Jaroslava Ehrenbergerová

Fusarium mycotoxins in various barley cultivars and their transfer into malt

BACKGROUND Fusarium toxins, secondary metabolites of toxinogenic Fusarium species, are found in a range of cereal grains. In this study the occurrence of the most commonest Fusarium toxins, namely nivalenol (NIV), deoxynivalenol (DON), deoxynivalenol-3-glucoside, fusarenon-X, 3- and 15-acetyldeoxynivalenol, HT-2 and T-2 toxins and zearalenone, in various barley cultivars harvested in 2005-2008 was monitored. The impact of weather, locality, fungicide treatment and barley cultivar (hulless or covered) on contamination was evaluated. The transfer of these mycotoxins into malt was assessed. RESULTS The most prevalent toxin was DON, which was found in 83% of samples (maximum level 180 µg kg(-1)), while HT-2 was detected in 62% of samples (maximum level 716 µg kg(-1)). Using analysis of covariance, weather was found to be the key factor in all years (P < 0.001). A relationship between cultivar and contamination was confirmed only for HT-2 (P < 0.001) and T-2 (P = 0.037), with higher levels of these toxins being observed in hulless cultivars. With the exception of NIV (P = 0.008), no significant relationship was found between fungicide treatment and contamination. No distinct trend regarding DON levels in malt was found, with both decreases and increases occurring. CONCLUSION The results show an inter-annual variation in mycotoxin occurrence in barley cultivars as well as differences in contamination of malt produced from fungicide-treated and untreated barley.

Chmelové silice ve vybraných odrůdách z různě starých chmelnic.

Cilem prace bylo zhodnotit vlastnosti chmelových hlavek z různě starých chmelnic u odrůd pěstovaných v Trsicke chmelařske oblasti. Předmětem hodnoceni byly odrůdy Žatecký poloraný cerveňak - tradicni forma, Žatecký poloraný cerveňak - ozdravena forma, dale odrůdy Premiant a Sladek. Hlavky chmele byly odebrany při sklizni v roce 2009 a v roce 2010. Vzorkovani hlavek při sklizni proběhlo podle obecných zasad pro odběr vzorků. Z průměrneho vzorku byl podle CSN 46 2520-4 a 5 stanoven obsah cizich a chmelových přiměsi. Dale byl stanoven obsah silic v chmelových hlavkach destilaci vodni parou, podle metodiky, kterou uvadi Krofta. Vzhledem k možnostem stanoveni byla tato metoda pro nase potřeby modifikovana a využiva se destilacni aparatura podle Ceskeho lekopisu 2009 na stanoveni silic v rostlinných drogach. Jednotlive odrůdy byly hodnoceny každa zvlasť, vzhledem k rozdilnemu staři chmelnic. Dale byl hodnocen výnos chmelových hlavek. Z výsledků jsou patrne rozdily ve výnosech, obsahu chmelových přiměsi i obsahu silic. U odrůdy Žatecký poloraný cerveňak - tradicni forma byl výnos u obou různě starých chmelnic vyssi v roce 2010. Obsah přiměsi byl v roce 2009 vyssi, ve srovnani s rokem 2010. Obsah silice byl v obou sledovaných letech nižsi u starsich chmelnic. U odrůdy Žatecký poloraný cerveňak - ozdravena forma byly výnosy v roce 2009 a 2010 nejvyssi ze vzorků 15lete chmelnice a nejnižsi u nejmladsi chmelnice (9lete). Obsahy přiměsi měly v roce 2009 nejnižsi hodnoty vzorky z nejmladsich chmelnic (9 a 10lete) a nejvyssi hodnoty byly ve vzorcich starsich chmelnic (12 až 17lete). V roce 2010 byl tento trend podobný. Z hlediska obsahu silic byl zaznamenan jednoznacný trend, kdy jejich obsah klesal v zavislosti na staři chmelnice. Odrůda Sladek poskytla nejnižsi výnos u mladsich chmelnic a vyssi u starsich chmelnic. Obsah přiměsi v roce 2009 klesal v zavislosti na staři chmelnice, výjimkou byla 7leta chmelnice. V roce 2010 naopak obsah přiměsi stoupal v zavislosti na staři, pouze u vzorků 8lete chmelnice byl nižsi. Obsah silice byl v obou letech nejvyssi u nejmladsich chmelnic a dale klesal v zavislosti na staři chmelnicePluháčková, H. – Ehrenbergerová, J. – Kretek, P. – Kocourková, B.: Chmelové silice ve vybraných odrůdách z různě starých chmelnic. Kvasny Prum. 57, 2011, č. 7–8, s. 266–271. Cílem práce bylo zhodnotit vlastnosti chmelových hlávek z různě starých chmelnic u odrůd pěstovaných v Tršické chmelařské oblasti. Předmětem hodnocení byly odrůdy Žatecký poloraný červeňák – tradiční forma, Žatecký poloraný červeňák – ozdravená forma, dále odrůdy Premiant a Sládek. Hlávky chmele byly odebrány při sklizni v roce 2009 a v roce 2010. Vzorkování hlávek při sklizni proběhlo podle obecných zásad pro odběr vzorků. Z průměrného vzorku byl podle ČSN 46 2520–4 a 5 stanoven obsah cizích a chmelových příměsí. Dále byl stanoven obsah silic v chmelových hlávkách destilací vodní párou, podle metodiky, kterou uvádí Krofta. Vzhledem k možnostem stanovení byla tato metoda pro naše potřeby modifikována a využívá se destilační aparatura podle Českého lékopisu 2009 na stanovení silic v rostlinných drogách. Jednotlivé odrůdy byly hodnoceny každá zvlášť, vzhledem k rozdílnému stáří chmelnic. Dále byl hodnocen výnos chmelových hlávek. Z výsledků jsou patrné rozdíly ve výnosech, obsahu chmelových příměsí i obsahu silic. U odrůdy Žatecký poloraný červeňák – tradiční forma byl výnos u obou různě starých chmelnic vyšší v roce 2010. Obsah příměsí byl v roce 2009 vyšší, ve srovnání s rokem 2010. Obsah silice byl v obou sledovaných letech nižší u starších chmelnic. U odrůdy Žatecký poloraný červeňák – ozdravená forma byly výnosy v roce 2009 a 2010 nejvyšší ze vzorků 15leté chmelnice a nejnižší u nejmladší chmelnice (9leté). Obsahy příměsí měly v roce 2009 nejnižší hodnoty vzorky z nejmladších chmelnic (9 a 10leté) a nejvyšší hodnoty byly ve vzorcích starších chmelnic (12 až 17leté). V roce 2010 byl tento trend podobný. Z hlediska obsahu silic byl zaznamenán jednoznačný trend, kdy jejich obsah klesal v závislosti na stáří chmelnice. Odrůda Sládek poskytla nejnižší výnos u mladších chmelnic a vyšší u starších chmelnic. Obsah příměsí v roce 2009 klesal v závislosti na stáří chmelnice, výjimkou byla 7letá chmelnice. V roce 2010 naopak obsah příměsí stoupal v závislosti na stáří, pouze u vzorků 8leté chmelnice byl nižší. Obsah silice byl v obou letech nejvyšší u nejmladších chmelnic a dále klesal v závislosti na stáří chmelnice.

Fusariové mykotoxiny v zrnu ječmene jarního a jejich přenos do sladu.

Fusarium Head Blight (FHB) is a worldwide spread disease caused by microscopic filamentous fungi of Fusarium spp. which infest cereals during vegetation period in the field [1]. In Europe, Fusarium graminearum, F. culmorum, F. poae a F. avenaceum are the most common fungal species responsible for outbreak of FHB which can cause considerable economic losses due to lower yields and decline of grain quality (degradation of proteins and starch) [2,3,6]. Secondary, toxic metabolites of Fusarium fungi – mycotoxins may pose a serious heath risk not only for humans but also for farm animals. The impact of mycotoxin on animal health varies considerably and mycotoxins may cause fatal intoxications as well as subclinical disease conditions. Acute intoxications are in most cases confined to a small number of animals. Unfortunately, Fusarium toxins are thermally and chemically stable substances thus survive under conditions of food processing and transfer into cereal-based products such as flour, bread and beer. The most abundant mycotoxins occuring under conditions of moderate temperature zone are trichothecenes, fumonisins a zearalenone. These toxins may also cause poisoning incidents. Principal symptoms of trichothecenes exposure are nausea, lethargy, vomitus and attack of liver, endocrine and nervous system. Zearalenon has significant oestrogenic effect [4] and fumonisins, occurring predominantly in maize and maize products, negatively influence nervous system and furthermore are responsible for damage of liver and kidney cells [5]. As mentioned above, mycotoxin contamination causes wide range of technological problems in food processing e.g. inhibits enzymes during malting and slows down yeast growth during brewing. Besides oxalates, mycotoxins are connected with so-called undesirable beer gushing [7,8]. Fusariové mykotoxiny v zrnu ječmene jarního a jejich přenos do sladu

Variability in phytic acid content in barley grain.

KATEŘINA VACULOVÁ, MARTA BALOUNOVÁ, FRANTIŠEK KVASNIČKA, IRENA SEDLÁČKOVÁ, JAROSLAVA EHRENBERGEROVÁ, ELIŠKA VÁCLAVÍKOVÁ, MILAN POUCH 1 Agrotest fyto, s.r.o. / Agrotest Fyto, Ltd. Havlíčkova 2787, 767 01 Kroměříž 2 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Institute of Chemical Technology in Prague, Technická 5, 166 28 Praha 6 Dejvice 3 Mendelova univerzita v Brně / Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 613 00 Brno e-mail: vaculova.katerina@vukrom.cz

Antioxidační aktivita enzymu superoxiddismutasy v zrnu ječmene jarního.

Grain of hulled barley varieties is traditionally used for malt production in the Czech Republic, but already Bhatty [1] suggested that the hull-less barley forms could be used in malting as well, he compared them to wheat for wheat malts. Oxidation during malting and brewing significantly affects beer quality. Oxidation can cause haze, reticulation (creation of network) of macromolecules that can lead to problems at beer filtration and change the taste of beer. Malt or grain itself contain chemical substances that subject to oxidation (phenolic compounds, unsaturated lipids), but also a considerable amount of enzymes (catalase, superoxide dismutase, lipoxygenase, peroxidase, etc.) that act preventively against numerous undesirable reactions in the brewing industry [2]. The antioxidant enzymes named above protect the organism against the oxidative damage caused by active oxygen forms [3]. Superoxide dismutase (SOD) enzyme prevents the accumulation of superoxide radicals and catalyzes their conversion to hydrogen peroxide and oxygen [2, 3, 4, 5, 6]. A small amount of superoxide is also produced during malting and it leads to formation of a very reactive hydroxyl radical [4] that has been considered a main initiator of harmful effects to the biochemical systems of cells resulting in lowered stability of beer sensory characters [7]. The presence of superoxide anion radical in barley grain or malt and beer can affect lipid peroxidation, polysaccharide degradation, enzyme inactivation, reduction in yeast vitality, decline in colloid stability, change in color, undesirable off flavors of beer during storage [2, 4, 5]. In plants, the enAntioxidační aktivita enzymu superoxiddismutasy v zrnu ječmene jarního

Variabilita aktivity vitamínu E a jeho izomerů v zrnu ječmene.

Byla stanovena antioxidacni aktivita vitaminu E a obsah jeho jednotlivých izomerů tokoferolů a tokotrienolů v souboru 12 odrůd/linii zrna jecmene jarniho. Pokus, z něhož byly odebirany vzorky zrna k analýzam, probihal na dvou stanovistich - v Žabcicich a v Kroměřiži v letech 2005 a 2007-2008. Sledovan byl take vliv způsobu osetřeni porostu (s aplikaci pesticidů a bez aplikace pesticidů) na stanovisti Žabcice. Pokusy na stanovisti Kroměřiž probihaly bez chemicke aplikace, tj. bez použiti pesticidů. Byl zjistěn statisticky průkazný vliv odrůd/linii, rocniku a způsobu osetřeni na aktivitu vitaminu E. Bezplucha linie KM 1057 (15,71 mg.kg-1) měla průkazně vyssi aktivitu vitaminu E oproti celemu souboru (10,23-13,74 mg.kg-1) neosetřených variant pěstovani. Odrůdy Prestige, Merlin, Sebastian a Amulet (13,42-13,74 mg.kg-1) měly take vysokou aktivitu vitaminu E a významně se nelisily od sladovnicke odrůdy Malz (13,20 mg.kg-1) doporucene pro výrobu Ceskeho piva.

Fusarium mycotoxins in spring barley and their transfer into malt.

Fusarium Head Blight (FHB) is a worldwide spread disease caused by microscopic filamentous fungi of Fusarium spp. which infest cereals during vegetation period in the field [1]. In Europe, Fusarium graminearum, F. culmorum, F. poae a F. avenaceum are the most common fungal species responsible for outbreak of FHB which can cause considerable economic losses due to lower yields and decline of grain quality (degradation of proteins and starch) [2,3,6]. Secondary, toxic metabolites of Fusarium fungi – mycotoxins may pose a serious heath risk not only for humans but also for farm animals. The impact of mycotoxin on animal health varies considerably and mycotoxins may cause fatal intoxications as well as subclinical disease conditions. Acute intoxications are in most cases confined to a small number of animals. Unfortunately, Fusarium toxins are thermally and chemically stable substances thus survive under conditions of food processing and transfer into cereal-based products such as flour, bread and beer. The most abundant mycotoxins occuring under conditions of moderate temperature zone are trichothecenes, fumonisins a zearalenone. These toxins may also cause poisoning incidents. Principal symptoms of trichothecenes exposure are nausea, lethargy, vomitus and attack of liver, endocrine and nervous system. Zearalenon has significant oestrogenic effect [4] and fumonisins, occurring predominantly in maize and maize products, negatively influence nervous system and furthermore are responsible for damage of liver and kidney cells [5]. As mentioned above, mycotoxin contamination causes wide range of technological problems in food processing e.g. inhibits enzymes during malting and slows down yeast growth during brewing. Besides oxalates, mycotoxins are connected with so-called undesirable beer gushing [7,8]. Fusariové mykotoxiny v zrnu ječmene jarního a jejich přenos do sladu

Sladovnicky a dieteticky významné neškrobové polysacharidy zrna ječmene.

Neskrobove polysacharidy (NSP) tvořici hlavni cast buněcných stěn zrna jecmene (arabinoxylany a beta-glukany) představuji limitujici faktor pro využiti produkce jecmene. Arabinoxylany jsou tvořeny (1→4)-s-D-xylanopyrosylovými jednotkami substituovanými a-L-arabinofuranozou. Arabinoxylany jsou esterifikovany kyselinou ferulovou. Beta-glukany jsou tvořeny s-(1→3),(1→4)-D-glukany, přicemž glukosidicka s-(1→4) se vyskytuje přibližně ze 70 %, vazba s-(1→3) pak ze zbývajicich 30 %. Koncentrace NSP v zrnu jecmene je ovlivněna zejmena genotypem, pěstebnim prostředim a intenzitou osetřeni porostů. V procesu vařeni piva mohou NSP způsobovat technologicke i ekonomicke problemy. Jejich obsah je vsak možno v průběhu výroby piva snižit přidavkem přislusných hydrolytických enzymů. NSP tvoři vsak take hodnotnou složku potravni vlakniny, jež pomaha snižovat hladinu LDL cholesterolu a hladinu glukozy v krvi, inzulinovou odezvu po jidle, tělesnou hmotnost, krevni tlak, riziko srdecni choroby i rakoviny tlusteho střeva a zaroveň zmirňuje průběh diabetu II. typu. Jako prebiotikum tvoři nevhodne prostředi pro růst patogennich rodů bakterii. Na zakladě vědeckých posudků vydala Evropska Komise nařizeni c. 1048/2012, ve kterem schvaluje zdravotni tvrzeni o pozitivnim ucinku beta-glukanů.Ječmen setý (Hordeum vulgare L.) je na našem území tradiční zemědělskou plodinou, jež zde byla pěstována již tisíce let před naším letopočtem (Ullrich, 2010). V současnosti je ječmen setý s oběma formami (jarní a ozimou) naší druhou nejpěstovanější obilninou. Historicky byla většina produkce ječmene jarního v České republice využívána ke krmení hospodářských zvířat, v posledních letech však můžeme pozorovat trend kontinuálního snižování spotřeby ječmene pro krmení hospodářských zvířat, což je dáno snižováním stavů hospodářských zvířat (zejména prasat a drůbeže) chovaných v České republice. V roce 2013 převažovala spotřeba ječmene pro potravinářské využití nad množstvím určeným ke zkrmování (Kůst a Potměšilová, 2013). Pro každý způsob využití produkce ječmene je požadováno zrno vyhovující specifickým parametrům. Mezi důležité parametry z tohoto pohledu patří i obsah neškrobových polysacharidů – zejména arabinoxylanů a beta-glukanů. V pivovarském průmyslu představují neškrobové polysacharidy nežádoucí látky (Kosař et al., 2000). Na druhou stranu ječné neškrobové polysacharidy jsou ve Sladovnicky a dieteticky významné neškrobové polysacharidy zrna ječmene

Barley grain non-starch polysaccharides with malting and nutritional significance.

Neskrobove polysacharidy (NSP) tvořici hlavni cast buněcných stěn zrna jecmene (arabinoxylany a beta-glukany) představuji limitujici faktor pro využiti produkce jecmene. Arabinoxylany jsou tvořeny (1→4)-s-D-xylanopyrosylovými jednotkami substituovanými a-L-arabinofuranozou. Arabinoxylany jsou esterifikovany kyselinou ferulovou. Beta-glukany jsou tvořeny s-(1→3),(1→4)-D-glukany, přicemž glukosidicka s-(1→4) se vyskytuje přibližně ze 70 %, vazba s-(1→3) pak ze zbývajicich 30 %. Koncentrace NSP v zrnu jecmene je ovlivněna zejmena genotypem, pěstebnim prostředim a intenzitou osetřeni porostů. V procesu vařeni piva mohou NSP způsobovat technologicke i ekonomicke problemy. Jejich obsah je vsak možno v průběhu výroby piva snižit přidavkem přislusných hydrolytických enzymů. NSP tvoři vsak take hodnotnou složku potravni vlakniny, jež pomaha snižovat hladinu LDL cholesterolu a hladinu glukozy v krvi, inzulinovou odezvu po jidle, tělesnou hmotnost, krevni tlak, riziko srdecni choroby i rakoviny tlusteho střeva a zaroveň zmirňuje průběh diabetu II. typu. Jako prebiotikum tvoři nevhodne prostředi pro růst patogennich rodů bakterii. Na zakladě vědeckých posudků vydala Evropska Komise nařizeni c. 1048/2012, ve kterem schvaluje zdravotni tvrzeni o pozitivnim ucinku beta-glukanů.Ječmen setý (Hordeum vulgare L.) je na našem území tradiční zemědělskou plodinou, jež zde byla pěstována již tisíce let před naším letopočtem (Ullrich, 2010). V současnosti je ječmen setý s oběma formami (jarní a ozimou) naší druhou nejpěstovanější obilninou. Historicky byla většina produkce ječmene jarního v České republice využívána ke krmení hospodářských zvířat, v posledních letech však můžeme pozorovat trend kontinuálního snižování spotřeby ječmene pro krmení hospodářských zvířat, což je dáno snižováním stavů hospodářských zvířat (zejména prasat a drůbeže) chovaných v České republice. V roce 2013 převažovala spotřeba ječmene pro potravinářské využití nad množstvím určeným ke zkrmování (Kůst a Potměšilová, 2013). Pro každý způsob využití produkce ječmene je požadováno zrno vyhovující specifickým parametrům. Mezi důležité parametry z tohoto pohledu patří i obsah neškrobových polysacharidů – zejména arabinoxylanů a beta-glukanů. V pivovarském průmyslu představují neškrobové polysacharidy nežádoucí látky (Kosař et al., 2000). Na druhou stranu ječné neškrobové polysacharidy jsou ve Sladovnicky a dieteticky významné neškrobové polysacharidy zrna ječmene

Vliv lokality a ročníku na obsah minerálních látek v zrně ječmene jarního.

U 7 odrůd sladovnickeho jecmene jarniho (Amulet, Bojos, Jersey, Malz, Prestige, Sebastian a Tolar), pěstovaných technologii s omezenými chemickými vstupy, byl studovan vliv lokality (Kroměřiž, Žabcice) a rocniku (2005, 2007, 2008) na obsah mineralnich latek a zakladni chemicke složeni zrna (N-latky, skrob, tuk, vlaknina). Z hlediska požadavků na obsah makroprvků a mikroprvků pro spravný růst, vývoj a fermentacni aktivitu pivovarských kvasinek se jako nejlepsi jevily odrůdy Amulet a Prestige, k odrůdam s nizkým obsahem vsech makroprvků patřil Bojos a nejslabsi akumulaci mikroprvků se vyznacovala odrůda Sebastian. Obsah sledovaných živin, mineralnich latek a těžkých kovů byl průkazně ovlivněn vsemi sledovanými faktory, tedy odrůdou, pěstebni lokalitou i rocnikem. Mezi odrůdami byla zjistěna průkazna diference v akumulaci obsahu P, B, Cu, Fe a poměru Ca vůci Mg. Na obsah mineralnich latek měla průkazný vliv hmotnost zrna. Využiti hmotnosti zrna jako kovarianty se projevilo ve sniženi zjistěne miry průkaznosti vlivu odrůdy na obsah makroprvků K, Ca i Mg a interakce lokality s odrůdou u vsech makroprvků a mikroprvků, s výjimkou obsahu Fe. Vyssi koncentrace některých mineralnich latek v zrně byla spojena se zvysovanim obsahu N-latek (NL x Zn: r = 0,50** až 0,77**) a podilu vlakniny (vlaknina x Mg: r = 0,24 až 0,38*; vlaknina x Ca: r = 0,23 až 0,78**) a naopak snižovanim obsahu skrobu (skrob x Mg: r = -0.54** až -0.72**).