Bachelor's Thesis

Development and characterization of food suppplements and beverages with plant component and probiotics

Final Thesis 1.04 MB

Author of thesis: Bc. Hana Zahradníčková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.

Reviewer: Ing. Agáta Bendová

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the development and characterization of plant-based beverages containing probiotic cultures. The primary objective was to identify synergistic relationships between selected bacterial strains and fruit substrates, followed by proposing optimal methods for their technological stabilization. Based on initial screening, Lactobacillus acidophilus (LA-14) and Bifidobacterium lactis (BL-04) were identified as the most suitable probiotic strains, exhibiting high affinity particularly for banana, strawberry, and peach substrates. The characterization of the final products includes the determination of lactic acid production via HPLC and the evaluation of antimicrobial activity, where the combination of strawberry substrate and Lactobacillus acidophilus proved to be the most effective. Furthermore, the thesis documents the impact of pasteurization, leading to the formation of stable postbiotics, and the benefits of encapsulation in an alginate matrix for maintaining cell viability. Simulated digestion tests demonstrated the ability of macroencapsulation to effectively protect probiotic cultures from the adverse conditions of the gastrointestinal tract. The results of this study provide practical insights applicable to the industrial development of functional plant-based beverages.

Keywords:

probiotics, prebiotics, plant-based beverages, lyophilization, encapsulation, simulated digestion, antimicrobial activity, functional foods

Date of defence

16.06.2026

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: doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. Doporučuji definovat typy obalových materiálů konkrétněji. Jakou techniku jste použila pro počítání živých/mrtvých mikroorganismů? Jakou koncentraci barviva jste používala? 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

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Chemistry for Medical Application (BPCP_CHMA)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.

Předložená bakalářská práce je zaměřena na vývoj a charakterizaci rostlinných nápojů s obsahem probiotických kultur. Téma práce bylo řešeno ve spolupráci s průmyslovým subjektem, který má zájem o výrobu ovocných a zeleninových nápojů s probiotickou složkou pro děti. Hlavním cílem proto bylo identifikovat vhodnost dodaných substrátů pro testované kmeny, charakterizovat produkty a následně navrhnout vhodný postup jejich technologické stabilizace.

Studentka zpracovala výbornou originální literární rešerši, která byla vhodným podkladem pro následující experimentální část. V průběhu řešení úkolů zvládla studentka široké spektrum různých laboratorních technik, jako je kultivace probiotik, charakterizace aktivních látek ovocných substrátů i směsí pomocí instrumentálních metod, stanovení biologických účinků - antioxidační a antimikrobiální aktivity. V práci byly dále testovány jako metody stabilizace produktů pasterace a enkapsulace v mikro- i makromeřítku. Účinek enkapsulace byl ověřen v procesu simulovaného trávení. K laboratorní práci přistupovala studentka s velkým zájmem, entuziasmem a tvůrčím způsobem. Aktivně využívala konzultace a týmové diskuse a věnovala práci velké množství času.

Výsledky studentka samostatně zpracovala, vyhodnotila a okomentovala. Výstupem je  velice kvalitní bakalářská práce, nadstandardní jak rozsahem, tak i obsahově, také výborně napsaná, s minimem chyb  a překlepů.
Výsledky byly pozitivně přijaty průmyslovým partnerem a poslouží jako základ pro následnou průmyslovou produkci, mají tedy přímý aplikační výstup.

Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem doporučuji práci k obhajobě a hodnotím stupněm A ("výborně").
Evaluation criteria Grade
Quality of the Results A
Interpretation and Discussion of the Results A
Conclusions and Their Formulation A
Use of Consultations during the Preparation of the Thesis A
Overall Approach to the Assigned Tasks A
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Study and Processing of the Literature A
Use of Knowledge Gained from the Literature A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Agáta Bendová

Předložená bakalářská práce se zabývá kultivací vybraných probiotických mikroorganismů na ovocných substrátech za účelem vývoje funkčních nápojů a doplňků stravy.
V teoretické části studentka přehledně zpracovala problematiku probiotik, prebiotik a jejich využití ve funkčních potravinách. Dále se věnovala metodám používaným pro hodnocení vlastností probiotických nápojů. Teoretická část poskytuje dostatečný odborný základ pro řešení zadané problematiky a je podložena odpovídajícím množstvím odborné literatury. Experimentální část zahrnovala screening růstové aktivity 15 probiotických kmenů na 13 různých substrátech. Produkty nejúspěšnějších kombinací probiotikum–substrát byly následně charakterizovány z hlediska vybraných funkčních vlastností a závěrečná část práce byla zaměřena na jejich stabilitu během skladování. Získané výsledky jsou prezentovány přehledně a logicky. Diskuse je věcná, odpovídá dosaženým výsledkům a vhodně je zasazuje do kontextu dostupné literatury. Text je doplněn přehlednými grafy a tabulkami, které jsou srozumitelné a adekvátně komentované.
Práce vykazuje menší množství formálních nedostatků, především v oblasti typografické úpravy a drobných překlepů. Předložená práce navazuje na diplomovou práci realizovanou v předchozím roce a v textu na ni často odkazuje. Uvítala bych místy podrobnější vysvětlení souvislostí mezi oběma pracemi a důvodů některých odkazů na předchozí výsledky. Tyto připomínky však nijak zásadně nesnižují odbornou úroveň ani celkovou kvalitu předložené práce.
Stanovené cíle byly splněny, a proto práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Logical Structure of the Thesis A
Quality of the Results A
Interpretation and Discussion of the Results B
Use of Literature and Citations A
Language Quality A
Overall Formal Quality of the Thesis A
Conclusions and Their Formulation B
Topics for thesis defence:
  1. V práci jste jako obalový materiál pro enkapsulaci probiotik použila alginát. Jaké další polymery nebo materiály se běžně využívají pro enkapsulaci probiotických mikroorganismů a jaké jsou jejich hlavní výhody či nevýhody ve srovnání s alginátem?
  2. V práci jste využila pasterizaci k inaktivaci mikroorganismů v ovocných produktech. Mohla zvolená pasterizační metoda ovlivnit obsah nebo stabilitu citlivých bioaktivních látek přítomných v ovocných složkách produktu? Pokud ano, jak a kterých látek by se tento vliv mohl týkat nejvýrazněji?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová