Tato práce se zabývá metabolizmem pivovarských kmenů kvasinek, konkrétně jejich schopností degradovat nebo naopak produkovat biogenní aminy (BA). Zmíněné schopnosti byly sledovány za podmínek in vitro v různě suplementovaných mediích. Média Malt bujóny a minerální média byla v různých koncentracích obohacena o aminokyseliny 0,3 % (w/v) (arginin, histidin, tyrozin a fenylalanin), BA 0,07 % (w/v) (tyramin, histamin a putrescin) nebo pouze samotný tyramin 0,07 % (w/v) anebo kvasničný extrakt 0,1 % (w/v). BA v supernatantech po kultivaci 25 kmenů kvasinek byly stanoveny po předkolonové derivatizaci dansylchloridem na HPLC s UV detekcí. Bylo zjištěno, že kvasinky v minerálním médiu degradují BA a polyaminy ve vyšší míře, než v Malt bujónu. Kmeny Saccharomyces cerevisiae RIBM 3, 9, 10, 11, Saccharomyces pastorianus RIBM 145, 146, 147, Debaryomyces hansenii DSM 70244, Hanseniaspora uvarum RIBM A4, A7, Kluyveromyces marxianus RIBM km, Pichia fermentans RIBM KI ?, Torulaspora delbrueckii RIBM T3, T4 degradovaly BA v řádech jednotek až desítek mgl/l. Kmeny Saccharomyces cerevisiae RIBM 2, 6, Saccharomyces pastorianus RIBM 139, 140, 148, Rhodotorula sp. RIBM A9, Torulaspora delbrueckii RIBM T1, T2 produkovaly BA v míře, které by neohrozilo zdraví zdravého člověka a to v koncentracích do 10 mg/l u kulturních kmenů kvasinek a do 15 mg/l u divokých kmenů kvasinek. Pouze citlivých jedinců by mohlo množství detekovaného histaminu 15 mg/l v Malt bujónu s tyraminem způsobit zdravotní potíže.
Annotation in English
This thesis deals with metabolism of brewer´s yeast strains, more preciously with their abilities to degrade or produce biogenic amines (BA). The mentioned abilities were observed in vitro in different supplemented media. Media MALT Broth and mineral medium were enriched with different combinations of certain amino acids 0,3 % (w/v) arginine, histidine, tyrosine and phenylalanine, BA 0,07 % (w/v) (thyramine, histamine and putrescine) or thyramine itself 0,07 % (w/v), or yeast extract 0,1 % (w/v). BA were determined in supernatants after the cultivation of 25 strains of yeasts by the means of HPLC with UV detection after dansyl chloride derivatization. It was found that yeasts were able to degrade BA and polyamines in mineral medium a higher rate than in Malt broth. Strains Saccharomyces cerevisiae RIBM 3, 9, 10, 11, Saccharomyces pastorianus RIBM 145, 146, 147, Debaryomyces hansenii DSM 70244, Hanseniaspora uvarum RIBM A4, A7, Kluyveromyces marxianus RIBM km, Pichia fermentans RIBM KI ?, Torulaspora delbrueckii RIBM T3, T4 degraded BA in rank of units to tens of mg/l. Strains Saccharomyces cerevisiae RIBM 2, 6, Saccharomyces pastorianus RIBM 139, 140, 148, Rhodotorula sp. RIBM A9, Torulaspora delbrueckii RIBM T1, T2 produced BA at a level that would not endanger the health of a healthy human at concentrations up to 10 mg/l in cultured yeast strains and up to 15 mg/l in wild yeast strains. Only amount detected histamine 15 mg/l in Malt broth with tyramine could cause health problems by sensitive individuals.
Tato práce se zabývá metabolizmem pivovarských kmenů kvasinek, konkrétně jejich schopností degradovat nebo naopak produkovat biogenní aminy (BA). Zmíněné schopnosti byly sledovány za podmínek in vitro v různě suplementovaných mediích. Média Malt bujóny a minerální média byla v různých koncentracích obohacena o aminokyseliny 0,3 % (w/v) (arginin, histidin, tyrozin a fenylalanin), BA 0,07 % (w/v) (tyramin, histamin a putrescin) nebo pouze samotný tyramin 0,07 % (w/v) anebo kvasničný extrakt 0,1 % (w/v). BA v supernatantech po kultivaci 25 kmenů kvasinek byly stanoveny po předkolonové derivatizaci dansylchloridem na HPLC s UV detekcí. Bylo zjištěno, že kvasinky v minerálním médiu degradují BA a polyaminy ve vyšší míře, než v Malt bujónu. Kmeny Saccharomyces cerevisiae RIBM 3, 9, 10, 11, Saccharomyces pastorianus RIBM 145, 146, 147, Debaryomyces hansenii DSM 70244, Hanseniaspora uvarum RIBM A4, A7, Kluyveromyces marxianus RIBM km, Pichia fermentans RIBM KI ?, Torulaspora delbrueckii RIBM T3, T4 degradovaly BA v řádech jednotek až desítek mgl/l. Kmeny Saccharomyces cerevisiae RIBM 2, 6, Saccharomyces pastorianus RIBM 139, 140, 148, Rhodotorula sp. RIBM A9, Torulaspora delbrueckii RIBM T1, T2 produkovaly BA v míře, které by neohrozilo zdraví zdravého člověka a to v koncentracích do 10 mg/l u kulturních kmenů kvasinek a do 15 mg/l u divokých kmenů kvasinek. Pouze citlivých jedinců by mohlo množství detekovaného histaminu 15 mg/l v Malt bujónu s tyraminem způsobit zdravotní potíže.
Annotation in English
This thesis deals with metabolism of brewer´s yeast strains, more preciously with their abilities to degrade or produce biogenic amines (BA). The mentioned abilities were observed in vitro in different supplemented media. Media MALT Broth and mineral medium were enriched with different combinations of certain amino acids 0,3 % (w/v) arginine, histidine, tyrosine and phenylalanine, BA 0,07 % (w/v) (thyramine, histamine and putrescine) or thyramine itself 0,07 % (w/v), or yeast extract 0,1 % (w/v). BA were determined in supernatants after the cultivation of 25 strains of yeasts by the means of HPLC with UV detection after dansyl chloride derivatization. It was found that yeasts were able to degrade BA and polyamines in mineral medium a higher rate than in Malt broth. Strains Saccharomyces cerevisiae RIBM 3, 9, 10, 11, Saccharomyces pastorianus RIBM 145, 146, 147, Debaryomyces hansenii DSM 70244, Hanseniaspora uvarum RIBM A4, A7, Kluyveromyces marxianus RIBM km, Pichia fermentans RIBM KI ?, Torulaspora delbrueckii RIBM T3, T4 degraded BA in rank of units to tens of mg/l. Strains Saccharomyces cerevisiae RIBM 2, 6, Saccharomyces pastorianus RIBM 139, 140, 148, Rhodotorula sp. RIBM A9, Torulaspora delbrueckii RIBM T1, T2 produced BA at a level that would not endanger the health of a healthy human at concentrations up to 10 mg/l in cultured yeast strains and up to 15 mg/l in wild yeast strains. Only amount detected histamine 15 mg/l in Malt broth with tyramine could cause health problems by sensitive individuals.
Podmínky pro růst pivovarských kvasnic a jejich metabolizmus.
Schopnost kvasinek produkovat nebo degradovat biogenní aminy.
Biogenní aminy v alkoholických nápojích, jejich účinky na lidské zdraví.
II. Praktická část
Vliv vybraných faktorů na produkci/degradaci biogenních aminů za podmínek in vitro.
Zpracování a vyhodnocení výsledků, vyvození závěrů práce.
Research Plan
I. Teoretická část
Kvasinky v procesu výroby piva.
Podmínky pro růst pivovarských kvasnic a jejich metabolizmus.
Schopnost kvasinek produkovat nebo degradovat biogenní aminy.
Biogenní aminy v alkoholických nápojích, jejich účinky na lidské zdraví.
II. Praktická část
Vliv vybraných faktorů na produkci/degradaci biogenních aminů za podmínek in vitro.
Zpracování a vyhodnocení výsledků, vyvození závěrů práce.
Recommended resources
[1] BASAŘOVÁ, G. et al. Pivovarství: teorie a praxe výroby piva. Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2010.
[2] PREEDY, V. R. Beer in health and disease prevention. Burlington, MA: Academic, 2009.
[3] KALAČ, P., HLAVATÁ, V. a M. KŘÍŽEK. Concentrations of five biogenic amines in Czech beers and factors affecting their formation. Food chemistry. 1997. s. 209-214.
[4] IZQUIERDO-PULIDO, M., J. FONT-FÁBREGAS a C. VIDAL-CAROU, Influence of Saccharomyces cerevisiae var. uvarum on histamine and tyramine formation during beer fermentation. Food chemistry. 1995. s. 51-54.
[5] BLANCO, C. A. at al. Innovations in the brewing industry: light beer. International Journal of Food Science and Nutrition. 2014; 65(6): 655660.
Recommended resources
[1] BASAŘOVÁ, G. et al. Pivovarství: teorie a praxe výroby piva. Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2010.
[2] PREEDY, V. R. Beer in health and disease prevention. Burlington, MA: Academic, 2009.
[3] KALAČ, P., HLAVATÁ, V. a M. KŘÍŽEK. Concentrations of five biogenic amines in Czech beers and factors affecting their formation. Food chemistry. 1997. s. 209-214.
[4] IZQUIERDO-PULIDO, M., J. FONT-FÁBREGAS a C. VIDAL-CAROU, Influence of Saccharomyces cerevisiae var. uvarum on histamine and tyramine formation during beer fermentation. Food chemistry. 1995. s. 51-54.
[5] BLANCO, C. A. at al. Innovations in the brewing industry: light beer. International Journal of Food Science and Nutrition. 2014; 65(6): 655660.
