzymové aktivity. Měření enzymové aktivity visfatinu bylo provedeno nově zavedenou metodou na principu fluorescenční detekce nárůstu NMN. Druhé měření bylo provedeno pomocí zavedené metody, ve které je měřena rychlost celé biosyntetické dráhy NAD. Obě metody prokázaly, že v porovnání s kontrolou došlo u buněk s WT k předpokládanému zvýšení enzymové aktivity. Avšak, srovnatelné zvýšení bylo ale nalezeno také u buněk s H247A. Výsledky naměřených hodnot ukazují, že H247A mutace neovlivňuje enzymovou aktivitu visfatinu.


Biochemie rostlin a ekologie (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00

Sekce:


Soutěžící:

doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D. Ing. Petra Junková, Ph.D. Ing. Jan Lipov, Ph.D. Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Ing. Eva Jablonská Bc. Magdalena Folkmanová (M2) Bc. Eliška Hromádková (M2) Bc. Sindy Kněžíčková (M2) Bc. Jana Kučerová (M2) Bc. Lukáš Maryška (M2) Bc. Petra Oravcová (M2) Bc. Tereza Veselá (M2) Bc. Irina Vlasenko (M2)

Sekce: Biochemie rostlin a ekologie (posterová)

Izolace a charakterizace půdních mikroorganismů utilizujících sekundární metabolity rostlin Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Magdalena Folkmanová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Uhlík Ondřej, Ph.D.

Současný trend o co nejnižší zatěžování životního prostředí jde ruku v ruce se snahou o odstranění polutantů z již znečištěného prostředí. Konvenční fyzikálně-chemické techniky jsou pro mnohé lokality nevhodné či finančně neúnosné. S ohledem na tyto skutečnosti jsme se zaměřili na výzkum biodegradace pomocí kometabolismu rostlinných sekundárních metabolitů a jim strukturně podobných organických kontaminantů. Sekundární metabolity uvolňované rostlinami do zeminy mohou vytvářet selektivní tlak a navyšovat tak počet mikroorganismů se schopností utilizace těchto sloučenin, což se projeví zvýšenou přítomností genů kódujících enzymy zodpovědné za jejich degradaci. Cílem této práce bylo izolovat mikroorganismy schopné utilizovat vybrané sekundární metabolity (quercetin, naringenin, salicylát sodný, morin a kyselina tannová) přímou extrakcí či nabohacovacími kultivacemi ze vzorků zemin osázených rostlinami, produkující vybrané SM. Získané izoláty byly následně identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie a sekvenací genů pro 16S rRNA.


Biologicky aktivní látky z rostliny Magnolia tripetala Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Eliška Hromádková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D.; Ing. Anna Macůrková

Magnolie patří mezi nejstarší krytosemenné rostliny. Výtažky z jejích květů jsou součástí parfémů a kosmetických přípravků, kromě vůně mají však i léčivé účinky. Extrakty z květů a kůry se používají vnitřně jako přírodní antibiotika, při zvracení, kašli, úzkostech a dalších zdravotních problémech. Cílem této práce je získání extraktů z listů a květů rostliny Magnolia tripetala, jejich frakcionace, porovnání biologických aktivit, složení aktivních látek a na tomto základě průmyslové využitelnosti částí dosud považovaných pouze jako odpadní materiál. U extraktů byla testována antimikrobiální, cytotoxická, antioxidační a hemolytická aktivita. Pro charakterizaci látkového složení byla u všech extraktů použita vysokoúčinná kapalinová a tenkovrstvá chromatografie. Na základě biologických testů byly získány 4 frakce, které vykazovaly výraznou aktivitu proti grampozitivním bakteriím Bacillus cereus a Staphylococcus aureus a kvasince Trichosporon cutaneum, antioxidační aktivitu a cytotoxicitu vůči tkáňovým liniím HepG2 a HEK263T. Hemolytická aktivita nebyla prokázána. Tenkovrstvou chromatografií bylo prokázáno, že extrakty z listů a květů obsahují podobné strukturní skupiny látek.

Tolerance dvou ekotypů a geneticky modifikované linie Hebeloma mesophaum vůči těžkým kovům Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Sindy Kněžíčková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Pavel Kotrba, PhD.; Ing. Vojtěch Beneš

V mutualistickém soužití s kořeny poskytují ektomykorhizní houby rostlinám ochranu před nepříznivými vlivy, včetně bariérové funkce pro vstup toxických kovů do pletiv rostlin. To souvisí se schopností mykobiontů kovy akumulovat a účinně detoxikovat. Hebeloma mesophaeum je důležitým ektomykorhizním symbiontem stromů v narušených lokalitách. Porovnávána byla schopnost dvou ekotypů („Řež“ z nekonaminované a „Příbram“ z lokality kontaminované těžkými kovy) tolerovat přítomnost těžkých kovů v růstovém mediu. Mycelia Příbram vykazovala vyšší míru tolerance vůči Cd a Zn měřenou jako nárůst mycelií, což lze dát do souvislosti i s duplikací genu pro metalothionein (MT) v H. mesophaeum Příbram. MT jsou peptidy s vysokým podílem cysteinylů, které se podílejí na vazbě a detoxikaci těžkých kovů v cytoplasmě. V připravené modifikované linii zvýšila exprese transgenního peptidu RaZBP1, analogu MT z Russula atropurpurea, přirozenou schopnost H. mesophaeum Řež tolerovat Zn. Tyto výsledky doplňují informace o funkčním významu RaZBP1 při detoxikaci Zn přirozeně akumulovaném v R. atropurpurea ve vysokých koncentracích.


Modifikace kultivačních postupů půdních bakterií Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Kučerová M2 Biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D.

Tato práce je zaměřena na možnosti extrakce a kultivace environmentálních bakteriálních izolátů a na faktory, které je ovlivňují. Cílem těchto postupů je možnost kultivovat obtížně kultivovatelné nebo dokonce doposud nekultivovatelné půdní bakterie. Mezi faktory, které mohou mít pozitivní vliv na vytvoření vhodných podmínek a aktivaci růstu doposud nekultivovatelných mikroorganismů, lze mj. zařadit přítomnost signálních molekul, nebo resuscitačních faktorů, např. proteinu Rpf. Rpf je sekretován do růstového media bakterií Micrococcus luteus převážně v exponenciální fázi růstu. Nejdříve byla stanovena růstová křivka bakterie M. luteus. Následně byly odebírány vzorky v různých fázích exponenciálního růstu této kultury. Každý vzorek byl centrifugován a získaný supernatant byl filtrován za účelem separace a koncentrace proteinů o velikosti větší 10 kDa, včetně Rpf. Takto připravené koncentráty byly přidány do extrakčního media pro izolaci půdních mikroorganismů. Byly stanoveny celkové počty získaných mikroorganismů a samotné izoláty byly roztříděny a identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie MALDITOF. Výsledky byly porovnány v závislosti na době odběru supernatantu kultury M. luteus.

Izolace elicitorů z Alternaria brassicicola a jejich využití při studiu obranných reakcí rostlin Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lukáš Maryška M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Lenka Burketová, CSc.

Nejrozšířenější plodinou českých polí je řepka olejka. Používá se na výrobu biopaliva a je i nedílnou součástí při výrobě olejů. Zemědělci se potýkají s každoročním napadením nejčastějším patogenem Leptosphaeria maculans. Tato houba napadá řepky a způsobuje onemocnění tzv. „zčernání nohy“, kdy dochází k odumření spodní části rostliny. Tento patogen se nejprve jeví jako biotrof, ale po krátké době přechází na nekrotrofii. Tím likviduje velké množství úrody. Jelikož napadá spodní části rostliny, tak nedochází k jejímu celkovému sklizení s úrodou řepky a ve formě spor přečkává zimu. Rostlinný obranný systém rozpoznává charakteristické mikrobiální vzory, na které reagují produkcí obranných látek. Probíhá neustálý boj mezi rostlinou a mikroorganismy, o to kdo bude oklamán a kdo je oklamaný. Náš výzkum se zabývá zvyšováním odolnosti řepky olejky pomocí biostimulátorů. Jednou z látek, které dopomáhají rostlině v boji proti Leptosphaerii maculans je medium po kultivaci Alternaria brassicicola a cílem práce je zjistit, jaká složka media rezistenci vyvolává.


Kultivácia baktérií produkujúcich polyhydroxyalkanoáty Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Petra Oravcová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D.

Polyhydroxyalkanoáty predstavujú zásobný polymér, ktorý je akumulovaný v bunkách širokého spektra baktérií vo forme inklúzií. Majú vlastnosti porovnateľné s plastmi, na rozdiel od ktorých sú biodegradovateľné, vďaka čomu môžu byť aplikované ako alternatívna náhrada plastov šetrná k životnému prostrediu. Napriek mnohým výhodám týchto biologicky odbúrateľných polymérov rozsiahlej priemyselnej výrobe bráni vysoká produkčná cena. Práve aplikácia odpadových substrátov slúžiacich ako zdroj uhlíka pri kultivácii môže byť jedným z možných riešení, ako cenu produkcie biopolymérov znížiť. Práca sa preto venuje izolácii pôdnych baktérií schopných produkovať polyhydroxyalkanoáty na odpadných substrátoch, ktorými sú perie, chrupavka z kurčiat a metylester zo živočíšnych tukov dodávané pre účely práce firmou RABBIT CZ a.s. Pri izolácii baktérií z pôdy sa nám podarilo získať celkovo 30 kmeňov, u 15 kmeňov bola preukázaná produkcia polyhydroxyalkanoátov. Metódou GC-FID sme určili u vybraných kmeňov zloženie polyméru, ktoré sa mení v závislosti na substráte zvolenom pri kultivácii. Táto práca vznikla za finančnej podpory TAČR BIORAF TE01020080.

Dlouhodobý vliv různých typů hnojení na počet genů rezistence k antibiotikům u půdních mikroorganismů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Veselá M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Hana Stiborová, Ph.D.

Nadužívání antibiotik v humánní i veterinární medicíně zapříčiňuje kumulaci těchto látek v odpadních materiálech, jako jsou kaly z čistíren odpadních vod (ČOV) nebo kejdový hnůj. U mikroorganismů vystavených působení antibiotik může docházet ke vzniku antibiotické rezistence (AR). Rezistentní kmeny, zejména patogenní, se mohou šířit spolu s organickými hnojivy při fertilizaci zemědělských půd a v potravním řetězci jsou hrozbou pro lidské zdraví. Proto je nutné zmapovat hlavní vstupy genů AR do životního prostředí a jejich množství. Cílem této práce je screening přítomnosti a množství genů AR vůči různým antibiotikům u půdních mikroorganismů. Půdní vzorky pro analýzu pocházejí z cyklicky hnojených výzkumných polí, na která je dlouhodobě aplikován kal z ČOV, kejdový hnůj a anorganické hnojivo. Absolutní kvantifikace genů přítomných v půdních vzorcích je realizována metodou kvantitativní PCR s použitím specifických primerů pro různé geny AR. Jelikož různé půdní vzorky mohou obsahovat různé počty mikroorganismů, je následně prováděna relativní kvantifikace pomocí genu 16S rDNA. Prozatím byla prokázána přítomnost genu rezistence vůči tetracyklinu tetA pouze u samotného kejdového hnoje a kalu z ČOV. U půdních vzorků byly počty tohoto genu rezistence pod měřitelným limitem.


Identifikace interakčních partnerů rostlinného proteinu HIR1 Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Irina Vlasenko M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. RNDr. Olga Valentová, CSc.

Proteiny domény SPFH jsou periferní membránové proteiny vyskytující se v tzv. detergentrezistentních mikrodoménách. Jejich funkce je známá u živočichů, kde zprostředkují buněčnou odpověď na nepříznivé vnější vlivy a přispívají tak k obraně organismu vůči nim. U rostlin zatím není funkce těchto proteinů objasněna, avšak dosavadní výsledky naznačují, že i zde by měly plnit funkci obrannou. Identifikace interakčních partnerů jednotlivých typů proteinů s SPFH doménou rostlin by mohla napomoci k odhalení jejich přesné funkce. Cílem této práce je proto identifikace interakčních partnerů proteinu HIR1 jako zástupce proteinů s SPFH doménou lokalizovaných na plasmatické membráně rostlin. Pro nabohacení interakčních partnerů HIR1 byla použita imunoafinitní purifikace. Purifikovány byly membránové proteiny extrahované z mikrosomální frakce izolované z listů transformované A. thaliana obsahující konstrukt HIR1-YFP a též z listů divokého typu A. thaliana, který sloužil jako kontrola. Aby byly během extrakce membránových proteinů detergentem zachovány nekovalentně vázané proteinové komplexy, bylo využito činidlo, které proteiny prokřižuje kovalentně. Purifikované proteiny byly následně analyzovány pomocí hmotnostní spektrometrie.


Sekce:


Soutěžící:

Mikrobiologie patogenů (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00 doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Ing. Jiří Šantrůček, Ph.D. PharmDr. Jindřiška Angelini, Ph.D. Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Ing. Anna Macůrková Bc. Hana Čulíková (M2) Bc. Pavlína Křapková (M2) Bc. Daniel Stehlík (M2) Bc. Soňa Streďanská (M2) Bc. Klára Šelbická (M2) Bc. Tereza Švehláková (M2) Bc. Adéla Tomsová (M2)

Sekce: Mikrobiologie patogenů (posterová)

Vliv kyseliny usnové a kyseliny mléčné na tvorbu biofilmu vybraných potravních patogenů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Hana Čulíková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.; Ing. Lucie Vondráková

Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus a Salmonella spp. jsou patogenní bakterie schopné tvořit biofilm. Jsou přenášené potravinami a u člověka vyvolávají různá onemocnění. Biofilm lze charakterizovat jako mikrobiální společenství, které se pěvně uchycuje na různých površích a může být zdrojem další kontaminace. Při tvorbě biofilmu hraje důležitou roli mezibuněčná komunikace neboli quorum sensig. Biofilm na rozdíl od planktonických buněk vykazuje odlišné vlastnosti, jednou z nejpodstatnějších vlastností je zvýšená rezistence vůči antimikrobiálním látkám. Kyselina usnová je přírodní látka, sekundární metabolit lišejníků. Nejvíce studovanou vlastností je její antibiotická aktivita. Kyselina mléčná je přirozeně vyskytující se slabá organická kyselina. Využívá se jako potravinářská přídatná látka, která je používaná zejména v konzervárenství. Cílem realizovaných experimentů bylo zjistit vliv kyseliny usnové a kyseliny mléčné na buňky zabudované v biofilmu i na buňky planktonické. Základní metodou, která se využívá, pro práci s biofilmem je jeho kultivace v mikrotitračních destičkách a kvantifikace barvením krystalovou violetí. Další použitou metodiku může být vyhodnocení míry exprese vybraných genů agr a luxS prostřednictvím RT-PCR.


Izolace eDNA a gDNA z matrice biofilmu Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus a Salmonella spp. Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Pavlína Křapková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.

Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus a Salmonella spp jsou nebezpečné alimentární patogeny, vyznačující se schopností vytvářet na různých površích biofilm. Biofilm buňkám zajišťuje odolnost proti nepříznivým vlivům, čímž způsobují problémy v řadě průmyslových odvětví. Vedle bakteriálních buněk je biofilm z větší části tvořen matricí biofilmu, která kromě vody a dalších látek obsahuje také extracelulární DNA. Cílem této práce je u různých kmenů Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus a Salmonella spp. izolovat z matrice biofilmu extracelulární DNA (eDNA). eDNA je získávána použitím protokolu ze studie Combrouse T. et al. (2013), který zahrnuje kultivaci biofilmu, sonikaci pro separaci buněk od matrice, odstředění a dialýzu pro odstranění nízkomolekulárních látek. Následně je eDNA extrahována metodou CTAB (ČSN EN ISO 21571, 2005). Genomová DNA z planktonních buněk je též izolovaná metodou CTAB. Kvalita izolovaných DNA je měřena spektrofotometricky při 230, 260 a 280 nm.

Vliv glukosového tranportéru u Leptosphaerie maculans na virulenci vůči Brassica napus Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Daniel Stehlík M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Lenka Burketová, CSc.

Askomyceta Leptosphaeria maculans dnes patří mezi nejzásadnější patogeny řepky olejky (Brassica napus), plodiny jež je ekonomicky významná pro zemědělskou produkci mnoha ekonomik světa. V dnešní době probíhá rozsáhlé zkoumání genů L. maculans a funkce proteinů, které tyto geny kódují. Jako velice účinný nástroj pro provádění tohoto výzkumu se ukázala metoda tzv. T-DNA inserční mutageneze, kdy je určitý gen náhodně narušen pomocí tzv. T-DNA insertu se selekčním markerem, který je do genomu inkorporován zcela náhodně. Kolekce T-DNA inserčních mutantů tak představuje soubor genotypů pro odhalování zajímavých fenotypů. Jedním z takto vytipovaných mutantů se stala linie s označením JN2 sp106 vykazující kompletní avirulenci na B. napus. Takovýto fenotyp námi doposud nebyl zaznamenán a tudíž bylo velice žádoucí odhalit příčinu této abnormality. Při bližším zkoumání, jaký gen byl narušen a který protein jím byl kódován, bylo zjištěno, že se s největší pravděpodobností jedná o gen kódující glukosový transporter. Přesnější role v mechanismu virulence zatím není přesně známa, a je předmětem tohoto výzkumu.


Využitie MALDI-TOF MS na detekciu zdravotne a hygienicky významných baktérií v potravinách a pitnej vode Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Soňa Streďanská M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D.; Ing. Petra Junková, Ph.D.

V posledných rokoch zažívajú mikrobiologické laboratória revolučné zmeny v identifikácii mikroorganizmov. V súčasnosti k jedným z najspoľahlivejších a najrýchlejších spôsobov identifikácie patrí MALDI-TOF MS, hmotnostná spektrometria proteínov pomocou laserovej desorpcie/ionizácie za účasti matrice s analyzátorom doby preletu. Mikrobiologická bezpečnosť je jedna zo základných kameňov hodnotenia kvality v potravinárskom priemysle. Identifikácia a kvantifikácia kaziacich baktérií, napríklad v pasterizovanom mlieku a mäse, v súčasnosti spolieha na presné a citlivé, ale časovo náročnejšie techniky. Cieľom mojej práce je navrhnúť postup pre využitie MALDI-TOF MS ako metódu vhodnú na stanovenie počtu baktérií vo vybraných matriciach (destilovaná voda, mlieko) a preukázanie prítomnosti Salmonella spp. v potravinách. Vďaka rýchlej príprave vzoriek na identifikáciu pomocou MALDI-TOF MS, môže dôjsť k značnému urýchleniu procesu voči súčasným používaným referenčným metódam (napr. ČSN EN ISO 6579 Horizontálna metóda preukázania baktérií rodu Salmonella).

Faktory odolnosti biofilmu bakteriálních izolátů z potravinových provozů k dezinfekčním látkám Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Klára Šelbická M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D.

Potraviny kontaminované patogenními agens mohou zapříčinit celou škálu nemocí, mimo to kontaminace potravin může také značně přispět ke snížení trvanlivosti a kvality výrobků. Kontaminace potravin proto není vítaným jevem, přitom ke kontaminaci může dojít v každé fázi výrobního procesu. Je známo, že zdrojem kontaminace se mohou stát i biofilmy, tj. společenství mikroorganismů přichycené a rostoucí na abiotických i biotických površích. Cílem této práce je studium odolnosti biofilmu vůči dezinfekčním látkám u izolátů z potravinových provozů. Pro práci bylo použito 111 izolátů ze stěrů z prostředí výrobny bílých sýrů zrajících v solném nálevu. Jejich identifikace byla provedena pomocí metody MALDI-TOF MS a u nejednoznačných výsledků byly provedeny biochemické testy. Byla zavedena screeningová metoda pro výběr izolátů se zvýšenou schopností tvořit biofilm a stanoveny podmínky pro výběr těchto izolátů. U 4 kmenů E. coli byla poté testována tvorba biofilmu a inhibice tvorby biofilmu v provozu používanou dezinfekční látkou Oxidan (PERFECT PLUS a.s.) pomocí metody barvení krystalovou violetí. Tato práce vznikla s finanční podporou NAZV při řešení projektu QJ1210300 v rámci programu "KUS".


Kvantifikace eDNA a charakterizace vlivu antibakteriálních přírodních látek na eDNA biofilmu Staphylococcus aureus Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Švehláková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.; Ing. Martina Boháčová

Mikrobiální populace mohou na pevném povrchu existovat ve formě biofilmu, který jim poskytuje potřebnou ochranu před vnějšími vlivy, včetně působení antibakteriálních látek. Tvorba biofilmu tak působí komplikace v řadě lidských odvětví (např. zdravotnictví, potravinářství). K nalezení vhodné cesty jak biofilm odstranit, je podstatné znát jeho složení. Důležitou složkou je extracelulární DNA (eDNA), která má význam při adhezi buněk k povrchu i sobě navzájem a poskytuje tak biofilmu strukturální podporu. Cílem provedených experimentů bylo zavedení funkčního protokolu a jeho optimalizace pro kvantifikaci eDNA biofilmu Staphylococcus aureus pomocí spektrofotometrického stanovení s vizualizací eDNA za použití fluorescenční barvy PicoGreen. Součástí práce byla také charakterizace vlivu dvou přírodních antibakteriálních látek – kyseliny mléčné a resveratrolu na narostlý biofilm Staphylococcus aureus. Množství narostlého biofilmu bylo stanoveno pomocí semikvantitativní metody barvení biofilmu krystalovou violetí a vliv antibakteriální látky byl zjištěn z rozdílů množství biofilmu s a bez ošetření antibakteriální látkou o daných koncentracích.

Příprava fluorescenčně značených kmenů Campylobacter jejuni Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Adéla Tomsová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Hana Turoňová, Ph.D.

Bakterie rodu Campylobacter jsou gramnegativní, mikroaerofilní, zakřivené tyčinky, jejichž termofilní druhy, především C. jejuni, jsou dlouhodobě nejčastějšími původci alimentárního onemocnění v Evropě. Toto onemocnění nazýváme kampylobakterióza jeho nebezpečnost spočívá především ve vysokém výskytu postinfekčních komplikací. Studium Campylobacter jejuni je poměrně komplikované vzhledem k jeho obtížné kultivovatelnosti, která je způsobena mimo jiné toxickými účinky vzdušného kyslíku a vysokou citlivostí k teplotním skokům. Úkolem této práce je připravit kmen Campylobacter jejuni, který bude snadno vizualizovatelný díky vnesenému značení zeleným fluorescenčním proteinem. Pro tento účel bude použit gen pro fluorescenční protein zvaný iLOV („light, oxygen,orvoltage-sensing“), jež je rostlinné povahy a pro fluorescenci nevyžaduje kyslík. Do buněk kampylobaktera bude gen vnesen prostřednictvím plasmidu pRY111, což je shuttle vektor specificky navržený pro genové manipulacebakterií rodu Campylobacter. Cílem integrace fluorescenční značky je možnost sledování této bakterie v reálném čase při dynamických dějích, jako je například tvorba biofilmu, kolonizace buněčných kultur nebo koexistence bakterií ve směsných kulturách.


Klinická biochemie a mikrobiologie (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00

Sekce:


Soutěžící:

doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D. RNDr. Jarmila Zídková, CSc. Ing. Hana Stiborová, Ph.D. Ing. Jáchym Šuman Ing. Lucie Fojtíková Bc. Jiří Bejček (M1) Bc. Martina Burešová (M2) Bc. Eliška Ceznerová (M2) Bc. Linda Krobová (M2) Bc. Gabriela Nováková (M2) Bc. Veronika Romanská (M2) Bc. Markéta Šmídová (M2) Bc. Tereza Šmrhová (M1)

Sekce: Klinická biochemie a mikrobiologie (posterová)

Biologické účinky seskviterpenového laktonu archangelolidu a jeho fluorescenčních derivátů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jiří Bejček M1 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.

Seskviterpenové laktony jsou látky přirozeně se vyskytující v některých druzích rostlin, ve kterých hrají důležité role jako sekundární metabolity. Ochrana před škůdci, repelentní, antimikrobiální a další účinky jsou jen jejich stručným výčtem. Seskviterpenové laktony thapsigargin a trilobolid byly již dříve zkoumány pro svoji schopnost ovlivnit funkci sarko/endoplasmatické retikulární Ca2+ ATPasy (SERCA), jejíž inhibice vede k apoptóze buňky. Strukturní podobnost archangelolidu s thapsigarginem a trilobolidem nám umožňuje vyslovit hypotézu, zda archangelolid vykazuje podobné vlastnosti jako výše zmíněné látky. V prvním kroku byly k jejímu ověření použity metody simulace molekulové dynamiky. Následně bylo přikročeno k in vitro testům cytotoxicity na vybraných buněčných liniích pomocí WST-1 testu. Byla testována toxicita jak archangelolidu, tak jeho C-11 derivátů: 11-deacetylarchangelolidu, 11-deacetyl-11-azidovaleroylarchangelolidu a fluorescenčního konjugátu archangelolidu. Navíc byla pomocí imunoblotu detekována produkce jednotlivých isoforem SERCA ve vybraném panelu buněčných linií. U fluorescenčního derivátu archangelolidu byla testována intracelulární lokalizace v buňkách linie C2C12. Ze získaných dat vyplývá, že archangelolid pravděpodobně neinhibuje SERCA.


Toxicita degradačních produktů mikro nebo nanostrukturovaných směsných materiálů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Martina Burešová M2 Ústav analýzy potravin a výživy; Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. František Pudil, CSc.

Byly studovány těkavé látky vzniklé tepelnou degradací průmyslově vyrobených nanovláken kyseliny hyaluronové. Těkavé produkty byly sorbovány a zakoncentrovány mikroextrakcí na tuhou fázi (SPME) a analyzovány s využitím plynové chromatografie ve spojení s hmotnostním spektrometrem (GC-MS). Bylo zjištěno, že nanovlákna ve studované podobě nejsou vhodná pro potravinářské účely, a to kvůli řadě vzniklých toxických látek pocházejících z použitého nosiče. Dále byl připraven mikrostrukturovaný materiál na bázi kyseliny hyaluronové a směsný materiál, který vedle kyseliny hyaluronové obsahoval i kolagen. Byla provedena jejich tepelná degradace. Vzniklé těkavé látky byly analyzovány a jejich hygienicko-toxikologické vlastnosti byly posouzeny.

Charakterizace poruch fibrinogenu pomocí genomických a proteomických technik Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Eliška Ceznerová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Mgr. Bc. Roman Kotlín, Ph.D.

Fibrinogen je klíčovým proteinem krevní plazmy účastnící se závěrečné fáze koagulace přeměnou na nerozpustný fibrin. Mutace v genech FGA, FGB a FGG kódující fibrinogen mohou vést k poruchám jeho správné funkce v organismu. Onemocnění způsobená sníženou až neměřitelnou koncentrací fibrinogenu v plazmě se nazývají hypofibrinogenemie a afibrinogenemie. Onemocnění, která vznikla v důsledku strukturních změn ve fibrinogenu vedoucí k jeho funkční nedostatečnosti, se označují jako dysfibrinogenemie. Cílem této práce je odhalit možné genetické příčiny klinických abnormalit a patologických výsledků koagulačních testů vybraných pacientů se suspektní dysfibrinogenemií či hypofibrinogenemií. Sekvenací DNA a pomocí funkčních testů byla prozatím odhalena dysfibrinogenemie v Aα řetězci u 5 pacientů a jejich rodinných příslušníku, kteří poskytli biologické vzorky.


Biologické účinky oxidačních produktů bilirubinu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Linda Krobová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie, Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF a VFN prof. Tomáš Ruml, CSc.; prof. MUDr. Libor Vítek, Ph.D., MBA

Novorozenecká hyperbilirubinémie postihuje více než 60 % novorozenců v prvních dnech života. Včasné zahájení léčby u dětí s koncentracemi bilirubinu nad 340 umol/l je důležité pro prevenci bilirubinové encefalopatie. V současnosti se klade důraz na objasnění příčin zvýšené morbidity a mortality nedonošených novorozenců podstupujících agresivní léčbu fototerapií. Jedna z možných příčin je přiřazována oxidačním produktům bilirubinu (BOX), na které se pravděpodobně bilirubin v organismu během fototerapie přeměňuje. Jedná se o fotolabilní sloučeniny nízké molekulové hmotnosti, které se mezi sebou liší polohou metylu a vinylu. Biologické účinky BOX nejsou dosud dostatečně probádané, zejména proto, že standardy těchto látek nejsou komerčně dostupné. Cílem našeho projektu byla příprava BOX dle protokolu nalezeného v literatuře a testování buněčné viability linie lidského neuroblastomu SH-SY5Y po inkubaci s BOX A a BOX B o různých koncentracích. Viabilita neuroblastomových buněk byla snížena již během prvních hodin inkubace se studovanými látkami. BOX A snižuje buněčnou viabilitu ve větší míře než BOX B, a to již od koncentrací 10 umol/l. V budoucnu chceme zkoumat, zda mohou být BOX příčinou nežádoucích vedlejších účinků fototerapie během novorozenecké hyperbilirubinémie.

Metody identifikace a typizace Pseudomonas spp. Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Gabriela Nováková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Purkrtová Sabina, Ph.D.

Rod Pseudomonas je jedním z nejrozmanitějších rodů z dosud známých bakterií. Jedná se o ubikvitárně vyskytující se rod, jehož zástupce můžeme nalézt v nejrůznějších oblastech od antarktických plošin až po tropické lesy. Byly nalezeny v zemině, vodě, ve vzorcích odebraných z nemocných zvířat, napadených rostlin či hub. Pro člověka jsou však nejvíce nežádoucí v nemocničním prostředí, kde způsobují vážné infekce a v potravinářském průmyslu, kde kontaminují potraviny a způsobují tak jejich kažení a nežádoucí zdravotní problémy. Cílem naší práce je navrhnout a optimalizovat postup identifikace a typizace různých druhů rodu Pseudomonas pomocí metod PCR, konkrétně metodami REP-PCR, ERIC-PCR a RAPD-PCR, a metody MALDI-TOF MS. Díky takto optimalizovanému postupu bychom chtěly dosáhnout jednoduché a rychlé identifikace a typizace zástupců tohoto rodu nejen na úrovni druhu, ale i na úrovni kmene. Získané postupy budou mít přínos například pro identifikaci izolátů rodu Pseudomonas z mlékárenských výrobků či zařízení pro zpracování mléka. Tato práce vznikla s finanční podporou NAZV při řešení projektu QJ1210300 v rámci programu "KUS".


Návrh PCR pro amplifikaci modulinů rozpustných ve fenolu bakterie Staphylococcus aureus Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Romanská M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.

Staphylococcus aureus je známým oportunním patogenem, který kolonizuje převážně povrchy sliznic a kůži savců. Značnou komplikaci tento patogen vyvolává v situacích, kdy tvoří povrchově asociované a odolné komunity nazývané biofilm. Poslední výzkumy ukázaly, že na kolonizaci povrchů, a také na tvorbu a stabilitu biofilmu bakterie S. aureus, mají značný vliv proteinové struktury, podobné svými vlastnostmi i stavbou funkčním amyloidům. Ty se skládají z amyloidních vláken, která jsou tvořena malými peptidy nazývanými moduliny rozpustné ve fenolu (zkratka PSMs). Existují tři typy těchto peptidů: PSMα, PSMβ a PSMγ (známý jako δ-toxin). PSMs vykazují ve své neagregované formě cytotoxické vlastnosti, na rozdíl od jejich uspořádané agregované formy, ve které dávají vznik inertním amyloidním fibrilám. Právě tyto peptidy by mohly sloužit k objasnění virulence vysoce patogenních kmenů S. aureus. Cílem mé práce, je prokázat přítomnost genů kódujících PSMs u vybraných kmenů S. aureus metodou polymerázové řetězové reakce pomocí navržených primerů a stanovit vhodné podmínky reakce pro tento typ identifikace.

Zavedení metod pro srovnání toxicity GM a non-GM extraktů rostlin téhož druhu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Markéta Šmídová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.; Mgr. Kateřina Řehořová

Geneticky modifikované (GM) rostliny se staly nedílnou součástí celosvětového zemědělství. Vyznačují se například vyšší odolností vůči některým škůdcům či herbicidům, chorobám nebo nepříznivým podmínkám prostředí. Do současnosti nebylo publikováno mnoho studií, které by porovnávaly toxicitu GM a nemodifikovaných (non-GM) rostlin. Cílem této práce je navrhnout a zavést metody, jež by potvrdily či vyvrátily předpoklad, že GM plodiny nejsou zdraví škodlivé v porovnání s non-GM. V případě rostlin pěstovaných v přítomnosti stresu předpokládáme velký vliv sekundárních metabolitů, které zejména u non-GM rostlin zvyšují jejich toxicitu. Jako modelová rostlina byla vybrána Nicotiana tabacum (odrůda Wisconsin 38), dále bude testována hospodářsky významná plodina Hordeum vulgare (odrůda Golden promise). Postupnou extrakcí listů GM a non-GM rostlin byly připraveny jednotlivé extrakty, se kterými budou následně provedeny experimenty pro porovnání biologické aktivity (akutní a chronická toxicita, cytotoxicita, genotoxicita).


Stanovení proteinů v bioapatitech Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Šmrhová M1 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Mgr. Štěpánka Hrdličková Kučková, Ph.D.

Bioapatity jsou ve velké míře využívány ve zdravotnictví jako přírodní keramické kostní náhrady. Hlavním zdrojem bioapatitů jsou jateční kosti tura domácího, ve kterých je obsažen až z 60 %. Přestože slouží hovězí bioapatity jako velmi kvalitní materiál pro kostní náhrady, mohou v hostitelském organismu způsobovat řadu problémů. Ty jsou především spojeny s imunitní odpovědí vyvolanou hovězími proteiny pevně vázanými na bioapatit. Navázané proteiny je proto nutné z bioapatitu odstranit. K tomuto účelu se využívá nejčastěji úprava kostí za vysoké teploty a jejich louhování. Cílem této práce je zjištění vhodných podmínek pro účinnou deproteinaci. Testováno bylo použití vysokých teplot (500 °C), odlišné teploty při louhování (25 °C a 100 °C), tlak aplikovaný na vzorky (0,2 MPa a 0,5 MPa) či různá velikost částic bioapatitu. Účinnost deproteinace byla vyhodnocena na základě stanovení proteinového zastoupení v upravených vzorcích bioapatitu. Měření bylo provedeno za použití hmotnostní spektrometrie, jakožto nově se rozvíjející metody pro určení proteinového složení v těžko rozpustných materiálech.



Sacharidy (přednášková) B11, 9:00


Soutěžící:

Sekce:

doc. Ing. Evžen Šárka, CSc. doc. Mgr. Andriy Synytsya, Ph.D. Ing. Svatopluk Henke, Ph.D. Ing. Petra Smrčková, Ph.D. Bc Alena Kollmannová (M2) Bc Veronika Litresitsová (M2) Bc Lucie Jandová (M2) Bc Kateřina Chybová (M2) Bc Kristýna Lukschová (M2) Bc Lenka Moravcová (M1) Bc. Štěpánka Kramářová (M2) Sacharidy (přednášková)

Identifikace polysacharidů z biomasy mikrořas pomocí vibrační spektroskopie Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Alena Kollmannová M2 Ústav sacharidů a cereálií doc. Mgr. Andriy Synytsya, Ph.D.

V poslední době stoupá zájem o mikrořasy kvůli jejich potenciálu ve výrobě potravinových doplňků. Mikrořasy jsou bohaté na řadu bioaktivních látek, jako jsou karotenoidy, fykobiliny, mastné kyseliny, polysacharidy, vitamíny a steroly. Bylo dokázáno, že extrakty z chllorely podporují regeneraci tkání, zvýšení imunity a mají další účinky. Některé poslední studie naznačují, že za tyto účinky by mohly být také zodpovědné přítomné polysacharidy. Praktická část práce je zaměřena na izolace polysacharidů z biomasy mikrořas rodu Chlorella a jejich charakterizace pomocí metod vibrační spektroskopie. Byly prováděny extrakce chlorofylu ze vzorků biomasy a to nejprve acetonem a později také okyseleným ethanolem; dále bylo provedeno odstranění bílkovin a škrobu. FTIR a FT Ramanova spektra sušené biomasy a získaných extrakcí byly porovnány a interpretovány s využitím spekter standardů a odborné literatury. Na základě spekter byla zjištěna čistota a struktura polysacharidů izolovaných z biomasy mikrořas.


FTIR a FT Ramanova spektroskopie včelích medů a krmiv Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Litresitsová M2 Ústav sacharidů a cereálií doc. Mgr. Andriy Synytsya, Ph.D.

Včelí med je velmi ceněná potravina, která patří do lidské výživy už od nepaměti. Složení medu včely medonosné je velmi rozmanité, avšak 79 % tvoří sacharidy. Jedná se zejména o glukózu a fruktózu. Dále je v medu v menší míře obsažena také maltóza a sacharóza. Včelí krmiva mají za úkol nahradit včelám zásoby, které jim byly odebrány. Mimo tradiční krmení sacharózou se v posledních letech vyvinula takzvaná tekutá krmivá, která svým složením napodobují med. Jedná se o hydrolyzáty sacharózy nebo škrobu. Autentické, chemicky neupravené vzorky včelího medu a vzorky včelích krmiv byly analyzovány pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací ve střední oblasti (FTIR: FT MIR) a FT Ramanovy spektroskopie v kombinaci s diskriminačními statistickými metodami – hierarchickou shlukovou analýzou (HCA – Hierarhy Clucter Analysis) a analýzou hlavních komponent (PCA – Principal Component Analysis). Naměřená spektra byla srovnávána se spektry standardů glukózy, fruktózy, maltózy a sacharózy a také byly mezi sebou porovnány výsledky multivariační analýzy spekter.

Studium účinnosti nanofiltrace na separaci organických kyselin z potravinářských materiálů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Jandová M2 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Vladimír Pour, CSc.; Ing. Andrea Hinková, Ph.D.

Mnoho potravinářských materiálů obsahuje významný podíl cenných látek, které lze využívat pro výživu lidstva. Jedná se o aminokyseliny, organické kyseliny, antioxidanty, aj. Jednou z možností, jak tyto látky získat beze změny vlastností, je uplatnění nanofiltrace; tlakového membránového procesu, který je velmi šetrný k oddělovaným látkám a řadí se mezi účinné metody. Hlavním znakem tohoto procesu jsou selektivní, polopropustné membrány s určitým povrchovým nábojem. K separaci dochází na základě různé velikosti molekulové hmotnosti částic, a dále se uplatňuje vliv elektrostatických interakcí mezi složkou a membránou. Cílem této práce je studium provozních podmínek na účinnost nanofiltrace a vliv pH na separaci laktosy a organických kyselin z potravinářských materiálů. Studium bude soustředěno na transport látek při separaci na nanofiltračních membránách, zvláště pak na elektrostatické interakce mezi separovanou látkou a membránou s určitým povrchovým nábojem. Hodnocen bude také vliv přítomnosti solí, ovlivňující hustotu náboje u membrány a tedy i účinnost separace. Jako modelový roztok bude použita sladká syrovátka, která obsahuje významné množství laktosy a organických kyselin, které lze následovně aplikovat do potravinářského či farmaceutického průmyslu.


Srovnání stanovení obsahu tuku v hořkých čokoládách tradiční metodou dle Soxhleta a Twisselmanna a metodou pulsní NMR Autor: Ročník: Ústav: Školitelé:

Bc. Kateřina Chybová M2 Ústav sacharidů a cereálií prof. Ing. Jana Čopíková, CSc., Ing. Petra Smrčková, Ph.D.

Obsah kakaového másla v čokoládě je jedním z hlavních rozhodujících jakostních parametrů její kvality a je regulován legislativou. Pro zavedení jednoduchých nedestruktivních metod pro provozní kontrolu je nutno získat databázi analytických dat. Jednou z analytických metod používaných ke stanovení tuku v čokoládě je postup dle Soxhleta a Twisselmanna (Soxtherm 2000). Tento způsob stanovení tuku, tj. obsah kakaového másla v čokoládě, je popsán v normě ČSN 560146. Cílem této práce je ověřit, zda hodnoty obsahu tuku v čokoládě získané pomocí pulsní nukleární magnetické resonance (NMR- MQC, Oxford instruments) korelují s hodnotami získanými podle metody ČSN. Analytická data získaná těmito postupy budou následně použita do navazující diplomové práce zabývající se hodnocením čokoládových výrobků a polev fyzikálně-chemickými metodami. Diplomová práce a experimenty v rámci Studentské vědecké konference navazují na bakalářskou práci, která spočívala v získání souboru spekter čokolád naměřených ve střední a blízké infračervené oblasti.

Enzymové metody pro posouzení nutričních vlastností škrobu v potravinách Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kristýna Lukschová M2 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Petra Smrčková, Ph.D.

Škrob je důležitou složkou lidské stravy. V těle je tráven pomocí enzymů amyláz a amyloglukosidáz. Jeho stravitelnost je ovlivněna mnoha faktory, jakými jsou například dostupnost škrobu v potravině pro trávicí enzymy, krystalická struktura škrobu či poměr amylózy a amylopektinu. Na základě rychlosti trávení škrobu v lidském organismu poté dělíme škrob na rychle stravitelný, který se v trávicím traktu rozloží do 20 minut od počátku působení enzymů, pomalu stravitelný škrob rozkládající se do 120 minut a rezistentní škrob, který projde trávicím traktem až do tlustého střeva a je tedy označován jako nestravitelný. Sledování rychlosti trávení „in vitro“ škrobu je významné z hlediska glykemického indexu. Čím rychleji je škrob stráven, tím rychleji dojde k výkyvu hladiny glukózy v krvi. Rezistentní škrob je potravou pro bakterie tlustého střeva, kde dochází ke vzniku určitých látek a prostředí pozitivně ovlivňující zdraví člověka. Obsah rychle a pomalu stravitelného škrobu byl stanoven ve vzorcích chleba z obchodní sítě. Byl také vyčíslen obsah rezistentního škrobu.


Zesíťovaný fosforečnan škrobu a jeho použití v cereálním průmyslu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lenka Moravcová M1 Ústav sacharidů a cereálií doc. Ing. Evžen Šárka, CSc.

Zesítěný škrob vzniká reakcí škrobových makromolekul s látkami, které mají více než jednu reaktivní skupinu. U zesíťovaného fosforečnanu je reaktivní látkou trimetafosfát. Na výsledné vlastnosti výrobku nemá vliv typ substituentu, ale množství příčných vazeb (stupeň zesítění). Již jedna vazba na několik tisíc molekul glukosy ovlivňuje reologické vlastnosti škrobu. Cílem této práce bylo zjistit vliv stupně zesítění na obsah rezistentního škrobu ve výrobcích. Pro stanovení obsahu rezistentního škrobu byl použit set Megazyme Resistant Starch Assay Procedure od firmy Megazyme 2011. Toto stanovení je popsáno metodami AOAC 2002.02 a AACC 32-40.01. Byly provedeny experimenty laboratorní extruze a stanoven obsah rezistentního škrobu v kukuřičných extrudátech, připravených z kukuřičné krupice s přídavkem fosforečnanového diesteru škrobu s různým stupněm zesítění, všechny premixy měly 10% přídavek vody a měření bylo prováděno za dvou teplotních profilů extruze (teplota v hlavě extrudéru t4 120 nebo 130 °C). Největší expanzní index (2,52) a zároveň nejvyšší obsah rezistentního škrobu (1,36 g/100 g suš.) byl zjištěn u vzorku se středním stupněm zesítění (DS = 9,14.10-3) při t4 = 130 °C.

Chemická modifikace a spektroskopická analýza polysacharidových filmů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Štěpánka Kramářová M2 Ústav sacharidů a cereálií doc. Mgr. Andriy Synytsya, Ph.D.

Polysacharidy nacházejí široké uplatnění jako multifunkční pomocné látky ve farmaceutickém průmyslu. Tato studie se zabývala přípravou a chemickou modifikací polysacharidových filmů vhodných jako nosiče léků. S přídavkem plastifikátorů a biologicky aktivních látek se filmy využívají jako hydrokoloidní krytí nahrazující poškozenou tkáň. Pro navázání látek na nosič byla zvolena iontová interakce, kde změnou pH dochází k uvolnění bioaktivních látek do organismu. Pro tento účel byly použity polysacharidy obsahující nabité skupiny – alginát sodný, octan chitosanu a vysoce esterifikovaný pektin. Připravené filmy byly podrobeny chemické modifikaci (výměna iontů, esterifikacedeesterifikace, amidace) pomocí různých činidel. Struktura nativních, modifikovaných a obohacených filmů byla ověřena pomocí FTIR spektroskopie. Byly použity dvě techniky měření spekter v závislosti na tloušťce připravených filmů: transmisní pro tenké filmy a odrazová ATR pro filmy silnější. Spektroskopická analýza potvrdila průběh modifikace filmů a vysoký stupeň substituce. Silnější polysacharidové filmy představují lepší základ pro farmaceutické aplikace vzhledem k jejich snadnější manipulaci a větší odolnosti, avšak jejich modifikace probíhá mnohem pomaleji.


Sacharidy a cereálie (přednášková) Knihovna ústavu 321, 9:00


Soutěžící:

doc. Ing. Marie Hrušková, CSc. Ing. Vladimír Pour, CSc. Ing. Pavel Skřivan, CSc. Ing. Marcela Sluková, Ph.D. Ing. Ivan Švec, Ph.D. Bc. Jiří Buble (M2) Bc. Denisa Burdová (M2) Bc. Ivana Kadlčíková (M2) Bc. Lenka Kumbárová (M2) Bc. Tereza Kozelková (Matějová) (M2) Bc. Lucie Mrvíková (M2) Bc. Pavla Vydrová (M2)

Sekce: Sacharidy a cereálie (přednášková)

Vliv přídavku atriční pšeničné mouky na jakost pekařských výrobků Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jiří Buble M2 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Pavel Skřivan, CSc.

V pekařské technologii hraje důležitou roli údržnost výrobku, včetně zachování senzorických parametrů. Atriční mouka s mimořádně vysokou vazností vody se zdá být vhodným zlepšujícím činidlem k prodloužení vláčnosti některých typů výrobků, jako např. toustového chleba. Jedná se o speciální druh pšeničné mouky se záměrným vysokým stupněm poškození škrobových zrn během procesu mletí, které má vliv na vysokou absorpční schopnost (vaznost) vody, která při správně vedeném pekárenském zpracování může být stabilněji vázána ve struktuře střídy pekařského výrobku. Podstatou práce je stanovení fyzikálně-chemických parametrů atriční mouky a ověření možností jejího využití ve směsi s pekařskými moukami formou reologických měření a pokusných pečení s následným hodnocením vlastností střídy.


Obrazová analýza pečiva s přídavkem mouk z netradičních plodin Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Denisa Burdová M2 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Ivan Švec, Ph.D.

Cílem práce bylo objektivně zhodnotit charakteristické parametry střídy pekařských výrobků. Jedna sada vzorků laboratorně připraveného pečiva obsahovala mouku z květních částí 4 odrůd konopí setého v přídavcích 2 % a 4 %. Druhá sada pečiva byla fortifikována komerčně dostupnou nebo laboratorně připravenou moukou z fonia (2,5 %, 5 % a 10 %). Zároveň byl zkoumán i kombinovaný vliv mouky fonio s pšenično-ječným premixem (30 % ječné mouky). Nejvýznamnějším benefitem je zvýšení nutriční hodnoty a obsahu vlákniny v hotových výrobcích. Textura byla hodnocena pomocí programu NIS-Elements 2.35. Experimentální výsledky prokázaly nižší relativní podíl pórů bulek s konopnou moukou v porovnání s moukou bez přídavku téměř o 20 %, jako nejvhodnější z tohoto pohledu se jeví 4% obohacení moukou z odrůdy Finola. Pečivo se samotným přídavkem fonia obsahovalo vyšší nebo srovnatelný počet pórů jako pšeničná kontrola, zároveň se zvyšovala i průměrná plocha změřených pórů. Kombinace vlivu ječné a fonio mouky způsobila snížení měrného objemu bulek v sadě s laboratorně připravenou celozrnnou moukou, kdy došlo k postupnému navýšení průměrné plochy pórů spolu se zvyšující se mírou přídavku netradiční mouky až na 93 % hodnoty pšenično-ječného standardu.

Reologické vlastnosti kompozitních směsí s žaludovou moukou Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Ivana Kadlčíková M2 Ústav sacharidů a cereálií doc. Ing. Marie Hrušková, CSc.

Cílem práce je posouzení vlivu žaludové mouky (5, 10, 15 a 20 % přídavek k pšeničné mouce) na analytické znaky kompozitních směsí a na reologické vlastnosti fermentovaného i nefermentovaného těsta. Vzhledem k praktickému využití byl také posouzen dopad na senzorické vlastnosti pečiva a vypichovaných sušenek připravených z těchto směsí dle interní metodiky VŠCHT Praha. Experimentální výsledky prokázaly, že žaludová mouka zvyšovala vaznost kompozitních směsí. Úměrně s obsahem žaludové mouky se snižoval obsah lepku v kompozitních směsích a také hodnoty čísla poklesu byly nižší v porovnání s pšeničnou moukou. Pečivo se projevovalo tmavší barvou, menším objemem a tužší střídou. Při konzumaci výrobku se negativně projevila hrubá granulace žaludové mouky, která při žvýkání připomínala písek a také se úměrně s přídavkem více projevovala dřevitá a lehce kyselá chuť. Sušenky měly objem srovnatelný se standardem z pšeničné mouky. Negativně se přídavky žaludové mouky projevily na barvě, chuti a textuře sušenek. Se zvyšujícím se podílem žaludové mouky ve směsi barva sušenek tmavla, více se projevila hrubá struktura mouky a také byla výraznější dřevitá chuť.


Vliv biotechnologického zpracování nových odrůd ječmene na kvalitu pekařského výrobku Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lenka Kumbárová M2 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Marcela Sluková, Ph.D.

Ječmen patří mezi nejstarší zemědělské plodiny pěstované u nás i ve světě. Oproti pšenici je ječmen méně náročný na podmínky pěstování, úrodnost půdy i na předplodinu. Používá se pro krmné účely a je klíčovou surovinou pro výrobu piva. Pouze malá část ječmene se využívá pro potravinářské účely (zejména pro výrobu krup). Pro účely potravinářského průmyslu se začal v ČR pěstovat a využívat ječmen bez přirostlé pluchy (tzv. bezpluchý). Z bezpluchých odrůd ječmene jarního jsou v sortimentu odrůd registrovány, pěstovány a zpracovávány 2 odrůdy, AF Lucius a AF Cesar (Agrotest fyto, s.r.o., Kroměříž). Zrna obou odrůd vykazují specifickou kvalitou zrna (vysoký obsah betaglukanů a vyšší obsah vlákniny) požadovanou pro potravinářské využití. Cílem práce je příprava a hodnocení netradičních kvasů připravených z ječné celozrnné mouky (odrůda ječmene AF Cesar). Budou testovány různé podmínky fermentace a vliv přídavku startérů (zejména bakterií mléčného kvašení) na vlastnosti kvasu a kvalitu pečiva.

Speciální celozrnné mouky a jejich výroba Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Kozelková M2 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Pavel Skřivan, CSc.

Obiloviny jsou součástí lidské stravy již od nepaměti. Je to vhodný zdroj sacharidů, bílkovin, minerálních látek a dodává v potravě i důležitou vlákninu. V dnešní době jsou cereální výrobky významnou částí lidského jídelníčku, proto jsou čím dál tím více vyhledávány obiloviny a pseudoobiloviny a jejich výrobky s nižším glykemickým indexem. Cílem této práce je shrnout obiloviny a pseudoobiloviny, které se používají k výrobě celozrnných mouk, a popsat výrobu těchto mouk. Sledovanými plodinami jsou pšenice, žito, ječmen, oves a pohanka. Tyto mouky se v poslední době dostávají do popředí zájmu spotřebitelů díky svým významným nutričním vlastnostem – vysoký obsah vlákniny, vitaminů a minerálních látek. Často jsou používány k obohacování cereálních výrobků za účelem zvýšení obsahu vlákniny a snížení glykemického indexu.


Vlastnosti kompozitních směsí a výrobků s lněnou vlákninou Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Mrvíková M2 Ústav sacharidů a cereálií doc. Ing. Marie Hrušková, CSc.

Cílem výzkumu bylo popsat vliv přídavků (2,5; 5 a 10%) vlákniny ze zlatého a hnědého lnu na vlastnosti těsta z pšeničné mouky a jakost pekařských výrobků. Byly hodnoceny analytické znaky kompozitních směsí a charakteristiky nefermentovaného a fermentovaného těsta. Pro praktické využití byly zkoumány též senzorické vlastnosti laboratorně připraveného pečiva a sušenek. Byly zjištěny nepatrné rozdíly mezi vlivem vlákniny ze zlatého a hnědého lnu. Lněná vláknina zvýšila vaznost moučné směsi a dobu vývinu těsta. Pečivo s lněnou vlákninou připravené dle interní normy VŠCHT Praha mělo nižší objem oproti pečivu z pšeničné mouky. Měrné objemy sušenek byly srovnatelné se standardem. Přídavky lněné vlákniny jen mírně ovlivnily chuť a aroma produktů. Výrobky s přídavkem hnědé vlákniny měly tmavší barvu. Vláknina ze zlatého lnu se projevila viditelnými částicemi na povrchu pečiva i sušenek.

Příprava, analýza a možnosti využití kvasných předstupňů z pšenice Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Pavla Vydrová M2 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Marcela Sluková, Ph.D.

Pekařské výrobky patří k významným složkám lidské stravy. V našich podmínkách se často setkáváme s tvorbou pšeničného těsta tzv. na záraz, což znamená, že se rovnou vytváří těsto bez jakékoli předchozí přípravy. Ve světě se ovšem používají i různé druhy pšeničných kvasných předstupňů pro výrobu pšeničných pekařských výrobků. Mezi tyto předstupně můžeme zařadit například vitální pšeničný kvas, omládek nebo poliš. Vitální pšeničný kvas je do určité míry podobný žitnému kvasu. Skládá se z mouky, vody a startovací kultury obsahující kvasinky a bakterie mléčného kvašení. Používá se především k ochucení výrobků. Omládek a poliš jsou složeny pouze z mouky, vody a droždí, případně se do nich může přidávat sladový extrakt. Hlavní výhodou použití těchto předstupňů je zkrácení doby zrání těsta, v případě pšeničného kvasu také přítomnost probiotické mikroflóry a tvorba specifických aromatických látek. Cílem této práce je zjistit různé možnosti výroby a použití pšeničných kvasných předstupňů.


Seznam sekcí a složení komisí – ústav 323 Chemie a analýza potravin A (přednášková) B159, 9:00


Studenti:

Sekce:

prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Ing. Jaromír Hradecký Ing. Darina Lanková Ing. Monika Tomaniová, Ph.D. Bc. Šárka Štěpová (M2) Bc. Anna Tobolková (M2) Bc. Jakub Tomáško (M1) Bc. Leoš Uttl (M2) Bc. Anna Vincíková (M2) Bc. Jana Vrzalová (M1) Bc. Lucie Zápalová (M1) Bc. Veronika Zíbarová (M2)

Chemie a analýza potravin A (přednášková)

Složení mastných kyselin tuku v jemném pečivu a jeho nutriční hodnocení Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Šárka Štěpová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Produkce a použití částečně ztužených tuků, které jsou významným zdrojem transnenasycených mastných kyselin (TFA), se sice v posledních letech silně snižuje, nicméně stále se lze na trhu setkat s výrobky, do kterých jsou aplikovány, např. v některých produktech jemného a trvanlivého pečiva, náhražkách čokolády nebo polevách. Limit tolerovaného příjmu je nízký (max. 1 % z celkového energetického příjmu). Proto relativně malé množství potraviny může v případech pravidelné konzumace představovat trvalé překračování jejich tolerovaného příjmu. Cílem této práce bylo stanovit obsah tuku a složení mastných kyselin v croissantech, které jsou v České republice oblíbeným snídaňovým pečivem, avšak jsou prodávány často bez obalu a tudíž i bez pro konzumenta potřebných výživových údajů, a dále v listových těstech, ze kterých je možné připravit mnoho druhů jemného pečiva. Na základě dat získaných tímto monitoringem bylo možné zhodnotit množství nasycených a transnenasycených mastných kyselin konzumovaných v těchto druzích výrobků.


Stanovení organických forem selenu v mikroskopických řasách bohacených selenem Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Anna Tobolková M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D., Ing. Monika Jírů

Mikroskopické řasy, které jsou kultivované na živném médiu obsahujícím selen ve formě seleničitanu, jsou schopny v závislosti na druhu řasy v různé míře začlenit tento prvek do buněk. Nejběžnějšími sloučeninami jsou aminokyseliny selenocystein a selenomethionin, které se vyskytují ve volné formě nebo se stávají součástí peptidových řetězců. Abychom porozuměli biologickému významu selenu a jeho metabolismu, potřebujeme co nejlépe specifikovat formu jeho výskytu. Za účelem stanovení selenových aminokyselin začleněných do proteinů, byla optimalizována metoda enzymové hydrolýzy s využitím proteasy ze Streptomyses griseus, kde klíčovým krokem je dezintegrace buněčné stěny mikrořasy. Pevnost a stabilita buněčné stěny může být příčinou nižší výtěžnosti selenu z řasové biomasy. Na řase Vischeria helvetica, která v předběžném testování vykazovala výrazně pevnější buněčnou stěnu, byly testovány tři metody fyzikální dezintegrace buněk (i) balotina, (ii) šokové zmrazení vzorku a (iii)ultrazvuková jehla. V hydrolyzátech bylo sledováno nejen zastoupení selenových aminokyselin a jejich derivátů, ale byl porovnán i celkový aminokyselinový profil biomasy mikrořasy. K tomuto účelu byla využita technika U-HPLC‒HRMS/MS (Q-Exactive Plus).

Vývoj metody pro stanovení chlorovaných parafínů v plastech Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jakub Tomáško M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.; Ing. Jaromír Hradecký; Ing. Michal Stupák

Chlorované parafíny (CP) jsou v průmyslu používané technické směsi látek, které se dělí do tří kategorií dle rozdílných délek uhlovodíkových řetězců (SCCP s krátkými, MCCP se středními a LCCP s dlouhými řetězci). Tyto skupiny látek jsou velice obtížně stanovitelné, jelikož v jednotlivých frakcích (SCCP, MCCP a LCCP) můžeme nalézt tisíce velice podobných látek, jež není možné rozdělit pomocí jednodimenzionální plynové chromatografie (GC). V rámci této studie byly pro stanovení CP testovány dvě instrumentální techniky, komprehensivní GC s hmotnostním spektrometrem s analyzátorem doby letu (GC×GC‒TOFMS), u kterého byl předpoklad lepší separace jednotlivých složek směsí. Jako nevhodná se však v tomto případě ukázala být elektronová ionizace (vysoká fragmentace molekulových iontů komplikující identifikaci látek a celkově nízká citlivost). Jako mnohem vhodnější alternativa se jeví GC‒HRTOFMS (vysokorozlišovací MS) vybavený negativní chemickou ionizací. V první fázi vývoje metody byl kladen důraz na posouzení vlivu obsahu chlóru a délky řetězce na vlastnostech separace a detekce, dále pak byl studován lineární rozsah a limity detekce. Jako náhrada za horší separaci pouze v jedné dimenzi se jeví využití vysokého rozlišení pro charakterizaci koeluujících se skupin sloučenin.


Charakterizace za studena lisovaných rostlinných olejů pomocí U-HPLC‒HRMS/MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Leoš Uttl M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.

Za studena lisované rostlinné oleje jsou mezi spotřebiteli velice populární, neboť postup lisování za studena nezahrnuje ani zvýšenou teplotu ani organická rozpouštědla. Díky šetrnému způsobu přípravy těchto olejů dochází k nižším ztrátám prospěšných fytosloučenin (polynenasycené mastné kyseliny, tokoferoly, fytosteroly apod.). S ohledem na jejich vyšší cenu však vzrůstá riziko jejich falšování. Charakterizace metabolomu za studena lisovaných olejů, by mohla v budoucnu posloužit při odhalování jejich falšování. Předkládaná práce představuje část projektu zaměřeného na charakterizaci za studena lisovaných rostlinných olejů. Pomocí metody ultra-účinné kapalinové chromatografie s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostní spektrometrií (UHPLC‒HRMS/MS) byly získány ´otisků prstu´ (´fingerprinty´)polárních extraktů vzorků čerstvých a oxidovaných za studena lisovaných rostlinných olejů. Jak v případě pozitivního, tak v případě negativního módu ionizace došlo po statistickém zpracování dat metodou PCA k separaci vzorků do pěti skupin. V obou případech se pak lněné oleje (v ESI+ i olej z černuch seté) projevily jako značně odlišné od zbytku olejů, a proto byly ze statistického zpracování odstraněny. Pro jednotlivé skupiny olejů byly identifikovány charakteristické markery a markery oxidace.

Nové chlorované a bromované retardéry hoření v krevním séru a mateřském mléku Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Anna Vincíková M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, PhD., Ing. Andrea Švarcová

V dnešní době roste zájem o monitorování nových chlorovaných a bromovaných retardérů hoření (NFR), které nahrazují dříve používané bromované retardéry hoření (např. polybromované difenylethery). Tato práce byla zaměřena na zavedení 10 NFR do již vyvinutých a používaných metod pro stanovení 22 bromovaných retardérů hoření (BFR) v krevním séru a mateřském mléku. Nejprve byla provedena optimalizace instrumentální koncovky pro detekci NFR s využitím GC-MS(/MS) porovnáním negativní chemické ionizace (NCI) a elektronové ionizace (EI). Technika GC-MS/MS v kombinaci s NCI byla asi desetkrát citlivější (LOQ od 0,01 do 0,04 ng/ml) než s EI (LOQ od 0,04 do 0,22 ng/ml). Verifikace obou analytických postupů pro stanovení NFR v mateřském mléku a krevním séru byla provedena v 5 opakováních na hladinách 5 ng/g tuku krevního séra a 10 ng/g tuku mléka. Analytická metoda pro krevní sérum, opakovaná extrakce směsí rozpouštědel hexan:diethyleter (9:1, v/v), byla úspěšně validována pro 5 analytů s výtěžnostmi v rozmezí od 74 až 98 % s opakovatelností do 11 % a LOQ 0,05 – 0,5 ng/g tuku. Analytická metoda pro mateřské mléko, extrakce ethylacetátem, byla úspěšně validována pro 7 analytů s výtěžnostmi v rozmezí od 63 do 112 % s opakovatelností do 15 % a LOQ 0,01 – 0,07 ng/g tuku.


Charakterizace rybích olejů pomocí infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací a jiných metod Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Vrzalová M1 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Dr. Ing. Jan Poustka

V posledních desetiletích dochází ke zvýšení incidence kardiovaskulárních onemocnění. Tato skutečnost je často spojována se změnou lidské diety ve smyslu poklesu příjmu esenciálních mastných kyselin (EFA), obzvláště kyseliny eikosapentaenové (EPA, C20:5n3) a dokosahexaenové (DHA, C22:6n3). Tradičním zdrojem EFA jsou mořské ryby, jejichž dostupnost směrem do vnitrozemí klesá. Deficit těchto kyselin je možné snížit suplementací doplňky stravy, které obsahují rybí olej s vysokým obsahem EPA a DHA. Jedním z dílčích cílů této práce byla časová studie zaměřená na chemické změny probíhající při skladování za různých teplotních podmínek. Procesy byly sledovány rychlou metodou infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (ATR‒FTIR). Dalším cílem bylo stanovení profilu mastných kyselin klasickou metodou plynové chromatografie s plamenověionizačním detektorem (GC‒FID). Zjištěné obsahy EPA a DHA byly srovnány s deklarací na obalu výrobku. V neposlední řadě byla studována forma výskytu EPA a DHA v doplňcích stravy moderní ambientní metodou přímé analýzy v reálném čase (DART) ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (HRMS). Pomocí uvedených metod byly zjištěny rozdíly ve složení testovaných doplňků stravy na bázi rybího oleje, které byly zhodnoceny s ohledem na obsah aktivních složek a deklaraci uvedenou výrobcem.

Stanovení inhibitorů PDE-5 v doplňcích stravy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Zápalová M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D., Ing. Zbyněk Džuman

Doplňky stravy jsou stále se rozvíjející komoditou na světovém trhu. Lidé jim rádi dávají přednost před syntetickými léčivy v domnění, že jsou bezpečnější přírodní alternativou v léčbě různých chorob nebo jen neškodnou prevencí. Nejenže doplňky stravy jsou dle zákona potravinami a nemohou tedy deklarovat léčebné účinky, také jejich kontrola není tak striktní jako u léčivých přípravků, díky čemuž je zde prostor pro jejich falšování, které bývá často realizováno přídavkem syntetických léčiv pro zvýšení léčebného účinku doplňků stravy. Jednou z nejpopulárnějších skupin doplňků stravy jsou doplňky stravy na podporu erekce. Tyto výrobky bývají často falšovány syntetickými inhibitory fosfodiesterázy typu 5, což jsou syntetická léčiva prodlužující dobu erekce. V rámci této práce byla zavedena a optimalizována analytická metoda využívající techniku ultra-účinné kapalinové chromatografie s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostní spektrometrií. V rámci optimalizace chromatografické separace byly testovány různé mobilní fáze a různé eluční gradienty. Optimalizace hmotnostně-spektrometrické části metody byla zaměřena na parametry ionizace a detekce a také na fragmentaci. Pomocí této metody byl nakonec analyzován soubor 10 vzorků doplňků stravy na podporu erekce.


Stanovení fosforu ve vzorcích potravin a stravy metodou ICP‒MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Zíbarová M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Dr. Ing. Richard Koplík

Spektrofotometrické stanovení fosforu v potravinách je velmi časově náročné, protože postup zahrnuje rozklad směsí minerálních kyselin za atmosférického tlaku. Tento přístup lze nahradit rychlejšími postupy s použitím mikrovlnného tlakového rozkladu a spektrometrického měření optickou nebo hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem (ICP‒OES nebo ICP‒MS). V této práci byla použita metoda ICP‒MS, založená na detekci iontů 31P+ vznikajících atomizací a ionizací aerosolu vzorku v plazmovém zdroji. Stanovení je ovlivněno spektrálními interferencemi polyatomických iontů 15N16O+ a 12C1H316O+, které pocházejí z použité HNO3 a ze zbytkových organických látek v rozloženém vzorku. Rušivé vlivy byly minimalizovány měřením v módu KED (kinetic energy discrimination) kolizní cely hmotnostního spektrometru. Za optimalizovaných podmínek byl snížen příspěvek uhlíkové matrice na hodnotu zdánlivé koncentrace fosforu 0,004 μg/ml, která je zanedbatelná ve srovnání s koncentracemi fosforu v roztocích po rozkladu vzorků potravin (jednotky μg/ml). Výsledky stanovení fosforu v různých matricích (zelí, mléko, špenát) byly ověřeny analýzou CRM. Správnost byla prokázána také porovnáním výsledků analýzy vzorků pokrmů s výsledky stanovení referenční metodou (kyselinový rozklad a spektrofotometrie).


Chemie a analýza potravin B (přednášková) B06, 9:00


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D. doc. Dr. Ing. Karel Cejpek Ing. Lucie Drábová, Ph.D. Ing. Vojtěch Hrbek Bc. Petra Nenáhlová (M2) Bc. Kateřina Nořinská (M2) Bc. Alena Orosová (M2) Bc. Veronika Palůchová (M2) Bc. Tereza Pávková (M1) Bc. Kamila Richterová (M1) Bc. Michaela Řičařová (M2) Bc. Michaela Sihlovcová (M1) Bc. Šarlota Smutná (M2)

Chemie a analýza potravin B (přednášková)

Brusinka vs. klikva – autentikace technologicky zpracovaných plodů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Petra Nenáhlová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D.

Falšování brusnice brusinky (Vaccinium vitis-idaea L.) klikvou velkoplodou (Vaccinium macrocarpon L.) je přetrvávajícím problémem týkajícím se nejen jedno druhových potravin, jako jsou mražené či sušené plody, ale především různě technologicky zpracovaných více složkových potravin, mezi které patří např. müsli výrobky se sušeným ovocem, brusinkové masové paštiky, ovocné brusinkové nápoje, brusinkové sterilované přílohy aj. V této práci byla využita technika ultra-vysoce účinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostní spektrometrií (U-HPLC‒HRMS/MS) s následnou chemometrickou multivariační analýzou dat za účelem autentikace druhu ovoce použitého k výrobě potravin s deklarovaným obsahem brusnice brusinky. Analyzováno bylo 13 vzorků ovocných šťáv a 17 vzorků sterilovaného ovoce, ve kterých byly vyhledávány charakteristické markery, identifikované v předchozích experimentech analýzou polárního extraktu čerstvých a sušených plodů brusnice brusinky a klikvy velkoplodé. Prokázáním přítomnosti těchto markerů v analyzovaných vzorcích je možné určit, zda je druh ovoce skutečně přítomného ve výrobku ve shodě s deklarací na obale výrobku a zároveň také posoudit stabilitu vybraných markerů během technologického zpracování obou druhů ovoce.


Citlivost populace na soli kyseliny glutamové Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Katka Nořinská M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Zdeňka Panovská

Člověk je svými smysly schopen rozlišit pět základních chutí- sladkou, slanou, kyselou, hořkou a umami. Poslední uvedená základní chuť je pro veřejnost méně známá. Chuť umami, která je popisována jako pikantní či lahodná chuť, vykazují soli aminokyseliny kyseliny glutamové – glutamany a 5 -́ ribonukleotidy - inosinát a guanylát. Chuť umami identifikoval v roce 1908 japonský vědec Kikuane Ikeda při extrakci kyseliny glutamové a tento objev vedl k výzkumu L-glutamové kyseliny a jejích solí, které jsou přirozenou součástí potravin a používají se v průmyslu i jako potravinářská aditiva. Nejnovější studie poukazují na možnou ageusii (= ztráta schopnosti vnímat chuťové podněty) některých jedinců v populaci na glutaman sodný. V mé práci byly pro zkoumání ageusie použity testy na vnímání chuti umami, zkoušky rozpoznání základních roztoků, trojúhelníkové zkoušky a testy prahu citlivosti na glutaman sodný celkově u 548 hodnotitelů ve věku 20-65 let.

Vliv poškození brambor na hladiny glykoalkaloidů a kalysteginů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Alena Orosová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Věra Schulzová, Ing. Veronika Krtková

Lilek brambor (Solanum tuberosum) představuje jednu z nejvýznamnějších plodin, která je určená k lidské výživě. Hlízy brambor obsahují řadu biologicky aktivních látek s pozitivními, ale i negativními účinky (toxické sekundární metabolity), které mohou představovat případné riziko v bezpečnosti potravin. Vznik těchto látek v hlízách brambor může být ovlivněn několika faktory: klimatickými podmínkami, lokalitou pěstování či stresem rostliny během pěstování a skladování. Pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (HPLC‒HRMS) byly sledovány změny obsahu toxických sekundárních metabolitů (glykoalkaloidy a kalysteginy) v devíti švédských odrůdách brambor ze sklizně roku 2014 a 2015. Hlízy brambor byly podrobeny mechanickému posklizňovému poranění a exponovány světlu bezprostředně po sklizni a také po šesti měsících skladování. Ze získaných výsledků bylo zjištěno, že obsah glykoalkaloidů na rozdíl od kalysteginů je závislý jak na odrůdě, délce skladování, tak i na poškození hlíz brambor.


Charakterizace silymarinového komplexu pro hodnocení doplňků stravy pomocí techniky U-HPLC–QTOF MS s iontovou mobilitou Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Palůchová M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.; Ing. Marie Fenclová

Doplňky stravy, především ty vyrobené na přírodní bázi, získávají v posledních letech na oblíbenosti. Patří sem i doplňky stravy vyrobené na bázi ostropestřce mariánského (Silybum marianum). Převážnou většinu extraktu získaného z této rostliny tvoří silymarin, v jehož souvislosti je uváděna řada pozitivních účinků, především hepatoprotektivních a antioxidačních. Silymarin je komplex celé řady dílčích složek (zejména flavonolignanů silybinu, silychristinu, silydianinu, isosilybinu, 2,3-dehydrosilybinu a taxifolinu), přičemž většina z nich se zde vyskytuje ve formě diastereoisomerů. Vzhledem ke své komplexnosti bývá obsah těchto látek v doplňcích stravy vyjadřován jako obsah celkového silymarinu a chybí tak informace o zastoupení jednotlivých složek. Cílem této práce bylo charakterizovat silymarinový komplex a získat přesnější informace o počtu izomerních forem a kvantitativním zastoupení jednotlivých složek. Pro separaci a detekci jednotlivých izomerních forem flavonolignanů byla využita technika ultra-účinné kapalinové chromatografie s vysokorozlišovacím hmotnostním spektrometrem typu QTOF v zapojení s iontovou mobilitou, která umožňuje třetí dimenzi separace iontů (na základě prostorové velikosti molekul).

Vliv pěstování a skladování na hladiny karotenoidů v mrkvi Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Pávková M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Věra Schulzová, Ing. Aleš Krmela, Ing. Michaela Škopíková

Karotenoidy jsou biologicky aktivní látky vyskytující se především v rostlinných materiálech. Tyto látky jsou známy pozitivními účinky na lidské zdraví, mezi které patří například antioxidační aktivita a prevence proti kardiovaskulárním onemocněním a rakovině. Některé z karotenoidních látek, jako například β-karoten, jsou navíc provitaminy vitaminu A, který je nezbytný pro správný embryonální vývoj a správnou funkčnost oka. Karotenoidy jsou velmi nestabilní - rozkládají se při vyšší teplotě, vlivem slunečního záření či vzdušného kyslíku. Jejich obsah tedy závisí nejen na druhu rostliny a způsobu pěstování, ale také na způsobu zpracování a skladování. V této práci byl sledován obsah α-karotenu, β-karotenu a luteinu ve vzorcích mrkve skladované v chladírenských a mrazírenských podmínkách metodou vysoko-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s detektorem diodového pole (HPLC‒DAD). Dále byly sledovány hladiny karotenoidů, vitaminu C a sušina u dvou odrůd mrkví (Afalon a Cortina) pěstovaných konvenčně, ekologicky a v integrovaném pěstebním systému.


Fenolické sloučeniny v zelenině Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kamila Richterová M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Věra Schulzová; Ing. Aleš Krmela; Ing. Michaela Škopíková;

Fenolické látky jsou rozsáhlou skupinou fytochemikálií, jejichž společným znakem je benzenové jádro ve struktuře molekuly. Jde o sekundární metabolity rostlin vykazující různé biologické účinky. V lidském organismu zastávají především úlohu antioxidantů. Nejvýznamnější skupinou fenolických látek s antioxidačním účinkem jsou flavonoidy. Hlavními skupinami flavonoidů jsou katechiny, flavanony, flavanoly, flavony, flavonoly, anthokyanidiny a isoflavony. V rámci prezentované studie byly metodou ultraúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií (U-HPLC‒MS) identifikovány nejvýznamnější fenolické sloučeniny mrkve a řepy a byl studován vliv skladování na jejich hladiny. Mrkev obsahuje především deriváty kyseliny kávové, ferulové a kyselinu kumaroylchinovou, na nejvyšších hladinách byla detekována kyselina chlorogenová, která je velmi nestabilní a její hladiny jsou významně ovlivněny podmínkami skladování.

Aplikace infračervené spektrometrie pro profilovou charakterizaci kapalných a pevných vzorků Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Řičařová M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Dr. Ing. Jan Poustka

S falšováním potravin se setkáváme neustále. Mezi poměrně drahé a různě falšované komodity patří například med, který je předmětem zkoumání v této práci. Vzhledem k relativně častému výskytu problémů s původem a složením medu, je potřeba rozvíjet nové postupy, jak jeho kvalitu kontrolovat. V poslední době se do popředí dostávají spektroskopické metody, jako například IR spektrometrie s Fourierovou transformací. Jedná se o rychlou, nedestruktivní metodu, která vyžaduje minimální přípravu vzorku a lze aplikovat i mimo laboratoř. Cílem této práce bylo testovat vhodnost metody infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací ve spojení s ATR technikou (technika úplného zeslabeného odrazu) pro analýzu medu. Práce byla zaměřena na použití metody pro rozlišení květových a medovicových medů, rozlišení čistého medu od medu s přídavkem kukuřičného sirupu a rozlišení medů z různých oblastí ČR i ze zahraničí. Pro tento účel bylo využito matematicko-statistického zpracování naměřených spekter v softwaru TQ Analyst. Pomocí PCA analýzy se podařilo rozlišit medy květové od medů medovicových i medy s přídavkem sirupu. Vhodnost metody pro geografické rozlišení se na testovaném souboru vzorků prokázat nepodařilo.


Rezidua pesticidů v citrusových plodech Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Sihlovcová M1 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Marie Suchanová, Ph.D., Ing. Jana Ondřejková

Citrusové plody se díky svému nutričnímu složení staly součástí běžné výživy lidí po celém světě. Z důvodu ochrany před nejrůznějšími škůdci, prodloužení skladovatelnosti a zvýšení výnosů se v průběhu jejich pěstování i distribuce používají pesticidní přípravky. Používání pesticidů však také přináší riziko výskytu jejich reziduí v plodech. Cílem této studie bylo zjistit rovnoměrnost kontaminace plodů citronů rezidui pesticidů a to jak v rámci jednotlivých plodů, tak v rámci jedné šarže. Testována byla také distribuce reziduí pesticidů mezi kůrou adužinou a možnost eliminace reziduí pesticidů pomocí oplachu vodou nebo čištěním kartáčkem. Obsahy reziduí pesticidů byly sledovány i ve výluzích citronů do vody a bílého rumu. Jako extrakční metoda pro izolaci reziduí pesticidů byla použita metoda QuEChERS. Separace, identifikace a kvantifikace analytů byla provedena pomocí kapalinové chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí. Použitá metoda byla verifikována pro 25 vybraných analytů. Bylo zjištěno značně nerovnoměrné rozdělení obsahu reziduí pesticidů v rámci šarže citronů. V rámci jednotlivých plodů byl obsah reziduí téměř shodný. Z výsledků je patrné, že rezidua se nacházejí převážně v kůře plodů. Oplachové metody neprokázaly významný pozitivní vliv mytí plodů na odstranění reziduí z citronů.

Složení a nutriční hodnocení sójových nápojů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Šarlota Smutná M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Sójové nápoje se na trhu prezentují především jako rostlinná alternativa k mléku, smetaně či šlehačce. Mohou být vyhledávány lidmi, kteří trpí laktosovou intolerancí nebo alergií na mléčné bílkoviny. Česká legislativa rozlišuje sójové nápoje a sójové nápoje v prášku. U obou druhů výrobků je stanoven maximální obsah tuku 30 % hm. v sušině a minimální obsah bílkovin 1,8 % hm. u sójových nápojů a 20 % hm. u sójových nápojů v prášku. Předmětem této práce bylo stanovení obsahu tuku a zastoupení mastných kyselin (MK) u sójových nápojů a sójových nápojů v prášku, které jsou běžně dostupné v tržní síti v České republice. Celkem bylo analyzováno 16 vzorků, z toho 6 tekutých sójových nápojů, 6 sójových nápojů v prášku, 2 sušené alternativy ke smetaně a 2 tekuté alternativy ke smetaně a šlehačce. Dále byla provedena senzorická analýza těchto výrobků panelem odborných posuzovatelů. Tuk byl extrahován směsí hexan:diethylether. MK byly po derivatizaci na methylestery stanoveny metodou GC‒FID. V několika vzorcích byly nalezeny nežádoucí trans-mastné kyseliny. Na základě stanoveného profilu MK a výživových hodnot uvedených výrobci byly jednotlivé nápoje zhodnoceny z nutričního hlediska.


Chemie a analýza potravin C (přednášková) B31, 9:00


Studenti:

Sekce:

prof. Dr. Ing. Jan Poustka prof. Dr. Ing. Richard Koplík Ing. Veronika Krtková doc. Dr. Ing. Věra Schulzová Bc. Michal Kratochvíl (M2) Bc. Lucie Kreichová (M2) Bc. Veronika Krejčová (M2) Bc. Anna Kronusová (M2) Bc. Zuzana Kubošková (M2) Bc. Michael Kuča (M2) Bc. Iveta Kuchařová (M2) Bc. Martina Kuralová (M2) Bc. Petr Mráz (M2)

Chemie a analýza potravin C (přednášková)

Aplikace techniky SPME‒GC‒HRTOFMS pro charakterizaci těkavých látek ve vnitřním prostředí Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Michal Kratochvíl M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D., Ing. Jaromír Hradecký

V poslední době je stále větší pozornost věnována tzv. „sick building syndrom“, který označuje soubor mnoha zdravotních potíží, jejichž příčinou může být řada látek obsažená ve vzduchu vnitřního prostředí, mimo jiné i těkavé organické látky produkované mikroorganismy, označované MVOC. Cílem této studie bylo optimalizovat metodu, jak pro vzorkování, tak pro samotnou analýzu a následně ověřit, zda necílová analýza těkavých látek poskytuje relevantní informace o stavu daného prostředí. Jako testovací prostory byly vybrány interiéry obytných plachetnic, jelikož se jedná o často vlhké a obtížně větratelné prostory. Jako vzorkovací techniky byly testovány (i) statická expozice SPME (mikroextrakce tuhou fazi) vlákna a (ii) vzorkování vzduchu pomocí personálního monitoru ovzduší, který zachytává těkavé látky na polyuretanovou pěnu. Pro instrumentální stanovení byl použit systém umožňující automatickou SPME vybavený plynovým chromatografem a vysokorozlišovací hmotnostně spektrometrickým detektorem s průletovým analyzátorem (SPME-GC-HRTOFMS). Ve všech třech plachetnicích byly s různou intenzitou identifikovány jednak sloučeniny považované za indikátory mikrobiální kontaminace (např. verbenon) a také těkavé látky mající prokazatelnou souvislost s použitými stavebními materiály (styren) nebo skladovanými předměty (xylen).


Stanovení karotenoidů ve vaječných žloutcích a krmivu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Kreichová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Věra Schulzová

Karotenoidy jsou žluté a oranžové pigmenty především rostlin, hub, řas a mikroorganismů. Některé karotenoidy jsou důležité především pro to, že jsou provitaminem vitaminu A a jiné zas pro své antioxidační schopnosti. Živočichové si je syntetizovat neumí, proto je potřeba je přijímat ve stravě. Je také znám transfer karotenoidů ze stravy do živočišných produktů, jako jsou například vejce. V České republice jsou oblíbená a spotřebiteli preferovaná vejce se sytě žlutou až oranžovou barvou žloutku. Proto se producenti vajec snaží do krmiva nosnic přidávat různé příměsi, pro dosažení atraktivní barvy. Takové příměsi mohou být řasy chlorela a scenedesmus, květy afrikánů a v některých případech také syntetické karotenoidy. Pomocí metody vysoko-účinné kapalinové chromatografie s detektorem diodového pole (HPLC‒DAD) byl sledován obsah karotenoidů ve vzorcích žloutků z testovaných skupin nosnic, přikrmovaných různými krmnými směsmi obsahující chlorelu, scenedesmus a květy afrikánů. Sledován byl především obsah luteinu a barva žloutků. Nejvýraznější barva a nejvyšší obsah karotenoidů byl pozorován u skupiny nosnic, které měly v krmné směsi okvětní lístky afrikánů, v závěsu byla chlorela a vliv na barvu mělo i standardní krmivo s přídavkem karotenoidů.

Nutriční hodnocení tuku cukrovinek a trvanlivého pečiva Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Krejčová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Tuky představují nezbytnou složku výživy, měly by tvořit asi třetinu energie z celkového denního příjmu. Ovšem vysoký obsah tuku (nad 35 %) a nevhodné složení mastných kyselin přijímaného tuku s vysokým podílem nasycených a trans-nenasycených mastných kyselin (TFA) způsobují celou řadu neinfekčních onemocnění. Zvýšený příjem TFA představuje rizikový faktor aterosklerózy a má nepříznivý vliv na hladinu krevního cholesterolu. K tvorbě trans-nenasycených mastných kyselin může docházet během procesu ztužování tuků. Přestože se v posledních letech v potravinářském průmyslu od používání částečně ztužených tuků upouští, na trhu se stále vyskytují produkty, které tento tuk obsahují. Práce byla zaměřena na hodnocení tuku v cukrovinkách a v trvanlivém pečivu. Jejím cílem bylo izolovat tuk z výrobků obsahujících částečně nebo plně ztužený tuk, charakterizovat ho procentuálním složením mastných kyselin a zároveň zhodnotit tyto výrobky z pohledu výživy. U vybraných výrobků byl izolován tuk pomocí extrakčního přístroje Soxtec. Zastoupení mastných kyselin bylo stanoveno pomocí metody plynové chromatografie s plamenověionizačním detektorem.


Maskování hořké chuti sladidel Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Anna Kronusová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Zdeňka Panovská

Sladidla se řadí mezi potravinářské přídatné látky označené kódem E. Přidávají se d potravin a nápojů za účelem udělení sladké chuti a snížení energetické hodnoty výrobku. U mnoho z nich se ovšem objevuje nežádoucí hořké a kovové doznívání, které se zkoumá a maskuje různými činidly. V roce 2011 bylo v EU povoleno nové sladidlo z rostliny Stévie. Z ní bylo izolováno přes 30 různých steviol-glykosidů, jejichž vlastnosti a směsi se zkoumají. Cílem této práce je senzorické hodnocení vybraných směsí steviol-glykosidů dodaných firmou CzechPak Manufacturing s.r.o. Byla provedena pořadová a trojúhelníková zkouška jednotlivých roztoků sladidel a také čajů těmito sladidly oslazenými za účelem zjištění, která ze směsí má nejlepší chuť a vůni a byla by nejvhodnější pro širší použití. Pořadovou zkouškou byla také hodnocena chutnost, sladkost a hořkost čajových výluhů.

Stanovení reziduí pesticidů v pylech a medech Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Zuzana Kubošková M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Marie Suchanová, Ph.D.; Ing. Jana Ondřejková

Vlivem velmi častého používání pesticidů v zemědělství dochází k expozici včel těmto látkám, ačkoli nejsou cílovým organismem pesticidů. Včely při sběru nektaru a pylu pokrývají širokou oblast, a proto se jejich produkty (pyl, med) využívají jako bioindikátory znečištění životního prostředí. Cílem této práce bylo optimalizovat metodu stanovení reziduí pesticidů v pylech a stanovit obsah těchto látek ve vzorcích medu a pylu. Extrakce pesticidů z pylu a medu byla realizována metodou QuEChERS. Cílové látky byly stanovení pomocí kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostním detektorem. V případě pylu byl také zařazen a optimalizován krok přečištění pomocí vymražení a disperzní extrakcí tuhou fází. Z testovaných sorbentů (C18, MgSO4, PSA, Z-Sep a Z-Sep+.) byl jako nejúčinnější zvolen sorbent PSA (primary secondary amine). Optimalizovanou metodou bylo analyzováno 19 vzorků pylů a medů. Nejčastěji byl ve vzorcích medu i pylu detekován pesticid thiacloprid. Dále byla nalezena vyšší četnost pesticidů azoxystrobinu, chlorpyrifosu a tau-flavinate ve vzorcích pylu a boscalidu a dimoxystrobinu v případě medu. Obecně se v pylu vyskytoval vyšší počet a množství pesticidů než v medu.


Využití metody SPME‒GC‒MS pro stanovení ethanolu a methanolu v lihovinách Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michael Kuča M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Monika Tomaniová, Ph.D.

Problematika falšování potravin je v současné době velmi aktuálním tématem, zejména z důvodu snahy padělatelů o oklamání spotřebitele a dosažení neoprávněně vyššího zisku, a dále s ohledem na ochranu zdraví konzumentů. Tyto praktiky jsou nelegální; k jejich odhalení je nutné disponovat vhodnými analytickými metodami, které umožní průkaz autenticity a zdravotní nezávadnosti výrobku. Lihoviny, vzhledem k jejich relativně vysoké prodejní ceně, představují jednu z nejčastěji falšovaných komodit. Nejčastějším způsobem jejich falšování je částečná náhrada autentického výrobku jinou tekutinou, nebo záměrné uvedení jiného než skutečného původu a stáří produktu. Cílem této práce byl vývoj metody pro stanovení ethanolu a methanolu v lihovinách, zejména v těch druzích, ve kterých je tyty látky z důvodu řady složek různých hustot komplikované nebo nemožné stanovit referenčními metodami. K tomuto účelu byla optimalizována a validována metoda mikroextrakce na tuhou fázi ve spojení s plynovou chromatografií s hmotnostně spektrometrickou detekcí (SPME‒GC‒MS). Tato metoda, která je pro svou rychlost, citlivost a relativně snadné použití v současné době hojně používanou metodou pro stanovení široké škály analytů v různých matricích, se ukázala jako vhodná i pro stanovení ethanolu a methanolu v lihovinách.

Optimalizace metody pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků v rostlinných materiálech Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Iveta Kuchařová M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Lucie Drábová, Ph.D.

Polycyklické aromatické uhlovodíky patří k široce rozšířeným kontaminantům životního prostředí. Důsledkem nežádoucích environmentálních i antropogenních procesů je emisní zatížení životního prostředí, jehož ukazatelem jsou koncentrace polycyklických aromatických uhlovodíků v rostlinných i živočišných materiálech. Cílem práce bylo optimalizovat metodu extrakce pro PAU v hojně se vyskytujících rostlinných matricích obsahujících velké množství koextraktů (travní porost, pšenice ozimá a plody jabloně) a tuto metodu dále validovat. Za tímto účelem bylo sledováno celkem 12 PAU. Jako nejvhodnější extrakční metoda byla vybrána modifikovaná metoda QuEChERS s extrakčním rozpouštědlem ethylacetát. Po přečištění následovala analýza pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s fluorescenční detekcí. Tato metoda byla následně validována. Výtěžnost testované metody se v případě pšenice pohybovala mezi 65 až 102 % s opakovatelností 2 – 14 %, v případě jablek od 78 – 92 % s opakovatelností 3 – 12 % a pro travní porost mezi 72 – 99 % s opakovatelností 2 – 11 %. Mez stanovitelnosti (LOQ) byla odhadnuta na úrovni nejnižšího kalibračního bodu, ve kterém bylo možné daný analyt stanovit s přijatelnou přesností.


Hodnocení chemické bezpečnosti dětských sušenek Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Martina Kuralová M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Kateřina Maštovská, Ph.D.; Ing. Beverly Bělková

Potraviny se před konzumací většinou technologicky či kulinárně zpracovávají za vysokých teplot za účelem získání požadovaných senzorických vlastností. Při tomto zpracování mohou vznikat i látky s nežádoucími účinky na lidské zdraví – procesní kontaminanty s pravděpodobnými karcinogenními účinky jako jsou např. akrylamid a 3-monochloro-1,2propandiol (3-MCPD) a jeho esterově vázané formy. Nebezpečí 3-MCPD esterů spočívá v hydrolýze esterově vázaných mastných kyselin pomocí lipáz v lidském traktu, resultující v uvolnění právě volného 3-MCPD. Nejvíce ohroženou skupinou jsou kojenci a batolata, při jejichž nízké tělesné hmotnosti může dojít ke značnému příjmu těchto látek a negativnímu ovlivnění jejich zdraví. Práce byla zaměřena na monitoring kvality dětských sušenek s náplní a bez náplně zakoupených na českém trhu. Kromě akrylamidu (obsah v sušenkách většinou pod LOQ metody, 30 μg/kg) byly analyzovány také estery 3-MCPD. Obsah 3-MCPD esterů se v dětských sušenkách pohyboval 1 až 1171 μg/kg vzorku. V některých případech by byl tolerovatelný denní příjem (TDI) 3-MCPD překročen až šestkrát.

Využití GC‒TOFMS pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků a residuí pesticidů v doplňcích stravy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Petr Mráz M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Lucie Drábová, Ph.D.

V současné době se zvyšuje spotřeba potravních doplňků. Tyto produkty mají doplňovat běžnou stravu a obsahují mimo jiné živiny, minerály, vitamíny nebo antioxidanty. Mohou se v nich ale také vyskytovat kontaminanty jako například rezidua pesticidů či polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU). PAU se do nich dostávají především z prostředí nebo během procesu zpracování, residua pesticidů pochází většinou z bylin použitých pro výrobu těchto doplňků. Z důvodu jejich negativního vlivu na naše zdraví je legislativně nařízeno jejich výskyt sledovat. Cílem této práce bylo vybrat nejvhodnější metodu extrakce tak, aby bylo možné obě tyto skupiny látek stanovit společně, tuto metodu následně validovat a využít pro vyšetření souboru 22 vzorků z běžné obchodní sítě. Jako nejvhodnější byla vybrána metoda QuEChERS s přečištěním do isooktanu, která poskytovala dobré výtěžnosti a opakovatelnosti pro sledované analyty. Následná kvantifikace a konfirmace byla realizována pomocí plynové chromatografie s hmotnostním detektorem s analyzátorem doby letu (GC‒TOFMS). Ze souboru 22 vzorků doplňků stravy byl nejvíce kontaminovaný PAU preparát připravený ze spiruliny (PAU 4 – 41,9 µg/kg) a pro residua pesticidů vzorek připravený ze zeleného ječmene.


Chemie a analýza potravin D (přednášková) B33, 9:00


Studenti:

Sekce:

prof. Ing. Vladimír Kocourek, CSc. Ing. Jana Kohoutková, Ph.D. doc. Ing. Jan Pánek, CSc. Ing. Zdeňka Vepříková Bc. Jiří Hricko (M2) Bc. Šárka Hubálková (M2) Bc. Veronika Hyžíková (M2) Bc. Miroslava Jeřábková (M1) Bc. Aneta Johanidesová (M2) Bc. Lucie Kajúchová (M2) Bc. Adéla Koldová (M2) Bc. Jana Kotschwarová (M1) Bc. František Krátký (M1)

Chemie a analýza potravin D (přednášková)

Metabolomický fingerprinting Cannabis sativa, vývoj metody a její aplikace pro selekci odrůd Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jiří Hricko M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Alena Zachariášová, doc. Ing. Milena Stránská Ph.D.

Konopí je jednou z nejdéle používaných rostlin k léčebným účelům. Analýzou metabolomu konopí a zpracováním dat pomocí chemometrických metod lze dosáhnout identifikace markerů, tj. chemických individuí, jejichž výskyt je charakteristický pro skupinu vzorků určitého typu. V rámci experimentální části byl proveden vývoj a optimalizace extrakční metody pro následný LC‒MS fingerprinting. Testováno bylo sedm rozpouštědel klesající polarity. Z hlediska izolace méně polárních složek metabolomu konopí bylo vyhodnoceno jako nejlepší rozpouštědlo DCM:MeOH, 1:1, v/v. Pro izolaci polárnějších složek bylo určeno jako nejlepší rozpouštědlo EtOH:voda, 80:20, v/v. Pomocí vybraných rozpouštědel byl následně extrahován soubor 128 vzorků konopí, které byly poté analyzovány za pomoci ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (UHPLC‒HRMS/MS) s využitím hybridního analyzátoru Q-TOF za využití pozitivního i negativního modu ionizace. Výsledná data byla chemometricky zpracovávána. Pomocí vhodných softwarů byla provedena selekce iontů z naměřených MS spekter, normalizace, a zpracování získané datové matice metodou analýzy hlavních komponent (PCA). Analyzované vzorky se takto podařilo separovat na základě roku sklizně, lokality a odrůdy.


Má aplikace hnojiv vliv na výskyt organických kontaminantů v půdě? Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Šárka Hubálková M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D., Ing. Andrea Švarcová

V zemědělské produkci jsou často z důvodu zlepšení vlastností půdy a vyšších výnosů využívané různé typy hnojiv. Aplikace organických hnojiv, jako je hnůj nebo odpadní kal, na zemědělskou půdu však může vzhledem k potenciálnímu obsahu nežádoucích látek představovat riziko pro životní prostředí. Cílem této studie bylo posoudit vliv různého způsobu hnojení na výskyt perfluoralkylovaných sloučenin (PFAS), bromovaných retardérů hoření (BFR), polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU), polychlorovaných bifenylů (PCB), organochlorových pesticidů (OCP) a tzv. „musk“ sloučenin v půdách pocházejících ze čtyř lokalit České republiky. Jako analytická koncovka pro vyšetření přítomnosti zmíněných látek v extraktech půdy byla využita (i) ultra-účinná kapalinová chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií: PFAS, některé BFR, (ii) plynová chromatografie s (tandemovou) hmotnostní spektrometrií: musk sloučeniny, OCP, PCB a BFR a (iii) kapalinová chromatografie ve spojení s fluorescenčním detektorem: PAU. Hladiny v půdách byly velmi variabilní, pro jednotlivé skupiny se pohybovaly v rozsahu <0,30 – 3,15 µg/kg sušiny (PFAS), 0,44 – 12,1 µg/kg sušiny (PCB), 0,01 – 16,7 µg/kg sušiny (BFR), 3,28 – 51,3 μg/kg sušiny (OCP), 2,19 – 76,9 µg/kg sušiny (musk sloučeniny) a 87 – 808 µg/kg sušiny (PAU). Získané výsledky ukazují, že významným zdrojem kontaminantů je především odpadní kal, což bylo prokázáno zejména pro PCB, PFAS, některé BFR a musk sloučeniny.

Nutriční hodnocení vybrané celodenní diety se zvýšeným obsahem proteinů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Hyžíková M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jan Pánek, CSc.

V posledních letech roste zájem obyvatelstva o výživu a alternativní způsoby stravování. ČR patří momentálně mezi země s největším výskytem obezity a převládá u nás tzv. „laický“ způsob redukce nadváhy. Představa lidí většinou spočívá ve vizi zbavit se přebytečných kilogramů lehce a bez větší práce. Často proto lidé investují do drahých diet, které většinou přináší pouze jojoefekt. Příkladem může být např. dieta s vyšším obsahem proteinů, kdy je základní jídelníček tvořen z 20-25 % (někdy dokonce více) bílkovin, ale dokáže dodat tělu všechny důležité látky. Při vhodné indikaci a psychoterapeutickém vedení, by byla tato dieta vydatným pomocníkem při redukci nadváhy. Problém redukčních diet je především u dospívajících dívek, kdy tyto diety zvyšují riziko vzniku poruch příjmu potravy a u ostatních vedou často k již zmíněnému jojoefektu. Další problém dlouhodobého příjmu vyššího obsahu proteinů ve stravě tkví v zatížení ledvin, vyčerpání vitaminů a iontů a zatížení žaludku. Po skončení této diety by měla být zachována určitá pohybová aktivita, aby se případné hmotnostní úbytky udržely. Cílem práce bylo porovnat obsah proteinů a dalších nutrientů v týdenní dietě a určit rozdíly mezi uvedenými informacemi a zjištěnými hodnotami. Porovnání pak poukázalo na některé rozdíly v kalkulovaných pokrmech.


Vývoj metody pro stanovení organofosfátových retardérů hoření v mateřském mléce Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Miroslava Jeřábková M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D., Ing. Tomáš Gramblička, Ing. Darina Lanková

Během tohoto desetiletí vzrostla spotřeba organofosfátových retardérů hoření (OPFR), které nahrazují některé již zakázané bromované retardéry hoření (BFR). Vyšetření mateřského mléka na přítomnost OPFR hraje důležitou roli v rámci tzv. humánního biomonitoringu, kdy se vedle expozice dospělé populace posuzuje i expozice kojených dětí. Cílem této studie bylo vyvinout a optimalizovat metodu pro stanovení deseti organofosfátových retardérů hoření (OPFR) v mateřském mléce. Použitý postup spočíval v extrakci acetonitrilem podpořené anorganickými solemi s následným přečištěním pomocí disperzní extrakce na tuhou fázi. Použitou instrumentální technikou byla ultra-účinná kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií. V rámci testovaného postupu představovaly největší problém vysoké pozaďové koncentrace některých OPFR, např. triethyl fosfátu (TEP) původem z laboratorního prostředí. Použitá metoda byla validována pro analyty, které nebyly detekovány v laboratorních pomůckách a chemikáliích, např. trikresyl fosfát (TCP). Hodnoty výtěžností se u „bezproblémových“ analytů pohybovaly v rozmezí 80 – 110 % s opakovatelnostmi do 20 % na hladině 4 a 40 ng/g tuku.

Reaktivita oxidačních produktů lipidů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Aneta Johanidesová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Zuzana Réblová, Ph.D.

Smažení je populární kulinářská technika vhodná pro přípravu velmi oblíbených smažených pokrmů. Navzdory nízké akutní toxicitě tepelně namáhaných tuků a olejů bylo pozorováno mnoho jejich nežádoucích účinků na lidský organismus. Nejvýznamnějším projevem přijmu těchto tuků a olejů je však zvýšení oxidačního stresu in vivo a/nebo v trávicím traktu. Cílem této práce bylo zjistit, do jaké míry se mohou smažené potraviny podílet na zvyšování oxidačního stresu v trávicím traktu. Pro kvantifikaci této škodlivosti byl zvolen model, ve kterém byla sledována schopnost oxidovaných řepkových olejů iniciovat ztráty přidaného α-tokoferolu. Olej byl oxidován jednak při 60 °C po dobu 1, 2, 4 a 6 týdnů a jednak při 180 °C po dobu 2, 4, 6 a 8 h. Inkubace oxidovaného oleje s přídavkem α-tokoferolu následně probíhala v prostředí acetonu po dobu 20 h, při teplotě 37 °C. Obsah tokoferolů po inkubacích byl stanoven pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s elektrochemickým detektorem. Zjištěné ztráty u olejů oxidovaných při 60 °C se pohybovaly v rozmezí 27,7 až 183,6 mg α-tokoferolu∙kg-1, přičemž nejvyšší ztráty inicioval 2 týdny oxidovaný olej. Olej oxidovaný při 180 °C neinicioval žádné ztráty α-tokoferolu.


Potenciálny vplyv zemepisnej šírky na obsah tuku a zloženie mastných kyselín atlantického lososa (Salmo salar L.) chovaného v akvakultúrach Severného mora Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucia Kajúchová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jan Pánek, CSc.

Mastné kyseliny sú najdôležitejšou a z hľadiska výživy najvýznamnejšou zložkou lipidov. Podľa názvoslovia používaného v organickej chémii sa ako mastné kyseliny označujú karboxylové kyseliny s alifatickým uhľovodíkovým reťazcom. Človek si dokáže sám syntetizovať niektoré nasýtené aj nenasýtené mastné kyseliny a tie, ktoré si syntetizovať nedokáže, musí prijímať v potrave. Jedná sa o polyénové mastné kyseliny radu n-6 a n-3, tzv. esenciálne mastné kysliny, ktoré sú pre život nevyhnutné. Medzi ich hlavné zdroje patria ryby, obzvlášť morské, ktorých konzumácia sa v dnešnej dobe čoraz viac odporúča. Cieľom mojej práce bolo zistiť, či jedna z najpopulárnejších rýb, losos, obsahuje dostatočné množstvo n-6 a n-3 mastných kyselín a či obsah tuku a zastúpenie týchto kyselín závisí od zemepisnej šírky, odkiaľ ryba pochádza.

Glykace bílkovin jako kritérium stárnutí tkání a pletiv Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Adéla Koldová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Karel Cejpek

Chemická reakce mezi volnými aminoskupinami aminosloučenin a karbonylovými sloučeninami, Maillardova reakce, patří k nejvýznamnějším reakcím potravinářské chemie. Produkty neenzymového hnědnutí, pod které se zahrnují i produkty Maillardovy reakce, mají vliv na senzorické vlastnosti potravin, jako je chuť, vůně a barva. Na druhé straně mohou tyto reakce vést také ke vzniku řady škodlivých produktů, které působí jako toxiny, mutageny nebo kancerogeny. Mezi hlavní produkty, které se sledují při Maillardově reakci in vivo, patří koncové produkty glykace bílkovin (Advanced Glycation Endproducts, AGEs). AGEs se akumulují v organismu důsledkem glykačních reakcí, jsou spojeny s mechanismy stárnutí tkání a pletiv a jejich interakce se specifickými receptory vedou k některým patologickým změnám. V současné době je zkoumán jak jejich vznik při glykačních reakcích in vivo a in vitro, tak příjem dietárních AGEs a jejich vliv na poškození organismu. Hlavním úkolem práce bylo testování metod vhodných pro sledování stupně glykace na modelových kolagenových bílkovinách. Rozsah a charakter glykační reakce může být ovlivněn různými faktory, jako je například čas, teplota nebo přítomnost látek, u kterých se předpokládá možnost inhibice glykace. Vliv těchto faktorů byl studován pomocí vhodných metod vybraných v prvním kroku. Snahou je také zjistit, zda mohou být některé uvedené produkty neenzymového hnědnutí (AGEs) použity nejen jako kritérium stárnutí tkání, ale i jako markery tepelného ošetření biologických materiálů a potravin.


Rezidua pesticidů v potravních doplňcích na bázi bylinných čajů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Kotschwarová M1 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Marie Suchanová, Ph.D., Ing. Jana Ondřejková

Bylinné čaje se řadí spolu s černým a zeleným čajem mezi nejoblíbenější nealkoholické nápoje světa. Na trh jsou tyto čaje uváděny jako potraviny, doplňky stravy či jako léčivé přípravky. Díky obsahu zdraví prospěšných látek v bylinách mohou mít příznivý vliv na zdraví člověka. Kvůli vyšším výnosům a ochraně rostlin bývají byliny často ošetřovány pesticidními přípravky, jejichž rezidua mohou přecházet i do čajových výluhů, což může mít nepříznivý vliv na zdraví konzumentů. Cílem práce bylo stanovit obsah reziduí pesticidů v bylinných čajích dostupných v tržní síti ČR. Rezidua pesticidů byla z bylinných čajů extrahována pomocí metody QuEChERS s přečištěním pomocí disperzní extrakce na tuhou fázi a následným vymražením. Separace, identifikace a kvantifikace reziduí byla provedena pomocí kapalinové chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí. Validace metody byla provedena pomocí analýzy vzorku bez přirozeného obsahu reziduí pesticidů záměrně kontaminovaného známým množstvím standardů stanovovaných látek. Celkem bylo analyzováno 19 bylinných čajů, z nichž žádný nepřekročil legislativní limity. U čtyř vzorků nebyla nalezena žádná rezidua, maximální počet reziduí ve vzorcích byl šest.

Ověření aplikačního potenciálu superkritické fluidní chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií pro analýzu kontaminantů v potravinových matricích Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. František Krátký M1 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Monika Tomaniová, Ph.D.

Zemědělské produkty jsou významnou součásti diety člověka. Při jejich výrobě však může docházet ke kontaminaci látkami, které negativně působí na lidské zdraví. Tyto látky se v zemědělských produktech vyskytují buď přirozeně, v důsledku růstu plísní díky nepříznivým teplotám a vlhkosti při sklizni, skladování i zpracování (mykotoxiny), nebo zásahem člověka použitím různých agrochemikálií na podporu růstu a ochrany plodin (pesticidy). Rezidua těchto kontaminujících látek je nutno sledovat. Běžně se tyto látky stanovují pomocí chromatografických metod ve spojení s různými typy detekce, nejčastěji hmotnostně spektrometrické (MS). Problém však mohou představovat matrice s vyšším obsahem tuku. Při izolaci cílových látek dochází ke koizolaci i značného podílu lipidické frakce, která má negativní vliv na separaci i vlastní chromatografický systém. Z tohoto důvodu je nutné koextrakt, často složitými způsoby, odstraňovat. Superkritická fluidní chromatografie (SFC), využívající nepolárního CO2, jako mobilní fáze, je schopna analyzovat a eluovat lipidickou složku, a tím nabízí velmi elegantní řešení tohoto problému. V rámci realizované studie byla ověřena možnost využití SFC-MS pro stanovení mykotoxinů (aflatoxinů) i pesticidů v tučných matricích (arašídy, olej).


Chemie a analýza potravin E (přednášková) B32, 9:00


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D. doc. Dr. Ing. Marek Doležal Ing. Zbyněk Džuman Ing. Marie Suchanová, Ph.D. Bc. Kateřina Báčová (M2) Bc. Patricie Bartová (M2) Bc. Aneta Bumbová (M1) Bc. Lucie Černá (M2) Bc. Anna Debřičková (M1) Bc. Barbora Dušičková (M1) Bc. Kateřina Formánková (M2) Bc. Dominika Gavlasová (M2) Bc. Marek Havlíček (M2)

Chemie a analýza potravin E (přednášková)

Hydroxylované metabolity polycyklických aromatických uhlovodíků v moči – markery environmentální zátěže populace Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kateřina Báčová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D., Ing. Kateřina Urbancová, Ing. Darina Lanková

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) patří mezi všudypřítomné kontaminanty vznikající nedokonalým spalováním organické hmoty. K expozici člověka dochází zejména dietou, inhalací znečištěného vzduchu nebo kouřením. Z organismu jsou tyto látky po metabolické přeměně vylučovány především močí. Z důvodu mutagenního a karcinogenního potenciálu PAU je důležité sledovat výskyt metabolitů těchto látek v biologických matricích. V rámci projektu CITI-SENSE bylo vyšetřeno 115 vzorků moči dobrovolníků ze dvou oblastí Ostravy – Vratimova (léto 2015 a zima 2016) a Radvanic a Bartovic (zima 2013, léto 2015 a zima 2016) na přítomnost 11 monohydroxylovaných metabolitů PAU (OH-PAU). Analytický postup zahrnoval enzymovou hydrolýzu, extrakci ethylacetátem a přečištění disperzní extrakcí tuhou fází. K identifikaci a kvantifikaci analytů byla použita ultra-účinná kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Nejvyšší koncentrace ∑OH-PAU byly zjištěny ve vzorcích z Radvanic a Bartovic ze zimy 2016 (3,8 – 37,0 µg.g-1 kreatininu), které byly oproti ostatním obdobím a lokalitě Vratimov až 2× vyšší. Ve všech vzorcích byl dominantním metabolitem naftalen-2-ol. Srovnáním nálezů OH-PAU v moči a PM2,5 v ovzduší se nepodařilo potvrdit přímou závislost mezi hladinami PAU ve vzduchu a OH-PAU v moči.


Porovnanie chemických a senzorických parametrov u nealkoholických nápojov z rôznychregiónov Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Patrícia Bartová M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Vojtech Ilko

Sýtené nealkoholické nápoje patria medzi najpopulárnejšie nápoje konzumované po celom svete. V súčasnosti je známy fakt, že potraviny či nápoje s rovnakým názvom môžu mať v rôznych krajinách odlišné zloženie, pričom to výrobcovia vysvetľujú rôznymi preferenciami spotrebiteľov v konkrétnej krajine. Sirupy vyrábané rovnakou receptúrou sa môžu líšiť, nakoľko silice z rôznych provincií sa líšia organoleptickými vlastnosťami, ale aj pomerom obsahujúcich látok, čo môže byť ovplyvnené rôznymi faktormi, akými sú klimatické podmienky či zrelosť použitých plodov. V prípade nápojov nejde len o rozdiely vyplývajúce z použitých ovocných koncentrátov, ale predovšetkým o použitie sacharózy, glukózofruktózového sirupu či iných sladidiel a ich obsah. Cieľom tejto práce je porovnanie pomarančových nápojov Fanta z rôznych regiónov. Na nájdene rozdielov medzi nápojmi boli vybrané metódy jak senzorickej tak aj inštrumentálnej analýzy. Senzorická analýza bola reprezentovaná metódou profilu pomocou neštruktúrovaných stupníc. Inštrumentálna analýza bola zameraná na stanovenie prchavých látok vo vzorkách a na stanovení obsahu sacharidov a ich zastúpení. Analýza prchavých látok sa prevádzala pomocou sorpcie na SPME vlákno a následne analýzou na GC/MS. Obsah sacharidov bol stanovený pomocou metódy HPLC-RID.

Autentikace geografického původu olivového oleje Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Aneta Bumbová M1 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.

Evropská unie je největším producentem, exportérem, ale i spotřebitelem olivového oleje na světě, který je vzhledem ke své kvalitě a ceně jednou z nejčastěji falšovaných potravinářských komodit. Jeho falzifikací dochází nejen k ekonomickým ztrátám, ale potencionálně i k ohrožení zdraví konzumentů. K ověření autenticity olivového oleje lze kromě přístupů cílové analýzy využít také metabolomiku, necílový přístup analýzy nízkomolekulárních látek (˂ 1000 Da) vzorku. Tato moderní strategie byla aplikována pro klasifikaci olivových olejů dle geografického původu s využitím ultra-účinné kapalinové chromatografie s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostně-spektrometrickou detekcí (U-HPLC‒HRMS/MS) a následného statistického zpracování dat. Pro tento účel bylo analyzováno celkem 78 vzorků extra panenských olivových olejů v rámci aktivity WP4 projektu Foodintegrity a vytvořeny statistické modely pro klasifikaci vzorků dle geografického původu na evropské a mimoevropské.


Zhodnocení míry kontaminace mykotoxiny, pesticidy a pyrrolizidinovými alkaloidy v bylinných čajích určených pro kojence a malé děti Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Černá M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D.; Ing. Petra Slavíková

Se stále rostoucí oblibou bylinných čajů je čím dál větší pozornost věnována jejich zdravotní nezávadnosti. Bylinné čaje mohou být kontaminovány látkami, které negativně ovlivňují lidské zdraví. Zvláště citlivé vůči působení toxických látek jsou malé děti, neboť ještě nemají dostatečně vyvinutý detoxikační systém a oproti dospělým přijímají větší množství potravin na jednotku hmotnosti. Cílem této práce bylo zhodnotit míru kontaminace bylinných čajů určených pro kojence a malé děti. Celkem 19 čajů zakoupených v tržní síti České republiky bylo vyšetřeno na přítomnost 55 mykotoxinů, 10 pyrrolizidinových alkaloidů a 360 reziduí pesticidů. Analyty byly ze vzorků extrahovány s využitím modifikované metody QuEChERS. Jako analytická koncovka byla použita ultra-účinná kapalinová chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostně spektrometrickou detekcí. Ve vzorcích dětských čajů bylo nalezeno celkem 30 různých kontaminantů, z toho 7 mykotoxinů a 23 reziduí pesticidů. Z mykotoxinů byl nejčastěji detekován alternariol v rozsahu od 62 do 685 µg/kg, z pesticidů se jednalo o boscalid na hladinách mezi 15 a 305 µg/kg. V žádném čaji nebyly detekovány pyrrolizidinové alkaloidy.

Screening biologicky aktivních látek v květech unikátního hybrida Magnolia x pruhoniciana Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Anna Debřičková M1 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.; Ing. Marie Fenclová

Rostliny čeledi Magnoliaceae obsahují velký počet strukturně rozmanitých sekundárních metabolitů, přičemž některé z nich se vyznačují výjimečnou biologickou aktivitou. Unikátní hybrid Magnolia x pruhoniciana je křížencem druhů Magnolia obovata a Magnolia tripetala a pochází z Průhonického parku, který je součástí Botanického ústavu AV ČR. Zatímco u rodičovských rostlin jsou biologicky aktivní látky dobře popsány, u průhonického hybrida nebylo jejich zastoupení doposud zkoumáno. Cílem práce bylo provést v 5 dodaných extraktech květů Magnolia x pruhoniciana screening biologicky aktivních. Pro tyto účely byla provedena necílová analýza technikou ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií s analyzátorem typu QTOF. Na základě literatury byla vytvořena databáze potenciálně přítomných biologicky aktivních látek a jejím porovnáním s naměřenými daty se podařilo identifikovat 10 konkrétních sloučenin. Majoritními látkami byly ve všech extraktech neolignany magnolol a honokiol. Na základě jejich obsahu v jednotlivých vzorcích byla porovnána účinnost různých postupů zpracování květů. Výrazně nejvyšší obsah magnololu a honokiolu a zároveň nejvyšší celkový počet biologicky aktivních látek byl zjištěn u vzorku matoliny připraveného mechanickým lisováním květů.


Optimalizace zavedené U-HPLC‒HRMS/MS metody pro multi-detekční analýzu mykotoxinů a pesticidů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Barbora Dušičková M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D., Ing. Zbyněk Džuman

Hospodářské plodiny mohou být stejně jako zpracované produkty kontaminovány řadou látek přírodního i syntetického původu. Mezi hlavní monitorované kontaminanty patří rezidua pesticidů, veterinárních léčiv, mykotoxiny, alkaloidy, ad., které je nutno sledovat z důvodu možných negativních účinků na zdraví člověka. V současné době je vzhledem ke stále rostoucímu počtu sledovaných kontaminantů kladen důraz na vývoj analytických metod pro simultánní stanovení různých tříd těchto látek. Pro analytické stanovení těchto látek bývá nejčastěji využíváno spojení separačních chromatografických technik a hmotnostněspektrometrické detekce. V rámci této studie byla optimalizována stávající metoda pro stanovení pesticidů, mykotoxinů a pyrrolizidinových alkaloidů (n = 389) s využitím ultraúčinné kapalinové chromatografie s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostněspektrometrickou detekcí (U-HPLC‒HRMS/MS). Stávající analytická metoda byla rozšířena o nových analytů (pesticidy), byl optimalizován chromatografický gradient a kolizní energie pro jednotlivé analyty s následnou identifikací co největšího počtu fragmentů sledovaných látek pro spolehlivou konfirmaci. Výsledná metoda byla poté validována pro matrici čaj a využita pro analýzu 40 vzorků pravých zelených čajů.

Antioxidační kapacita nerozpustných složek piv Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kateřina Formánková M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Karel Cejpek

Pivo, slabě alkoholický nápoj, patří díky vysoké spotřebě v České republice mezi jeden z nejvýznamnějších zdrojů přírodních antioxidantů. V nefiltrovaném pivu se antioxidanty objevují ve dvou formách, a to rozpustné nebo vázané na nerozpustném podílu. Zatímco antioxidační kapacita filtrovaných piv je celkem hojně stanovována, antioxidantům vázaným nebo zahrnutým do nerozpustného podílu pozornost dosud věnována prakticky nebyla. Přitom tato frakce může mít významný podíl na celkové antioxidační kapacitě (AOC) kvasnicových a nefiltrovaných piv. Nerozpustné antioxidanty mohou hrát důležitou roli např. při udržování žádoucího redoxního stavu v dolní části zažívacího traktu člověka. Cílem této práce bylo získat údaje o množství antioxidantů vázaných na nerozpustných složkách piv a zároveň celkovou antioxidační kapacitu kvasnicových a nefiltrovaných piv různého typu. Pro měření byla použita spektrofotometrická metoda pro zhášení radikálů ABTS+ [2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonová kyselina)] jak v roztoku, tak suspenzi. Podíl nerozpustných složek piva na celkovém AO účinku činí 8‒30%. Byla také měřena AOC isolovaného pevného podílu piv, jehož hodnoty se pohybovaly v rozmezí 0,02 – 0,46 mol TE/kg sušiny.


Možnosti charakterizace konopí pomocí FTIR Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Dominika Gavlasová M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Dr. Ing. Jan Poustka

Rostlinné potraviny získávají stále větší oblibu, vzhledem k rostoucímu povědomí veřejnosti o jejich lepší udržitelnosti v rámci životního prostředí ve vztahu k potravinám živočišného původu. Biologický význam konopí spočívá především v dobré stravitelnosti jeho proteinů. Významné je také složení aminokyselin a užitečné technologické a funkční vlastnosti (textilní vlákna, nutraceutika, funkční potraviny, kosmetika, farmaceutika). Ve vyspělých zemích bylo pěstování této rostliny zakázáno, a to vzhledem k morfologické podobnosti s marihuanou. Ve skutečnosti jsou konopí i marihuana kmeny stejného druhu Cannabis sativa L., i když se vyznačují velmi různým obsahem Δ-9-tetrahydrokanabinolu (THC). V posledních letech se však pěstování nedrogových kultivarů průmyslového konopí v mnoha zemích povolilo a světový trh na to velmi rychle zareagoval. Je zde mnoho faktorů, které jsou příznivé pro pěstování této rostliny. Konopí je lehce udržitelná plodina, protože jen zřídka vyžaduje zavlažování a rychlý růst redukuje potřebu použití herbicidů. Tato práce byla zaměřena na měření profilových spekter různých druhů konopí (divoké, technické a léčebné) metodou infračervené spektrometrie ve střední oblasti. Byly vytvořeny statistické modely, pomocí kterých je možné rozlišit konopí například podle roku sklizně nebo odrůdy.

Analýza krevní plasmy pacientů na totální parenterální výživě pomocí moderní instrumentace SFC‒HRMSE Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Marek Havlíček M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.; Ing. Vít Kosek

Krevní plasma je jednou z biotických matric, ve které se odráží stav organismu. Její významnou složkou jsou obsažené lipidy a jejich soubor, lipidom, může vypovídat o patologických stavech organismu a složky lipidomu tak mohou sloužit jako biomarkery. Z chemického hlediska lipidom obsahuje různorodé skupiny látek s odlišnými vlastnostmi jako glycerolipidy, glycerofosfolipidy, steroly, volné mastné kyseliny a další. Cílem této práce bylo optimalizovat metodu pro necílovou analýzu, tzv. fingerprinting, lipidů v krevní plasmě. K tomuto účelu byla použita superkritická fluidní chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostní spektrometrií. Mezi optimalizované podmínky byl zahrnut výběr kolony, extrakčního činidla a složení modifikátoru mobilní fáze. Metoda byla aplikována na soubor vzorků krevní plasmy pacientů na totální parenterální výživě, který byl porovnán s kontrolními vzorky. Pomocí multivariační statistické analýzy bylo metodami PCA a OPLS-DA dosaženo rozdělení jednotlivých vzorků do skupin, na jehož základě byly vybrány látky vhodné pro další výzkum. Výzkum byl realizován ve spolupráci s institutem klinické a experimentální medicíny v rámci projektu NV15-28745A Nutriční terapie nemocí jater různé etiologie: vliv n-3 mastných kyselin.



Technologie potravin I (přednášková) Knihovna ústavu 324, 9:00


Soutěžící:

prof. Ing. Petr Pipek, CSc. Ing. Lenka Votavová, Ph.D. Ing. Iveta Horsáková, Ph.D. Bc. Zuzana Dvořáková (M2) Bc. Aneta Hniličková (M2) Bc. Mária Horečná (M2) Bc. Marie Houdková (M2) Bc. Jakub Kyznar (M2) Bc. Ladislava Rýdlová (M2) Bc. Petr Tuma (M1)

Technologie potravin I (přednášková)

Sekce:

Hodnocení kvality chilli papriček pomocí techniky DART/TOF-MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Zuzana Dvořáková M2 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Chilli papričky jsou plody rostliny rodu Capsicum z čeledi lilkovitých (Solanaceae). Pěstují se v mnoha zemích světa, zejména v teplých oblastech, například v Mexiku, Číně nebo Indii. Pro svou palčivost a aroma se používají k dochucení pokrmů, jako čerstvé či sušené plody nebo ve formě chilli omáček. Chilli papričky obsahují různé skupiny látek, například alkaloidy, flavanoidy, karotenoidy. Ze skupiny alkaloidů jsou majoritní složkou kapsaicinnoidy (např. kapsaicin, dihydrokapsaicin), jejichž obsah souvisí s mírou palčivosti chilli papriček. Obsah přítomných látek se liší nejen v závislosti na botanickém druhu, geografickém původu nebo na vnějších podmínkách (např. vliv počasí, způsob pěstování, doba sklizně), ale je různý i v jednotlivých částech papričky. Cílem práce byla optimalizace podmínek analýzy chilli papriček pro posouzení jejich kvality a stanovení kapsaicinu metodou DART/TOF-MS (DART – Direct Analysis in Real Time – přímá analýza v reálném čase). Byly optimalizovány tyto parametry: způsob extrakce, extrakční činidlo, ionizační teplota a ionizační mód. Metoda DART/TOF-MS se zdá být vhodnou pro rychlé určení kvality chilli papriček.


Vývoj nových potravin na bázi vedlejších produktů potravinářského průmyslu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Aneta Hniličková M2 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Ovoce a zelenina patří mezi významné složky lidské stravy. Je vyhledáváno a konzumováno především pro jeho atraktivní senzorické a nutriční vlastnosti a též kvůli pozitivnímu vlivu na lidské zdraví. S rostoucí produkcí a spotřebou ovšem také souvisí nezanedbatelný problém v podobě odpadu vznikajícího při zpracování plodin, jakými jsou skořápky, slupky, zrníčka a pecky. Tyto zbytky ovšem mohou obsahovat z výživového hlediska mnoho dále využitelných látek, které současně mohou svým využitím zlepšit ekonomickou stránku zpracování. Tyto složky mohou být využity jako zdroj nutričních, antimikrobiálních, ochucujících látek a barviv, antioxidantů nebo jako zahušťovadla. U vedlejších produktů na bázi ovoce a zeleniny byla plotnovými metodami zhodnocena mikrobiální kontaminace (bakterie, kvasinky, plísně). U nových potravin na bázi vedlejších produktů potravinářského průmyslu byly, na základě rozborů a tabelovaných dat, vypočteny a zhodnoceny jejich výživové hodnoty. Bylo zjištěno, že fortifikací stávajících potravin pomocí vedlejších produktů zpracování ovoce a zeleniny lze pozitivně ovlivnit nutriční vlastnosti potravin (vláknina, minerální látky, apod.).

Hodnotenie kvality vstupných surovín pri výrobe tepelne opracovaných mäsových výrobkov Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Mária Horečná M2 Ústav konzervace potravín Ing. Jan Pivoňka Ph.D.; Ing. Václav Pohůnek

Neštandardná kvalita bravčového mäsa na trhu spôsobuje značné problémy v mäsovom priemysle. Použitie mäsa s vadami ako PSE (bledý, mäkký, vodnatý) a DFD (tmavý, tuhý, suchý) vedie k zhoršeniu technologických vlastností mäsa, čo sa výrazne môže prejaviť na kvalite tepelne opracovaných mäsových výrobkov. Použitím kvalitnej suroviny sa zaisťuje požadovaná akosť konkrétneho výrobku a je zárukou nižších ekonomických strát. Identifikácia vád PSE a DFD nie je v súčasnosti jednoduchá záležitosť a stále sa hľadajú rýchle nedeštruktívne online techniky na ich určenie priamo vo výrobe. Už po mnohé roky sa využíva meranie farieb, vrátane svetelnosti na posúdenie kvality bravčového mäsa. Cieľom práce bolo premeranie sady vzoriek mäsa z bežnej obchodnej siete a overiť tak vhodnosť metódy. Meranie farby bolo prevedené na dvoch spektrofotometroch (stolný/prenosný). Interpretácia dát bola prevedená v sytéme CIEL*a*b* a získané výsledky sa porovnali s dostupnými údajmi z odborných zdrojov. Ďalšou fázou bude meranie pomocou prenosného spektrofotometra v prevádzke a vývoj databázy k rýchlemu porovnaniu vád mäsa.


Stanovení obsahu β-glukanů v různých rostlinných materiálech Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Marie Houdková M2 Ústav konzervace potravin Ing. Václav Pohůnek

Se zájmem o zdravou výživu se zvyšuje poptávka po výrobcích obsahující polysacharidy βglukany. Těmto látkám se připisuje celá řada pozitivních zdravotních účinků, mají antibakteriální, antivirální, antikoagulační účinky a tím působí proti některým civilizačním chorobám. Účinek beta-glukanů na snižování hladiny cholesterolu byl oficiálně uznán i americkým Úřadem pro potraviny a léky (US FDA - Food and Drug Administration) a Evropskou komisí, která povolila výživová tvrzení týkající se β-glukanů. Konkrétní účinky vždy souvisí s jejich strukturou, molekulární hmotností a zdrojem, z kterého byly izolovány. V rámci práce byly porovnány obsahy β-glukanů získaných z různých rostlinných materiálů. Pro stanovení obsahu β-glukanů byly využity dvě analytické metody. První spektrofotometrická metoda založená na reakci β-glukanů po reakci s Kongo červení a druhá založená na enzymatickém stanovení β-glukanů.

Charakterizace gramnegativních aerobních bakterií způsobujících kažení nealkoholických nápojů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jakub Kyznar M2 Ústav konzervace potravin Ing. Eva Šviráková, Ph.D.

Mezi gramnegativní aerobní bakterie, často způsobující kažení nealkoholických nápojů, se řadí i bakterie čeledi Acetobacteraceae. Zástupci této čeledi se vyskytují na Zemi od středního mírného pásu až po tropickou oblast. Ke známým rodům této čeledi patří např. r. Acetobacter, r. Acidomonas, r. Asaia, r. Gluconacetobacter, r. Gluconobacter a r. Kozakia. V potravinářském průmyslu mají tyto bakterie, označované jako bakterie octového kvašení, statut technologicky rizikových bakterií způsobujících texturní a senzorické defekty hotových výrobků. Zástupci čeledi Acetobacteraceae jsou schopni kontaminace nealkoholických nápojů v důsledku dobré snášenlivosti relativně nízkých hodnot pH, vysokých hodnot osmotického tlaku, bohaté činnosti enzymového aparátu a schopnosti využívat ethanol, sacharidy a polyalkoholy jako substráty. Mnoho kmenů je tolerantních vůči běžně používaným konzervačním látkám. Z důvodu zamezení jejich výskytu v nealkoholických nápojích je proto nutná mimo jiné i jejich průkazná identifikace a charakterizace. Cílem práce bylo prostudovat poznatky z oblasti výskytu, charakterizace, izolace a identifikace vybraných rodů čeledi Acetobacteraceae, způsobující kontaminaci nealkoholických nápojů, a ty doplnit o základní mikrobiologické experimenty.


Optimalizace postupů pro hodnocení zrání hovězího masa Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Ladislava Rýdlová M2 Ústav konzervace potravin Ševčík Rudolf Ing. Ph.D.

Postmortální procesy, soubor dějů, při kterých se svalovina přeměňuje na maso a získává typické požadované vlastnosti, jsou zahájeny okamžikem porážky jatečného zvířete. Vlastní zrání masa je fází, kdy se postupně uvolňuje ztuhlost svalu, zlepšuje se vaznost, organoleptické vlastnosti a narůstá hodnota pH. Zrání probíhá téměř výhradně v chladírnách, kvůli možnosti rozvoje mikrobiální kontaminace a jeho doba je nejvíce ovlivněna teplotou a druhem masa. U hovězího masa je jeho poměrně dlouhá doba zrání problematická zejména z ekonomického hlediska, proto je snaha tento proces zkrátit. Jednou z možností je využití elektrické stimulace střídavým nebo stejnosměrným proudem, která vyvolá velmi rychlou degradaci glykogenu a ATP, rigor mortis nastoupí velmi rychle a umožní další intenzivní chlazení a tím i zkrácení procesu zrání. V rámci práce byly diskutovány metody sloužící k ověření a nastavení správných technologických postupů při zrání masa.

Využití metody infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací k analýze základních kvalitativních znaků ovocných šťáv Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Petr Tuma M1 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D.

Při zpracování ovocných šťáv se v rámci kontroly správného průběhu technologického procesu i finálních výrobků provádí analýza základních kvalitativních znaků, která zahrnuje především senzorické hodnocení, stanovení obsahu cukrů (refraktometricky) a celkových kyselin (titračně). Metoda FTIR (infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací), která může poskytnout velice rychlou a komplexní analýzu mnoha parametrů najednou (např. hustoty, bezcukerného extraktu, redukujících a celkových cukrů, pH, celkových, těkavých i jednotlivých organických kyselin, asimilovatelného dusíku, celkových polyfenolů atd.), se zdá vhodnou alternativou současných postupů. Cílem práce je ověřit možnost vyžití zařízení Bacchus 3 k provozní analýze ovocných šťáv přestože je tento přístroj primárně určen a kalibrován pro kontrolu moštu a vína. V rámci projektu bude analyzováno 5 druhů 100% jablečných šťáv a modelových roztoků, u kterých budou zároveň analyzovány základní kvalitativní znaky standardními laboratorními postupy.


Technologie potravin II (přednášková) Knihovna ústavu 322, 9:00


Soutěžící:

Sekce:

doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D. Ing. Jan Kyselka, Ph.D. Ing. Václav Pohůnek Bc. Martina Čikešová (M2) Bc. Tereza Filipová (M1) Bc. Karolína Fouknerová (M2) Bc. Tereza Honzíková (M1) Bc. Tereza Kordová (M2) Bc. Tereza Pláničková (M2)

Technologie potravin II (přednášková)

Změny funkčních parametrů polymerních obalových materiálů v závislosti na technologických podmínkách při výrobě potravin Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Martina Čikešová M2 Ústavu konzervace potravin Ing. Lenka Votavová, Ph.D., Ing. Lukáš Vápenka

Polymerní obalové materiály se v současné době používají při balení potravin zpracovávaných různými technologickými operacemi, jako je tepelné opracování, zmrazování či použití vysokého hydrostatického tlaku, ozařování, mikrovlnný ohřev apod. Tyto operace mohou velmi významně ovlivnit funkční vlastnosti obalových materiálů. Mezi hlavní parametry patří mechanická a tepelná odolnost a bariérové vlastnosti (propustnost pro vodní páru, permanentní plyny a aromatické látky), které rozhodují o výběru vhodného typu obalového materiálu. V práci jsou diskutovány možnosti použití jednotlivých polymerních obalových materiálů pro vybrané typy potravin za použití specifického ošetření.


Aplikace vlákniny při výrobě sýrů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Filipová M1 Ústav mléka, tuků a kosmetiky doc. Ing. Jiří Štětina, CSc.

V dnešní době se konzumenti zajímají o výrobky, které mají zdraví prospěšný charakter. Díky rozrůstajícímu se trhu se hledají nové zdroje vlákniny, které by mohli být aplikovány do těchto potravin. V mléčných výrobcích se sníženým obsahem tuku vláknina zlepšuje texturní vlastnosti, které mají vliv na trvanlivost a senzorické vlastnosti. Cílem experimentů bylo vytvořit nízkotučné tavené sýry s 5% přídavkem vlákniny z výlisků semen dvou odrůd lnu setého – zlaté a hnědé. Receptura byla zvolena tak, aby výrobek mohl být deklarován jako nízkotučný a současně jako zdroj vlákniny. Pro porovnání byly vytvořeny dvě sady s rozdílnou sušinou (25 % a 30 %), které byly sledovány po texturní, reologické a senzorické stránce. Sada vždy obsahovala dvě řady se třemi vzorky (přídavek zlaté a hnědé odrůdy lnu a kontrolní vzorek bez aplikované vlákniny). S ohledem na lepší senzorické ohodnocení sýrů obsahující zlatou odrůdu lnu, byla analogicky vytvořena sada s rozdílnou granulací právě již zmiňovaného druhu vlákniny. Byl tak sledován vliv velikosti částic na charakter taveného sýru. Tato sada zahrnovala dvě řady se třemi vzorky (granulace 0 – 300 μm, 500 – 700 μm a vzorek s celým lněným semínkem). Podařilo se vyrobit vzorky s přídavkem lněné vlákniny, ale jejich senzorický charakter byl nevyhovující.

Využití chmelových extraktů v masné výrobě Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Karolína Fouknerová M1 Ústav konzervace potravin prof. Ing. Petr Pipek, CSc.; Ing. Tereza Škorpilová; Ing. Markéta Adamcová

Při výrobě masných výrobků jsou používána chemická aditiva, která jsou spotřebiteli vnímána negativně. Z tohoto důvodu jsou vyhledávány různé přírodní alternativy schopné nahradit ty chemické. Jejich použití však musí být náležitě prostudováno a definováno. Cílem experimentu bylo využití chmele jako zdroje antioxidačních látek v masné výrobě. Porovnávány byly tepelně opracované masné výrobky bez přídavku, s přídavkem 0,25 % a 0,5 % chmelového extraktu a s přídavkem 0,25 % a 0,5 % chmelových granulí na základě senzorické analýzy, thiobarbiturového čísla a barvy. Přídavek chmele měl negativní vliv na barvu a chuť, intenzivní hořká chuť byla u výrobků s 0,5 % chmelových granulí. Na základě thiobarbiturového čísla bylo zjištěno, že při zvolených koncentracích dochází ke zvratu a přídavek chmelových preparátů nepůsobí antioxidačně, nýbrž naopak prooxidačně. Proto byly při opakovaném experimentu zvoleny nižší koncentrace (0,1 %, 0,2 % a 0,25 %) a použity pouze chmelové extrakty bez hořkých kyselin.


Náhrady a ekvivalenty kakaového másla Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Honzíková M1 Ústav mléka, tuků a kosmetiky Ing. Jan Kyselka, Ph.D.

Práce se zabývá rozdíly ve složení mastných kyselin esterově vázaných v triacylglycerolech a složením doprovodných látek lipidů, zejména steroidů, kakaového másla a jeho alternativ. V práci se uvádí rozdíl mezi surovým nerafinovaným kakaovým máslem a směsí s přídavkem rafinovaného rostlinného oleje či tuku. S použitím těchto poznatků se stanovil vhodný marker pro důkaz přídavku náhrad či ekvivalentů do surového kakaového másla a marker pro bližší určení jednotlivých alternativ. Výsledky z této práce jsou využitelné pro hledání dalších markerů pro důkaz falšování kakaového másla.

Ošetření plastových obalů v potravinářství proti mikrobiální kontaminaci použitím plazmatu Autor: Bc. Tereza Kordová Ročník: M2 Ústav: Ústav konzervace potravin Školitel: doc. Ing. Jaroslav Dobiáš, CSc.; Ing. Vladimíra Voldřichová; doc. Ing. Vladimír Scholtz, Ph.D.; Ing. Josef Khun, Ph.D. Cílem první části mé práce byla prostorová dekontaminace plastových dutých obalů působením nízkoteplotního plazmatu v kombinaci s aerosolem 10% vodného roztoku peroxidu vodíku. Mikrobicidní účinky plazmatu, peroxidu, jejich kombinace a kontrolních variant byly testovány na jedné bakterii a na sedmi zástupcích plísní. Z experimentů byly získány závislosti rozsahu dekontaminace na expozičních dobách v rozsahu 5 až 120 s a objemech obalů 0,2 až 1 dm3. Po uplynutí nejdelší doby expozice byl zaznamenán nárůst pouze u plísně Alternaria sp. DBM 4004. Motivací druhé části mé práce je problém s kontaminací kečupu, který je plněn do plastového obalu. Pro testování různých aparatur využívajících nízkoteplotní plazma v kombinaci s aerosolem 10% peroxidu vodíku byla použita místo povrchu kečupu Petriho miska s živným médiem. Cílem experimentů je v tomto případě vybrat nejúčinnější aparaturu a optimalizovat ji. Zatím proběhlo testování sedmi různých uspořádání elektrodových systémů, z nichž se jako nejvhodnější jeví elektrodový systém hrot – hrot.


Studium migrace složek papíru vrstvami impregnace Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Pláničková M2 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Jaroslav Dobiáš, CSc., Ing. Lukáš Vápenka

Papír je pro balení potravin využíván ve 48 % případů. S ohledem na životní prostředí je hojně využíván recyklovaný papír, částečně nebo zcela vyrobený z recyklátu. Papír může být použit samotný nebo ve vícevrstvých obalech. V případech, kdy je papír použit jako vrstva přicházející do přímého kontaktu s potravinami, je třeba vyhovět základním legislativním požadavkům souvisejících s bezpečností potravin. Sběrový papír obsahuje mnoho látek různého původu a chemického složení, jako například změkčovadla, složky tiskařských inkoustů (fotoiniciátory, rozpouštědla, barviva), bělící látky a další. Jelikož nejsou stanoveny jednotné požadavky na proces recyklace a papír po recyklaci stále obsahuje rezidua těchto látek, dochází ke zvyšování rizika kontaminace potravin. Problematické jsou především látky, které mohou přecházet z vrstev materiálů, které nejsou v přímém kontaktu s potravinou (např. potisknuté vnější vrstvy obalů atd.) do vrstev materiálů, které jsou v přímém kontaktu s potravinou a následně pak do potraviny. Studovanými látkami, se kterými byly provedeny migrační testy, jsou bis(2-ethylhexyl)-ftalát, antrachinon a 2,6-diisopropylnaftalen, jakožto látky běžně se vyskytující v papírech a představující potencionální nebezpečí pro zdraví konzumenta. Migrační testy byly provedeny do Tenaxu, který je simulantem suchých potravin. Testován byl čistý papír a papír s funkční vrstvou polypropylenu.


Technologie potravin III (přednášková) Posluchárna B12, 9:00


Soutěžící:

Sekce:

doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D. Ing. Rudolf Ševčík, Ph.D. Ing. Tereza Škorpilová Bc. Michaela Gabríková (M2) Bc. Mariana Hanková (M2) Tereza Hešíková (B3) Bc. Marie Psotková (M2) Bc. Lucia Sucháňová (M2) Lívia Vaispacherová (B3) Bc. Aneta Zíková (M2)

Technologie potravin III (přednášková)

Zníženie obsahu sodných iónov v mäsových výrobkoch Autorka: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Gabríková M2 Ústav konzervace potravin prof. Ing. Petr Pipek CSc., Ing. Markéta Adamcová

Nadmerný príjem sodíka v potravinách je stále aktuálnym problémom a môže sa nepriaznivo odraziť na ľudskom zdraví. Jeho nadmerný príjem vedie k hypertenzii a vzniku kardiovaskulárnych chorôb. Trendom poslednej doby je preto znižovať obsah sodíka v potravinách. Sodík sa do mäsových výrobkov dostáva vo forme chloridu sodného. Z technologického hľadiska je dôležitý jeho vplyv na tvorbu štruktúry mäsových výrobkov, ich súdržnosť, a tiež tvorbu typickej slanej chuti, ktorá je pomocou neho vnášaná do výrobku. Ak má byť zachovaná kvalita výrobku nie je možné nahradiť 100 % chloridu sodného, ale len jeho časť. Ako náhrady môžu byť použité chlorid draselný, mliečnan draselný alebo ich kombinácia. Použitie náhrad sa však môže odraziť na výslednej chuti výrobku. Táto práca sa zaoberá dopadom náhrady chloridu sodného na technologické a organoleptické vlastnosti šuniek. Skúmanými veličinami sú textúra (meraná na prístroji Instron 5544, sledovanou veličinou je sila potrebná na stlačenie vzorky na 20 % pôvodnej výšky) , farba (meraná reflexným spektrofotometrom Minolta, sledovanou veličinou sú hodnoty svetlosti (L*), súradnice pre červenú (a*) a žltú farbu (b*) vo farebnom systému CIELab) a hodnoty pH. Všetky vzorky boli podrobené aj senzorickej analýze aby bol zistený vplyv náhrad na chuť výrobkov.


Identifikace příčiny přípachu balené pramenité vody Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Mariana Hanková M2 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Helena Čížková, PhD., Ing. Vojtěch Kružík

Nealkoholické nápoje jsou nepostradatelnou součástí našeho života, jelikož dodávají organismu vodu nezbytnou pro biochemické pochody v těle. Právě balená voda je mezi konzumenty velmi oblíbená, ale pachutě a přípachy u ní snáze vyniknou, než u nealkoholických nápojů, které mohou obsahovat ovocnou složku, rostlinné extrakty nebo různá aromata. Smyslové vady nápojů mohou být způsobeny použitím nekvalitní nebo nestandardní suroviny (vody), pochybením v technologii nebo nesprávným skladováním výrobku. Cílem této práce bylo ověření nebo vyloučení podmínek skladování balené perlivé a neperlivé pramenité vody, jako příčiny senzoricky nevyhovujících vlastností výrobků. Zkoumané byly jak vzorky vody, tak vzorky víček lahví; pro analýzu byla použita metoda plynové chromatografie s hmotnostním detektorem ve spojení s olfaktometrickým detektorem. Jako pravděpodobný původce přípachu byl identifikován nonanal a 2,4dekandienal, což jsou produkty oxidace lipidů vznikající při smažení, které mohou difundovat víčkem do nápoje a znehodnocovat ho.

Prodloužení údržnosti mletého masa Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Tereza Hešíková B3 Ústav konzervace potravin prof. Ing. Petr Pipek, CSc., Ing. Tereza Škorpilová

Mleté maso je velmi náchylné k růstu mikroorganismů a jeho údržnost se pohybuje v rámci dnů. Podle vyhlášky ministerstva zemědělství 69/2016 Sb. se smí jako mleté maso označovat pouze mechanicky zpracované maso s obsahem NaCl max. 1% -hm. Pokud se do mletého masa přidá více NaCl nebo jiné přísady, jde o masný polotovar. Výrobci usilují o zvýšení doby údržnosti, zároveň je ale ze zdravotních důvodů při výrobě potravin tendence snižování obsahu sodných kationtů. Ve spolupráci s masným podnikem probíhal pokus, kdy do čerstvě nařezaného masa byl přidáván mléčnan draselný a sledoval se jeho vliv na údržnost. Mléčnan draselný se do masa přidával v podobě výrobku Purasal HiPurePlus, což je draselná sůl L(+) -enantiomeru kyseliny mléčné získané fermentací cukrové třtiny. Během pokusu byly měřeny počty mikroorganismů a další důležité vlastnosti, a to složení vnitřní atmosféry, pH, barva, aktivita vody a thiobarbiturové číslo. Vzorky s přídavkem Purasalu HiPurePlus vykazovaly nižší počty mikroorganismů, vyšší hodnoty pH a nižší hodnoty aktivity vody. Z naměřených dat je patrné, že přídavek mléčnanu draselného do mletého masa zvýšil jeho údržnost.


Vliv přírodních preparátů na údržnost mělněného masa Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Marie Psotková M2 Ústav konzervace potravin prof. Ing. Petr Pipek, CSc., Ing. Tereza Škorpilová

Masné polotovary jsou tradiční a důležitou komoditou masného průmyslu, ale díky obsahu soli a přídavku chemických aditiv, jsou spotřebiteli vnímány negativně. Hledají se proto různé přírodní alternativy, které budou atraktivní pro spotřebitele, splní obecná zdravotní doporučení a zároveň zachovají typické vlastnosti masa. Cílem experimentu bylo ověřit vliv přírodních průmyslově vyráběných preparátů na údržnost mělněného masa. Bylo porovnáváno mělněné maso bez přídavku, s 2,5% přídavkem PuraQ Arome NA4 a s 0,7% přídavkem Verdad Avanta F100 na základě následujících vlastností: složení atmosféry, pH, aktivita vody, barva, thiobarbiturové číslo a mikrobiální analýza. Vzorky s přídavky preparátů si déle uchovaly vysokou koncentraci kyslíku v atmosféře uvnitř balíčku, a již od počátku skladování měly mírně nižší aktivitu vody než kontrolní vzorek. U těchto vzorků se neměnily hodnoty barevných veličin L*, a*, b* a byly zjištěny nižší hodnoty thiobarbiturového čísla (zejména pro Verdad Avanta). U obou ošetřených vzorků byly nižší celkové počty mikroorganismů (zejména u přípravku Verdad Avanta). Dále byly zjištěny nižší počty koliformních bakterií (významnější u vzorků s PuraQ Arome). Vliv aditiv na pH a na růst bakterií mléčného kvašení nebyl významný.

Hodnotenie sterilizácie šuniek v plastovom obale Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucia Sucháňová M2 Ústav konzervace potravin prof. Petr Pipek CSc., Ing. Tereza Škorpilová

Meranie prebiehalo na šunkách najvyššej akosti, ktoré boli tepelne opracované vo formách hranatých tvarov. Sledované boli rozdiely teplôt v rôznych miestach foriem a rôznych umiestneniach v komore počas tepelného opracovania a chladenia. Vyhláška 69/2016Sb. hovorí, že tepelne opracovaným mäsovým výrobkom sa rozumie výrobok, pri ktorom bol vo všetkých miestach dosiahnutý minimálny teplotný účinok odpovedajúci pôsobeniu teploty 70 °C po dobu 10 min. Nadmerný tepelný zákrok však môže spôsobovať nepriaznivé zmeny štruktúry a organoleptických vlastností. U sledovaných výrobkov bola v jadre dosiahnutá teplota 70 °C a zachovaná výdrž 10 min. Z nameraných výsledkov boli vypočítané inaktivačné účinky pre referenčnú teplotu 70 °C a pre teplotu 100 °C. Pre teplotu 70 °C hodnoty vysoko prekračujú požadované hodnoty. Hodnota pre teplotu 100 °C slúži ako príprava na ďalšie merania, ktoré majú zistiť, či sa dá zvýšiť úroveň pasterizácie na 100 °C, ako príprava na polokonzervy.


Metódy pre zisťovanie vád kolových nápojov Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Livia Vaispacherova B3 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Helena Čížková, PhD.

Kolové nápoje patria medzi najpopulárnejšie sladené nealkoholické nápoje, ktorých hlavnými zložkami sú voda, oxid uhličitý, kyselina fosforečná, ochucujúca zložka s kofeínom (v pôvodných receptúrach extrakt z kolových bôbov), karamelové farbivo, cukor a/alebo ďalšie sladidlá. Vďaka vysokému obsahu oxidu uhličitého a použitiu kyseliny fosforečnej vykazuje tento typ nápoja nízke pH a anaeróbne prostredie, preto je vo všeobecnosti považovaný za veľmi stabilný a údržný. Napriek tomu ale existuje riziko straty senzorických vlastností, kontaminácie a kazenia týchto nápojov. Cieľom tejto práce je zisťovanie vád nealkoholických nápojov u jednej z tradičných značiek, pomocou plynového chromatografu s olfaktometrickým detektorom (GC-O), v spojení s hmotnostným spektometrom. Prvotne boli u vzorkov zmerané základné parametry: refraktometrická sušina, formolové číslo, pH a titračná kyslosť. Ďalej bola u 6-tich vzorkov prevedená senzorická analýza a následne analýza pomocou GC-O. Senzorická analýza preukázala odlišnosť od štandardu, ale vady neboli konktretizovateľné. Až porovnaním záznamu z olfaktometrickej detekcie s chromatogramom boli identifikované látky zodpovedné za vadu a následne bola určená príčina vzniku tejto vady.

