Využití ligninolytických enzymů v potravinářství

Polina Nadtochaeva

Bachelor's thesis

Uses of ligninolytic enzymes in the food industry

Abstract:

Ligninolytické enzymy jsou enzymy produkované dřevokaznými houbami a díky své vysoké reakční aktivitě a nízké specifitě se v poslední době staly důležitými enzymy pro biotechnologické využití. Tato práce stručně popisuje nejdůležitější ligninolytické enzymy a jejich reakční mechanismy a shrnuje způsoby využití těchto enzymů v potravinářském průmyslu. Velká pozornost je věnována biosenzorům, které se využívají jako moderní analytické nástroje pro detekci fenolických sloučenin. V praktické části byla vyzkoušena příprava vlastního biosenzoru pro detekci a stanovení koncentrace (+) katechinu. Měření bylo provedeno metodou diferenční pulsní voltametrie pomocí uhlíkové pastové elektrody, která byla připravena s použitím imobilizované lakázy z ligninolytické houby Trametes versicolor. Bylo provedeno měření standardních roztoků, které prokázalo, že takto připravený biosenzor dokáže detekovat i poměrně malá množství katechinu. Daný biosenzor byl následně použit na reálné vzorky červeného vína a zelených čajů. Byl změřen obsah katechinu ve čtyřech vzorcích čaje. Koncentrace byly přibližně stejné a pohybovaly se v rozmezí 19,57 – 24,91 mg·l-1. V případě vína se zjistilo, že vzhledem ke komplikované matrici je sice kvantitativní analýza možná, nicméně vyžaduje vhodné matematické zpracování výsledků nebo předběžnou úpravu vzorku.

Abstract:

Ligninolytic enzymes are produced by wood-decaying fungi, and due to their high reactivity and low specificity, they have recently become important enzymes for biotechnological use. This thesis briefly reviews the most important ligninolytic enzymes and their reaction mechanisms and summarizes the ways of using these enzymes in the food industry. Great attention is paid to biosensors, which are used as modern analytical tools for the detection of phenolic compounds. In the experimental part, the own biosensor for the detection and determination of (+) catechin concentration was prepared. The measurement was carried out using a differential pulse voltammetry method using a carbon paste electrode prepared using the immobilized laccase from Trametes versicolor. Measurements of standard solutions have been performed to show that the biosensor can detect even relatively small amounts of catechin. Then the prepared biosensor was used for real samples of red wine and green teas. The content of catechin in four tea samples was measured. The concentrations were approximately the same and ranged from 19.57 to 24.91 mg·l-1. In the case of wine, it has been found that due to the complicated matrix, quantitative analysis is allowed, but requires appropriate mathematical processing of the results or pre-treatment of the samples.

Keywords

biosenzor, ligninolytické enzymy, houby bílé hniloby, lakáza

Keywords

white rot fungi, laccase, biosensor, ligninolytic enzymes

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Stanislava Voběrková, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology