Vliv kyseliny fytové na nutriční hodnotu potravin

Ing. Petra VOJTÍŠKOVÁ

Doctoral thesis

The Influence of Phytic Acid on the Nutritional Value of Foodstuffs

Abstract:

The aim of this Doctoral thesis was to determine the basic chemical composition and phytic acid content in selected legumes and buckwheat products, made from common buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). During this one-year storage experiment, samples were stored at a room temperature of 21?2 °C; and four samplings were performed. Moisture, ash, total fat, crude protein, fibre, phytic acid, mineral, starch and rutin (for buckwheat products) contents, amino acid composition and digestibility were all determined. All analyses except the rutin and phytic acid contents were performed in the line with Commission Regulation (EC) No. 152/2009. A modified version of Holt´s Method was used for phytic acid (phytate) determination. The rutin concentration was determined using a modified HPLC Method. None of all samples contained more than 11% of moisture. During storage, the content of ash increased in almost all samples-only in lentils a small decrease was observed. Of all these samples, soybeans were the most energy abundant foodstuff. Their energy value was about 22 MJ/kg. Energy values in buckwheat products ranged from 16 to 18 MJ/kg. The richest source of fat were soybeans, the amount was almost 17% in samples after receiving them; others contained markedly lower amounts of fat. In general, buckwheat products are low fat products. The content of crude protein in the dry matter of legumes was the highest from all the samples examined. Soybeans are rich in crude protein; they contain nearly 40% of this compound. The content of crude protein in buckwheat products was the highest in both flours (about 14%). Peels contained the lowest amounts of all amino acids (AA). On the other hand, the highest contents of AA were found in both flours and groats. All buckwheat products were rich in Glu, Asp and both flours were also rich in Arg. The highest content of Cys, Glu, Asp, Leu, Lys and Arg was determined in all legumes in both samplings. The highest concentration of almost all amino acids was discovered in soybeans. Total content of essential amino acids (EAA) changed during storage. All the legume samples contained more than 50 g kg-1 of EAA in both samplings. In buckwheat products, the content of starch was higher than 50% in the dry matter, with the exception of peels. Fibre was detected only in legumes, peels and products containing peels like whole seeds and wholemeal flour. Peels, after receipt of the samples contained more than 65% of fibre. The majority (Na, K, Mg, and Ca), trace (Fe, Zn, and Cr) and toxic elements (Pb, Cd) were only determined at the beginning of the experiment-not during the storage period. Wholemeal flour is a very rich source of Ca, Fe and Zn. Peels are also a good source of Ca. Legumes are rich in Mg and Ca-mainly soybeans and common beans. The highest concentration of rutin in both samplings was found in wholemeal flour, almost 703 ?g g-1 upon delivery. The highest amount of phytate was found in common beans and soybeans-about 2 g/100 g prior to storage. On the other hand, the lowest phytate content was observed in buckwheat pasta (< 1 g/100 g). The quantification of phytate in F. esculentum groats was 1.9 g per 100 g of dry matter pre-storage. In vitro digestibility was determined using an incubator Daisy and pepsin enzymes and the combination of pepsin and pancreatin. The highest coefficient of crude protein digestibility was discovered to be in peels and wholemeal flour. The greatest fibre digestibility coefficients were obtained for peels, which contain about 65% of fibre in their dry matter. When pepsin was used, a higher digestibility coefficient for G. max, Ph. vulgaris, peels, flour, groats and broken groats was observed; while when the combination of pepsin and pancreatin was used, higher phytic acid digestibility coefficients for peas, lentil and wholemeal flour were observed.

Abstract:

