Stanovení prekurzorů tvorby akrylamidu v pšenici metodou 1H NMR

Bc. Karolína Nováková

Diplomová práce

Determination of acrylamide formation precursors in wheat by 1 H NMR method

Anotace:

Akrylamid je zdravotně škodlivá látka, která vzniká během Maillardovy reakce, při které reaguje aminokyselina asparagin s redukujícími cukry (glukosa, fruktosa, sacharosa) vlivem tepelných úprav nad 120 °C. Spektroskopie 1H NMR je vysoce moderní a informačně bohatá metoda s velkým potenciálem v oblasti potravinářství.Cílem práce bylo kvantifikovat obsah asparaginu, glukosy, fruktosy a sacharosy, jako prekurzory vzniku akrylamidu v českých odrůdách pšeničné mouky. Dále stanovit vliv následujících faktorů: odrůdy, kategorie pekařské kvality a stanoviště na úroveň a vzájemný poměr prekurzorů s ohledem na možnou tvorbu akrylamidu u pekařských výrobků.Bylo hodnoceno 27 vzorků pšenice ozimé (Triticum aestivum) ze stanic Vysoká u Příbramě, Čáslav a Lednice na Moravě, sklizených v roce 2017. Vzorky byly děleny dle následujících kategorií pekařské jakosti: E, A, B, C a odrůd: Annie, Bernstein, Dagmar, Fakir, Pankratz, Gordian, Hyfi, Bonanza a Frisky. Naměřeno bylo 128 skenů 1D noesy spektrum na Bruker Avance III s frekvencí 500,23 MHz. Data byla zpracována v softwarech Topspin 3.5 pl7, Chenomx 8.4 a MNova 12. Statistické zpracování bylo provedeno v programech MetaboAnalyst 4.0 s využitím metod analýzy hlavních komponent (PCA) a diskriminační analýzy částečných nejmenších čtverců (PLS-DA) a SPSS Statistics 24.0 s využitím Kruskal-Wallisova testu.Prekurzory akrylamidu lze kvantitativně stanovit metodou 1H NMR. Během měření bylo touto metodou identifikováno celkem 39 sloučenin. Vzorky se dle chemometrie lišily, i když obsah prekurzorů akrylamidu nebyl ovlivněn sledovanými faktory (odrůda a lokalita), pouze v případě faktoru pekařské kvality byl zjištěn vliv sacharosy. Sacharosa byla dle KruskalWallisova testu rozdílná mezi skupinami pekařské kvality B a E. Vzorky ze stanice Lednice se výrazně lišily od vzorků z Vysoké a Čáslavi, avšak ne v prekurzorech akrylamidu. Metoda NMR nabízí zajímavé možnosti analýzy pro vstupní kontroly pšeničné mouky.

Abstract:

The Acrylamide is a harmful coumpound formed during the Maillard reaction, in which the amino acid asparagine is reacting with reducing sugars (glucose, fructose, sucrose) due to heat treatments above 120°C. The 1H NMR spectroscopy is a modern and information-rich method with high potential in the food industry. The aim of this thesis was to quantify the content of asparagine, glucose, fructose and sucrose as precursors of acrylamide formation in Czech wheat flour varieties. Another aim was to determine the impact of the following factors: varieties, baking quality categories and location on the level and ratio of precursors with regard to the possible formation of acrylamide in bakery products. 27 common wheat (Triticum aestivum) samples from Vysoká u Příbramě, Čáslav and Lednice na Moravě harvested in 2017 were evaluated. Samples were divided according to the following baking quality categories: E, A, B, C and varieties: Annie, Bernstein, Dagmar, Fakir, Pankratz, Gordian, Hyfi, Bonanza, and Frisky. 128 scans of 1D noesy spectrum were measured on a Bruker Avance III with a frequency of 500.23 MHz. Data were processed in Topspin 3.5 pl7, Chenomx 8.4 and MNova 12 software. Statistical processing was performed in MetaboAnalyst 4.0 using Principal Component Analysis (PCA) and Partial least squaresdiscriminant analysis (PLS-DA) and SPSS Statistics 24.0 using Kruskal-Wallis test.Acrylamide precursors can be quantitatively determined by the 1H NMR method. During the measurement, 39 compounds were identified by this method. Samples differed according to chemometrics, although the content of acrylamide precursors was not influenced by the monitored factors (varieties and location), only the influence of sucrose was found in the baking quality factor. Sucrose according to the Kruskal-Wallis test was different between the B and E baking quality categories. The samples from Lednice area differed significantly from samples from Vysoká and Čáslav areas. The NMR method offers interesting options for analysis for the input control of wheat flour.

Klíčová slova

pšenice, odrůdy, akrylamid, aminokyseliny

Keywords

wheat, varieties, acrylamide, amino acids

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Oldřich Faměra, CSc.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / obor:
Výživa a potraviny / Výživa a potraviny