11. VPLIV MIKROBIOTE KEFIRNIH ZRN NA PREŽIVETJE IN RAST GLIVE Candida albicans V MLEKUMateja Trunk, 2013, undergraduate thesis Abstract: V zadnjih dveh desetletjih se vedno več pojavlja invazivna glivična okužba, imenovana kandidoza, ki predstavlja velik zdravstveni problem po celem svetu. Za preprečevanje in zdravljenje kandidoze je med drugim potrebna tudi pravilna prehrana, med katero lahko uvrščamo tudi kefir. Tako smo se posledično v diplomskem delu osredotočili na vpliv kefirja na rast in razmnoževanje glive Candida albicans.
Diplomsko delo je sestavljeno iz dveh delov; teoretičnega in raziskovalnega. V teoretičnem delu je predstavljena gliva C. albicans ter bolezni, ki jih povzroča. Opisali smo tudi kefir in njegovo sestavo, med katero sodijo kefirna zrna in kefiran. Splošno smo opisali tudi skupino probiotikov.
V raziskovalnem diplomskem delu smo ugotavljali, kako se gliva kvasovka Candida albicans razmnožuje in raste v kulturi kefirnih zrn ali v svežem mleku. Različne koncentracije C. albicans smo gojili na Hicrome Ogye gojišču, kjer je bilo prisotno sveže mleko ali sveže mleko s kefirnimi zrni.
Na podlagi raziskovalnega dela smo potrdili hipotezo, da smo ob prisotnosti kefirnih zrn zasledili manjšo rast kolonij C. albicans kot pa v svežem mleku. Iz tega lahko sklepamo, da kefir zavira oz. omejuje rast C. albicans.
Keywords: kefirna zrna, kefir, simbioza, Candida albicans, mikrobiota kefirnih zrn, glive kvasovke
Published in DKUM: 22.10.2013; Views: 2253; Downloads: 234
 Full text (2,34 MB) |
12. RAZVOJ MATEMATIČNEGA MODELA ZA SPROŠČANJE OGLJIKOVEGA DIOKSIDA MED PROIZVODNJO PROBIOTIČNEGA PRODUKTASeverina Aleksić, 2013, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu opisujemo postopek razvoja matematičnega modela za sproščanje ogljikovega dioksida med nastajanjem probiotičnega produkta.
Eksperimentalni del je potekal v šaržnem reaktorju pri dveh optimalnih procesnih pogojih (vrtilna frekvenca mešala, temperatura). Šaržni reaktor smo opremili z merilnikom CO2, kateri je meril količino ogljikovega dioksida v plinu, ter z iono selektivno CO2 elektrodo, s katero smo določali vsebnost ogljikovega dioksida v tekočem mediju. Vsi eksperimenti so potekali 24 h.
Eksperimenti so bili sestavljeni iz treh sklopov. V prvem smo proučevali vpliv temperature fermentiranja na prirast kefirnih zrn, proizvodnost CO2, maksimalno končno koncentracijo CO2 in dolžino lag faze.
S spreminjanjem vrtilne hitrosti mešanja smo nato v drugi fazi raziskav ugotavljali njen vpliv na že prej omenjene kinetične parametre. V zadnjem sklopu smo na osnovi eksperimentalnih podatkov izbrali najprimernejši kinetični model.
Ugotovili smo, da lahko hitrost in količino proizvedenega CO2 najbolje opišemo z Gompertzovim modelom. Te ugotovitve nam omogočajo dimenzioniranje industrijskega biofermentorja.
Keywords: kefir, kefirna zrna, fermentacija, CO2, kinetika, šaržni bioreaktor
Published in DKUM: 26.09.2013; Views: 2364; Downloads: 151
Full text (1,53 MB) |
13. UČINKI POGOJEV GOJENJA NARAVNE STARTER KULTURE V MLEKU NA VSEBOST NASTALEGA OGLJIKOVEGA DIOKSIDANatalija Borinc, 2013, undergraduate thesis Abstract: Z raziskavami smo določali vpliv bioprocesnih parametrov na proizvodnost celokupnega CO2 med fermentacijo kefirja. Eksperimente smo izvajali v laboratorijskem šaržnem reaktorju RC1, opremljenim z merilnikoma koncentracije CO2 v tekoči in plinski fazi. Posamezna fermentacija je trajala 48 h.
