Stanovení profilu mastných kyselin vybraných obilovin a jejich odrůd

Bc. Anna Šafránková

Master's thesis

Determination of the fatty acid profile in selected cereals and their varieties

Abstract:

Obiloviny jsou základní složkou lidské stravy a tvoří téměr polovinu denní přijaté energetické hodnoty. Obiloviny hrají významnou roli v lidské stravě po celém světě a jsou základem mnoha jídel a pokrmů, což z nich činí nezbytnou součást každodenního stravování. Přestože obsah lipidů v obilovinách je poměrně nízký, zastupují významnou část obilných zrn. Udržují strukturální stabilitu a funkčnost buněčné membrány a jsou nezbytné pro vstřebávání vitamínů rozpustných v tucích. V rámci cereální technologie lipidy a jejich mastné kyseliny pozitivně ovlivňují strukturu a chuť obilných produktů. Teoretická část práce se důkladně zaměřovala na rozbor lipidů a mastných kyselin, jejich význam ve výživě, včetně nutričního hodnocení mastných kyselin a jejich přítomnosti v potravinách. Dále se zabývala vybranými obilovinami a pseudoobilovinami, jako jsou pšenice, žito, ječmen, oves a triticale, včetně jejich anatomické stavby, chemického složení aobsahu mastných kyselin. Práce také zkoumala vliv lipidů a mastných kyselin na technologické zpracování obilovin a změny složení obilovin vlivem různých zpracovatelských postupů. Hlavním cílem diplomové práce bylo stanovení profilu mastných kyselin v obilovinách a jejich odrůdách pomocí plynové chromatografie s hmotnostní detekcí (GC-MS). Identifikace jednotlivých mastných kyselin ze vzorků byla provedela pomocí standardu Food Industry FAME Mix, který obsahoval 37 standardních methylesterů mastných kyselin. K vyhodnocení výsledků byla využita metoda vnitřní normalizace a mastné kyseliny byly vyjádřeny v procentuálním zastoupení. Pro stanovení profilu mastných kyselin bylo vybráno devět vzorků odrůd pšenice seté ozimé (Triticum aestivum), pět pšenice špaldy (Triticum spelta) apět tritordea (Tritordeum martinii). Dále jeden vzorek pšenice jednozrnky (Triticum monococcum) odrůdy Rumona a pšenice dvouzrnky (Triticum dicoccum) odrůdy Rudico. Soubor uvedených obilovin byl doplněný o jeden vzorek Kernzy (Thinopyrum intermedium), a to z toho důvodu, že se Kernza stává stále více populární alternativou k tradičním obilovinám. Z výsledků diplomové práce bylo zjištěno, že existují statisticky významné rozdíly v profilu mastných kyselin mezi jednotlivými obilovinami a jejich odrůdami. Rozdíly v profilu mastných kyselin obilovin mohou ovlivnit jejich kvalitu a výživovou hodnotu potravin. To může být důležité při vývoji nových potravin, v dietetice a ve výzkumu v oblasti výživy a zdraví. Vybraný soubor obilovin obsahoval nejvíce zastoupenou mastnou kyselinu linolovou (C18:2 cis-9,12) (48,32–56,68 %), dále téměř u všech obilovin následovala kyselina olejová (C18:1 cis-9) (12,32–25,77 %) a palmitová (C16:0) (13,76–16,31 %). Ze souboru analyzovaných obilovin dominoval nejvyšší obsah kyseliny linolové u pšenice seté ozimé (56,68 ± 2,31 %), kyseliny olejové u pšenice jednozrnky (25,77 ± 0,25 %) a palmitové u pšenice seté ozimé (16,31 ± 0,95 %). Oproti ostatním obilovinám tritordeum a pšenice setá ozimá obsahovaly větší množství kyseliny palmitové a kyselina olejová dominovala až na třetím místě. Mezi odrůdami pšenice seté ozimé odrůda Zora obsahovala nejvíce kyseliny linolové (58,87 ± 0,15 %), pšenice špaldy odrůda Raisa (53,77 ± 0,28 %) a tritordea odrůda Coique (57,07 ± 0,32 %). Co se týče kyseliny olejové dominovala u pšenice seté ozimé odrůda Butterfly (15,78 ± 0,47 %), pšenice špaldy odrůda Serpentin (23,16 ± 0,46 %) a tritordea odrůda HT444 (16,19 ± 0,17 %). Nejvyšší obsah kyseliny palmitové byl zaznamenán u pšenice seté ozimé odrůdy Tengri (17,94 ± 0,06 %), pšenice špaldy odrůdy Rubiota (14,92 ± 0,09 %) a tritordea odrůdy HT444 (16,93 ± 0,02 %). Pro nutriční porovnání jednotlivých obilovin a odrůd

Abstract:

byly stanoveny obsahy mastných kyselin dle stupně nasycení (SFA, MUFA a PUFA) a bylo vyhodnoceno jejich procentuální zastoupení. U stanoveného obsahu PUFA byl také kladen důraz na obsah nutričně cenných n- 3 a n-6 mastných kyselin. V rámci obilovin nutričně dominovala pšenice jednozrnka. Při porovnání jednotlivých odrůd v rámci botanického druhu vynikala u pšenice seté ozimé odrůda Zora, pšenice špaldy odrůda Serpentin a tritordea odrůda HT444.

