Vliv času a teploty ohřevu na chemické složení medu s pomocí NMR

Kateřina Dvořáková

Bachelor's thesis

The influence of time and temperature on chemical composition of honey using NMR

Abstract:

Med patří mezi potraviny, které se tradičně využívají při pečení, vaření, smažení a v neposlední řadě i k oslazení horkých čajů. Zvýšená teplota má však jisté účinky na jeho složení. Med obsahuje vysoké procento cukrů, tudíž je náchylný ke krystalizaci nebo Maillardově reakci, při níž se uvolňují vábné těkavé látky, ale mohou vznikat i látky škodlivé pro lidské zdraví. Včelařská veřejnost vede dlouhodobé spory, zda je k ohřevu medu vhodná nižší teplota po dlouho dobu nebo vyšší teplota po dobu krátkou. Cílem práce bylo zjistit odpověď na otázku s pomocí 1H nukleární magnetické rezonance. Bylo porovnáváno chemické složení medů v čase, kdy došlo ke 95% ztekucení při daných teplotách. Čas ztekucení byl u 6 medů stanoven pro teploty 40, 50 a 60 °C. S pomocí spektrofotometrického měření při λ= 420 a 600 nm. Vzorky medu (240 mg) byly poté zahřáty vybranými kombinacemi času a teploty, ve 2 opakováních. Výsledných 48 vzorků bylo analyzováno s pomocí 1H NMR na spektrometru Bruker Avance III 500 MHz a BBFO sondou s gradienty v ose z, s pomocí pulzní sekvence 1dnoesy. Vzorky byly pro měření upraveny na pH 4.0. Výsledné signály volné precese byly transformovány fourierovou transformací, fázovány a referencovány v programu Mesterenova. Jednotlivé regiony byly srovnány na změny v integrálech píků nebo jejich posuny a zaznamenány. Celkem bylo zjištěno 12 oblastí signálů, ve kterých byly mezi záhřevy změny, z toho 2 byly přítomny u všech medů, ostatní byly přítomny jen v některých skupinách medů. Jednalo se o změny v chemickém posunu nebo v intenzitě. Při porovnání s databází nejsme schopni zjistit o jaké látky se jedná, ale budou podrobeny dalšímu zkoumání. Nejméně změn ve srovnání s kontrolou bylo zjištěno u 40 °C v kombinaci s časem.

Abstract:

Honey is one of the foods traditionally used in baking, cooking, frying and sometimes to sweeten hot teas. However, elevated temperature has some influence effects on the chemical composition. Honey contains a high percentage of sugars, so it´s prone to crystallization or the Maillard reaction, in which volatile substances are released. This reaction can also produce substances that are harmful to health. There is a long-standing debate about which heating of honey is better, high temperature for a short time or low temperature for a long time. The aim of the work was to find out the answer to the question with the use of 1H nuclear magnetic resonance. The chemical composition of the honeys was compared at a time when 95 % liquefaction occurred. The liquefaction time was determined for 6 honeys at temperatures of 40, 50 and 60 °C. The measurement was using spectrophotometry at λ = 420 and 600 nm. Samples of honey (240 mg) were heated by selected combinations of time and temperature, in 2 replicates. The resulting 48 samples were analyzed by 1H NMR on a Bruker Avance III 500 MHz spectroscope equipped with a BBFO probe with z-axis gradients, using a 1dnoesy pulse sequence. The pH of the sample was adjusted to pH 4.0 for measurement. The resulting free induction decays were transformed by a fourier transformation, phased and referenced in the Mesterenova software program. Individual regions were compared for changes in peak integrals or their shifts and recorded. We discovered 12 peak areas thath were changing between the tratments. These were changes in chemical shift or intensity. Two of them were found in all honeys. But they will be subject to further measuring. The least changes compared to the original samples were found at the temperature 40 °C.

Keywords

Nukleární magnetická rezonance, Maillardova reakce, med, záhřev medu

Keywords

Maillard reaction, honey, honey heating, Nuclear magnetic resonance

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Quality of Agricultural Products