Pages
UG, Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit
Contact details
Traineeship proposition
Abstract
Testimony
Admin
Stageonderwerp 2009-2010: oxidatie van melkeiwit
Zuivelproducten hebben een grote nutritionele waarde en zijn daarom belangrijk ik het humane dieet. Tijdens verwerking en bewaring gebeuren echter diverse chemische afbraakprocessen met een (negatieve) impact op de kwaliteit en veiligheid van het product.
Tijdens de eerste fase van de stage zal de student diverse technieken aanleren voor het kwantificeren en karakteriseren van eiwitoxidatie. Volgende technieken zullen hierbij aan bod komen:
- Bepaling van het carbonylgehalte (spectrofotometrisch)
- Bepaling van het thiolgehalte (spectrofotometrisch)
- Bepaling van de beschikbare aminogroepen (spectrofotometrisch)
- Bepaling van de vrije en gebonden aminozuren (vloeistofchromatografie)
- Bepaling van specifieke oxidatieproducten (massaspectrometrisch)
Het is hierbij belangrijk dat de student deze methoden op een strikte en reproduceerbare manier kan uitvoeren, met behulp van de aanwezige apparatuur (pipetten, centrifuge, spectrofotometer, HPLC,…). Mogelijks zal de student bepaalde methoden nog verder moeten optimaliseren (fijn-tunen) voor de verdere experimentele proefopzet (fase 2).
In een tweede fase zullen oxidatie-experimenten worden opgesteld, met behulp van diverse modelsystemen, waarbij eiwitten zullen geoxideerd worden (op een gestandaardiseerde manier) en waarbij bovenvermelde factoren zullen worden opgevolgd. Diverse melkeiwitten kunnen hierbij bestudeerd worden, evenals mengsels (caseine/wei).
De student zal hierbij werken binnen een onderzoekslabo waarbij aspecten zoals werken in teamverband (met andere thesisstudenten en doctoraatsstudenten) eveneens belangrijk is. Daarbij zal de student bijvoorbeeld worden ingeschakeld in het rotatiesysteem van de reiniging van glaswerk.
Stageonderwerp 2008-2009: Projecttitel: oxidatie van melkeiwit
Zuivelproducten hebben een grote nutritionele waarde en zijn daarom belangrijk in het humane dieet.
Tijdens verwerking en bewaring gebeuren echter diverse chemische afbraakprocessen met een (negatieve) impact op de kwaliteit en veiligheid van het product.
Tijdens de eerste fase van de stage zal de studente diverse technieken aanleren voor het kwantificeren en karakteriseren van eiwitoxidatie. Volgende technieken zullen hierbij aan bod komen:
- Bepaling van het carbonylgehalte (spectrofotometrisch)
- Bepaling van het thiolgehalte (spectrofotometrisch)
- Bepaling van de beschikbare aminogroepen (spectrofotometrisch)
- Bepaling van de vrije en gebonden aminozuren (vloeistofchromatografie)
- Bepaling van specifieke oxidatieproducten (massaspectrometrisch – onder voorbehoud)
Het is hierbij belangrijk dat de studente deze methoden op een strikte en reproduceerbare manier kan uitvoeren, met behulp van de aanwezige apparatuur (pipetten, centrifuge, spectrofotometer, HPLC,…). Mogelijks zal de studente bepaalde methoden nog verder moeten optimaliseren (fijn-tunen) voor de verdere experimentele proefopzet (fase 2).
In een tweede fase zullen oxidatie-experimenten worden opgesteld, met behulp van diverse modelsystemen, waarbij eiwitten zullen geoxideerd worden (op een gestandaardiseerde manier) en waarbij bovenvermelde factoren zullen worden opgevolgd. Diverse melkeiwitten kunnen hierbij bestudeerd worden, evenals mengsels (caseïne/wei).
De studente zal hierbij werken binnen een onderzoekslabo waarbij aspecten zoals werken in teamverband (met andere thesisstudenten en doctoraatsstudenten) eveneens belangrijk is. Daarbij zal de studente bijvoorbeeld worden ingeschakeld in het rotatiesysteem van de reiniging van glaswerk.
Download Presentatie (687.51 KB)Samenvatting eindwerk 2014-2015: Evaluatie van de analysemethode voor de bepaling van sulfiet uit aardappelproducten
Sulfites are a group of sulfur-based compounds that may occur naturally or may be added to food and drugs as an additive. They are added to foods for various reasons; reduction of spoilage by bacteria, slows the browning of fruit, vegetables and seafood, inhibits of growth of bacteria during fermentation of wines and conditioning of dough in frozen pie and pizza crust.
Sulfite is an allergen for which a person can develop sensitivity for during his/her lifetime, the trigger for the sensitivity is unknown. For patients with sulfite allergy, a reaction can be mild or life threatening Therefore, sulfite must be indicated on the label of all food product contains more of 10 milligram per kilogram.
In this research, sulfite is determined with the Tanner method and Kjeltec method. It is important to determine sulfite in a quick and inexpensive way. The method was tested in a potato matrix. The potato matrix tends to have influence on the sulfite determination, there is assumed that, sulfite interacts with various component in potatoes. For the Tanner method a non volatile acid is used to release the sulfite from the sample, similar as the Monier-Williams method. The method is difficult to carry out because a lot of variation can take place during the manual handling of the distillation. Another negative aspect of the method, is the long duration for the analysis of one sample. The Kjeltec method is an improved method of the Monier-Williams method in which the alkaline titration is replaced by an iodometric titration after the steam distillation. The method is performed with an automatic distillation unit (the Kjeltec).
These two methods in particular are optimized in this project. The Tanner method is not further used in the research, because the results are not repeatable and reliable. With the Kjeltec method, a standard series was made with sodium sulfite and sodium metabisulfiet. After optimization of the method, the LOD and LOQ was determined. The sulfite content in different experimental matrices (the raw potatoes and cooked potatoes) are compared with each other. Finally different potato varieties where tested and compared.
LOD and LOQ were the highest in the potatoes from the farmer. If food products are tested using the Kjeltec method which do not contain sulfite (for example apple), they are also detected by the method. This phenomena should be investigated in future researches.
Samenvatting eindwerk 2013-2014:
Isolation and characterization of polyglycerol ester standards
The main goal of this thesis is to isolate and characterize polyglycerol ester (PGE) mixtures - esters of fatty acids and polyglycerols. Polyglycerol esters are food emulsifiers which are complex mixtures of different esters. The objective was to characterize various types of commercial emulsifier preparations in terms of free and bound components. Also, attempts to isolate analytical standards were made. This isolation was done by various chromatographic methods.
From the results obtained on composition of the esters (types of glycerols and fatty acids) it was possible to predict which types of esters can be present in the commercial samples.
Further, isolation of esters was performed by open column chromatography into different fractions. These fractions were analyzed by GC-FID and later on TOF-MS. From the results obtained it was clear that the complex mixtures could be fractionated in components with similar polarity and also similar composition. But the obtained fractions were still mixtures of several esters together. Therefore, further optimalisation of the separation technique should be performed in order to achieve pure esters.
Samenvatting eindwerk 2009-2010: Licht geïnduceerde oxidatie van melkeiwitten – effect van pH en zuurstofconcentratie
Voor dit eindwerk werd de oxidatie van zuivelproducten onderzocht in het labo voor levensmiddelenchemie en humane voeding aan de universiteit te Gent. Mijn opdracht omvatte de studie van het effect van pH en zuurstofconcentratie op licht geïnduceerde oxidatie in eiwitoplossingen.
Riboflavine, een vitamine dat aanwezig is in melk, oxideert melkcomponenten onder invloed van licht. Riboflavine is een fotosensitizer en zet, in aanwezigheid van licht, zuurstof om in een geëxciteerde singletzuurstof. Dit geëxciteerde singletzuurstof zal reageren met specifieke melkcomponenten. Om het effect van licht geïnduceerde eiwitoxidatie op te volgen werden twee bewaarstudies van eiwitoplossingen onderzocht. Op geregelde tijdstippen werden verschillende testen uitgevoerd.
Ten eerste werden wei-oplossingen bereid met een gekende hoeveelheid riboflavine bij een pH van 3,8. Een deel werd blootgesteld aan het licht en een ander deel werd in het donker bewaard als referentie. De effecten ten gevolge van het licht werden aan de hand van verschillende parameters bestudeerd. In 2009 werd door Senesael een gelijkaardige studie uitgevoerd bij een pH van 6,8. De resultaten konden vergeleken worden om het effect te evalueren.
Er werd geconcludeerd dat riboflavine sneller degradeerde bij pH 3,8 dan bij pH 6,8. Bij een hogere riboflavine concentratie was de vorming van carbonylgroepen sterker evenals de daling in vrije thiolgroepen en tryptofaan. Er werden geen wijzigingen waargenomen bij het SDS profiel. De sterkste wijzigingen vonden plaats gedurende de eerste 5 dagen tijdens de eiwitoxidatie.
Ten tweede werd het effect van de zuurstofconcentratie op licht geïnduceerde oxidatie in eiwitoplossingen bestudeerd. De eiwitoplossingen bevatten 6 g/l wei-eiwit en 2 µg/ml riboflavine. De zuurstofconcentraties in de kopruimte werden aangepast.
Reeds na 14 dagen was riboflavine volledig verdwenen bij een zuurstofconcentratie van 20%. Bij een hogere zuurstofconcentratie was de vorming van carbonylgroepen sterker evenals de daling in vrije thiolgroepen en tryptofaan. Voor de overige gevoelige aminozuren had de zuurstofconcentratie geen significant effect op de degradatie. Ook het SDS-profiel bij verschillende zuurstofconcentraties verschilde niet. Hieruit kan ook worden geconcludeerd dat de sterkste wijzigingen plaats vonden tijdens de eerste 5 dagen.
Samenvatting eindwerk 2008-2009: Studie van licht-geïnduceerde eiwitoxidatie in olie-in-water emulsies
Het onderzoek voor dit rapport werd gevoerd in het labo voor levensmiddelenchemie en humane voeding aan de Universiteit Gent. De studie kadert in een project dat oxidatie in zuivelproducten onderzoekt. In dit onderzoek werd specifiek licht-geïnduceerde oxidatie bestudeerd.
Melk die aan licht wordt blootgesteld krijgt een zwavelige geur. Die geur wordt veroorzaakt door oxidatiereacties. Riboflavine, een geel gekleurd vitamine, dat in melk aanwezig is, zet onder invloed van licht zuurstof om in een actieve vorm met een hoger energieniveau. Riboflavine wordt omwille van deze eigenschap een fotosensitizer genoemd. Het geactiveerde zuurstof (singletzuurstof) oxideert de melkcomponenten. Vooral de vetbestanddelen en de eiwitfractie van de melk worden aangetast.
Om de effecten van licht en de aanwezigheid van een fotosensitizer op melkeiwitten te bestuderen, werd voor deze studie gebruik gemaakt van olie-in-water emulsies als matrix. De emulsies bevatten één van de twee types melkeiwitten, namelijk wei. Daarnaast bevatten ze oliën met verschillende onverzadigdheidsgraad. Aan de emulsies werd een hoeveelheid riboflavine toegevoegd, vergelijkbaar met de concentratie in melk. De vergelijking werd gemaakt met emulsies die geen fotosensitizer bevatten. De emulsies werden zowel onder belichting als in het donker bewaard en op verschillende punten in de bewaartijd werden een reeks tests op de emulsies uitgevoerd.
In het hoofdstuk ‘Resultaat en discussie’ van dit rapport wordt eerst een optimalisatiestudie voor tryptofaanbepaling en de bepaling van zijn afbraakproduct N-formylkynurenine via fluorometrie, besproken. De studie werd gevoerd aan de hand van caseïne- en wei-oplossingen. De optimale excitatiegolflengte voor het bepalen van tryptofaan werd op 280nm vastgelegd en de bijhorende emissiegolflengte bedraagt 330nm. Voor de bepaling van N-formylkynurenine is de optimale excitatiegolflengte 330nm en de emissiegolflengte bedraagt hierbij 420nm. Er werd een duidelijk verband vastgesteld tussen de afbraak van tryptofaan en de vorming van N-formylkynurenine.
In een eerste bewaarstudie werden de oxidatieve effecten ten gevolge van licht en een fotosensitizer nagegaan in emulsies van wei-eiwit met sojaolie of visolie. Verschillende emulsies werden onder belichting en in het donker bewaard en zowel emulsies met als zonder riboflavine werden bereid. Aan de emulsies werd dimethyldicarbonaat als antimicrobieel agens toegevoegd. De oxidatie werd aan de hand van verschillende parameters nagegaan.
De afbraak van riboflavine werd in functie van de tijd opgevolgd met een RP-HPLC methode. Reeds na enkele dagen bleek het riboflavine te zijn weggereageerd. Tryptofaan en N-formylkynurenine werden bepaald aan de hand van de geoptimaliseerde procedure. In de belichte emulsies met riboflavine werd een daling van de tryptofaan-inhoud waargenomen in functie van de tijd en parallel daarmee een verhoging van de hoeveelheid NFK. Ook daalt in deze emulsies de hoeveelheid vrije en totale thiolgroepen door oxidatie van de cysteïne residu’s. Beide werden met een spectrofotometrische analyse met DTNB bepaald. Door oxidatie van het aminozuur histidine worden carbonylgroepen gevormd in de belichte emulsies met riboflavine, wat spectrofotometrisch met DNPH werd bepaald. Het effect is telkens groter voor de emulsies met visolie dan met sojaolie. Doordat er ook oxidatie optrad in de belichte visolie-emulsies zonder riboflavine, werd vermoed dat de visolie uit zichzelf al een fotosensitizer bevat. Bovendien komt de reactie trager op gang in de emulsies met visolie, wat kan verklaard worden door de aanwezigheid van een anti-oxidans in de visolie.
Daaropvolgend werd een tweede bewaarstudie opgezet met gebruik van emulsies met meer verschillende oliën, namelijk olijfolie, sojaolie, algenolie en een andere visolie dan in de eerste studie. De bewaarcondities en de samenstelling van de emulsies is gelijkaardig aan de eerste studie, met enig verschil dat geen antimicrobieel agens werd toegevoegd, om eventuele interferentie uit te schakelen. Dezelfde oxidatieparameters als in de eerste studie werden gecontroleerd en enkele extra parameters werden uitgetest.
Alle belichte emulsies met riboflavine vertoonden terug een daling van de hoeveelheid tryptofaan, vrije en totale thiolgroepen en een stijgende hoeveelheid NFK en carbonylgroepen. De waarnemingen in de eerste studie werden hiermee bevestigd. De riboflavine-analyse wees uit dat al na zeven dagen al het riboflavine was weggereageerd. Dit was ook merkbaar aan de oxidatie-parameters, waar na zeven dagen een plateau werd bereikt. Ook met gebruik van deze andere visolie werd terug een oxidatie-effect waargenomen in de belichte emulsie zonder toegevoegde fotosensitizer. Ook deze visolie bevat dus mogelijk een sensitizer.
Naast de gebruikelijke spectrofotometrische methode voor het meten van carbonylgroepen werd een fluorometrische methode getest. De resultaten die hiermee bekomen werden, lagen in dezelfde lijn van de spectrofotometrische methode. De fluorescentiemethode is dus een goed alternatief, maar het nadeel ervan is dat de carbonylgroepen niet kunnen worden gekwantificeerd. Daarnaast zijn de fluorescentiemeting op lysine, de spectrofotometrische bepaling van vrije aminogroepen en de aminozuuranalyse met HPLC geen goede methoden gebleken om lichtoxidatie in emulsies op te sporen doordat weinig verschil te bemerken valt tussen de belichte en onbelichte emulsies.
Daarnaast werd de hoeveelheid geconjugeerde diënen en triënen en het p-anisidinegetal van de oliën in de emulsies spectrofotometrisch opgevolgd in functie van de tijd. Voor alle belichte emulsies met riboflavine en de belichte visolie-emulsie zonder riboflavine werd een sterk verhoogde hoeveelheid geconjugeerde diënen aangetroffen. Bij de geconjugeerde triënen was hetzelfde beeld te zien, met algenolie als uitzondering, waar de hoeveelheid niet steeg, maar zelfs daalde omwille van de hoge hoeveelheden geconjudeerde triënen in de algenolie zelf. Ook het p-anisidinegetal steeg voor alle belichte emulsies met riboflavine in functie van de tijd. Een belangrijke vaststelling bij deze drie parameters is dat de vetextractie uit de emulsies waarschijnlijk niet volledig is en dat de efficiëntie in functie van de bewaartijd niet hetzelfde blijft. Daardoor zijn de bekomen resultaten slechts relatief, maar kunnen toch een trend aantonen.
Het oxidatie-effect was het kleinst in de emulsies met olijfolie, gevolgd door de sojaolie-emulsies. In de emulsies met algenolie en visolie was het effect het grootst. Deze bevinding werd bevestigd aan de hand van een vetzuurprofiel, waarbij algenolie en visolie meer poly-onverzadigde bindingen bleek te hebben dan sojaolie en dan olijfolie.
Tot slot werd in deze tweede bewaarstudie de microbiologische stabiliteit van de emulsies zonder antimicrobieel agens gecontroleerd. Alle emulsies waren bacterieel gecontamineerd na tien dagen bewaring, wat de resultaten van de studie zou kunnen beïnvloed hebben. Enkele pasteurisatietests werden reeds uitgevoerd en lijken in eerste instantie een afdoende maatregel te zijn om bewaarstudies op emulsies op steriele wijze te kunnen voeren voor een periode van ongeveer drie weken.
Address
|
Coupure links 653
9000 Gent
09 264 61 61 Belgium |
Contacts
|
Traineeship supervisor
Tatiana Cucu
|
|
Traineeship supervisor
Sofie Coelus
sofie.coelus@UGent.be |