Abstract:

Cereals are an essential component of the human diet and account for almost half of the daily energy intake. They play an important role in the human diet worldwide and are the basis of many meals and dishes. Although the lipid content of cereals is relatively low, they form a significant part of cereal grains. They maintain the structural stability and functionality of the cell membrane and are essential for absorbing soluble vitamins. In cereal technology, lipids and their fatty acids positively influence the structure and taste of cereal products. The theoretical part of the thesis focuses thoroughly on the analysis of lipids and fatty acids and their importance in nutrition, including the nutritional evaluation of fatty acids and their presence in foods. It also covers selected cereals and pseudocereals such as wheat, rye, barley, oats, and triticale, as well as their anatomical structure, chemical composition, and fatty acid content. The diploma thesis also investigates the effect of lipids and fatty acids on the technological processing of cereals and the changes in cereal composition due to different processing procedures. The thesis's main objective was to determine cereals' fatty acid profile and their varieties using gas chromatograph-mass spectrometry (GC-MS). Identification of individual fatty acids from the samples was performed using the Food Industry FAME Mix standard, which contained 37 standard fatty acid methyl esters. The internal normalisation method was used to calculate the results and the fatty acids were expressed as percentages. Nine samples of winter wheat (Triticum aestivum), five of spelt (Triticum spelta) and five of tritordeum (Tritordeum martinii) were selected for fatty acid profiling. In addition, one sample of einkorn wheat (Triticum monococcum) of the variety Rumona and one of emmer wheat (Triticum dicoccum) of the variety Rudico. One sample of Kernza (Thinopyrum intermedium) was added to the set of cereals mentioned above because Kernza is becoming an increasingly popular alternative to traditional cereals. The thesis results found statistically significant differences in the fatty acid profile of cereals and their varieties. Differences in the fatty acid profile of cereals can affect their quality and nutritional value. This may be important in the development of new foods, in dietetics, and in nutrition and health research. As a result of the thesis, it was found that there were statistically significant differences in the fatty acid profile between the cereals and their varieties. The selected set of cereals contained the most abundant fatty acid, linoleic acid (C18:2 cis-9.12) (48.32-56.68 %), followed by oleic acid (C18:1 cis-9) (12.32-25.77 %) and palmitic acid (C16:0) (13.76-16.31 %) in almost all cereals. Of the cereals analysed, winter wheat had the highest linoleic acid content (56.68 ± 2.31 %), followed by oleic acid in einkorn (25.77 ± 0.25 %) and palmitic acid in winter wheat (16.31 ± 0.95 %) and compared to the other cereals, tritordeum and winter wheat contained higher amounts of palmitic acid and oleic acid dominated only in third place. Winter wheat variety Zora contained the highest linoleic acid content (58.87 ± 0.15 %), spelt variety Raisa (53.77 ± 0.28 %) and tritordeum variety Coique (57.07 ± 0.32 %). In terms of oleic acid, winter wheat was dominated by the variety Butterfly (15.78 ± 0.47 %), spelt variety Serpentine (23.16 ± 0.46 %) and tritordeum variety HT444 (16.19 ± 0.17 %). The highest palmitic acid content was recorded in the winter wheat variety Tengri (17.94 ± 0.06), spelt variety Rubiota (14.92 ± 0.09 %) and tritordeum variety HT444 (16.93 ± 0.02 %). The fatty acid contents, according to the degree of saturation (SFA, MUFA, and PUFA), were determined, and their percentages were evaluated for nutritional comparison with the cereals and varieties. For the PUFA content determined, emphasis was also placed on the content of nutritionally valuable n-3

Abstract:

and n-6 fatty acids. Within the cereals, einkorn wheat was nutritionally dominant. When comparing individual varieties, the outstanding varieties were winter wheat Zora, spelt Serpentin and tritordeum HT444.

Keywords

lipidy, mastné kyseliny, obiloviny, plynová chromatografie

Keywords

lipids, fatty acids, cereals, gas chromatography

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ing. Lucie Jurkaninová, Ph.D.
• Reader: Luboš Paznocht, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition