Mezi mikrobiální metabolity řadíme i biogenní aminy. Jedná se o nízkomolekulární, přirozeně se vyskytující, dusíkaté látky, které jsou na jedné straně pro organismus nepostradatelné, ale na straně druhé působí na lidské zdraví negativně. Bylo prokázáno, že se tyto látky vyskytují ve velké míře v potravinách s vyšším obsahem bílkovin. Přítomnost biogenních aminů zajišťují bakterie s dekarboxylázovou aktivitou, které byly nalezeny nejen v potravinách, ale i v povrchových vodách.
Předkládaná diplomová práce je zaměřena na studium dekarboxylázové aktivity u bakterií izolovaných ze vzorků odpadních vod mlékárenského průmyslu (oplachová voda z výroby tavených sýrů, čerstvých sýrů, krémových sýrů typu žervé, tvarohu, oplachová voda ze sýrárny a voda z venkovního kanálu). Z 10 vzorků odpadních vod mlékárenského průmyslu odebraných ve dvou ročních obdobích (léto a podzim) bylo izolováno 155 bakteriálních kmenů. Pomocí metody MALDI/TOF se podařilo identifikovat 77 z nich a 3 kvasinky. Mezi identifikovanými bakteriemi byly v letním odběru v největším zastoupení rody Acinetobacter, Lactococcus a Staphylococcus, v podzimním odběru pak rody Pseudomonas a Aeromonas. Produkce biogenních aminů byla stanovena nejprve screeningovou metodou (kultivační metoda s jednotlivými aminokyselinami) a následně metodou HPLC UV/Vis.
Bakterie izolované z odpadních vod z mlékárenského průmyslu (letní odběr) produkovaly nejvíce putrescin, tyramin a spermin, naopak nejméně histamin a spermidin. Ze vzorků odpadních vod odebraných na podzim produkovaly přítomné bakterie nejvíce spermin, tryptamin a tyramin a nejméně, stejně jako v letním odběru, histamin a spermidin. Mezi izolované bakterie s nejvyšší dekarboxylázovou aktivitou patří Aeromonas caviae, Acinetobacter johnsonii, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Lactococcus lactis, Microbacterium mitrae, Pseudomonas pseudoalcaligenes a Staphylococcus carnosus.
Výsledky této diplomové práce dokumentují, že v odpadních vodách mlékárenského průmyslu jsou přítomny bakterie s významnou dekarboxylázovou aktivitou, které jsou schopny produkce biogenních aminů v nezanedbatelných množstvích (až tisíc mg/l).
Annotation in English
Biogenic amines belong to microbial metabolites. Those are low-molecular, naturally occurring, nitrogenous substances that are indispensable for the organism; on the other hand, they negatively affect human health. Those substances have been shown to occur exten-sively in foods with higher protein content. The presence of biogenic amines is ensured by bacteria with decarboxylase activity, which has been found not only in food but also in surface water.
This thesis is focused on the study of decarboxylase activities in bacteria isolated from samples of waste water from dairy industry (rinsing water from the production of processed cheese, fresh cheese, creamy cheese, cottage cheese, rinsing water from cheese factory and water from outdoor channel). It has been isolated 155 bacterial strains from the 10 samples of waste water from the dairy industry collected at two seasons (summer and autumn). Using the MALDI / TOF method, 77 of those have been identified and also 3 yeast. The most frequent species have been Acinetobacter, Lactococcus and Staphylococcus in the summer sampling and Pseudomonas and Aeromonas in the autumn sampling. Production of biogenic amines has been determined by screening method (cultivation method with individual amino acids) followed by HPLC - UV/Vis method.
Bacteria isolated from wastewater from the dairy industry (summer sampling) have been produced the most putrescin, tyramine and spermine, on the contrary, the least histamine and spermidine. From wastewater samples taken in autumn, the bacteria present produced the most spermin, tryptamine and tyramine, and the least histamine and spermidine. The isolated bacteria with the highest decarboxylase activity are Aeromonas caviae, Acinetobacter johnsonii, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Lactococcus lactis, Microbacterium mitrae, Pseudomonas pseudoalcaligenes and Staphylococcus carnosus.
The results of this thesis show that bacteria with significant decarboxylase activity are able to produce biogenic amines in quantities which are not negligible (up to 1000 mg/l) in the dairy industry wastewater.
Mezi mikrobiální metabolity řadíme i biogenní aminy. Jedná se o nízkomolekulární, přirozeně se vyskytující, dusíkaté látky, které jsou na jedné straně pro organismus nepostradatelné, ale na straně druhé působí na lidské zdraví negativně. Bylo prokázáno, že se tyto látky vyskytují ve velké míře v potravinách s vyšším obsahem bílkovin. Přítomnost biogenních aminů zajišťují bakterie s dekarboxylázovou aktivitou, které byly nalezeny nejen v potravinách, ale i v povrchových vodách.
