Stanovení změn v hlízách brambor v průběhu zrání s pomocí 1H NMR

Bc. Kateřina Dvořáková

Diplomová práce

Assessment of the changes in potato tubers during ripening by 1H NMR

Anotace:

V průběhu skladování dochází v hlízách brambor k řadě změn, které se mohou projevit na nutriční a senzorické kvalitě. Správným řízením skladovacích podmínek lze tyto změny omezit. Mezi nové metody skladování patří skladování v atmosféře sycené L-karvonem, který omezuje klíčivost brambor a prodlužuje dobu skladování. Zatím však není známo, jak karvon ovlivňuje nutriční složení skladovaných brambor. Cílem práce bylo porovnání chemických změn, ke kterým došlo v průběhu skladování u konvenčního skladování brambor (v chladné místnosti a při pokojové teplotě) oproti skladování ve speciálním komerčním produktu určeném ke skladování brambor, Zembagu, s řízeným uvolňováním karvonu. Spektrometrie magnetické nukleární rezonance (NMR) umožňuje kvantitativní i kvalitativní chemickou analýzu, a je schopna kvantitativně analyzovat 30–50 metabolitů v hlízách brambor a specifikovat chemické změny, ke kterým v průběhu skladování dochází. Byl proveden experiment, kdy každých 14 dní byly brambory odebírány a analyzovány na NMR s pomocí pulzní sekvence 1d noesy s presaturací. V získaných spektrech bylo kvantifikováno celkem 26 látek v hlízách brambor, u kterých byla vyhodnocena a graficky znázorněna změna koncentrací v průběhu 5měsíčního skladování. Největší změny byly zaznamenány v hlízách skladovaných při 6 °C. Během skladování se koncentrace prolinu zvýšila 4x, glukosy dokonce 8x. Po 126 dnech skladování byla provedena senzorická analýza, která hodnotila několik parametrů. Rozdíl byl prokázán pouze u intenzity pachu a intenzity žluté barvy (p <0,05). 1H NMR analýza se ukázala jako vhodná metoda pro kvantifikaci spektra volných aminokyselin a sacharidů v hlízách brambor. Obecně lze shrnout, že v hlízách skladovaných v při pokojové teplotě (21 °C) docházelo k postupnému navyšování koncentrace téměř všech aminokyselin, s výjimkou prolinu a kyseliny asparagové. Využití Zembagu s kmínovou silicí při 6 °C mělo za následek průměrně nejmenší změny koncentrací daných látek. Je potřeba, aby byla tematika předmětem dalšího zkoumání.

Abstract:

During storage, potatoes undergo a series of changes that can affect their nutritional and sensory quality. Proper management of storage conditions can limit these changes. One new method of storage is storage in an atmosphere saturated with L-carvone, which limits potato sprouting and extends storage time. However, it is not yet known how carvone affects the nutritional composition of stored potatoes. The aim of this study was to compare the chemical changes that occurred during storage under conventional potato storage (in a cold room and at room temperature) versus storage in a special commercial product for potato storage, Zembag, with controlled release of carvone. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy allows for quantitative and qualitative chemical analysis and can quantitatively analyze 30–50 metabolites in potato tubers and specify the chemical changes that occur during storage. An experiment was conducted in which potatoes were sampled every 14 days and analyzed using NMR with 1D NOESY pulse sequence with presaturation. In the obtained spectra, a total of 26 substances in potato tubers were quantified, and changes in concentrations during 5 months of storage were evaluated and graphically represented. The largest changes were observed in tubers stored at 6 °C. During storage, the concentration of proline increased fourfold, and glucose even eightfold. After 126 days of storage, a sensory analysis was performed, which evaluated several parameters. The difference was demonstrated only in the intensity of odor and the intensity of yellow color (p <0.05). 1H NMR analysis proved to be a suitable method for quantifying the spectrum of free amino acids and carbohydrates in potato tubers. Generally, in tubers stored at room temperature (21 °C), the concentration of almost all amino acids gradually increased, with the exception of proline and aspartic acid. The use of Zembag with caraway oil at 6 °C resulted in the smallest average changes in concentrations of these substances. Further research is needed on this topic.

Klíčová slova

Nukleární magnetická rezonance, brambory, skladování

Keywords

Nuclear magnetic resonance, potatoes, storage

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 16. 5. 2023
• Vedoucí: doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.
• Oponent: Olga Leuner, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program:
Kvalita potravin a zpracování zemědělských produktů