Charakterizace řepkového medu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Aneta Zíková M2 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D., Ing. Vojtěch Kružík

Řepkový med patří mezi hlavní jednodruhové květové medy na českém trhu. Pro spotřebitele je řepkový med zajímavý především díky tomu, že se jedná o první vytáčený med v sezoně, dále jeho nezbytné pastování zajišťuje praktickou konzistenci a stabilitu výrobku. Je často vyhledávaný i pro jeho specifické senzorické vlastnosti. Řepkový med je charakteristický vysokým obsahem glukosy, což vede k jeho poměrně rychlé krystalizaci, která ovšem není považována za vadu. Nežádoucí vlastností řepkového medu je jeho náchylnost ke kvašení. Botanický původ medu lze mimo jiné určit na základě analýzy těkavých látek, pro kterou se nejčastěji využívá plynová chromatografie s hmotnostním detektorem. Vzhledem k vysokému počtu těkavých látek v medu, je profil aroma významným znakem a představuje tzv. „fingerprint“ výrobku, který může být využit k určení jeho původu. Experimentální část práce se věnuje několika charakteristickým parametrům řepkových medů vybraného souboru vzorků a jejich porovnání s údaji v odborné literatuře. Cílem práce je zejména zhodnocení charakteristických vonných sloučenin řepkového medu, které by měly sloužit jako jeden z významných parametrů pro identifikaci řepkového medu či průkazu jeho falšování.




Soutěžící:

Sekce:

Chemie přírodních látek I (posterová) Posluchárna B02, 9:00 prof. Pavel Drašar, RNDr. DSc. Ledvina Miroslav, RNDr. CSc. Štěpánek Petr, Ing. Ph.D. Bc. Dorota Konvalinková (M2) Bc. Kamila Brajerová (M1) Bc. David Mervart (M1) Michal Rahm (B3) Bc. Vít Prouza (M1) Bc. Jakub Zýka (M1) Natalie Kolderová (B3) Chemie přírodních látek I (posterová)

Příprava ve vodě rozpustných glykomimetik Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Dorota Konvalinková M2 Ústav chemie přírodních látek prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.

Hydrolyticky stabilní konjugáty C-glykosidů se substituovanými kalix[4]areny jsou perspektivní polyfunkční ligandy lektinů patogenních bakterií. Jejich biologické využití velmi závisí na rozpustnosti ve vodě, která může být ovlivněna jednak konformací kalix[4]arenového jádra, jednak počtem připojených sacharidových jednotek. Cílem této práce bylo připravit konjugáty obsahující α-D-galaktopyranosu s potenciální aktivitou vůči bakterii Pseudomonas aeruginosa. Připravila jsem konjugát 1 s kalix[4]arenem v 1,3-střídavé konformaci, který byl ve vodě dostatečně rozpustný, a dále se věnuji přípravě dendrimeru 2. Klíčovou reakcí byla Huisgenova cykloadice.


Příprava ligandů pro konkanavalin A Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kamila Brajerová M1 Ústav chemie přírodních látek prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.

Cílem práce bylo připravit potencionální ligand pro rostlinný lektin konkanavalin A. Byla optimalizována syntéza výchozí látky 2-(α-D-mannopyranosyl)ethylazidu spojením ozonolýzy s redukcí karbonylové skupiny do jednoho kroku a využitím nukleofilní substituce hydroxylové skupiny azidem bez nutného mezikroku aktivace hydroxylové skupiny převedením na dobře odstupující skupinu. Huisgenovou Cu+ katalyzovanou cykloadicí byly připraveny dva typy glykokalixů. V obou případech se vycházelo z 2-(α-Dmannopyranosyl)ethylazidu a kalix[4]arenu v 1,3-střídavé konformaci se čtyřmi trojnými vazbami. V prvním případě byly ethynylové skupiny připojeny přímo na aromatické jádro, ve druhém pak byly použity propargyloxyskupiny. Z MS, 1H NMR a 13C NMR spekter bylo zjištěno, že ač velmi podobné molekuly kalix[4]arenů vykazují rozdílné chování v reakci s 2(α-D-mannopyranosyl)ethylazidem. Oba připravené ligandy budou testovány na afinitu proti lektinu konkanavalin A.

Kvantitativní analýza kokainu a stanovení profilu alkaloidů ve vzorcích zadrženého kokainu metodami HPLC-MS a GC-MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

David Mervart M1 Ústav chemie přírodních látek Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Kokain je tropanový alkaloid původem z jihoafrického keře koky pravé (Erythroxylon coca) z čeledi rudodřevovitých (Erythroxylaceae). Tato psychoaktivní látka je rozšířená především jako droga a svým účinkem se řadí mezi silné stimulanty. Pro porovnání jednotlivých zachycených vzorků kokainu se využívá zastoupení alkaloidů, kdy některé z nich jsou koextrahovány spolu s kokainem z listů koky a zbylé jsou důsledkem hydrolýzy, oxidace nebo tepelné degradace kokainu, ke které dochází při jeho analýze. Cílem práce bylo u tří zadržených vzorků kokainu stanovit profil alkaloidů oficiální používanou metodikou "Methods for impurity profiling of heroin and cocaine" pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií. Dále optimalizovat metodu kapalinové chromatografie spojené s hmotnostních detektorem typu Q-Trap pro kvantitativní analýzu kokainu v těchto vzorcích.


Syntéza nových glykomimetik pomocí Hiyamovy reakce Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Michal Rahm B3 Chemie přírodních látek Ing. Kamil Parkan, Ph.D.

V rámci předkládané práce byl vyvinut efektivní syntetický přístup k novým organokřemičitým derivátům D-glukalu, které se vyznačují netoxicitou a stabilitou. Tyto deriváty byly dále ve své nechráněné formě využity pro Hiyamovu „cross-coupling“ reakci za velmi mírných podmínek s aryl-, heteroaryl-, a alkenylhalogenidy v dobrých až výborných výtěžcích (až 92 %, 7 příkladů). Dále bylo ověřeno, že takto získané enolethery lze s úspěchem využít pro přípravu aryl--C-glukosidů pomocí hydroborace-oxidace bez nutnosti chránicích skupin. Jedná se tedy o úsporný a krátký přístup k aryl--C-glukosidům využívající Pd-katalýzy na volných derivátech cukrů.

Stereoselektivní příprava cukerných ligandů pro rozpoznávání na buněčné úrovni Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Vít Prouza M1 Chemie přírodních látek Ing. Kamil Parkan, Ph.D.

Cílem této práce je syntéza nových aryl-C-glykosidů s využitím Pd-katalyzované „crosscoupling“ reakce L-fukal pinakol boronátu I s elektronově bohatými arylhalogenidy II. Následnými oxidativně-reduktivními transformacemi aryl-C-glykosidů III byly s vysokou stereoselektivitou připraveny α- nebo β-C-glykosidy IV s konfigurací L-fuko. Připravené arylC-glykosidy byly a dále budou podrobeny biologickému testování pro interakci s bakteriálními lektiny.


Příprava nukleotid 3‘-fosfonátů pro syntézu na pevné fázy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Jakub Zýka M1 Ústav chemie přírodních látek Ing. Ondřej Šimák, Ph.D.

Oligonukleotidové řetězce obsahující izosterní, enzymaticky neštěpitelnou vazbu fosfor-uhlík mohou ovlivňovat expresi genů v buňce pomocí tlumení genů (siRNA), aktivace RNAsy H nebo mechanismem sterického bloku při translaci na ribozomu. Cílem mé práce je příprava nukleosidových monomerů pro syntézu oligonukleotidů na pevné fázi. Výchozí D-xylosa byla převedena na nukleotid se zaměněnou vazbou fosfor-kyslík-uhlík v poloze 3‘ za vazbu fosfor-uhlík=uhlík. Dvojná vazba mezi uhlíkovými atomy je dále vhodná ke snadnému zavední různých funkčních skupin či halogenů, které mohou upravovat biologickou aktivitu oligonukleotidu.

Chirální separace syntetických katinonů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Natalie Kolderová B3 Ústav chemie přírodních látek Ing. Kuchař Martin, Ph.D.

Katinon, látka obsažená v kátě jedlé (Catha edulis), je znám pro své psychostimulační účinky, což v posledních letech vedlo k rychlému rozvoji syntetických derivátů odvozených od zmíněné základní přírodní struktury. Nové psychoaktivní substance (NPS) na bázi katinonu jsou snadno dostupné na internetu a jsou široce zneužívány jako rekreační drogy. Toxicita těchto látek je kvůli jejich rychlému rozvoji velmi málo prostudována. Vzhledem k tomu, že NPS odvozené od katinonu mají ve své struktuře centrum chirality, existují tyto látky ve dvou enantiomerních formách. O rozdílech v účinku jednotlivých enantiomerů není známo prakticky nic. Cílem této práce je vyvinout metodu enantiomerní separace katinonů, případně simultánní enantiomerní separace vybraného katinonu a jeho metabolitů na chirálních zwitteriontových kolonách, za použití superkritického oxidu uhličitého (scCO2) jako mobilní fáze. S vybranými analyty jsme optimalizovali složení mobilní fáze (poměr scCO2 a alkoholů). Jako nejvhodnější jsme zvolili scCO2 s methanolem a přídavkem amoniaku. V práci je diskutován vliv struktury analytů na chromatografické parametry.


Chemie přírodních látek II (posterová) Posluchárna B02, 9:00

Sekce:


Soutěžící:

Sekce:

doc. Ivan Raich, Dr. doc. Kniežo Ladislav, Ing. CSc. Ing. Šimák Ondřej, Ph.D. Bc. Lenka Vykypělová (M2) Alice Kovářová (B3) Pavla Průchová (M2) Kamila Cahová (B3) Bc. Klára Gotvaldová (M1) Bc. David Kodr (M1) Bc. Kryštof Škach (M1) Radka Kucherková (M1)

Chemie přírodních látek II (posterová)

Syntéza dendrimeru s α-D-mannopyranosylovými jednotkami připojenými ke skeletu kalix[4]arenu Autor: Lenka Vykypělová Ročník: M2 Ústav: Ústav chemie přírodních látek Školitel: prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc. Sacharidové řetězce, přirozeně se vyskytující na povrchu buněk, mohou specificky interagovat s příslušnými endogenními receptory patogenu. Tato interakce následně vyvolá biologickou odezvu v hostitelském organismu. Cílem mé práce byla optimalizace přípravy α-D-mannopyranosylethylazidu a příprava stabilního dendronu, obsahujícího tři tyto mannopyranosové jednotky, vázané Cglykosidovou vazbou, obsahující azidoskupiny ve fokální poloze. Výsledný produkt bude použit pro přípravu stabilního dendrimeru, skládajícího se ze skeletu tetrapropoxykalix[4]arenu ve střídavé konformaci a připraveného dendronu. Tento konjugát obsahující 12 mannopyranosových jednotek bude testován na svou afinitu k BC2L-A lektinu patogenní bakterie Burkholderia cenocepacia ve snaze vyvinout vhodné léčivo k zabránění vzniku závažných onemocnění způsobených touto bakterií.


Analýza fytokanabinoidů v kosmetických a léčebných přípravcích metodou GC-MS a LC-MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Alice Kovářová B3 Ústav chemie přírodních látek Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Popularita Cannabis roste v celé řadě průmyslových odvětví, a to zejména v kosmetickém, ve farmaceutickém a stále častěji také v potravinářském. Tradičně je konopí využíváno i v podomácku připravovaných produktech, ať už jsou to masti, oleje či tinktury, které se těší velké oblibě při léčbě nejrůznějších ekzémů a jiných obtíží. Pro zjištění účinnosti těchto přípravků a možnost jejich hodnocení je velmi důležité stanovení přítomných fytokanabinoidů, terpenů a dalších, pro konopí specifických, látek, které se při aplikaci dostávají transdermálním přenosem do organismu. Pozornost se zaměřuje především na stanovení obsahu psychoaktivního THC, které se dle platné legislativy nesmí v kosmetických přípravcích nacházet. Metodika stanovení zatím nebyla vyvinuta, především kvůli složitosti matrice vzorků, a tak pacienti ani výrobci nejsou schopni kontrolovat skutečný obsah THC, které by potenciálně mohlo po aplikaci přecházet kůží do těla. Cílem práce je optimalizace stanovení vybraných kanabinoidů obsažených v běžných mastech, olejích a tinkturách pomocí GC-MS a LC-MS. Zásadním krokem je zpracování vzorků, neboť přípravky jsou vyráběny za použití několika masťových a olejových základů různých vlastností, což významně znesnadňuje analýzu těchto vzorků.

Farmakokinetická studie syntetického kanabinoidu JWH-073 metodou HPLC-MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kamila Cahová B3 Ústav chemie přírodních látek Ing. Martin Kuchař Ph.D.

JWH-073 patří do skupiny syntetických kanabinoidů, které se řadí mezi nové psychoaktivní látky. Jde o látky, které nespadají pod mezinárodní úmluvy o kontrole drog a často ani pod legislativy kontrolující nelegální drogy v jednotlivých zemích. Syntetické kanabinoidy byly vyvinuty jako nástroj pro studium endokanabinoidního systému. Díky účinkům obdobným jako u přírodního THC však začaly být zneužívány jako legální alternativa marihuany. Syntetické kanabinoidy jsou na rozdíl od přírodních kanabinoidů plní agonisté CB receptorů a mají dramatičtější psychické účinky, které u uživatelů marihuany nebyly pozorovány. Užití bylinné směsi obsahující JWH-073 vyvolává kromě ,,požadovaných“ psychoaktivních účinků i značné vedlejší účinky, jako jsou rozrušení, úzkost, zmatenost, ospalost, akutní psychózy, halucinace, přecitlivělost na světlo a vnější podněty a změny kognitivních schopností. Zneužívání této látky může být také u ohrožených osob významným faktorem pro uspíšení duševních poruch. Pod záštitou Národního ústavu duševního zdraví ČR probíhala toxikologická a behaviorální studie na účinky JWH-073 u potkanů kmene Wistar. V rámci tohoto projektu bylo mým úkolem analyzovat obsah JWH-073 a jeho metabolitů první fáze v séru potkanů, a to pomocí metody UHPLC-MS/MS.


Kvantifikace steroidních saponinů v doplňcích stravy s obsahem rostliny Tribulus terrestris metodou HPLC-MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Pavla Průchová M1 Ústav chemie přírodních látek Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Tribulus terrestris, neboli kotvičník zemní, je bylina z čeledi kacibovitých původem pravděpodobně z Číny. Tato rostlina je známa především pro své anabolické a afrodiziakální účinky. Mezi hlavní obsahové složky kotvičníku patří steroidní saponiny, flavonoidy, fytosteroly a alkaloidy. Za nejúčinnější složku extraktů je označován steroidní saponin protodioscin, který má dle studií vliv na zvýšení hladiny testosteronu. Dnes se kotvičník přidává do doplňků stravy pro sportovce kvůli jeho možnému efektu na zvýšení fyzické výkonnosti a nárůst svalové hmoty. Žádné klinické studie u lidí však tuto hypotézu zatím nepotvrdily. Obsahové látky a jejich koncentrace se často liší od složení a hodnot uvedených výrobcem na etiketě a právě touto problematikou se zabývá tato práce. Cílem bylo optimalizovat zpracování extraktů rostlinného materiálu a následně kvantifikovat vybrané steroidní saponiny u dostupných doplňků stravy s obsahem rostliny Tribulus terrestris metodou HPLC-MS. Na výsledky navázala aktuálně probíhající studie, která sleduje vliv užívání kotvičníku na fyzickou výkonnost a hladiny steroidních hormonů u zdravých dobrovolníků.

Analýza psychoaktivních látek v houbách rodu Psilocybe metodou LC-MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Klára Gotvaldová M1 Ústav chemie přírodních látek Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Halucinogenní houby jsou známé už tisíce let. Zajímavá je jejich psychoaktivní stránka, kterou zajišťují tryptaminové alkaloidy. Lysohlávky obsahují čtyři tyto biologicky aktivní látky, jimiž jsou psilocybin, psilocin, baeocystin a norbaeocystin. Účinky zmíněných alkaloidů se u lidí projevují individuálně. Při požití nižších dávek hub, obvykle do 15 mg aktivní látky na člověka, se objevují pouze somatické příznaky (únava, třes, pocení, bolest hlavy, zvracení), naopak při aplikaci vyšších dávek, tedy nad 15 mg se u uživatelů projevují psychedelické zážitky doprovázené mydriázou, mírným zvýšením tepové frekvence a krevního tlaku. V dnešní době neuropsychofarmakologie věnuje psilocybinu značnou pozornost jako modelové látce indukované psychózy a jako potencionálnímu léčivu proti depresím a schizofrenii. Cílem této práce bylo stanovit tryptaminové deriváty pomocí metody UHPLC-MS/MS. Sledován byl vztah mezi velikostí plodnic a koncentrací zkoumaných alkaloidů, a zdali jsou tyto látky obsaženy i ve třeních hub. Celkem bylo k dispozici 21 vzorků hub, z čehož bylo 10 různých druhů rodu Psilocybe.


Syntéza konjugátů cyproteronu s fotosensitizéry Autor: David Kodr Ročník: M1 Ústav: Ústav chemie přírodních látek Školitel: prof. RNDr. Pavel Drašar DSc. Syntetické steroidní antiandrogeny jsou v současné klinické praxi hojně využívány v průběhu léčby rakoviny prostaty. Ke skupině těchto látek patří též cyproteron acetát (CPA), látka schopná specifické vazby na androgenní receptory (ty jsou nadexprimovány v rakovinných buňkách prostaty). Toho lze využít pro cílenou distribuci a akumulaci fotosensitizéru, navázaného na CPA a spojením těchto dvou látek pak vzniká duálně aktivní konstrukt. Ten by měl být schopen nejen vyvolat apoptózu (případně až nekrózu) cílených buněk, ale zároveň inhibovat další růst androgen dependentních buněk. Jako místo vhodné modifikace byl zvolen karbonyl v poloze C-3, neboť v průběhu jiné práce (Rimpelová S. a kol.) bylo zjištěno, že při modifikaci v této poloze zůstává aktivita steroidu zachována. Užitím dvou různých spojovacích můstků byla připravena série látek s dvěma různými fotosensitizéry (Purpurin 18 a derivát BODIPY) absorbující světlo v červené oblasti. Také byly připraveny 2 kontrolní flourescenční látky absorbující v oblasti zelené. Připravené série produktů, včetně meziproduktů byly charakterizovány dostupnými metodami ( 1H a 13C NMR, HRMS-ESI, UV-Vis, fluorescence, čistota dle HPLC) a jsou nyní předmětem in vitro biologického testování.

Syntéza a studium analogu bombesinu s fotosenzitizéry Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kryštof Škach M1 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.

Bombesin a jeho analogy jsou peptidy se širokým spektrem biologických účinků. V této práci je zohledněna jeho schopnost vázat se s vysokou specifitou na receptor gastrin-uvolňujícího peptidu, který se ve zvýšené míře vyskytuje na povrchu rakovinných buněk. Připravený analog bombesinu byl konjugován s fotosenzitizérem odvozeným od BODIPY barviv, které jsou v současnosti studovány pro své vynikající vlastnosti stavící je potenciálně do role nové generace fotosenzitizérů pro fotodynamickou terapii. Bylo využito možnosti snadno modifikovat základní strukturu BODIPY k optimalizaci jeho vlastností - posun absorpčního maxima látky směrem do infračervené oblasti a tím potlačení fluorescenčních vlastností a zvýšení produkce singletového kyslíku. Bombesin a jeho radnomizovaná varianta byl připraven pomocí syntézy peptidů na pevné fázi. Užitím „click“ reakce byly molekuly BODIPY a peptidů spojeny a tak byly získány požadované konjugáty - bombesin a jeho randomizovaná varianta s fluorescenční značkou a bombesin s fotosenzitivním BODIPY navrženým pro fotodynamickou terapii. Finální sloučeniny byly podrobeny spektrálním studiím a nyní jsou předmětem biologických testů.


Syntéza methoxy derivátů BODIPY barviv Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Radka Kucherková M1 Ústav chemie přírodních látek prof. RNDr. Pavel Drašar, DSc.

BODIPY jsou nízkomolekulární fluorescenční látky s vynikajícími fyzikálně-chemickými vlastnostmi. V rámci této práce byly navrženy a syntetizovány tři série nových fluorescenčních BODIPY. Základní myšlenka práce zahrnuje derivatizaci různě, hydroxy či methoxy, substituovaných BODIPY (6 variant) 3,4,5-styrylovou a 3,4,5-trimethoxyfenylovou skupinou. Výchozím strukturním motivem byla syntetizovaná zeleně emitující barviva (emise produktů 503 - 507 nm). Derivatizace výchozích BODIPY byla uskutečněna na α-methylu Knoevenagelovou kondenzací s 3,4,5-trimethoxybenzaldehydem (emise produktů 581 - 584 nm) a v druhém případě v poloze C-2 Suzukiho cross-couplingem s 3,4,5-trimethoxyfenyl boronovou kyselinou (emise produktů 550 - 554 nm). Každá série se vyznačovala odlišnými spektrálními vlastnostmi. Celkem bylo syntetizováno 24 látek, z toho 19 nových. Připravené látky jsou předmětem biologického testování in vitro.

Sledování vývoje primárního gushingu v závislosti na čase

Recommend Documents