Předkládaná diplomová práce je zaměřena na studium dekarboxylázové aktivity u bakterií izolovaných ze vzorků odpadních vod mlékárenského průmyslu (oplachová voda z výroby tavených sýrů, čerstvých sýrů, krémových sýrů typu žervé, tvarohu, oplachová voda ze sýrárny a voda z venkovního kanálu). Z 10 vzorků odpadních vod mlékárenského průmyslu odebraných ve dvou ročních obdobích (léto a podzim) bylo izolováno 155 bakteriálních kmenů. Pomocí metody MALDI/TOF se podařilo identifikovat 77 z nich a 3 kvasinky. Mezi identifikovanými bakteriemi byly v letním odběru v největším zastoupení rody Acinetobacter, Lactococcus a Staphylococcus, v podzimním odběru pak rody Pseudomonas a Aeromonas. Produkce biogenních aminů byla stanovena nejprve screeningovou metodou (kultivační metoda s jednotlivými aminokyselinami) a následně metodou HPLC UV/Vis.
Bakterie izolované z odpadních vod z mlékárenského průmyslu (letní odběr) produkovaly nejvíce putrescin, tyramin a spermin, naopak nejméně histamin a spermidin. Ze vzorků odpadních vod odebraných na podzim produkovaly přítomné bakterie nejvíce spermin, tryptamin a tyramin a nejméně, stejně jako v letním odběru, histamin a spermidin. Mezi izolované bakterie s nejvyšší dekarboxylázovou aktivitou patří Aeromonas caviae, Acinetobacter johnsonii, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Lactococcus lactis, Microbacterium mitrae, Pseudomonas pseudoalcaligenes a Staphylococcus carnosus.
Výsledky této diplomové práce dokumentují, že v odpadních vodách mlékárenského průmyslu jsou přítomny bakterie s významnou dekarboxylázovou aktivitou, které jsou schopny produkce biogenních aminů v nezanedbatelných množstvích (až tisíc mg/l).
Annotation in English
Biogenic amines belong to microbial metabolites. Those are low-molecular, naturally occurring, nitrogenous substances that are indispensable for the organism; on the other hand, they negatively affect human health. Those substances have been shown to occur exten-sively in foods with higher protein content. The presence of biogenic amines is ensured by bacteria with decarboxylase activity, which has been found not only in food but also in surface water.
This thesis is focused on the study of decarboxylase activities in bacteria isolated from samples of waste water from dairy industry (rinsing water from the production of processed cheese, fresh cheese, creamy cheese, cottage cheese, rinsing water from cheese factory and water from outdoor channel). It has been isolated 155 bacterial strains from the 10 samples of waste water from the dairy industry collected at two seasons (summer and autumn). Using the MALDI / TOF method, 77 of those have been identified and also 3 yeast. The most frequent species have been Acinetobacter, Lactococcus and Staphylococcus in the summer sampling and Pseudomonas and Aeromonas in the autumn sampling. Production of biogenic amines has been determined by screening method (cultivation method with individual amino acids) followed by HPLC - UV/Vis method.
Bacteria isolated from wastewater from the dairy industry (summer sampling) have been produced the most putrescin, tyramine and spermine, on the contrary, the least histamine and spermidine. From wastewater samples taken in autumn, the bacteria present produced the most spermin, tryptamine and tyramine, and the least histamine and spermidine. The isolated bacteria with the highest decarboxylase activity are Aeromonas caviae, Acinetobacter johnsonii, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Lactococcus lactis, Microbacterium mitrae, Pseudomonas pseudoalcaligenes and Staphylococcus carnosus.
The results of this thesis show that bacteria with significant decarboxylase activity are able to produce biogenic amines in quantities which are not negligible (up to 1000 mg/l) in the dairy industry wastewater.
1. Vypracovat literární rešerši, která se bezprostředně týká daného tématu. 2. Z odpadních vod mlékárenského průmyslu izolovat a následně identifikovat bakterie. Zaměřit pozornost na bakterie s dekarboxylasovou aktivitou a bakterie se schopností degradace biogenních aminů. 3. Věnovat pozornost výskytu vybraných biogenních aminů, volných aminokyselin a dalším parametrům odebraných vzorků vod. 4. Teorii, metodiku, výsledky experimentů a diskusi sepsat do formy diplomové práce.
Research Plan
1. Vypracovat literární rešerši, která se bezprostředně týká daného tématu. 2. Z odpadních vod mlékárenského průmyslu izolovat a následně identifikovat bakterie. Zaměřit pozornost na bakterie s dekarboxylasovou aktivitou a bakterie se schopností degradace biogenních aminů. 3. Věnovat pozornost výskytu vybraných biogenních aminů, volných aminokyselin a dalším parametrům odebraných vzorků vod. 4. Teorii, metodiku, výsledky experimentů a diskusi sepsat do formy diplomové práce.
Recommended resources
Vědecké databáze (Web of Science, Scopus, PubMed), vědecká a odborná literatura.
Recommended resources
Vědecké databáze (Web of Science, Scopus, PubMed), vědecká a odborná literatura.
