Biotechnological valorization of some food wastes by yeasts

Tato bakalářská práce se zabývá biotechnologickou valorizací odpadních substrátů, a to odpadního tuku, syrovátky a peří za pomocí karotenogenních kvasinek. Odpadní substráty slouží jako alternativní zdroje živin pro následné kultivace, díky tomu dochází k jejich utilizaci a následné produkci karotenoidů, ergosterolu, koenzymu Q a lipidů. Teoretická část obsahuje informace o vybraných kmenech karotenogenních kvasinek, jako jsou fyziologické a růstové vlastnosti. Popsány jsou jejich metabolické procesy společně s produkovanými látkami. Též jsou zmíněny příslušné analytické metody pro stanovení metabolických látek. Experimentální část se věnovala řešením baňkových a fermentorových kultivací čtyř vybraných kmenů (Rhodotorula kratochvilovae, Rhodotorula mucilaginosa, Cystofilobasidium macerans a Sporidiobolus pararoseus) na glukóze, glycerolu a odpadních substrátech při různých C/N poměrech (13, 25, 50 a 100). Dále byly jednotlivě popsány postupy zpracování odpadních substrátů, postupy řešící izolaci a stanovení vybraných karotenoidních látek, které byly analyzovány na HPLC/DAD. Obsah a procentuální zastoupení lipidů bylo stanoveno na GC/FID. Ve výsledcích baňkových a fermentorových kultivací vykazovaly kmeny rozdílné produkce u jednotlivých C/N poměrů. Pro nejlepší produkci karotenoidů a ergosterolu byl vybrán kmen Rhodotorula mucilaginosa. Nejvyšší nárůsty biomasy byly dosaženy u Rhodotorula kratochvilovae. Produkce lipidů byla nejvyšší u kmene Sporidiobolus pararoseus.This bachelor thesis deals with biotechnological valorisation of waste substrates, namely waste fat, whey and feathers using carotenogenic yeast. Waste substrates serve as alternative source of nutrients for subsequent cultivation, thanks to this, their utilization and subsequent production of carotenoids, ergosterol, coenzyme Q and lipids occurs. The theoretical part contains the information of selected strains of carotenogenic yeast, such as physiological and growth properties. Their metabolic processes are described together with produced substances. The analytical methods for the determination of substances are described as well. The experimental part focuses on the solution of flask and bioreactor cultivations of four selected strains (Rhodotorula kratochvilovae, Rhodotorula mucilaginosa, Cystofilobasidium macerans a Sporidiobolus pararoseus) on glucose, glycerol and waste substrate at different C/N ratios (13, 25, 50 and 100). Furthermore, individual procedures of waste substrate processing, procedures solving isolation and determination of selected carotenoid substances, which were analysed by HPLC/DAD. Lipid content and their percentage amount were determined by GC/FID. The results of flask and bioreactor cultivations show that the strains have different production at individual C/N ratios. Rhodotorula mucilaginosa strain was selected as the best producer of carotenoids and ergosterol. The highest increases in biomass were achieved by Rhodotorula kratochvilovae strain. Lipid production was the best in the Sporidiobolus pararoseus strain.