Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFPBTÚB → Věda a výzkum → Vědecko-výzkumné skupiny → Laboratoř optimalizace a modelování bioprocesů
iduzel: 18679
idvazba: 23069
šablona: stranka_obrazek_vertical
čas: 22.11.2017 00:12:01
verze: 3887
uzivatel:
remoteAPIs:
branch: trunk
Obnovit | RAW

Laboratoř optimalizace a modelování bioprocesů

optimalizace_vertical

Naše laboratoř se zabývá inženýrskými a biologickými aspekty biotechnologií zejména v oblasti optimalizace procesů (např. složení média, kultivačních podmínek) a jejich matematickým modelováním. Mezi hlavní výzkumná témata patří:

  • využití biosorpčního potenciálu fototrofních mikroorganismů (studium mechanismu a kvantifikace sorpce organických molekul)
  • biotechnologie mořských mikroorganismů (kultivační postupy, využití odpadních vod)
  • studium mechanismu adheze mikrobiálních kontaminantů potravin na pevné substráty
  • biotechnologie jednobuněčných řas (kultivační postupy, využití odpadních vod, nové metody sklízení řas, adheze řas na povrchy)

Personální obsazení

 

Řešená témata  

Biosorpční potenciál fototrofních mikroorganismů

Povrch mikrořas představuje řadu vazebných míst, které umožňují biosorpci biologicky aktivních látek. Nicméně, málo je známo o biosorpčním potenciálu fototrofních mikroorganismů vůči organickým molekulám. Cílem je objasnit základní vztahy mezi složením adsorbentu (řasy a jejich frakce) a chemickou strukturou adsorbátu. Studovány jsou fototrofní taxony (Chlorella, Porphyridium, Arthrospira) a řada cílových sloučenin (polyfenoly) s různou strukturou. Údaje o biosorpci jednotlivých polyfenolů a jejich směsí jsou podporovány fyzikálně-chemickou a chemickou charakterizací interagujících subjektů, reologickými údaji o reakčních systémech a matematickým popisem reakční rovnováhy a kinetiky. Výsledky slouží jako vodítko pro plánování dalších experimentů, interpretaci výsledků a zvětšování měřítka procesů biosorpce ekologicky / nutričně / terapeuticky významných sloučenin na řasovou biomasu nebo její frakce.

Biologicky aktivní látky z mořských mikroorganismů

Mořské jednobuněčné mikroorganismy jsou velmi bohaté na biologicky aktivní sloučeniny, a proto mohou být použity v různých biologických aplikacích. Nejvíce studované látky jsou polynenasycené mastné kyseliny (PUFA), steroly, proteiny a enzymy, vitamíny a pigmenty, které nacházejí uplatnění v oblastech, jako je výživa lidí a zvířat, léčiva a akvakultury. Tento projekt je zaměřen zejména na mořské mikroorganismy (např. řasy, sinice, bakterie), optimalizaci jejich kultivace (angl. response surface methodology) a kultivačními podmínkami indukovanou změnu ve složení biomasy, a dále na identifikaci biologicky aktivních látek s biotechnologickým potenciálem.  

Anaerobní bakterie kazící potraviny a jejich schopnost vytvářet biofilmy

Náplní projektu je izolace a identifikace anaerobních bakterií v reálných biofilmech z průmyslových potravinářských provozů a experimentální studium faktorů (nutričních, kultivačních, stimulačních a inhibičních), které ovlivňují adhezi vybraných druhů anaerobních bakterií kazících potraviny na pevné povrchy. Projekt je stavěn na srovnání experimentálních dat o intenzitě adheze a rychlosti růstu již ulpělých anaerobních bakterií na pevných materiálech (sklo, plasty, ocel atd.) s předpovědí adheze podle matematických modelů (X/DLVO teorie, bilance mezifázové volné energie) vycházejících z fyzikálně-chemických vlastností interagujících povrchů. Výsledky výzkumu mechanismu počáteční fáze tvorby biofilmu anaerobními bakteriemi budou využitelné pro objasnění podílu anaerobů na tvorbě biofilmů, v potravinářské praxi pak ke snížení rizika tvorby biofilmu úpravou podmínek prostředí a povrchových vlastností materiálů a v procesech čištění a sanitace povrchů.

Povrchové interakce jednobuněčných řas

Podstata projektu spočívá v experimentálním studiu faktorů (nutričních, kultivačních atd.) ovlivňujících adhezi průmyslově významných jednobuněčných řas (potravinářství, environmentální procesy) na pevné povrchy. Projekt je stavěn na srovnání experimentálních dat o intenzitě adheze řas pěstovaných za různých podmínek na pevné materiály (sklo, plasty, ocel atd.) s předpovědí adheze podle matematických modelů (DLVO teorie, bilance mezifázové volné energie) vycházejících z fyzikálně-chemických vlastností interagujících povrchů. Výsledky výzkumu mechanismu adheze jsou využitelné jak v procesech kde je cílem potlačit ulpívání řas (např. vnitřní stěna fotobioreaktorů), tak v procesech kde shlukování a flokulace žádoucí (např. sklizeň mikrořas po kultivaci).   

Spolupráce

Galerie fotografií

Laboratoř AS55
Japonochytrium ve fermentoru
Pophyridium cruentum
Řasové pivo
Chlorella vulgaris
Fotobioreaktory
Airlift fotobioreaktor

Aktualizováno: 13.10.2017 12:44, Autor: Martin Halecký

Významné výsledky

Branyik T., Humhal T., Kastanek P. (2017) Cultivating sea protist biomass, preferably microorganisms of Thraustochytriales, by performing cultivation in cultivation medium comprising waste brine solution from process of demineralization of sweet whey. European Patent Number: EP2990474-A1 (on-line)

Baresova M., Pivokonsky M., Novotna K., Naceradska J., Branyik T.: An application of cellular organic matter to coagulation of cyanobacterial cells (Merismopedia tenuissima). Water Research 122, 70-77 (2017). ISSN: 0043-1354, IF 6,942. (on-line)

Humhal T., Kastanek P., Jezkova Z., Cadkova A., Kohoutkova J., Branyik T.: Use of saline waste water from demineralization of cheese whey for cultivation of Schizochytrium limacinum PA-968 and Japonochytrium marinum AN-4. Bioprocess and Biosystem Engineering, 40, 395-402 (2017). ISSN: 1615-7591, IF 1,87. (on-line)

Šafařík I., Procházková G., Pospíšková K., Brányik T.: Magnetically modified microalgae and their applications. Critical Reviews in Biotechnology doi: 10.3109/07388551.2015.1064085, ISSN 0738-8551, IF = 7,178. (on-line)

Bittner M., de Souza A.C., Brozova M., Matoulkova D., Dias D.R., Branyik T.: Adhesion of anaerobic beer spoilage bacteria Megasphaera cerevisiae and Pectinatus frisingensis to stainless steel. LWT - Food Science and Technology 70, 148-154 (2016). ISSN 0023-6438, IF 2,416. (on-line)

Jelínek L., Procházková G., Quintelas C., Beldíková E., Brányik T.: Chlorella vulgaris biomass enriched by biosorption of polyphenols, Algal Research 10, 1-7 (2015). ISSN 2211-9264, IF 4,095. (on-line)

Procházková G., Kaštánek P., Brányik T.: Harvesting freshwater Chlorella vulgaris with flocculant derived from spent brewer’s yeast, Bioresource Technology 177, 28–33 (2015). ISSN 0960-8524, IF 5,039. (on-line)

Procházková G., Brányiková I., Zachleder V., Brányik T.: Effect of nutrient supply status on biomass composition of eukaryotic green microalgae. Journal of Applied Phycology 26, 1359–1377 (2014). ISSN 0921-8971, IF 2,492. (on-line)

Procházková G., Šafařík I., Brányik T.: Harvesting microalgae with microwave synthesized magnetic microparticles. Bioresource Technology 130, 472-477 (2013). ISSN 0960-8524, IF 5,039. (on-line)

×


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Ústav biotechnologie, technický správce Výpočetní centrum

zobrazit plnou verzi