Master's Thesis

Optimization of material printing of encapsulates of selected herbal extracts

Final Thesis 3.65 MB

Author of thesis: Bc. Matej Šerík

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Michal Veselý, CSc.

Reviewer: Ing. Bohumil Jašúrek, Ph.D.

Abstract:

The presented thesis deals with the optimization of material printing of encapsulated essential oils, specifically peppermint and cinnamon essential oils. The theoretical section summarizes knowledge regarding the methods of encapsulating bioactive substances and pad printing technology. In the experimental section, the essential oils were encapsulated via inclusion complexation with β-cyclodextrin, the melt-dispersion method with polyethylene glycol 6000, and by complex coacervation using gelatin and Arabic gum. The highest encapsulation efficiency was achieved using the ultrasound-assisted coprecipitation method. The prepared encapsulates were incorporated into commercial inks, varnishes, or Klucel E polymer solutions. The application of the compositions was carried out by pad printing onto PET films. For this purpose, photopolymer and steel printing clichés with various parameters of the used screen film were optimized and produced. The printed layers of the compositions containing the β-cyclodextrin complex exhibit stability and the capacity for controlled release of fragrances upon mechanical friction.

Keywords:

Material printing, pad printing, encapsulation, peppermint essential oil

Date of defence

29.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

1. Student seznámil členy komise s náplní a cílem diplomové práce. 2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci. 3. Student akceptoval všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděl v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Bylo by možné povrch ošetřit i plasmatem? Myslíte, že na aplikace do potravinářství je lepší tamponový tisk nebo jiný typ tisku? Jak probíhá tento typ tisku? Používá se to hodně již v průmyslu? Proč jste si vybral právě použité silice? Uvážil jste možnosti alergie vonných silic? Je možné použít i jiné silice? Jakým způsobem dochází k uvolňování vonných silic? Může se při odpařování změnit velikost částic? prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D. Na jaké další využití v potravinářství kromě obalových materiálů by to bylo možné využít? Může dojít k načichnutí potraviny vonnou silicí? Bylo by to možné použít při falšování potravin? prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. Jak byla měřena velikost částic? Student odpověděl na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi student prokázal výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomant prokázal nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Slovak

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
prof. Ing. Michal Veselý, CSc.

Diplomant připravil rozsáhlou rešerši stavu poznání v oblasti enkapsulace vonných přírodních olejů a během experimentální prráce využil mnoho získaných poznatků z literatury. Spojil tak získané znalosti rostlinných olejích a jejich enkapsupalce pro účely nanášení tiskových laků s enkapsuláty a jejich případné využití pro aktivní obaly potravin, tištěné vzorníky vonných látek a v neposlední řadě pro tiskoviny s rozšířenou realitou. Pro účely ověření obsahu vonných látek využíval  spektrofotometrickou analýzu, pro hodnocení distribuce čístic mikroskopovou techniku s analýzou obrazu. Pro tisk využíval techniku tamponového tisku a tiskové formy – klišé si připravoval samostatně. Hodnocení výsledků prováděl příliš samostatně a hlavně v závěru času vyhrazenému pro diplmovou práci, což ztěžovalo reakci na získané výsledky.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce C
Celkový přístup k řešení úkolů B

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Bohumil Jašúrek, Ph.D.

Diplomová práce Bc. Matěje Šeríka se věnuje tvorbě enkapsulátů vonných extraktů máty a skořice, jejich zabudování do tiskové formulace a následnému tisku pomocí tamponového tisku.  Teoretická část je dobře popsána, citována a z větší části je věnována různým metodám tvorby enkapsulátů. Menší část je pak věnována tamponovému tisku. Experimentální část je rozdělena do několika bloků a to na hydrodestilaci mátové silice, přípravu enakapsulátů několika způsoby, charakterizaci připravených enakapsulátů, tvorbu tiskových klišé s jejich charakterizací a v poslední části pak na přípravu a tisk formulací se zabudovanými vonnými enkapsuláty. Práce je dobře strukturovaná a obsahuje všechny náležitosti. Vyskytuje se v ní jen minimální množství nepřesností a překlepů (např. na straně 44 v Tabulce 4 má být označení CŠ pro skořicovou silici místo mátové, k Obrázkům 29 a 30 postrádám grafy s distribucí velikosti částic, jako to je k Obrázkům 27 a 31). Jako méně propracovanou hodnotím kapitolu věnující se tisku připavených formulací s enakupsulovanými vonnými silicemi a hodnocení kvality výtisků. V rámci diplomové práce bylo připraveno několik tiskových formulací, byly k dispozici dva druhy klišé a dvě tisková zařízení, což nabízí širší paletu možností, než jaká je v práci prezentována a na kterou už vzhledem k velkému rozsahu předchozí práce spojené s tvorbu enkapsulátů nebyl pravděpodobně prostor. Zároveň se nabízí možnost modifikace tiskových formulací pro dosažení vyšší kvality tisků.
Závěrem konstatuji, že výše zmíněné připomínky obecně nesnižují velmi dobrou úroveň práce, a že autor splnil všechny body zadání.
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 A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. 1/ Jakými způsoby by mohlo být dosaženo lepšího smáčení PET substrátu formulacemi na vodní bázi?
  2. 2/ Můžete vysvětlit, proč jsou podle vás pro tisk vhodné mikrokapsule s vonnými esencemi v rozmezí 20 až 60 mikrometrů a ne menší, jak uvádíte na straně 59? V komerčním tisku se běžně používají mnohem menší mikrokapsule, než uvádíte.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová