Mosonmagyaróvár 201 1. november 25.

Az organikus- és a konvencionális termesztésbőlszármazó magyar- és szlovák lisztek jellemzése és különbségeikCharakterizácia a diferenciácia maďarských a slovenských organických a konvenčných múkPolovka Martin - Kajdi Ferenc - Tobolková Blanka - Suhaj Milan Mosonmagyaróvár 2011. november 25. Projekt : HUSK/0901/1.2.1/0010 Az ökológiai gazdálkodás aktuális kérdései Aktuálne otázky ekologického poľnohospodárstva

Obilniny (cereálie) • Zdroj energie, proteinov, sacharidov a množstva bioaktívnych látok • vláknina • vitamíny (vitamíny skupiny B, tokoferoly, karotenoidy...) • minerálne látky (Ca, Mg, Cu...) • fenolické zlúčeniny (polyfenoly, flavonoidy, fenolické kyseliny) • Zloženie zrna ovplyvňujú: • pôdne podmienky – druhová skladba pôdy • klimatické podmienky • agrotechnické podmienky • technologické postupy spracovania obilovín • Obilniny a ich zložky sa využívajú ako prísady pri výrobe funkčných potravín – nápojov, múk a pod. • Funkčné potraviny – okrem základných zložiek obsahují dalšie nutrične významné látky pozitivne ovplyvňujúce ľudský organizmus • Funkčné potraviny nie sú lieky, ale ich konzumácia prispieva k prevencii kardiovasku-lárnych chorôb, niektorých typov rakoviny, cukrovky, a pod.

Ciele práce • Porovnať extrakčnú účinnosť troch rozpúšťadiel (50% etanol, 50% acetón, voda) pri príprave extraktov z vybraných slovenských a maďarských múk • Posúdiť vplyv extrakčných podmienok na obsah polyfenolických látok a celkovú antioxidačnú aktivitu pripravených extraktov • Klasifikovať jednotlivé múky podľa krajiny pôvodu, druhovej skladby, spôsobu mletia a z hľadiska spôsobu pestovania • Aplikovať zistené poznatky a optimalizované extrakčné podmienky na vzorky múk zo spoločných poľných pokusov sezóny 2010/2011 z 2011/2012 • Posúdiť možnosti izolácie funkčných zložiek z múk a možnosti ich následného využitia pri príprave funkčných nápojov a múk

Vzorky • Pokusné vzorky slovenského a maďarského pôvodu sezóny 2010 – 20 vzoriek • ekologická a konvenčná poľnohospodárska produkcia • rôzne spôsoby technologického spracovania – mletia (celozrnné , hladké, polohrubé, hrubé múky) • Reálne vzorky múk zo spoločných poľných pokusov 2010/2011 - doteraz cca 60 vzoriek

Experimentálnemetódy • UV-VIS experimenty • Schopnosť terminovať katión-radikál ABTS•+ • Schopnosť terminovať voľný radikál •DPPH • Celkový obsah polyfenolov (Gallic AcidEquivalent) • Celkový obsah flavonoidov (TotalFlavonoidContent – RutinEquivalent) • EPR experimenty • Schopnosť terminovať katión-radikál ABTS•+ (TEACABTS•+) • Schopnosť terminovať voľný radikál •DPPH (TEAC•DPPH) • AAS, ITP experimenty • Stanovenie obsahu kovov – Ca, Mg, Cu, K, Fe, Zn • Stanovenie profilu organických kyselín • Stanovenie obsahu popola a vlhkosti • Štatistické vyhodnotenie - metódy multivariačnej štatistiky • Analýza hlavných komponentov (PCA) • Kanonická diskriminačná analýza (CDA)

Prístrojová technika – EPR a UV-VIS-NIR

Prístrojová technika – ITP a AAS

Výsledky

Celkový obsah polyfenolov (Gallic Acid Equivalent, GAE) Porovnanie celkového obsahu polyfenolov v etanolových, acetonových a vodných extraktoch vybraných vzoriek múk. Výsledky stanovenia sú vyjadrené ako ekvivalent kyseliny galovej (GAE, mg/kg).

Extrakty v 50% EtOH - celkový obsah polyfenolov (GAE) a celkový obsah flavonoidov (TFC) Celkový obsah flavonoidov - rutin ekvivalent (TFC, mg.kg-1) Celkový obsah polyfenolov - ekvivalent kyseliny galovej (GAE, mg.kg-1)

Extrakty v 50% EtOH – ABTS•+/•DPPH radikál-zhášajúca aktivita (UV-VIS experimenty) •DPPH radikál-zhášajúca aktivita etanolových extraktov múk ABTS•+ radikál-zhášajúca aktivita etanolových extraktov múk

Extrakty v 50% EtOH – ABTS•+/•DPPH radikál-zhášajúca aktivita (EPR experimenty) •DPPH radikál-zhášajúca aktivita etanolových extraktov múk vyjadrená ako Trolox-equivalent antioxidant capacity (TEAC•DPPH ) ABTS•+radikál-zhášajúca aktivita etanolových extraktov múk vyjadrená ako Trolox-equivalent antioxidant capacity (TEACABTS•+)

AAS – stanovenie obsahu kovov vo vzorkách po mineralizácii

X1 X2 X3 X4 X5 X6 Xp C1 C2 C3 Cq 1 2 PCA 3 p  q 4 5 n Multivariačnáštatistická analýza • Analýza hlavných komponentov • matematický postup, ktorýmsa transformuje skupina potenciálne korelujúcich premenných na menšípočet nekorelúcich hlavných komponent • Najjednoduchšiametóda tzv. “eigenvector based methods” Hlavné komponenty Premenné c1 = a11 x1 + a12 x2 + a13 x3 + …. + a1p xp c2 = a21 x1 + a22 x2 + a23 x3 + …. + a2p xp...

PCA - Extrakty v 50% EtOH Prvé tri komponenty kumulatívne vysvetľujú viac než 77% variability celého súboru experimentálnych údajov • Nejvýznamnější parametry: • pokles koncentrácie •DPPH (UV-VIS, EPR) • hodnota TEACABTS•+ • celkový obsah flavonoidov Analýza experimentálníych dát metodou hlavných komponentov (PCA). Ako parametre boli použité experimen-tálne charakteristiky etanolových extraktov múk

2. Diskriminačná analýza • Lineárna, kanonická, step-wise, metóda k-tehonajbližšieho suseda.... • Nájde súbor kombinácií (diskriminačné funkcie) z premenných – experimentálnych charakteristík, ktorých hodnoty sú tak blízko, ako je to možné v rámci jednej skupiny a tak ďaleko od seba, je možné, medzi skupinami Lineárna DF: Y= a + b1kx1k + b2kx2k + ... + bmkxmk Y – hodnota (skóre) kanonickej diskriminačnej funkcie pre prvok – vlastnosť mv skupinek Xikm – hodnota diskriminačnej premennej Xi pre prvokmv skupinek bi – regresné koeficienty – váha jednotlivých diskriminačných premenných vdiskriminačnej funkcii Kvadratická DF Lineárna DF

Kanonická diskriminačná analýza (CDA) - Extrakty v 50% EtOH Výsledky klasifikácie múk podľa vybraných parametrov metódou CDA na základe antioxidačných charakteristík extraktov v 50% EtOH a obsahu kovov Kanonická diskrimi-načná analýza etanolových extraktov múk z hľadiskatechnologického spra-covania. Ako diskri-minačné para-metre boli použité všetky experimentálne charakteristiky

Kanonická diskriminačná analýza – ostatné extrakty Extrakty v 50% acetóne Výsledky klasifikácie múk podľa vybraných parametrov metódou CDA na základe antioxidačných charakteristík extraktov v 50% acetóne a obsahu kovov Extrakty v H2O Výsledky klasifikácie múk podľa vybraných parame-trov metódou CDA na základe antioxidačných charakteristík extraktov vo vode a obsahu kovov

Záver • Boli optimalizované podmienky prípravy extraktov zo vzoriek múk s cieľom následnej izolácie funkčných zložiek a ich charakterizácie • Všetky extrakty múk vykazovaly výrazné antioxidačné a radikál-zhášajúce vlastnosti, vyššie pre 50% etanol a 50% acetón • Bola preukázaná významná súvislosť medzi druhom rozpúšťadla a skladbou extraktov • Obsah funkčných zložiek významne ovplyvňujú podmienky pestovania ako aj spôsob následného technologického spracovania (mletia...) • Spracovanie dát multivariačnými štatistickými metódami predstavuje vhodný nástroj pre klasifikáciu jednotlivých múk podľa vybraných kritérií ako aj predikciu vlastností • Významný vplyv na diferenciáciu múk má obsah kovov

Poďakovanie This work is the result of Project HUSK – 0901/1.2.1/0010 „Utilization of regional sources for functional food production“ implementation, supported by the European Regional Development Fund within the Hungary – Slovakia Cross-border Cooperation 2007-2013 Programme. http://www.husk-cbc.eu

Využitie regionálnych zdrojov na produkciu funkčných potravín Výskumný ústav potravinársky 01. 10. 2010 30. 09. 2012 1 145 682,70 EUR

Mosonmagyaróvár 201 1. november 25.