Bachelor's Thesis

Use of probiotics, prebiotics and postbiotics in cosmetics

Final Thesis 3.96 MB

Author of thesis: Adéla Matajsová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.

Reviewer: Ing. Agáta Bendová

Abstract:

The bachelor thesis deals with mixed cultivation of bacterial and yeast probiotics on various types of prebiotic substrates, evaluation of their growth, metabolic, antioxidant and antimicrobial activity and subsequent evaluation of their possible use in cosmetics.
In the theoretical review, probiotic bacteria and yeasts and some selected strains are characterized. Similarly, characterization of prebiotics and postbiotics and their use in cosmetics are also described. In the experimental part, nine yeast strains were cultivated: Rhodotorula kratochvilovae, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodotorula toruloides, Saccharomyces boulardii, Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica, Metschnikowia andauensis, Metschnikowia chrysoperlae, Metschnikowia pulcherrima on various media. Their lyophilized biomass was used to prepare two types of yeast extracts: aqueous and combined (water/ethanol). These extracts were used to cultivate two selected probiotic bacteria (Lactobacillus acidophillus and Bifidobacterium bifidum). At the same time, bacteria were also cultivated in various combinations with yeast extracts, MRS medium or inulin. Bacterial growth was evaluated as number of viable colonies (CFU). Prepared extracts and supernatants obtained from individual cultivations were evaluated using spectrophotometric methods for determination of antioxidant activity using the ABTS method and the content of total carbohydrates using the Dubois method. Lactic acid production was determined using HPLC analysis. Furthermore, the disk diffusion method was used to determine antimicrobial activity. Based on the results obtained in this thesis, a possible cosmetic product was designed. The obtained results show that the tested yeast extracts can serve as prebiotic substrates that contribute to increased bacterial growth and metabolite production.

Keywords:

Probiotics, prebiotics, yeast, bacteria, antimicrobial effect, cosmetics, antioxidant capacity

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své bakalářské práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky bakalářské práce. Komise zhodnotila její bakalářskou práci celkově jako výbornou. Pekař: Co jsou post-biotika? Jak by měl vypadat navrhovaný produkt? Obruča: Jaký je postup při kultivaci kvasinek a následně bakterií? Používají se už takovéto postupy někde? Jak byly získávány extrakty z kvasinek? Neměly extrakty charakteristický zápach?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Chemistry for Medical Application (BPCP_CHMA)

Composition of Committee

prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Vojtěch Enev, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)

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

Cílem práce bylo hodnocení schopnosti růstu u směsných bakteriálních a kvasinkových probiotických kultur kultivovaných na komplexních prebiotických médiích za účelem hodnocení jejich metabolické, antioxidační a antimikrobiální aktivity a jejich možného využití v kosmetice. Devět kvasinkových kmenů s potenciálně probiotickým a jasně postbiotickým účinkem bylo kultivováno spolu se dvěma kmeny probiotických bakterií za účelem vyhodnocení kvality produktů kokultivace.

Studentka zpracovala dobře strukturovanou a výstižnou literární rešerši zaměřenou  na prebiotika, probiotika a postbiotika, obsahující potřebná východiska k experimentální části. V rámci experimentální části studentka samostatně zvládla celou řadu metod, jako jsou kultivace bakterií, kvasinek a též směsné kultivace včetně vyhodnocení produkce biomasy a metabolitů. Řada kultivačních postupů dosud nebyla na FCH realizována. S extrakty kultur byly provedeny antimikrobiální testy a testována byla sestava parametrů postihujících probiotický účinek mikrobiálních preparátů. Závěrem byl navržen kosmetický produkt.

Práce je na kvalitativně vysoké úrovni, obsahuje velmi zajímavé a přínosné výsledky a zjevně byla i velmi pracná, vyžadovala značné množství času i úsilí. Zpracování a vyhodnocení výsledků i jejich interpretace jsou přehledné a jasné, dobře zdůvodněné a je třeba pozitivně hodnotit, že je u výsledků i diskuse s literárními údaji. Studentka pravidelně využívala konzultace a navrhovala i nová dílčí řešení.
Míra podobnosti s jinými publikovanými výsledky je dle databáze Theses 4,3%, což svědčí o vysokém stupni originality studie.

Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem doporučuji bakalářskou práci k obhajobě a hodnotím 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 A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Agáta Bendová

Studentka se ve své bakalářské práci zabývá možnostmi využití probiotik, postbiotik a prebiotik v kosmetických přípravcích.
Teoretická část práce je zaměřena na charakteristiku probiotických mikroorganismů, bakterií i kvasinek, dále na problematiku probiotik, prebiotik a postbiotik a jejich potenciální využití v kosmetice. Zpracovaná teorie poskytuje dostatečný základ pro pochopení navazující experimentální části práce. Experimentální část zahrnuje kultivaci vybraných druhů kvasinek, z nichž byly připraveny dva typy extraktů následně využité jako substráty pro kultivaci vybraných bakterií mléčného kvašení. Úspěšnost kultivace byla hodnocena prostřednictvím stanovení nárůstu bakteriální biomasy, obsahu kyseliny mléčné, sacharidů a antioxidační aktivity. Součástí práce bylo rovněž hodnocení antimikrobiálního potenciálu vybraných fermentačních produktů. Výsledky jsou prezentovány přehledně a jsou vhodně doplněny grafy a tabulkami, které jsou dostatečně komentovány. Diskuse výsledků je zpracována na dobré úrovni. Určité výhrady mám pouze k uspořádání některých částí výsledkové sekce, které na mě nepůsobí zcela logicky.
V práci se vyskytuje několik drobných nedostatků. Termín probiotikum je na některých místech používán jako synonymum pro bakterie mléčného kvašení, což není z odborného hlediska zcela správné. Dále je v textu používán pojem kvasinkový extrakt, přestože použitý materiál obsahuje i kvasinkovou biomasu, což může být pro čtenáře matoucí. Současně postrádám informaci o ověření inaktivace kvasinek v připravených extraktech, zejména v případě vodného extraktu. Připomínku mám také ke kapitole 5.6, kde je diskutována antimikrobiální aktivita a současně prebiotický potenciál fermentačních produktů. Diskuse v této části může působit poněkud nejednoznačně, neboť naznačuje současnou podporu růstu a zároveň antimikrobiální působení vůči bakteriím Escherichia coli a Staphylococcus epidermidis. Taková interpretace může být zavádějící, zejména v případě mikroorganismů, jejichž růst není z hlediska zamýšlené aplikace vždy žádoucí. V práci se rovněž vyskytuje menší množství formálních a typografických nedostatků, které však nijak zásadně nesnižují její odbornou úroveň.
Předložená bakalářská práce splnila cíle stanovené v zadání. Studentka prokázala schopnost samostatně pracovat s odbornou literaturou i experimentálními metodami. Práci proto doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce B
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování B
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. Byla po přípravě extraktů nějakým způsobem ověřena inaktivace kvasinek? Pokud ano, jakou metodou a s jakým výsledkem?
  2. V kapitole 5.6 prezentujete výsledky antimikrobiálních testů. Jak si vysvětlujete současný výskyt inhibičních zón a zároveň zvýšený růst bakterií v okolí disku s testovanou látkou, který uvádíte u řady vzorků v tabulkách 8 a 9?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová