Stanovení vybraných prvků v kávě metodou instrumentální fotonové aktivační analýzy

Zuzana Melicharová

Master's thesis

Determination of selected elements in coffee by photon activation analysis

Abstract:

Káva je nápojem konzumovaným po celém světě s dlouholetou tradicí. Z důvodu časté konzumace kávy je důležité znát její vliv na zdraví organismu. Káva obsahuje přes tisíc různorodých chemických sloučenin a mezi nejznámější z nich patří kofein a chlorogenová kyselina. Tyto dvě sloučeniny již byly zkoumány v mnohých studiích, ve kterých byly prokázány jejich pozitivní účinky na lidský organismus. Káva dále obsahuje až 5 % minerálních látek v sušině, které se do ní dostávají prostřednictvím kávovníku v průběhu růstu z okolního prostředí. Obsah minerálních látek je dále ovlivněn způsobem zpracování kávových zrn. Obsah prvků v šálku kávy závisí i na samotné přípravě nápoje. Z důvodu časté konzumace kávy a obsahu minerálních látek v ní vyvstaly hypotézy, zda jsou obsažené prvky nutričně významné, či zda jsou rizikové a snižují tak přínos kávy ve stravě člověka. Pro analýzu bylo vybráno 37 vzorků kávy odrůdy arabica (Coffea arabica). Vybrané vzorky káv byly analyzovány pomocí instrumentální fotonové aktivační analýzy (Instrumental Photon Activation Analysis – IPAA), což je nedestruktivní radioanalytická metoda. Experiment byl proveden v laboratořích Ústavu jaderné fyziky AV ČR, v.v.i., aktivace vzorků byla provedena na mikrotronu MT-25. Cílem této práce bylo stanovit vybrané prvky v mleté kávě, které jsou pro člověka nutričně významné, nebo jsou rizikové, toxické. Mezi stanovenými prvky nebyl žádný, který by byl pro organismus člověka rizikový. Rizikové prvky byly pod mezí detekce metody IPAA a nebylo tak možné jejich přítomnost s jistotou potvrdit. Mezi osmi stanovenými prvky byly nutričně významné prvky, které jsou biogenními prvky (draslík, hořčík, vápník, mangan, železo a chlor), prvky zkoumanými pro svůj pozitivní vliv na organismus (rubidium) a prvky v organismu téměř netečnými (titan).

Abstract:

Coffee is a beverage consumed all around the world with a long tradition. It is important to know the effect on the health due to the frequent consumption of it. Coffee contains over a thousand different chemical compounds. The most known are caffeine and chlorogenic acid. These two compounds have already been studied in many studies which have shown their positive effects on the human body. Coffee also contains up to 5% of minerals in the dry matter which enter through the coffee tree plant during growth from the environment. The content of mineral substances is also influenced by the method of grain processing. The content of the elements in a cup of coffee depends on the preparation of the drink itself. Due to the frequent consumption of coffee and the content of mineral substances it is hypothesized whether contained elements are nutritionally important or are risky and thus they reduce the benefits of coffee in the human diet. 37 samples of coffee arabica were selected for the analysis. These selected coffee samples were analyzed using Instrumental Photon Activation Analysis (IPAA), a non-destructive radioanalytical method. The experiment was performed in the laboratories of Nuclear Physic Institute of the Czech Academy of Sciences, p.r.i., the activation of the samples was performed on the MT-25 microtron. The aim of the work was to determine selected elements in ground coffee which are nutritionally important for humans or are risky, toxic. There was no element that would be risky for the human organism. The risk elements were below the detection limit of the IPAA method and it was not possible to certainty confirm their presence with certainty. Among the eight identified elements were nutritionally important elements which are biogenic elements (potassium, magnesium, calcium, manganese, iron and chlorine), elements examined for their positive effect on the organism (rubidium) and elements almost inert in the organism (titanium).

Keywords

prvky, káva, IPAA, mikrotron

Keywords

coffee, elements, IPAA, microtron

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Ivana Krausová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food Quality and Processing of Agricultural Products