Naše eksperimentalno delo je bilo sestavljeno iz treh delov. V prvem in drugem delu smo merili koncentracijo CO2 v plinu in tekočem mediju pri različnih temperaturah ter vrtilnih frekvencah mešala. Nato smo izračunali celokupno koncentracijo CO2. V tretjem delu smo izbrali najprimernejši kinetični model ter proučevali vpliv temperature in mešanja fermentacijskega medija na potencialno maksimalno koncentracijo CO2, maksimalno proizvodnost CO2 ter trajanje lag faze. Kinetične parametre smo izračunali za plinsko in tekočo fazo ter za celokupni proizvedeni CO2. Pri vseh eksperimentih smo beležili prirast mase kefirnih zrn.
Določili smo matematično zvezo odvisnosti koncentracije celokupnega CO2 od dveh bioprocesnih parametrov, temperature in vrtilne frekvence mešala. Model nam omogoča nadzorovan potek fermentacije in s tem uravnavanje koncentracije CO2 na želen nivo.
Keywords: kefir, fermentacija, celokupna proizvodnost CO2, kinetični model
Published in DKUM: 26.09.2013; Views: 2188; Downloads: 158
Full text (2,21 MB) |
14. VPLIV BIOPROCESNIH PARAMETROV NA PROIZVODNJO CO 2 MED FERMENTACIJO LAKTOZE V MLEKUJasna Groman, 2012, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je opisan postopek določanja vpliva bioprocesnih parametrov na proizvodnost CO2 pri fermentaciji laktoze v mleku. Eksperimente smo izvajali v šaržnem reaktorju, opremljenim z merilnikom CO2, ki je bil priklopljen na osebni računalnik, s katerim smo lahko 24 h beležili vsebnost CO2 v reaktorju.
Laboratorijski del raziskav je bil sestavljen iz štirih sklopov. V prvem smo določili okvirno koncentracijo CO2 pri predhodno določenih optimalnih pogojih za rast zrn ter izbrali najprimernejši kinetični model. V drugem sklopu smo proučevali vpliv temperature fermentacije na proizvodnost CO2, maksimalno končno koncentracijo CO2 in dolžino lag faze.
Tudi v tretjem in četrtem sklopu smo določali te tri kinetične parametre. Spreminjali smo koncentracijo glukoze v fermentacijskem mediju in vrtilno frekvenco mešala. Hkrati smo v vseh sklopih zasledovali tudi prirast mase kefirnih zrn.
Rezultati raziskav nam omogočajo izbiro pravilne kombinacije nivojev bioprocesnih parametrov za izbrano proizvodnost CO2. Na osnovi določenih kinetičnih parametrov bi v nadaljevanju lahko dimenzinirali industrijski biofermentor.
Keywords: kefir, fermentacija, proizvodnost CO2, bioprocesni parametri, kinetični model
Published in DKUM: 05.10.2012; Views: 2076; Downloads: 165
Full text (1,76 MB) |
15. OPTIMIRANJE BIOPROCESNIH PARAMETROV PROIZVODNJE ETANOLA IN KEFIRANA Z MIKROBIOTO KEFIRNIH ZRNKatja Zajšek, 2012, doctoral dissertation Abstract: Doktorska disertacija je sestavljena iz dveh sklopov, ki obravnavata področje proizvodnje tradicionalnega kefirja s kavkaškimi kefirnimi zrni. Prvi je optimiranje bioprocesnih parametrov proizvodnje etanola med fermentacijo kefirja, drugi pa optimiranje proizvodnje kefirana v kefirnih zrnih.
