Charakterizace různých druhů otrub z hlediska obsahu kyseliny ferulové

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá alkalickou extrakcí kyseliny ferulové z vybraných druhů obilných otrub a jejich následným zhodnocením potenciálu využití tohoto odpadního materiálu. Další zkoumanou problematikou bylo nutriční zastoupení vyluhovatelných prvků získaných z otrub a vzniklého odpadu po hydrolýze pro zjištění jeho možného využití jako minerální hnojivo. V teoretické části se tato práce zabývá pěstovanými obilovinami, složením a rozdíly obilného zrna v závislosti na druhu pěstované obiloviny a podmínek při jejich pěstování. Jsou popsány fenolické kyseliny. Dále jsou popisovány způsoby hydrolýzy tohoto materiálu s popisem jejich výhod a nedostatků. V experimentální části je popsán postup alkalické hydrolýzy vzorků a extrakce minerálních prvků. Stanovení obsahu kyseliny ferulové proběhlo za použití metody HPLC s UV/VIS detektorem při vlnové délce 330 nm za použití mobilní fáze směsi methanolu a 0,5% roztoku kyseliny mravenčí. V prvkovém extraktu byl metodou ICP-OES, s detektorem fotonásobičem, stanoven obsah nutričně významných prvků (Cu, Fe, Zn, Mn, P, Ca, K, Mg). Bylo zjištěno, mezi obsahem kyseliny ferulové v jednotlivých druzích otrub existují statisticky významné rozdíly. Největší výtěžek byl získán ve vzorku pšenice špalda. Obsah mikro a makro prvků a vykazovaly významné statistické rozdíly mezi jednotlivými druhy otrub a jejich hydrolyzovanými zbytky. Nejvyšší výtěžnost prvků byla docílena u vzorku rýžových otrub, u hydrolyzátů obsahoval nejvyšší zastoupení vzorek špalda. Nejnižší výtěžnost byla získána u vzorku z ovsa a to v otrubách i hydrolyzátu.

This bachelor’s thesis works with an alkaline extraction of a ferulic acid from different kinds of cereal bran. Another researched issue was extraction of nutritionally interesting elements extracted from bran and from hydrolysed waste. Those extracts has possible usage as a mineral fertilizer for plants. In the theoretical part, this thesis deals with problematice of cereals, composition and differences in a cereal grain depending on kinds of cereal and an enviromental conditions. Chemical composition of cereal materials, focused on phenolic acids are also described. Another part deals with theoretical background of methods for the extraction of phenolic acids from bran with description of advantages and disadvantages. Methods for alkaline hydrolysis and extraction of minerals from different kind of bran bran are described in experimental part of this work. Sodium hydroxide (0,5 M) was used for the hydrolysis of bran material. For the determination of the yields of ferulic acid, HPLC method with UV/VIS detection at wave-length 330 nm with usage of mobile phase mixture of methanol and 0,5 % solution of formic acid was used. Acidified deionized water was used for the extraction of nutritionally interesting elements from bran and also from the hydrolyzed material. For the determination of the elemental composition of extracts (Cu, Fe, Zn, Mn, P, Ca, K, Mg), ICP-OES method was used. It was found, that differences in wheat bran species in terms of yields of Ferulic acid are satistically important. The biggest yields of ferulic acid was obtained from the sample of spelt. The smallest yields of this acic was obtained from the sample of oat. Content of micro and macro-elements showed statistical important differences in different kinds of bran and their hydrolyzed waste. Most abundand elemets were obtained from rice bran and from spelts hydrolyzate. The smallest abundand elemens were obtaned from oat bran and hydrolyzate.