Cílem disertační práce bylo stanovit základní chemické složení a obsah kyseliny fytové ve vybraných vzorcích luštěnin a pohankových produktů vyrobených z pohanky seté (Fagopyrum esculentum Moench). Během jedno-letého skladovacího pokusu byly vzorky skladovány při teplotě 21?2 °C a byly odebrány čtyřikrát. U vzorků byl stanoven obsah vlhkosti, popelovin, celkový obsah tuku, dusíkatých látek, vlákniny, kyseliny fytové, minerálních látek, škrobu a rutinu (u pohankových výrobků), dále aminokyselinové složení a stravitelnost. Všechny analýzy, kromě stanovení rutinu a kyseliny fytové, byly provedeny podle Nařízení Evropské komise č. 152/2009. Pro stanovení kyseliny fytové byla použita modifikovaná metoda podle Holta. Koncentrace rutinu byla stanovena modifikací HPLC metody. Žádný ze vzorků neobsahoval více než 11 % vlhkosti. Během skladování vzrostl obsah popelovin téměř u všech vzorků, pouze u čočky byl pozorován mírný pokles. Ze všech zkoumaných vzorků byly sójové boby nejvydatnějším zdrojem energie. Jejich energetická hodnota se pohybovala okolo 22 MJ/kg. U pohankových výrobků se energetické hodnoty pohybovaly v rozmezí 16-18 MJ/kg. Nejbohatším zdrojem tuku byly sójové boby s jeho obsahem téměř 17 % ve vzorcích po jejich obdržení; ostatní luštěniny obsahovaly výrazně nižší množství tuku. Pohankové výrobky jsou obecně považovány za potraviny s nízkým obsahem tuku. Ze všech zkoumaných vzorků bylo nejvyšší množství dusíkatých látek v sušině luštěnin. Sójové boby jsou bohatým zdrojem dusíkatých látek; jejich obsah je téměř 40 %. Nejvíce dusíkatých látek bylo zjištěno v obou pohankových moukách (téměř 14 %). Nejnižší množství všech aminokyselin bylo stanoveno ve slupkách. Na druhé straně nejvyšší obsah aminokyselin byl zjištěn v obou pohankových moukách a kroupách. Všechny výrobky z pohanky jsou bohaté na Glu, Asp a obě mouky také na Arg. Nejvíce Cys, Glu, Asp, Leu, Lys a Arg bylo zjištěno ve všech luštěninách u obou odběrů vzorků. Nejvyšší množství všech aminokyselin bylo ve vzorcích sóji. Celkový obsah esenciálních aminokyselin se v průběhu skladování měnil. Všechny vzorky luštěnin obsahovaly více než 50 g.kg-1 EAA v obou odběrech vzorků. U pohankových výrobků byl obsah škrobu v sušině vyšší než 50 %, kromě slupek. Vláknina byla zjištěna pouze v luštěninách, slupkách a výrobcích obsahujících slupky (celá zrna a celozrnná mouka). Slupky po obdržení vzorků obsahovaly více než 65 % vlákniny. Majoritní (Na, K, Mg, Ca), stopové (Fe, Zn, Cr) a toxické prvky (Pb, Cd) byly stanoveny pouze na začátku experimentu. Celozrnná mouka je bohatým zdrojem Ca, Fe a Zn. Také slupky jsou dobrým zdrojem vápníku. Luštěniny, zejména sójové boby a fazole, jsou bohaté na hořčík a vápník. Nejvíce rutinu v obou vzorkováních bylo zjištěno v celozrnné mouce, téměř 703 ?g.g-1 po obdržení vzorků. Nejvyšší množství fytátu bylo stanoveno ve vzorcích fazolí a sójových bobů, téměř 2 g/100 g před skladováním. Na druhé straně nejnižší obsah fytátu byl pozorován u pohankových těstovin (< 1 g/100 g). Množství fytátu v kroupách pohanky seté bylo 1,9 g/100 g sušiny před skladováním. Stravitelnost in vitro byla stanovena pomocí inkubátoru Daisy a enzymu pepsinu a kombinace enzymů pepsinu a pankreatinu. Nejvyšší koeficient stravitelnosti dusíkatých látek byl zjištěn u slupek a celozrnné mouky. Nejvyšší koeficient stravitelnosti vlákniny byl zjištěn u slupek, které obsahují zhruba 65 % vlákniny v sušině. Pokud byl použit pouze pepsin, byly zjištěny nejvyšší koeficienty stravitelnosti u G. max, Ph. vulgaris, slupek, mouk, krup a lámanky; při použití kombinace pepsinu a pankreatinu byl nejvyšší koeficient stravitelnosti kyseliny fytové

Abstract:

u hrachu, čočky a celozrnné mouky.

Keywords

luštěniny, Fagopyrum esculentum Moench, pohankové výrobky, chemické složení, kyselina fytová, stravitelnost

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2012

Accessible from:: 26. 4. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 20. 6. 2012
• Supervisor: prof. Ing. Stanislav Kráčmar, DrSc.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Doctoral programme / field:
Food Chemistry and Technology / Food Technology