Moderní postupy hodnocení kvalitativních parametrů potravin
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předložená práce se zabývá studiem antioxidačních a radikál-zhášejících vlastností a dalších charakteristik vybraných ekologických a konvenčních potravin (vína, špaldové mouky), jako možných markerů vhodných pro jejich jednoznačnou diferenciaci. Část práce je věnována studiu stability vybraných ovocných šťáv v průběhu skladování v závislosti na různých technologických postupech. V obou případech byla ke studiu stability a antioxidačních vlastností prioritně využita kombinace metod EPR a UV/VIS spektroskopie. Kde to bylo účelné, byla využita také AAS, HPLC a elektroforéza. Statistické metody, zejména metody vícerozměrné statistiky byly aplikovány s cílem komplexně zpracovat všechna experimentální data, a také posoudit vliv produkčních a technologicko-zpracovatelských operací na antioxidační status potravin. Kvalitativní analýza slovenských a zahraničních biovín a konvenčních vín prokázala, že antioxidační vlastnosti vín jsou ovlivňovány způsobem produkce, ale i ročníkem a odrůdou. Jako nejvhodnější markery využitelné na diferenciaci slovenských vín lze na základě statistické analýzy označit parametry AAE, kTEMPOL a %RS. Úspěšnost diferenciace biovín a konvenčních vín dosáhla v případě bílých vín 100%, u červených pak 95.2%. S vysokou úspěšností byla také provedena diferenciace slovenských vín od vín zahraniční produkce. Sledované parametry špaldových mouk jsou různou měrou ovlivňovány rokem produkce, ale i původem, odrůdou, produkčním systémem a způsobem ošetření pšenice špaldy, i když tento vliv se na základě získaných údajů jeví jako málo významný. Rovněž bylo prokázáno, že druh extrakčního činidla výrazně ovlivňuje složení extraktů, včetně koncentrace polyfenolů a flavonoidů (tzv. funkčních složek). Jako nejúčinnější extrahovalo lze označit směs 50% etanol/voda. I když výsledky jednotlivých spektroskopických analýz odhalily značnou variabilitu a často nejednoznačné rozdíly mezi jednotlivými vzorky vín, resp. mouk, zjištěné rozdíly jsou dostačující pro jejich úspěšnou diferenciaci podle zvolených kritérií. Součástí práce bylo i studium vlivu změn ve výrobních postupech (aplikace dusíkové atmosféry ve vybraných částech výrobního procesu v kombinaci s využitím uzávěrů na bázi zhášečů kyslíku) na antioxidační a radikál-zhášející vlastnosti 100% ananasových šťáv s kousky ananasu a 100% pomerančových šťáv s dužinou. Výsledky prokázaly, že antioxidační aktivita šťáv se výrazně mění v závislosti na podmínkách skladování (teplota, doba skladování, světelný režim), ale je ovlivněna i regionálním původem, odrůdou nebo kvalitou použitého ovoce. Z dosažených výsledků vyplývá, že ani aplikace dusíkové atmosféry v kombinaci s aktivními obalovými materiály nemusí být schopná oxidační změny probíhající ve šťávách eliminovat, avšak u takto vyrobených šťáv lze lépe predikovat změny antioxidačních vlastností v průběhu skladování. Na základě výsledků práce lze konstatovat, že metodu EPR spektroskopie lze využít na rozlišování potravin podle způsobu produkce buď samostatně, nebo v kombinaci s UV/VIS spektroskopií s využitím metod multivariační statistiky. Kombinace těchto metod může být také použita na posouzení stability ovocných šťáv, jako účelné se ukazuje komplexní hodnocení vlastností studovaných vzorků také jinými analytickými metodami.
Antioxidant properties and some other characteristics of selected organic and conventional products (wine, spelt flours) were evaluated in view of their potential utilization as markers suitable for food unambiguous differentiation according to the affiliation to production system. Beside these, study of fruit juices stability during storage in dependence on different technological procedures of juice processing was performed. In both cases, combination of dominantly EPR and UV/VIS spectroscopy but also other methods (e.g., HPLC, AAS, electrophoresis) was applied to evaluate the stability and antioxidant properties of selected samples. Statistical methods, especially methods of multivariate statistics were used to assess the influence of production and technological-processing operations on antioxidant status of foods and their selected characteristics. Qualitative analysis of Slovak and foreign organic and conventional wines proved that their antioxidant properties are influenced by production system, vintage and variety. On the basis of statistical analysis, descriptors of AAE, kTEMPOL and %RS were selected as the most powerful markers for Slovak organic and conventional wines discrimination. The discrimination of white and red organic and conventional wines possessed 100% and 95.2% correctness, respectively. High correctness of differentiation of Slovak and foreign wines was also achieved. Monitored descriptors of antioxidant activity of spelt flours varied in dependence on season, origin, variety, production system and depend also on way of spelt treatment, although this effect is not so significant. It was also confirmed that the type of extraction agent substantially affects the composition of extracts including polyphenols and flavonoids concentration, affecting thus also their antioxidant activity. Mixture of 50% ethanol/water was selected as the most promising extraction system. Although the results of individual spectroscopic assays revealed high variability and often ambiguous trends, the differences found were sufficient for successful differentiation of both wines and spelt flour samples according to the selected criteria by multivariate statistical processing of the data. Influence of changes in technological procedures of fruit juice processing (nitrogen atmosphere application, utilization of caps with oxygen scavengers) on radical-scavenging properties of 100% pineapples juices with pieces of pineapple and 100% orange juices with pulp was assessed as well. Results obtained proved that antioxidant activity of juices varied in dependence on storage conditions (temperature, storage time, light exposure) and depends also on origin, variety and quality of fruit used. However, the application of nitrogen atmosphere and active packaging materials is not sufficient enough to eliminate the oxidation reactions in juices, but changes in antioxidant activity are better predictable. It can be concluded that EPR spectroscopy could be effectively applied for wines and spelt flours differentiation according to the way of production and to assess the stability of food products, either alone or in combination of UV/VIS spectroscopy and the other methods, utilizing multivariate statistics for processing of experimental data.
Antioxidant properties and some other characteristics of selected organic and conventional products (wine, spelt flours) were evaluated in view of their potential utilization as markers suitable for food unambiguous differentiation according to the affiliation to production system. Beside these, study of fruit juices stability during storage in dependence on different technological procedures of juice processing was performed. In both cases, combination of dominantly EPR and UV/VIS spectroscopy but also other methods (e.g., HPLC, AAS, electrophoresis) was applied to evaluate the stability and antioxidant properties of selected samples. Statistical methods, especially methods of multivariate statistics were used to assess the influence of production and technological-processing operations on antioxidant status of foods and their selected characteristics. Qualitative analysis of Slovak and foreign organic and conventional wines proved that their antioxidant properties are influenced by production system, vintage and variety. On the basis of statistical analysis, descriptors of AAE, kTEMPOL and %RS were selected as the most powerful markers for Slovak organic and conventional wines discrimination. The discrimination of white and red organic and conventional wines possessed 100% and 95.2% correctness, respectively. High correctness of differentiation of Slovak and foreign wines was also achieved. Monitored descriptors of antioxidant activity of spelt flours varied in dependence on season, origin, variety, production system and depend also on way of spelt treatment, although this effect is not so significant. It was also confirmed that the type of extraction agent substantially affects the composition of extracts including polyphenols and flavonoids concentration, affecting thus also their antioxidant activity. Mixture of 50% ethanol/water was selected as the most promising extraction system. Although the results of individual spectroscopic assays revealed high variability and often ambiguous trends, the differences found were sufficient for successful differentiation of both wines and spelt flour samples according to the selected criteria by multivariate statistical processing of the data. Influence of changes in technological procedures of fruit juice processing (nitrogen atmosphere application, utilization of caps with oxygen scavengers) on radical-scavenging properties of 100% pineapples juices with pieces of pineapple and 100% orange juices with pulp was assessed as well. Results obtained proved that antioxidant activity of juices varied in dependence on storage conditions (temperature, storage time, light exposure) and depends also on origin, variety and quality of fruit used. However, the application of nitrogen atmosphere and active packaging materials is not sufficient enough to eliminate the oxidation reactions in juices, but changes in antioxidant activity are better predictable. It can be concluded that EPR spectroscopy could be effectively applied for wines and spelt flours differentiation according to the way of production and to assess the stability of food products, either alone or in combination of UV/VIS spectroscopy and the other methods, utilizing multivariate statistics for processing of experimental data.
Description
Citation
TOBOLKOVÁ, B. Moderní postupy hodnocení kvalitativních parametrů potravin [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2014.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie
Comittee
prof. Ing. Peter Šimko, DrSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (člen)
doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc. (člen)
doc. RNDr. Alena Španová, CSc. (člen)
prof. Ing. Alžběta Jarošová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc., oponent (člen)
doc. Ing. František Bunka, Ph.D., oponent (člen)
Date of acceptance
2014-04-17
Defence
Předseda komise představil doktorandku a předal jí slovo, následovala cca 20 minutová powerpointová prezentace.
Doktorandka má řadu článků, 5 z nich v impaktovaných časopisech, přičemž u 4 je hlavním autorem.
Na práci byly vypracovány 4 oponentské posudky, dvě od specialisty na fyzikální chemii a 1 od specialisty v oblasti potravinářství.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení