Master's Thesis

Monitoring the production of selected fungal metabolites on waste substrate

Final Thesis 3.45 MB

Author of thesis: Bc. Karolína Petržalová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Helena Hudečková, Ph.D.

Reviewer: Ing. Štěpánka Trachtová, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis focuses on the monitoring of metabolites of higher fungi during cultivation on lignocellulosic waste substrates (wheat bran, coffee grounds and grape pomace). Pleurotus ostreatus and Lentinula edodes were selected as the fungal representatives.
The experimental part included the characterization of raw substrates and substrates colonized by mycelia. Using spectrophotometric methods, the production of water-soluble proteins, total and reducing carbohydrates, phenolic compounds, flavonoids and antioxidant activity was measured. The lipophilic compounds were determined using HPLC. Furthermore, the content of β-glucans and antimicrobial activity against selected microorganisms were evaluated.
The results of the analyses confirmed the significant influence of substrates on the production of bioactive compounds. Wheat bran proved to be the optimal substrate, where Lentinula edodes achieved the highest yields of water-soluble proteins, β-glucans and lipophilic compounds (ergosterol, ubiquinone). In contrast, on the mixed substrate with the addition of grape pomace, Lentinula edodes achieved the highest concentration of total carbohydrates. During the cultivation of Pleurotus ostreatus on the mixed substrate with coffee grounds, antimicrobial effects were demonstrated against the yeast Candida glabrata and the bacterium Staphylococcus epidermidis.

Keywords:

Pleurotus ostreatus, Lentinula edodes, spent coffee grounds, wheat bran, grape pomace, solid-state fermentation

Date of defence

29.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce. 2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci. 3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Byly C/N poměry měřeny nebo převzaty z literatury? Co bylo použito jako extrakční činidlo? Je to možné použít následně do kosmetiky? V jaké formě by se to přidávalo? Zmiňujete fenolické látky a flavonoidy, můžete to objasnit? Jak se od sebe liší? doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. Jak byly stanovovány celkové sacharidy? Docházelo k extrakci sacharidů ze substrátů? prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D. Jak si vysvětlujete rozdílné množství B-glukanů na různých typech substrátu? Z jakých důvodů houba produkuje antimikrobiální látky? Jaké látky v substrátu indukují produkci antimikrobiálních protilátek? prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. Při jaké teplotě byly houby kultivovány? Je možné nějak indukovat tvorbu plodnic? Klasicky se využívají ke kultivaci sláma a piliny, využívali jste také tyto substráty pro kultivaci? Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. Diplomantka prokázala velmi dobré odborné znalosti i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Food Science and Biotechnology

Study programme

Chemistry of Natural Products (NPCP_CHPL)

Composition of Committee

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

Supervisor’s report
Ing. Helena Hudečková, Ph.D.

Diplomová práce Bc. Karolíny Petržalové je zaměřena na sledování produkce bioaktivních metabolitů vyšších hub při kultivaci na lignocelulózových odpadních substrátech. Zvolené téma je aktuální a významné z hlediska využití odpadních surovin v biotechnologiích a jejich aplikace v potravinářském či kosmetickém průmyslu.
Studentka při řešení práce prokázala schopnost samostatné odborné práce, dobrou orientaci v řešené problematice a schopnost aplikovat teoretické poznatky v experimentální praxi. Práce má logickou strukturu a jednotlivé části na sebe plynule navazují. Teoretická část je zpracována přehledně a systematicky, s využitím množství aktuálních literárních zdrojů. Experimentální část je rozsáhlá, metodicky dobře zvládnutá a pečlivě zpracovaná. Výsledky jsou prezentovány přehledně a jsou vhodně diskutovány s ohledem na poznatky z literatury.
Získané výsledky prokazují zásadní vliv kultivačního substrátu na produkci metabolitů a potvrzují potenciál využití odpadních materiálů jako hodnotných substrátů pro kultivaci hub. Závěry práce jsou formulovány jasně a srozumitelně a odpovídají dosaženým výsledkům.
V laboratoři pracovala studentka samostatně a svědomitě a pravidelně využívala konzultace. Práci Bc. Karolíny Petržalové hodnotím velmi kladně z hlediska dosažených výsledků a celkového přístupu studentky k zadanému tématu. Kontrolou míry podobnosti s jinými dokumenty a pracemi, byla zjištěna podobnost z 6,8 %, textovou část práce lze tedy považovat za originální. Tuto diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou A (výborně).
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
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

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Štěpánka Trachtová, Ph.D.

Diplomová práce Bc. Karolíny Petržalové se zabývá sledováním produkce vybraných metabolitů vyšších hub při jejich kultivaci na odpadních lignocelulózových substrátech. Práce reflektuje aktuální problematiku využití odpadních surovin v rámci cirkulární ekonomiky a jejich přeměny na produkty s přidanou hodnotou, což má význam jak z hlediska potravinářství, tak biotechnologií.

Cílem práce bylo sledovat produkci vybraných metabolitů u dvou druhů hub (Pleurotus ostreatus a Lentinula edodes) na různých typech substrátů (pšeničné otruby, kávová sedlina, vinné matoliny) a vyhodnotit vliv jednotlivých substrátů na jejich produkci.

Teoretická část práce je přehledná, logicky strukturovaná a dostatečně rozsáhlá. Studentka prokázala dobrou orientaci v problematice biologie vyšších hub, jejich kultivace i využití odpadních substrátů. Velmi dobře jsou zpracovány zejména kapitoly věnované chemickému složení hub a charakteristice jednotlivých substrátů. Literatura byla využita v dostatečné míře a její zpracování odpovídá požadavkům kladeným na diplomovou práci.
Experimentální část je rozsáhlá a zahrnuje široké spektrum analytických metod, včetně spektrofotometrie, HPLC, stanovení β-glukanů i antimikrobiálních testů. Studentka provedla kultivaci hub za různých podmínek a následně analyzovala produkci biologicky aktivních látek. Pozitivně hodnotím zejména komplexnost přístupu a snahu o propojení více analytických metod.

Zpracování výsledků je přehledné, data jsou systematicky prezentována pomocí tabulek a grafů. V některých případech by však bylo vhodné doplnit vyšší počet opakování či detailnější statistické vyhodnocení, což by zvýšilo vypovídací hodnotu a robustnost získaných výsledků.
Diskuse je věcná a ve většině případů dobře propojená s literárními zdroji. Studentka se snaží interpretovat pozorované jevy (např. vliv poměru C:N či inhibiční účinky kofeinu a polyfenolů), což lze hodnotit pozitivně. V některých pasážích však diskuse přechází spíše do popisu výsledků bez hlubší kritické analýzy. Větší prostor mohl být věnován rovněž zhodnocení limitů experimentu.

Závěry práce odpovídají dosaženým výsledkům a shrnují hlavní poznatky stručně a srozumitelně. Bylo by však vhodné jejich větší zobecnění a explicitnější zdůraznění praktického přínosu práce, například ve vztahu k možným průmyslovým aplikacím.

Celkově je předložená diplomová práce zpracována na kvalitní úrovni, je tematicky aktuální a experimentálně poměrně náročná. Kontrola podobnosti v systému Thesis vykazuje hodnotu 6,8 %, což svědčí o vysoké míře originality práce a původnosti prezentovaných výsledků.

Na základě výše uvedeného konstatuji, že práce splňuje požadavky kladené na závěrečné práce navazujícího magisterského studia, a doporučuji ji k obhajobě s návrhem klasifikace stupněm B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace B
Topics for thesis defence:
  1. 1. Jak by bylo možné optimalizovat složení substrátu pro zvýšení produkce konkrétních metabolitů, například zmíněných β glukanů?
  2. 2. Co může ovlivnit přesnost stanovení fenolických látek a flavonoidů pomocí použitých spektrofotometrických metod?
  3. 3. Který z testovaných substrátů byste doporučila pro praktické průmyslové využití a proč?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová