Nutriční hodnota ovesného oleje a jeho stabilita vůči oxidaci

Šárka Jonášová

Bachelor's thesis

Nutritional value of oat oil and its stability against oxidation

Abstract:

Oves je jednoletá rostlina, která patří do čeledi lipnicovitých. Je zdrojem bílkovin, škrobu, nenasycených mastných kyselin, vlákniny, mikroživin a antioxidantů. Tato práce je založená na literární rešerši s cílem zhodnotit oxidační stabilitu ovesného oleje oproti ostatním obilovinám. Oves má nejvyšší obsah lipidů ze všech obilovin a je považován za dobrý zdroj polyenových mastných kyselin, přičemž minimálně 75 % lipidů tvoří nenasycené mastné kyseliny a z nichž polovina je esenciálních. Složení mastných kyselin je jedním z předpokladů oxidační stability lipidů, přičemž nejvíce náchylná je linolenová kyselina, následovaná linolovou a olejovou kyselinou. Složení mastných kyselin v ovsu je tvořeno převážně linolovou, olejovou a palmitovou kyselinou. Oves společně s rýží a čirokem obsahuje menší množství linolové a linolenové kyseliny, ale větší množství olejové kyseliny než pšenice, ječmen, triticale, proso a kukuřice. Oves je zdrojem mnoha antioxidantů jako jsou vitamin E, fytová kyselina, fenolové sloučeniny a avenanthramidy, v menší míře flavonoidy a steroly. Předpokládá se, že tyto látky pomáhají stabilizovat tuky a oleje proti oxidaci a zároveň mají různé zdravotní účinky. Antioxidanty mají schopnost darovat atom vodíku nebo elektron, chelatovat ionty kovů nebo vychytávat volné radikály a tím mohou zpomalit či zastavit oxidaci mastných kyselin. Obsah antioxidantů může záviset na odrůdě ovsa, může být ovlivněn i typem použitého extrakčního rozpouštědla a typem stanovení. Záviset může i na způsobu zpracovaní, jelikož celozrnné mouky mají více antioxidantů než mouky bílé. Pohanka měla vyšší antioxidační aktivitu a obsah fenolových látek a celkový obsah antioxidantů než obiloviny. Oxidace lipidů je nežádoucí, protože negativně ovlivňuje senzorické vlastnosti, nutriční hodnotu ale také trvanlivost výrobků. Oxidace může být buď enzymatická, kdy hydrolýza je způsobena enzymy, lipázami, které se uvolňují při poškození buněk a rozkládají acylglyceroly na volné mastné kyseliny, nebo může být způsobena autooxidací. Volné mastné kyseliny jsou dále přeměňovány na hydroxperoxidy a poté na epoxy- a hydroxymastné kyseliny, které jsou pravděpodobně příčinou hořké chuti. Stabilita olejů a tuků lze měřit buď senzoricky nebo pomocí chemický analýz jako je stanovení obsahu volných mastných kyselin, čísla kyselosti, peroxidového čísla nebo množství hexanalu. Důležitou roli pro stabilitu ovsa a ovesných výrobků hraje způsob zpracovaní, ale také podmínky skladování. Tepelné ošetření ovsa inaktivuje enzymy jako je lipáza, což zastavuje enzymatickou oxidaci. Nicméně neenzymatická oxidace může stále probíhat a degradace antioxidantů při tepleném zpracování ji může zvýšit. Avšak většina studií uvádí, že tepelně ošetřené vzorky obilovin měly lepší oxidační stabilitu než neošetřené. Podle literatury nelze určit, zda oves má lepší oxidační stabilitu než ostatní obiloviny, protože vzorky nebyly testovány za stejných podmínek a stabilita může být ovlivněna mnoha faktory. Oves může snižovat riziko kardiovaskulárních onemocnění a cukrovky, může pomáhat s regulací váhy a správnou funkcí střev a také působit preventivně na vznik nádorových onemocnění. Ovesné β-glukany mohou zpomalit vstřebávání glukózy a snížit postprandiální hladinu glukózy v krvi, ale také snižují celkový a LDL cholesterol. Avenanthramidy mají protizánětlivé a vasodilatační účinky, které mohou přispívat ke snížení rizika ischemické choroby srdeční. Studie naznačují, že oves může snížit riziko několika zánětlivých onemocnění, pokud bude pravidelně zařazován do stravy.

