Bachelor's Thesis

Effect of culture medium composition on selected characteristics of microbial culture of Aneurinibacillus sp.

Final Thesis 956.23 kB

Author of thesis: Bc. Viktória Sklárová

Acad. year: 2023/2024

Supervisor: Ing. Iva Buchtíková, Ph.D.

Reviewer: Ing. Vendula Hrabalová

Abstract:

The aim of this bachelor thesis was to identify the key components of the culture medium and to optimize the composition of the culture medium for the thermophilic strain Aneurinibacillus sp. AFN2. The theoretical part discusses extremophilic microorganisms, especially thermophilic ones, and their ability to produce polyhydroxyalkanoates, followed by a description of the structure, properties, synthesis, and applications of polyhydroxyalkanoates. In the experimental part of the work, cultivations were performed to optimize the production medium, inoculation ratio, inoculation culture time and the effect of medium cooling on the production of polyhydroxyalkanoates. Finally, a last cultivation was performed in which the initial and optimized cultivation conditions were compared. All cultivations were performed on mineral and complex production medium. After a series of experiments, the optimized conditions for the complex medium were determined to be the medium composition without NaCl addition, an inoculation ratio of 10%, an inoculation culture cultivation time of 24 hours. The optimum conditions of mineral medium were determined as follows, the composition of the mineral medium remained unchanged from the initial one, the optimum inoculation ratio was determined to be 15% and the inoculum culture cultivation time was established to be 24 h.

Keywords:

Polyhydroxyalkanoates (PHA), thermophilic bacteria, Aneurinibacillus sp.

Date of defence

12.06.2024

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce. 2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci. 3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Co jste stanovovaly pomocí plynové chromatografie? Obsahovalo komplexní médiu chlorid sodný? Jaké množství soli obsahovalo? Z jakého důvodu jste také používali minerální médium? prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. V jakých objemech byly kultivace prováděny? Jak složité je izolovat čistý polymer z kultur? Jak byste izolovala polymer z bakterií? Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Food Science and Biotechnology

Study programme

Chemistry and Technology of Foodstuffs (BPCP_CHTPO)

Specialization

Biochemical Technology (BT)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Iva Buchtíková, Ph.D.

Studentka Viktória Sklárová vypracovala bakalářskou práci na téma vliv složení kultivačního média na vybrané charakteristiky mikrobiální kultury Aneurinibacillus sp. Studovaná bakterie je velmi zajímavá ohledně produkce polyhydroxyalkanoátů. Velký vliv na produkci má právě produkční médium, které bylo v práci optimalizováno a byl sledován vliv jednotlivých komponent nejen na růst bakterie ale také na produkci PHA.

Studentka k práci přistupovala svědomitě a s nadšením učit se nové věci. V rámci experimentální části provedla velký počet experimentů. Rychle si osvojila práci s mikroorganismy i analytické metody. Při vypracování textové části práce se objevily drobné nedostatky. Nicméně studentka k jejich napravení přistupovala zodpovědně a také pomohly využívané konzultace.

Celkově hodnotím práci velmi kladně, doporučuji k obhajobě a hodnotím ti stupněm A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování B
Využití poznatků z literatury B

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Vendula Hrabalová

Bakalářská práce studentky Viktórie Sklárové se zabývá vlivem složení kultivačního média na vybrané charakteristiky mikrobiální kultury Aneurinibacillus sp. Práce si kladla za cíl optimalizovat složení kultivačního média vedoucí k navýšení biomasy a produkce polyhydroxyalkanoátů (PHA).
Teoretická část práce je logicky členěna do tří hlavních kapitol a popisuje extremofilní mikroorganismy, polyhydroxyalkanoáty, a v poslední kapitole spojuje využití vybraného termofilního kmenu k produkci PHA. V teoretické části oceňuji popis syntézy PHA, ve kterém se čtenář hezky orientuje. Bohužel jsou některá souvětí krkolomná, což čtivost místy snižuje.
V experimentální části bylo provedeno mnoho kultivačních experimentů vedoucích k optimalizaci složení kultivačního média, inokulačního poměru, teploty médií a kultivační doby. Počet provedených experimentů převyšuje standardní požadavky na bakalářskou práci. Výsledky jsou kvalitně zpracovány do přehledných grafů a dostatečně komentovány. Oceňuji, že se studentka nad jednotlivými výsledky zamýšlí a diskutuje je.
Práce obsahuje pár drobných nedostatků:
•    zkratka pro druh „sp.“ nebo „spp.“ se nepíše kurzívou
•    na kapitolu 2.1.1 navazuje přímo 2.1.1.1 bez textu
•    v kapitole 2.2.4 chybí slovo „voda“ (sladká či mořská)
•    v kapitole 3.3.2 by bylo lepší vyjadřovat přidanou koncentraci stopových prvků namísto přesného objemu
•    stejně tak v kapitole 3.4 by bylo lepší namísto přesného objemu vyjádřit obj. % přidané bakteriální kultury
•    v případě procentuálního vyjadřování (v celé práci) by se mělo uvádět, o jaká procenta se jedná (obj., hm.)
I přes výše zmíněné nedostatky je práce kvalitně zpracovaná a splňuje všechny zadané cíle bakalářské práce. Práci hodnotím stupněm A, a doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Využití literatury a její citace B
Úroveň jazykového zpracování B
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. Je možné nahradit hovězí extrakt a pepton v komplexním médiu, aniž by se snížila produkce biomasy a PHA?
  2. Produkce PHA v minerálním médiu vycházela téměř stejně u všech vynechaných komponent (s výjimkou MgSO4) a i přes to bylo jako optimální médium vybráno kontrolní (původní), které obsahuje všechny komponenty. Nebylo by lepší, i z ekonomického hlediska, některé komponenty vynechat? Případně které?
  3. Jaká kultivační média jste použila na výběr inokulačního poměru (kap. 4.2)? Optimalizované z kap. 4.1, či kontrolní?
  4. Vyšší produkce byla celkově zaznamenána v komplexním médiu ve srovnání s minerálním. Jsou nějaké nevýhody při použití komplexního média oproti minerálnímu?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová