Vliv plazmatu a plazmatem aktivované vody na plíseň Aspergillus niger
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Práce se zabývá problematikou dekontaminace plísně Aspergillus niger pomocí plazmatu, plazmatem aktivované vody a jejich kombinace. Teoretická část se zaměřuje na obecné vlastnosti plazmatu, jeho generaci, dosud známé účinky na mikroorganismy a jeho využití v průmyslu se speciálním zaměřením na medicínu. Dále se zaměřuje na generaci, charakterizaci plazmatem aktivované vody, její účinky na bakterie, kvasinky a plísně a její využití. Dále se zabývá popisem plísní, jejich výskytem a jejich sterilizací. Část teorie byla zaměřena přímo na plíseň Aspergillus niger. Byla zde popsána její kultivace a její využití v průmyslu, jako je její použití na kultivaci kyseliny citrónové. Experimentální část se zaměřuje charakterizací plazmatem aktivované vody generované pomocí pochodňového jetu. Sleduje se vliv dodávaného výkonu na tvorbu iontů v plazmatem aktivované vodě. Sleduje se dekontaminační účinek plazmatu, generovaným pochodňovým jetem, samostatně a v kombinaci s plazmatem aktivovanou vodou generovanou pomocí střídavého a stejnosměrného proudu. Charakterizace plazmatem aktivované vody byla provedena s 20 ml destilované vody při rychlosti nosného plynu 2 l/ min a výkonu mikrovlnného zdroje 9 a 12 W. Dekontaminační vliv plazmatu a jeho kombinace s plazmatem aktivovanou vodou byl pozorován očkováním 100 l desetkrát a stokrát zředěné ošetřené kultury plísně na Petriho misky se sladinovým agarem. Vyhodnocení účinku bylo provedeno počítáním narostlých kolonií plísně a následným porovnáním s kontrolními vzorky. Všechna naměřená a získaná data byla zpracována ve výsledcích. Bylo zjištěno, že plazmatem aktivovaná voda generovaná pochodňovým jetem obsahuje vyšší koncentrace dusíkatých látek a nižší koncentrace peroxidu vodíku, přičemž u nižšího výkonu jsou generované koncentrace dusičnanů vyšší než u vyššího výkonu. Plazmatem aktivovaná voda generovaná pomocí stejnosměrného napětí obsahuje nízké koncentrace dusíkatých látek a vysoké koncentrace peroxidu vodíku oproti PAW generované pochodňovým jetem. Dále plazmatem aktivovaná voda generovaná pomocí vysokofrekvenčního zdroje obsahuje minimální koncentrace dusíkatých látek a lehce zvýšenou koncentraci peroxidu vodíku oproti PAW vytvořené pochodňovým jetem. Nejvyšší dekontaminační vliv ze všech použitých metod měla kombinace plazmatu a plazmatem aktivované vody, připravené plazmovou tryskou pomocí stejnosměrného napětí, a to při aplikaci plazmatu jako prvního. Naopak nejméně účinná metoda byla aplikace plazmatu a plazmatem aktivované vody, generované střídavým napětím. Omezování přístupu kyslíku nemělo téměř žádný vliv při přímém ošetření plazmatem, ale další metody jím byly výrazně ovlivněny. Největší rozdíl dekontaminačního vlivu byl pozorován u kombinace plazmatu a plazmatem aktivované vody, generované střídavým proudem, kde rozdíl byl až 30 %, ale všechny metody měly významný dekontaminační vliv oproti kontrole.
The thesis deals with the issue of decontamination of Aspergillus niger mold using plasma, plasma-activated water and their combination. The theoretical part concerns the effects on the general properties of plasma, its generation, effects on microorganisms known so far and its use in industry with a special focus on medicine. It also focuses on the generation and characterization of plasma-activated water, its effects on bacteria, yeasts and fungi and its use. It also deals with the description of fungi, their occurrence and their sterilization. Part of the theory was aimed directly at the fungus Aspergillus niger. Its cultivation and its industrial uses, such as its use for the cultivation of citric acid, were described here. The experimental part deals with the characterization of plasma-activated water generated using a torch jet. The influence of the supplied power on the formation of particles in plasma-activated water was monitored. The decontamination effect of the plasma, generated by the torch jet, alone and in combination with plasma-activated water generated by alternating and direct current is monitored. The characterization of plasma activated water was performed with 20 ml of distilled water at a carrier gas rate of 2 l/min and a power of a microwave source of 9 and 12 W. The decontamination effect of plasma and its combination with plasma-activated water was observed by inoculating 100 l of a ten-fold and a hundred-fold diluted treated mold culture on Petri dishes with malt agar. The evaluation of the effect was carried out by counting the grown fungal colonies and subsequent comparison with control samples. All measured and obtained data were processed in the results. Plasma activated water generated by the torch jet has been found to contain higher concentrations of nitrogenous substances and lower concentrations of hydrogen peroxide, with the generated nitrate concentrations being higher at lower output than at higher output. DC-generated plasma activated water containing low concentrations of nitrogenous species and a very high concentration of hydrogen peroxide compared to PAW generated by a torch jet. Furthermore, plasma-activated water generated using a high frequency source contains minimal concentrations of nitrogenous substances and slightly elevated concentration of hydrogen peroxide in regard to torch jet PAW. The highest decontamination effect of all the methods used was the combination of plasma and plasma activated water, prepared by a plasma nozzle using direct voltage, when the plasma was applied first. On the contrary, the least effective method was the application of plasma and plasma activated water, generated by high frequency voltage. Limiting oxygen access had almost no effect on direct plasma treatment, but other methods were significantly affected by it. The greatest difference in decontamination effect was observed for the combination of plasma and plasma activated water, generated by high frequency current, where the difference was up to 30 %, but all methods had a significant decontamination effect compared to the control.
The thesis deals with the issue of decontamination of Aspergillus niger mold using plasma, plasma-activated water and their combination. The theoretical part concerns the effects on the general properties of plasma, its generation, effects on microorganisms known so far and its use in industry with a special focus on medicine. It also focuses on the generation and characterization of plasma-activated water, its effects on bacteria, yeasts and fungi and its use. It also deals with the description of fungi, their occurrence and their sterilization. Part of the theory was aimed directly at the fungus Aspergillus niger. Its cultivation and its industrial uses, such as its use for the cultivation of citric acid, were described here. The experimental part deals with the characterization of plasma-activated water generated using a torch jet. The influence of the supplied power on the formation of particles in plasma-activated water was monitored. The decontamination effect of the plasma, generated by the torch jet, alone and in combination with plasma-activated water generated by alternating and direct current is monitored. The characterization of plasma activated water was performed with 20 ml of distilled water at a carrier gas rate of 2 l/min and a power of a microwave source of 9 and 12 W. The decontamination effect of plasma and its combination with plasma-activated water was observed by inoculating 100 l of a ten-fold and a hundred-fold diluted treated mold culture on Petri dishes with malt agar. The evaluation of the effect was carried out by counting the grown fungal colonies and subsequent comparison with control samples. All measured and obtained data were processed in the results. Plasma activated water generated by the torch jet has been found to contain higher concentrations of nitrogenous substances and lower concentrations of hydrogen peroxide, with the generated nitrate concentrations being higher at lower output than at higher output. DC-generated plasma activated water containing low concentrations of nitrogenous species and a very high concentration of hydrogen peroxide compared to PAW generated by a torch jet. Furthermore, plasma-activated water generated using a high frequency source contains minimal concentrations of nitrogenous substances and slightly elevated concentration of hydrogen peroxide in regard to torch jet PAW. The highest decontamination effect of all the methods used was the combination of plasma and plasma activated water, prepared by a plasma nozzle using direct voltage, when the plasma was applied first. On the contrary, the least effective method was the application of plasma and plasma activated water, generated by high frequency voltage. Limiting oxygen access had almost no effect on direct plasma treatment, but other methods were significantly affected by it. The greatest difference in decontamination effect was observed for the combination of plasma and plasma activated water, generated by high frequency current, where the difference was up to 30 %, but all methods had a significant decontamination effect compared to the control.
Description
Citation
ŽITNÝ, M. Vliv plazmatu a plazmatem aktivované vody na plíseň Aspergillus niger [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (místopředseda)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-13
Defence
1. Student seznámil členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Student akceptoval všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděl v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Uvádíte zkratku PTW, co tato zkratka znamená?
Zmínil jste, že je možné, že peroxid vodíku působí jako redukční činidlo, která složka peroxidu vodíku bude redukčním činidlem?
Který z různě ošetřených fyziologických roztoků byl aplikován na plísně? Jaký byl postup práce? Jak dlouho byly buňky vystaveny ve vodě ošetřené plazmatem? Kontrolovali jste výsledné pH?
Jaké byly počty kolonií při vyhodnocení nárůstu plísní? Proč jste zvolili koncentraci v procentech a ne přímo počet buněk?
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.
V rámci experimentální práce jste ošetřovali vodu nebo fyziologický roztok?
Student odpověděl na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi student prokázal velmi dobrou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal velmi dobré odborné znalosti i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení