Využití kvasinek pro průmyslové účely

Daniel Drholec

Bachelor's thesis

Use of yeast for industrial purposes

Abstract:

Kvasinky jsou hojně využívanými zástupci mikroorganismů, které nalezly uplatnění ve velmi širokém spektru průmyslových odvětví. Nejdříve se kvasinky začaly cíleně používat k výrobě potravin a nápojů, kde důkazy potvrzují jejich použití již několik tisíc let před naším letopočtem. Také proto se jedná o jeden z nejvíce využívaných mikroorganismů ve výrobě potravin. Již desítky let se kvasinky neužívají jen na poli tradičních potravinářských výrob, jako jsou fermentační procesy spojené s produkcí alkoholických nápojů, lihu či pekárenství. Naopak se odvětví jejich využití v technologické praxi rozšířilo i na farmacii, chemický průmysl, produkci biopaliv a biomasy. Výzkum a vývoj využití kvasinek v těchto a dalších průmyslových oblastech pokračuje neustále a kvasinky se stávají surovinou pro výrobu celé řady chemických látek. Kvasinky se začínají používat jako surovina pro výrobu jako jsou proteiny nebo biopaliva, jiné se používají pro přípravu léčiv nebo jako probiotika. Celá řada kvasinek tedy nalezla využití při produkci různých druhů organických látek. Jako příklady, které se již uplatnily i v průmyslovém měřítku mohou sloužit produkce kyseliny mléčné nebo kyseliny citronové. Lze předpokládat, že se využití kvasinek a to nejen Saccharomyces cerevisiae bude neustále rozšiřovat a jejich význam v mnoha odvětvích poroste. Kvasinky jsou také jedny z nejlépe zmapovaných mikroorganismů, zvlášť pak Saccharomyces cerevisiae, a proto se používají, jako modelové organismy ve výzkumu na poli genetického inženýrství. Biotechnologie, do kterých spadá i metabolická produkce kvasinek, jsou velmi všestranný a flexibilní obor z hlediska využitelnosti v procesní praxi. Proto jsou považovány za klíč k udržitelnému chemickému a farmaceutickému průmyslu v budoucnu. Biotechnologie tak nabízí zcela nové příležitosti produkce nám již známých, či nových produktů. Jejich největší výhodou jsou nižší teploty vedení biosyntéz a menší znečištění prostředí oproti konvenčně využívaným technologiím v chemickém průmyslu. V práci jsou popsány jak tradiční postupy použití kvasinek v potravinářském průmyslu, tak nové postupy využívané v chemickém průmyslu nebo farmacii.

Abstract:

Yeasts are widely used representatives of micro-organisms that have found application in a very wide range of industries. First, yeasts began to be used specifically for food and beverage production, where evidence confirms their use as early as several thousand years BC. This is also why it is one of the most used micro-organisms in food production. For decades, yeasts have not only been used in traditional food production fields, such as fermentation processes associated with the production of alcoholic beverages, alcohol or bakery. On the contrary, the sector of their use in technological practice has also extended to pharmacy, the chemical industry, biofuel production and biomass. Research and development of the use of yeasts in these and other industrial areas continues continuously and yeasts become raw materials for the production of a wide range of chemicals. Yeasts are starting to be used as raw materials for production, such as proteins or biofuels, while others are, used for the preparation of pharmaceuticals or as probiotics. A number of yeasts have therefore found use in the production of various types of organic substances. The production of lactic acid or citric acid can serve as examples that have already been applied on an industrial scale. It can be assumed that the use of yeasts, and not only Saccharomyces cerevisiae, will continue to expand and their importance in many sectors will increase. Yeasts are also one of the best mapped micro-organisms, especially Saccharomyces cerevisiae and therefore they are, used as model organisms in research in the field of genetic engineering. Biotechnology, which includes metabolic yeast production, is a very versatile and flexible field in terms of usability in process practice. It is therefore considered to be the key to a sustainable chemical and pharmaceutical industry in the future. Biotechnology thus offers completely new production opportunities for products already known to us or for new products. Their biggest advantage is lower temperatures of biosynthesis lines and less environmental pollution compared to conventionally used technologies in the chemical industry. The work describes both traditional processes of yeast use in the food industry and new processes used in the chemical industry or pharmacy.

Keywords

biotechnologie, fermentace, mikroorganismy, potravinářství, metabolismus

Keywords

alcoholic fermentation, fermentation, Saccharomyces, biotechnology, metabolism

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Eva Popelářová, Ph.D.
• Reader: Marie Makovská, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Food Quality and Processing of Agricultural Products