Uvodoma smo v disertaciji proučili vpliv časa aktivacije kefirnih zrn na spremembe vrednosti pH kefirja in na proizvodnjo etanola med fermentacijo kefirja. Upadanje pH vrednosti kefirja smo med 24 h fermentacijo uspešno opisali s predlaganim matematičnim, eksponentnim pH modelom. Poleg tega smo proučili vpliv časa aktivacije kefirnih zrn na zvezo med številom kvasovk v zrnih in kefirju in proizvedenim etanolom. Rezultati so pokazali, da zrna, ki jih aktiviramo dalj časa, vsebujejo večje število kvasovk in proizvedejo več etanola kot zrna, ki so aktivirana le nekaj dni. Število kvasovk v kefirju je z daljšanjem časa aktivacije zrn naraščalo.
S kinetičnimi modeli, katerih razvoj je vzpodbudila povečana industrijska uporaba fermentacije, lahko opišemo rast mikroorganizmov, proizvodnjo produktov in porabo substratov tako v naravnih ekosistemih, kakor tudi pri določenih procesnih pogojih. Tako smo z ne-strukturiranim matematičnim modelom opisali kinetične osnove proizvodnje etanola med šaržno fermentacijo kefirja. V ta namen smo proučili kinetiko rasti kefirnih zrn in proizvodnje etanola. Eksperimentalne podatke, pridobljene s serijo šaržnih fermentacij, izvedenih pri temperaturi 21 °C, začetni masni koncentraciji kefirnih zrn 42 g/L in izbranih časih fermentacije znotraj časovnega intervala (0–89) h, smo uporabili za ocenitev vrednosti kinetičnih parametrov in potrditev veljavnosti predlaganih sigmoidnih modelov. Rast kefirnih zrn smo opisali z logističnim modelom, proizvodnjo etanola pa z modificiranim Gompertzovim modelom. Ugotovili smo, da predlagana modela dobro opišeta kinetiko fermentacije kefirja glede na rast kefirnih zrn in proizvodnjo etanola in da se lahko uporabita za razvoj in optimizacijo bioloških procesov proizvodnje etanola.
Nadalje smo razvili matematični model za kinetiko proizvodnje etanola med fermentacijo kefirja kot funkcijo temperature in časa. Vpliv temperature in časa fermentacije, na vrednost biokinetičnih parametrov proizvodnje etanola, smo opisali z modificiranim Gompertzovim modelom. Vrednost bioloških kinetičnih parametrov predlaganega modela smo ocenili z uporabo metode najmanjših kvadratov na podlagi eksperimentalnih podatkov, pridobljenih s serijo šaržnih fermentacij. Ocenili smo vpliv temperature na prirast biomase kefirnih zrn ter mikrobiološko sestavo kefirja in zrn. Temperaturno odvisnost maksimalne hitrosti proizvodnje etanola smo analizirali z uporabo Arrheniusove zveze, s katero smo ocenili vrednost aktivacijske energije za proizvodnjo etanola pri fermentaciji mleka s kefirnimi zrni, ki znaša 64,3 kJ/mol. Z razvitim matematičnim modelom lahko zelo dobro opišemo dinamiko proizvodnje etanola med fermentacijo kefirja.
Prvi raziskovani sklop smo zaključili s proučevanjem vpliva časovnega presledka mirovanja mešala oz. pogostosti mešanja na proizvodnjo etanola in mikrobiološke lastnosti kefirja in kefirnega zrna. Razvili smo matematične zveze, ki opišejo razmerje med pogostostjo mešanja in (1) povečanjem prirasti kefirnih zrn v 24 h, (2) koncentracijskimi spremembami etanola med 24 h fermentacijo ter (3) pH vrednostjo kefirja po 24 h fermentaciji. Za razvite matematične modele so bile z uporabo metode najmanjših kvadrotov ocenjene vrednosti funkcijskih parametrov. Ocenili smo tudi vpliv pogostosti mešanja na število kvasovk, laktobacilov in mezofilnih MK kokov (pretežno laktokokov) v kefirju in zrnih po 24 h fermentaciji.