Abstract:

Oat is an annual plant belonging to the family of Poaceae. It is a source of protein, starch, unsaturated fatty acids, fiber, micronutrients, and antioxidants. This work is based on literature review with the aim of evaluating the oxidative stability of oat oil compared to other cereals. Oat has the highest lipid content of all cereals and is considered a good source of polyunsaturated fatty acids, with at least 75 % of the lipids being unsaturated fatty acids, half of which are essential. The composition of fatty acids is one of the predictors of the oxidative stability of lipids, with linolenic acid being the most susceptible, followed by linoleic and oleic acids. The fatty acid composition in oats is mainly composed of linoleic, oleic, and palmitic acid. Oats, together with rice and sorghum, contain a lower amount of linoleic and linolenic acid but a higher amount of oleic acid than wheat, barley, triticale, millet, and corn. Oats are a source of many antioxidants such as vitamin E, phytic acid, phenolic compounds, and avenanthramides, as well as flavonoids and sterols to a lesser extent. It is believed that these compounds help stabilize fats and oils against oxidation while also having various health benefits. Antioxidants have the ability to donate a hydrogen atom or electron, chelate metal ions, or scavenge free radicals, thereby slowing down or stopping the oxidation of fatty acids. The content of antioxidants may depend on the variety of oats and can also be influenced by the type of extraction solvent and method of determination. It may also depend on the processing method, as whole-grain flours have more antioxidants than white flours. Buckwheat had higher antioxidant activity and phenolic content and total antioxidant content than other cereals. Lipid oxidation is undesirable because it negatively affects sensory properties, nutritional value, and shelf life of products. Oxidation can be either enzymatic, where hydrolysis is caused by enzymes, lipases, which are released when cells are damaged and break down acylglycerols into free fatty acids, or it can be caused by auto-oxidation. Free fatty acids are further converted to hydroperoxides and then to epoxy- and hydroxyfatty acids, which are likely the cause of the bitter taste. The stability of oils and fats can be measured either sensorially or through chemical analysis such as determination of the content of free fatty acids, acidity valeu, peroxide value, or hexanal amount. The processing method and storage conditions play an important role in the stability of oats and oat products. Thermal treatment of oats inactivates enzymes such as lipase, which stops enzymatic oxidation. However, non-enzymatic oxidation may still occur and degradation of antioxidants during thermal processing may increase it. Nevertheless, most studies indicate that thermally treated grain samples had better oxidative stability than untreated ones. According to literature, it is not possible to assess whether oats are more stable than other cereals, because samples were not tested under the same conditions and stability can be influenced by many factors. Oats can reduce the risk of cardiovascular diseases and diabetes, help with weight regulation and proper gut function, as well as have a preventive effect on the development of cancer. Oat β-glucans can slow down the absorption of glucose and reduce postprandial blood glucose levels, as well as lower total and LDL cholesterol. Avenanthramides have anti-inflammatory and vasodilatory effects, which can contribute to reducing the risk of ischemic heart disease. Studies suggest that regular consumption of oats may reduce the risk of several inflammatory diseases.

Keywords

antioxidační aktivita, antioxidanty, lipidy, mastné kyseliny, oves

Keywords

oat, lipids, fatty acids, antioxidants, antioxidant activity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2023
• Supervisor: prof. Ing. Lenka Kouřimská, Ph.D.
• Reader: Matyáš Orsák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Food and Nutrition