<p>Hemijskim transformacijama se iz biljnih ulja dobijaju vredni &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; derivati, poput epoksidovanih biljnih ulja, koji se<br />koriste u hemijskoj i polimernoj industriji. Kvalitet, pa<br />time i primena epoksidovanih biljnih ulja, zavise od<br />sadržaja epoksidnih grupa u derivatizovanom ulju, koji bi<br />trebalo da je &scaron;to veći. Kako epoksidne grupe nastaju<br />oksidacijom dvostrukih veza u trigliceridima kao<br />dominantnoj grupi jedinjenja u biljnim uljima, pogodna<br />sirovina za epoksidovanje su visoko nezasićena ulja,<br />kakvo je laneno.<br />Proizvodnja epoksidovanih biljnih ulja zahteva izbor<br />takvih procesnih uslova pri kojima bi se postigli &scaron;to<br />potpunija konverzija dvostrukih veza i &scaron;to veća<br />selektivnost procesa u odnosu na epoksidnu grupu. Zato je<br />kao cilj ove doktorske disertacije postavljeno određivanje<br />optimalnih vrednosti procesnih uslova epoksidovanja<br />lanenog ulja persirćetnom kiselinom formiranom in situ iz<br />sirćetne kiseline i 30% vodenog rastvora vodonik<br />peroksida u prisustvu jonoizmenjivačke smole kao<br />katalizatora. Određivanje je izvedeno primenom<br />metodologije odzivne povr&scaron;ine, kao i kori&scaron;ćenjem u ovoj<br />disertaciji predloženih kinetičkih modela ispitivanog<br />reakcionog sistema, u oba slučaja sa maksimumom<br />relativnog prinosa epoksida kao funkcijom cilja.<br />Ispitivanje uticaja procesnih uslova, i to temperature,<br />molskog odnosa reaktanata, količine katalizatora i brzine<br />me&scaron;anja, na tok procesa epoksidovanja je bilo osnov za<br />definisanje graničnih vrednosti procesnih uslova unutar<br />kojih je tražen maksimum prinosa epoksida. Oblast dugih<br />vremena reagovanja, koja nije od interesa za industriju, je<br />izbegnuta adekvatnim izborom temperature.<br />Pri optimalnim vrednostima procesnih uslova<br />epoksidovanja lanenog ulja, određenim primenom<br />metodologije odzivne povr&scaron;ine, postignuto je dobro<br />slaganje očekivane i eksperimentalno određene vrednosti<br />maksimalnog relativnog prinosa epoksida, sa odstupanjem<br />od 3,28%.<br />Za potrebe određivanja optimalnih uslova izvođenja<br />procesa epoksidovanja biljnih ulja kori&scaron;ćenjem kinetičkih<br />modela, razvijena su tri pseudohomogena modela<br />ispitivanog trofaznog multireakcionog sistema. Pored<br />kinetike osnovnih reakcija formiranja persirćetne kiseline i&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; reakcije epoksidovanja dvostrukih veza triglicerida biljnog ulja,&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; kao i kinetike sporedne reakcije otvaranja epoksidne<br />grupe sa sirćetnom kiselinom, u predloženim modelima je<br />uzeta u obzir i raspodela sirćetne i persirćetne kiseline<br />između uljne i vodene faze sistema. Opisan je i uticaj<br />masno-kiselinskog sastava ulja, odnosno broja dvostrukih<br />veza u masno-kiselinskim lancima triglicerida, na kinetiku<br />reakcija. Za koeficijent raspodele sirćetne kiseline između<br />tečnih faza reakcionog sistema predložena je empirijska<br />korelacija koja je dala dobro slaganje izračunatih<br />vrednosti sa eksperimentalnim podacima. Kinetički<br />parametri modela su određeni fitovanjem<br />eksperimentalnih podataka o promenama količina<br />dvostruke veze i epoksidne grupe sa vremenom izvođenja<br />procesa epoksidovanja. Na osnovu statističkih pokazatelja<br />uspe&scaron;nosti fitovanja eksperimentalnih podataka, potvrđena<br />je prepostavka da je pseudohomogeni model publikovan u<br />literaturi unapređen uzimanjem u obzir pomenutih<br />fenomena raspodele komponenata reakcione sme&scaron;e i<br />masno-kiselinskog sastava sirovine pri modelovanju<br />reakcionog sistema epoksidovanja biljnih ulja<br />persirćetnom kiselinom.<br />Kori&scaron;ćenjem predloženih pseudohomogenih modela<br />reakcionog sistema za određivanje optimalnih uslova<br />izvođenja procesa epoksidovanja lanenog ulja in situ<br />formiranom persirćetnom kiselinom u prisustvu<br />jonoizmenjivačke smole, dobijeno je odstupanje od 5,51%<br />očekivane od eksperimentalno određene vrednosti<br />relativnog prinosa epoksida.