Drugi sklop raziskav smo usmerili v raziskovanje bioprocesnih parametrov, ki vplivajo na proizvodnjo specifičnega eksopolisaharida (EPS) kefirana, značilnega za kefirna zrna. Dokazali smo, da lahko z vodenjem procesnih pogojev gojenja zrn v mleku (temperatura, vrtilna frekvenca mešala) in sestavo fermenta
Keywords: kefir, kefirna zrna, mikrobiota kefirnih zrn, proizvodnja etanola, eksopolisaharidi, produkcija kefirana, procesni parametri, optimiranje
Published in DKUM: 13.07.2012; Views: 3978; Downloads: 308
Full text (3,42 MB) |
16. Kefir grains production - An approach for volume optimization of two stage bioreactor systemAndreja Goršek, Marko Tramšek, 2008, original scientific article Abstract: The main objective of the present study was to design a continuous two-stage bioreactor system for kefir grains production. Based on the experimental data of time-depended kefir grain mass increase and average pH profile during kefir grains batch propagation, parameters of predictive growth and exponential pH models were initially estimated. Afterwards, the non-linear programming (NLP) optimization problem for estimating the optimal volumes of two unequal in series connected continuously stirred tank bioreactors (CSTB) has been developed. The NLP problem is based on criterion of minimal total holding time (MTHT), kefir grain mass balances in CSTB and parameters of the growth and pH models. The results showed that novel kefir grains production plant with two-stage continuous operation, at capacity, qm,KG,pr=3 kgh-1 and conversion, Xo,2=0.980, would primarily require investment in two CSTB with V1=5.93 m3 and V2=5.62 m3, respectively. Technological and economical authorization for a two-stage continuous bioreactor system was mainly confirmed with a more than five times lower total bioreactor volume compared to one-stage plant.
Keywords: chemical processing, bioprocesses, milk products, kefir grains production, bioreactor design, modeling, optimization
Published in DKUM: 31.05.2012; Views: 3283; Downloads: 127
 Link to full text |
17. Analysis of growth models for batch kefir grain biomass production in RC1 reaction systemMarko Tramšek, Andreja Goršek, 2008, original scientific article Abstract: This work describes the statistical analysis of three mathematical models, modified for describing the kefir grain biomass growth curve. Experimental data of time-dependent kefir grain mass increase were used. The propagation was performed in RC1 batch reaction system under optimal bioprocess parameters (temperature, rotational frequency of stirrer, glucose mass concentration) using traditional cultivation in fresh, high-temperature, pasteurized whole fat cow's milk. We compared values of biological parameters obtained by applying the nonlinear regression of experimental data in logistic, Gompertz and Richards models. The most statistically appropriate model was determined using the seven statistical indicators. We established that the kefir grain biomass growth curve during batch propagation under optimal bioprocess conditions can be most successfully described using the Gompertz growth model.
Keywords: chemical processing, milk products, kefir grain growth, process parameters, design of experiments, modeling, mathematical models, Gompertz growth model, RC1
Published in DKUM: 31.05.2012; Views: 2990; Downloads: 135
Link to full text |
18. A novel approach for assuring and following inoculum activity during kefir grains growth studies : application of dynamic pH profilesMarko Tramšek, Andreja Goršek, 2007, original scientific article Abstract: The profiles of kefir grains growth curves strongly depend on bioprocess conditions and inoculum viability. Therefore, accurate growth curve studies require the use of optimally active kefir grains as inoculum. Accordingly, the main objective of our study was experimental optimization of classic kefir grains activation procedure and afterwards, comparison among growth curves of differently activated kefir grains. For this purpose some experiments were initially performed in computer-controlled RC1 reactor provided data of dynamic pH profiles during batch propagation of differently activated grains. Experimental data were mathematically analyzed and using the special methodology of minimizing the absolute deviation of pH(t) profiles the minimal time for grains activation was determined. We established that optimal inoculum activity could be ensured only by the kefir grains, which were previously activated at least over eleven successive days. In the second part of research the growth curve of optimally activated kefir grains was constructed using experimental measurements and fitted with Gompertz model. The present results were compared with the results obtained by our previous study, where classically activated grains were used. We established that, inspite of equal daily kefir grain mass increase, considerable difference in growth curves of differently activated kefir grains exist.
