Charakterizace vybraných odrůd brambor z hlediska obsahu kadmia a selenu

Bc. Nikola Šulcová

Diplomová práce

The characterization of selected potatoe varieties in terms of cadmium and selenium

Anotace:

Brambory byly do Evropy přivezeny v druhé polovině 16. století, ale k jejich rozšíření došlo až v období válek, neúrody obilí a hladu. Dnes jsou nedílnou součástí jídelníčku nejen českého obyvatelstva. To dokládá fakt, že průměrná roční spotřeba brambor v roce 2010 v České republice činila 67,3 kg na obyvatele a celosvětová produkce každoročně roste. Hlízy brambor jsou významným zdrojem vitamínů, minerálních látek, antioxidantů a dalších příznivě působících bioaktivních látek v lidské výživě. Mezi hlavní antioxidanty brambor se řadí polyfenoly, askorbová kyselina, karotenoidy, tokoferoly, alfa-lipoová kyselina a selen. V posledních letech se zvyšuje zájem o barevné odrůdy (brambory s fialovou či červenou dužninou), u kterých byla zjištěna výrazně vyšší antioxidační aktivita ve srovnání s bramborami se žlutou či bílou dužninou a tak možný vyšší příznivý vliv na lidské zdraví. Kvalita hlíz brambor je ovlivněna stavem životního prostředí. Jak prvky toxické, tak i prvky esenciální přestupují z půdy do rostlin a následně se stávají nedílnou součástí jídelníčku lidí. V diplomové práci je pozornost věnována toxickému prvku kadmiu, jehož sloučeniny jsou klasifikovány jako lidské karcinogeny, a esenciálnímu prvku selenu, který má v lidském těle nezastupitelnou roli. Literární rešerše se zabývá teoretickými poznatky o bramborách, dále dvěma vybranými prvky, a to esenciálním selenem a toxickým kadmiem. V experimentální části byla pozornost věnována barevným odrůdám brambor, pěstovaných na pracovišti VÚB Havlíčkův Brod, s.r.o. ve Výzkumné stanici Valečov, u kterých byl stanoven celkový obsah kadmia a selenu a byl popsán vliv odrůd na kumulaci těchto dvou prvků. Bylo zjištěno, že ve vybraných barevných odrůdách brambor pěstovaných za daných podmínek se nevyskytují vysoké obsahy toxického kadmia ani esenciálního selenu, a že odrůda má jednoznačný vliv na průměrné obsahy kadmia a selenu v hlízách barevných odrůd brambor. Dále byl stanoven v dužnině barevných odrůd brambor obsah selenu ve vodním extraktu, celkový obsah ve vodě rozpustných proteinů a pomocí metody HPLC byl identifikován výskyt glutathionu a vybraných aminokyselin. Byla zjištěna velmi nízká extrahovatelnost selenu do vodného roztoku (méně než 1 % celkového selenu) a dále bylo identifikováno významné zastoupení aminokyselin serin, histidin, valin, lyzin, leucin, izoleucin a fenylalanin ve vybraných barevných odrůdách brambor. Pomocí statistických metod byly prokázány významné odrůdové rozdíly v průměrném obsahu ve vodě rozpustném proteinu a v průměrném obsahu glutathionu v redukované formě v dužnině barevných odrůd brambor.

Abstract:

Potatoes were brought to Europe in the second half of the 16th century, but their expansion occurred during the wars, grain crop failure and famine. Today they are an inseparable part of the diet worldwide. In fact the average annual consumption of potatoes amounted to 67.3 kg per capita in 2010 in the Czech Republic and global production is growing every year. Potato tubers are an important source of vitamins, minerals, antioxidants and other bioactive compounds, which have beneficial effects on human nutrition. The main antioxidants of potatoes are polyphenols, ascorbic acid, carotenoids, tocopherols, alpha-lipoic acid and selenium. In recent years there is an increasing interest in colored varieties (potatoes with purple or red flesh). These have a significantly higher antioxidant activity compared with the potatoes with yellow or white flesh and therefore they have potential higher beneficial effect on human health. The quality of potato tubers is influenced by the state of the environment. All elements (toxic and essential elements) transit from soil to plants and consequently they become an integral part of the diet. This thesis is aimed to toxic element cadmium and essential element selenium. The compounds of cadmium are classified as human carcinogens and element selenium is irreplaceable in the human body. Review of literature deals with theoretical knowledge of potatoes, then two selected elements, these are essential selenium and toxic cadmium. The experimental part was focused on the colored varieties of potatoes grown in the workplace VÚB Havlíčkův Brod, s. r. o., research station Valečov. There was determined the total content of cadmium and selenium and there was described the influence of varieties on the accumulation of these two elements in this research. It was found the fact that selected color varieties of potatoes grown under these conditions do not content high levels of toxic cadmium or essential selenium and that the variety has clear influence on the average content of cadmium and selenium in tubers of colored potato varieties. Furthermore, selenium content in the water extract and the total content of water-soluble proteins were determined in the flesh colored potato varieties. Selected amino acids and glutathione were identified using the HPLC method. There was a very low extractability of selenium into aqueous solution (less than 1% of total selenium) and there was identified significant representation of amino acid in the selected colored varieties of potatoes. The identified amino acids include: serine, histidine, valine, lysine, leucine, isoleucine and phenylalanine. The statistical methods demonstrated significant varietal differences in the average content of water-soluble protein and in the average content of glutathione in reduced form in the flesh colored potato varieties.

Klíčová slova

brambory, kadmium, proteiny, selen

Keywords

potatoes, selenium, cadmium, proteins

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 4. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Hana Vodičková, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

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