Možnosti využití konopných výlisků v potravinářství a krmivářství

Abstract

Predložená diplomová práca sa venuje charakterizácii a biotechnologickej valorizácii konopnej vlákniny, vedľajšieho produktu vznikajúceho pri výrobe konopného oleja. Vzhľadom na vysoký obsah vlákniny, fenolických látok a antioxidačných zložiek má táto frakcia potenciál na využitie v oblasti funkčných potravín a potravinových doplnkov. V teoretickej časti je venovaná pozornosť charakteristike technického konope a konopných výliskov, vrátane ich nutričného zloženia a potenciálu ako vedľajšieho produktu po lisovaní oleja. Ďalej sa práca zameriava na popis húb rodu Aspergillus, možnosti ich kultivácie, ako aj na produkciu ich primárnych a sekundárnych metabolitov, ktoré môžu mať významný vplyv na kvalitu potravín a krmív. V praktickej časti bola konopná vláknina podrobená fermentácii pomocou vybraných druhov húb rodu Aspergillus (A. luchuensis, A. oryzae, A. sojae). Cieľom bolo zvýšiť obsah bioaktívnych látok a overiť produkciu enzýmov schopných rozkladať zložky vlákniny, čím by sa zlepšila jej stráviteľnosť a nutričná využiteľnosť. Fermentované vzorky boli analyzované z hľadiska obsahu fenolických látok, antioxidačnej aktivity, enzýmovej aktivity, ako aj obsahu kanabinoidov, organických kyselín a redukujúcich cukrov. Výsledky preukázali, že fermentácia pomocou koji plesní viedla k nárastu obsahu biologicky aktívnych látok a enzymatickej aktivity. Najvýraznejší nárast obsahu fenolických látok bol zaznamenaný pri vzorke po kultivácii A. sojae, kde bol obsah fenolov v etanolovom extrakte 8,30±0,42mg/g. Taktiež došlo k najvyššiemu nárastu flavonoidov, ktorých obsah dosiahol 8,08±0,25mg/g. Upravená konopná vláknina bola použitá ako obohacujúca zložka pri príprave bezlepkových kaší. V kašiach obohatených o konopnú vlákninu bol zaznamenaný nárast antioxidačnej aktivity, obsahu bielkovín a sacharidov. V prípade kaše obohatenej o vlákninu po kultivácii A. sojae stúpla antioxidačná aktivita až 10-násobne. Prídavok extraktu z rastliny Futura 75 navyše obohatil produkty o cenné kanabinoidy. Vo vzorke s vlákninou po kultivácii A. sojae bez obsahu extraktu bol CBD prítomný v množstve 16,39±0,82µg/g, zatiaľ čo po pridaní extraktu dosiahol hodnotu až 9,38±0,47mg/g. Tieto poznatky potvrdzujú potenciál využitia fermentovaných konopných výliskov ako hodnotnej zložky v potravinárskom a krmivárskom priemysle.

The presented thesis focuses on the characterization and biotechnological valorization of hemp fibre, a by-product generated during hemp oil production. Due to its high content of fibre, phenolic compounds, and antioxidant components, this fraction has potential for use in functional foods and dietary supplements. The theoretical section provides an overview of the characteristics of industrial hemp and hemp by-products, including their nutritional composition and potential as a by-product of oil pressing. The thesis also describes the fungi of the genus Aspergillus, their cultivation possibilities, and the production of their primary and secondary metabolites, which can have a significant impact on food and feed quality. In the practical part, hemp fibre was subjected to fermentation using selected species of Aspergillus fungi (A. luchuensis, A. oryzae, A. sojae). The aim was to increase the content of bioactive compounds and verify the production of enzymes capable of breaking down the fibre components, thereby improving its digestibility and nutritional utilization. The fermented samples were analysed in terms of their phenolic content, antioxidant activity, enzymatic activity, as well as cannabinoid content, organic acids, and reducing sugars. The results showed that fermentation using koji fungi led to an increase in the content of biologically active substances and enzymatic activity. The most significant increase in phenolic content was observed in the sample cultivated with A. sojae, where the content of phenolic compounds in the ethanol extract reached 8,30±0,42mg/g. Likewise, the highest increase in flavonoids was recorded, reaching 8,08±0,25mg/g. The modified hemp fibre was used as a fortifying ingredient in the preparation of gluten-free porridges. In porridges enriched with hemp fibre, an increase in antioxidant activity, protein, and carbohydrate content was observed. In the case of porridge enriched with fibre fermented by A. sojae, the antioxidant activity increased up to 10-fold. The addition of an extract from the Futura 75 hemp plant further enriched the products with valuable cannabinoids. In the sample with A. sojae-fermented fibre without the extract, the CBD content was 16,39±0,82µg/g, while after the addition of the extract, it reached as much as 9,38±0,47mg/g. These findings confirm the potential of using fermented hemp pressed cakes as a valuable component in the food and feed industries.