Keywords: chemical processing, kefir grains, growth curve, minimal activation time, dynamic pH profiles, Gompertz model
Published in DKUM: 31.05.2012; Views: 2134; Downloads: 121
Full text (384,93 KB)
This document has many files! More... |
19. Quantitative examination of process parameters during kefir grain biomass productionAndreja Goršek, Marko Tramšek, 2007, other scientific articles Abstract: This article examines the propagation of kefir grains in fresh HTP whole fat cows' milk, with some additions (glucose and bakers yeast). The objective of our work was an experimental determination of the various process parameters relative influence on the propagation and daily kefir grain increase mass, using the Taguchi method for experimental design. The effects of medium temperature, glucose mass concentration, bakers yeast mass concentration and the rotational frequency of the stirrer at four levels were studied. Orthogonal array layout of L16 was selected for the proposed experimental design. All experiments were performed in an automated laboratory reaction calorimeter RC1 (Mettler-Toledo) with the same milk (3.5 % fat). The gravimetric method was used to determine daily kefir grain mass increases. Relative contributions of the proposed influencing process parameters on the daily kefir grains increase mass were estimated by analysis of the variance (ANOVA). The highest increase (51.5 %) was found at the rotational frequency of the stirrer 90 (1/min), at glucose mass concentration 20 g/L, and at mediumtemperature 24 °C. Within the observed range of yeast mass concentrationthis process parameter was found to be insignificant compared to others. The rotational frequency of the stirrer has the highest relative influence on the daily kefir grains increase mass (37.3 %) while glucose mass concentration and medium temperature have lower ones, 18.8 % and 9.9 %, respectively. The remaining fraction represents error influence. The main reason for its relatively high value (34.0 %) is that kefir grains are bulky and awkward to handle. This fact confirms the importance of optimal kefir grains production management.
Keywords: chemical processing, milk products, kefir, kefir grain growth, process parameters, design of experiments, Taguchi method, RC1
Published in DKUM: 31.05.2012; Views: 2979; Downloads: 51
Link to full text |
20. EKSPERIMENTALNO DOLOČANJE VPLIVA PROCESNIH PARAMETROV PROIZVODNJE KEFIRNIH ZRN S STATISTIČNO METODOAleksander Rauter, 2009, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu opisujemo eksperimentalni potek določanja optimalnih procesnih parametrov za proizvodnjo kefirnih zrn in določitev prispevka posameznih procesnih parametrov pri optimalnih rastnih pogojih za kefirna zrna. Vse poizkuse smo opravljali v laboratorijskem šaržnem reaktorju (reakcijski kalorimeter RC1e).
Sledeč strokovni literaturi smo za optimizacijske parametre izbrali temperaturo rastnega medija, masno koncentracijo glukoze in kvasa, ter vrtilno frekvenco mešala. S pomočjo Taguchi-jeve metode smo načrtovali parcialni faktorialni eksperiment z navedenimi optimizacijskimi kriteriji. Vsak poizkus je potekal 24 ur.
Eksperimentalne rezultate smo obdelali z analizo variance, s katero smo pri idealnih rastnih pogojih kefirnih zrn določili prispevek posameznih optimizacijskih kriterijev.
V drugem delu eksperimentalnega dela smo preverili še vpliv različnih vrst kravjega mleka na prirast kefirnih zrn pri zgoraj določenih optimalnih pogojih. V strokovni literaturi smo glede tega zasledili le študije odvisnosti prirastka kefirnih zrn od vsebnosti mlečnih maščob. Rezultatov teh ugotovitev z našimi eksperimenti nismo mogli potrditi.
Keywords: kefir, kefirno zrno, optimiranje rasti, Taguchi-jeva metoda, procesni parametri
Published in DKUM: 22.12.2009; Views: 3356; Downloads: 287
Full text (1,49 MB) |