<br />Bolje slaganje predviđene sa eksperimentalno određenom<br />vredno&scaron;ću relativnog prinosa epoksida u kontrolnom<br />eksperimentu je dobijeno primenom metodologije odzivne<br />povr&scaron;ine u poređenju sa kori&scaron;ćenjem kinetičkih modela pri<br />određivanju optimalnih vrednosti procesnih uslova. To je i<br />očekivano, s obzirom da regresiona jednačina kori&scaron;ćena u<br />okviru metodologije odzivne povr&scaron;ine bolje fituje relativni<br />prinos epoksida. Standardna devijacija relativnog prinos<br />epoksida za regresionu jednačinu je 8,9 puta niža od one<br />izračunate za kinetički model koji najbolje predviđa<br />optimalne procesne uslove epoksidovanja lanenog ulja<br />persirćetnom kiselinom.</p> / <p>Vegetable oils can be transformed into added value<br />products by various chemical modifications, such as<br />epoxidation. The epoxidized vegetable oils have a<br />wide range of applications in the chemical and<br />polymer industry. The quality, and consequently the<br />application, of epoxidized vegetable oil is influenced<br />by the epoxy group content. Since the epoxy groups<br />are formed by the oxidation of double bonds in<br />triglycerides, the main constituent of vegetable oils,<br />highly unsaturated vegetable oils, such as linseed<br />oil, are desirable raw materials.<br />The manufacturing of epoxidized vegetable oils<br />requires the optimization of the process conditions<br />in order to achieve complete conversion of double<br />bonds and high selectivity of the process in respect<br />to the epoxy groups. Therefore, the aim of this<br />doctoral thesis is to determine the optimal process<br />conditions for the epoxidation of linseed oil with<br />peracetic acid, formed in situ from acetic acid and<br />30% hydrogen peroxide in the presence of an ion<br />exchange resin as the catalyst. The optimal process<br />conditions were determined by response surface<br />methodology, as well as by using developed pseudohomogeneous<br />kinetic models that describe the<br />investigated reaction system. For both optimization<br />methods, the relative epoxy yield was selected as an<br />objective function to be maximized.<br />The effects of process conditions, such as<br />temperature, molar ratio of reactants, catalyst<br />amount and steering speed, on the kinetics of the<br />epoxidation were studied in order to define<br />constraints for the optimization. To avoid long<br />reaction times, which are not of interest in<br />manufacturing, an adequate temperature range was<br />selected. Under the optimized process conditions for the<br />epoxidation of linseed oil, which were determined<br />by response surface methodology, good agreement<br />between the calculated and experimentally<br />determined relative epoxy yields was achieved<br />within 3.28%.<br />Three models describing the three-phase multireaction<br />system of vegetable oil epoxidation with<br />peracetic acid were developed and further used for<br />the optimization. The models are pseudohomogeneous<br />with respect to the catalyst. Besides<br />the kinetics of the main reactions of peracetic acid<br />and epoxy group formation, the models take into<br />account the side reaction of the epoxy group opening<br />with acetic acid. The partitioning of the acetic acid<br />and peracetic acid between the oil and aqueous<br />phases is considered. In two proposed models, the<br />effect of fatty acid composition on the kinetics of the<br />process is also described by considering the number<br />of double bonds in the fatty acid chains. The<br />developed empirical correlation for the partition<br />coefficient for acetic acid between the liquid phases<br />shows good agreement between the calculated and<br />experimental data. The kinetic parameters of the<br />proposed pseudo-homogeneous models were<br />determined by fitting the experimentally determined<br />changes of the double bond and epoxy group<br />amounts with reaction time of the epoxidation.<br />Statistical values of the models` parameters<br />determination confirmed the hypothesis that the<br />pseudo-homogeneous model proposed in the<br />literature can be improved by considering the<br />partitioning phenomena and the effect of the oil fatty<br />acid composition on the kinetics of the vegetable<br />oils epoxidation with peracetic acid.<br />Under the optimized process conditions for the<br />epoxidation of linseed oil with peracetic acid formed<br />in situ in the presence of the ion exchange resin,<br />which were determined by using proposed pseudohomogeneous<br />models, the experimentally<br />determined relative epoxy yield was 5.51% lower<br />than the calculated.<br />Better agreement between the calculated and<br />experimentally determined values for the relative<br />epoxy yield, achieved under the optimal process<br />conditions, is obtained when the response surface<br />methodology (RSM) was applied as opposed to<br />when the kinetic models were used for the<br />determination of the optimal process conditions.<br />This is in accordance with better fitting of the<br />relative epoxy yield by RSM regression equation<br />than by kinetics models. Standard deviation of the<br />relative epoxy yield for RSM regression equation is 8.9 times lower than the standard deviation for the<br />most successful kinetic model used for prediction of<br />the optimal process conditions for the epoxidation of<br />the linseed oil by peracetic acid.</p>

<p>Kao produkt erozionih procesa u slivu javlja se erozioni nanos koji sa padine<br />dospeva&nbsp; u&nbsp; rečnu&nbsp; mrežu.&nbsp; Erozijom&nbsp; se&nbsp; odnosi&nbsp; povr&scaron;inski&nbsp; pokrivač&nbsp; bogat<br />hranljivim sastojcima i smanjuje poljoprivredna proizvodnja, smanjuju se<br />propusne moći kanala, zapremine akumulacija i pogor&scaron;ava se kvalitet vode.<br />Predmet&nbsp; istraživanja&nbsp; u ovoj doktorskoj disertaciji&nbsp; je eksperimentalno<br />izučavanje&nbsp; erozije&nbsp; tla&nbsp; na&nbsp; slivu,&nbsp; prouzrokovane&nbsp; padavinama i&nbsp; povr&scaron;inskim<br />oticajem sa peskovitog zemlji&scaron;ta pod nagibom. Variranjem parametara koji<br />utiču na proces erozije, a koji su istraženi u ovom radu(nagib terena, dužina<br />slivne povr&scaron;ine i intenzitet ki&scaron;e) dobijeni su hidrogrami oticaja i psamogrami<br />na&nbsp; osnovu&nbsp; kojih&nbsp; su&nbsp; urađene regresione analize. Za&nbsp; ispitivanje&nbsp; veze&nbsp; između<br />padavina,&nbsp; oticaja&nbsp; i&nbsp; erozije&nbsp; napisan&nbsp; je&nbsp; matematički&nbsp; model oticaja, baziran na<br />jednačinama&nbsp; kinematskog talasa,&nbsp; koji&nbsp; predstavlja osnovu za dalja<br />istraživanja.</p> / <p>Erosion processes in the catchment produces sediments that reaches the river network. Erosion leads to reduced agricultural production, reduction in the channel and accumulation storage capacity and deteriorating water quality. The research presented in this doctoral thesis is an experimental study of soil erosion caused by rainfall and surface runoff from sandy soil on inclined surface. By varying the parameters that influence the process of erosion (slope, length of the plot and the intensity of rainfall), hydrographs and graphs of the sediment concentrations are obtained and the regression analysis is performed. To investigate the relationship between rainfall, runoff and erosion, mathematical model of runoff, based on the kinematic wave equations, is written. This model forms the basis for further research.</p>

<p>Cilj istraživanja doktorske disertacije je bio ispitivanje mogućnosti primene<br />vlakana od nerđajućeg čelika za koalescenciju kapi mineralnih ulja različite polarnosti<br />pri različitoj permeabilnosti sloja. Pored toga cilj je bio i komparativna analiza efikasnosti separacije ispitivanih ulja vlaknima visoke i niske energije povr&scaron;ine. Postavljena je i modifikovana metoda kinetike upijanja tečnosti za ocenu sklonosti ulja ka odabranim vlaknima od kojih se formira sloj. Po prvi put je primenjena i metoda ve&scaron;tačkih neuronskih mreža za simulaciju koalescentne filtracije.<br />Eksperimentalni program koalescentne filtracije je realizovan na model emulziji<br />dispergovanog ulja u vodi konstantne ulazne koncentracije 500 mg/l,<br />pri konstantnoj temperaturi od 20&deg;C, horizontalnoj orijentaciji toka fluida i<br />prosečnoj veličini kapi ulja od 10 &mu;m. Uticaj geometrije sloja ispitivan je variranjem<br />permeabilnosti u opsegu od 0,1810^-9 m2 do 5,510^-9 m² za konstantnu<br />debljinu sloja od 5 cm. Testirana su tri uzorka mineralnog ulja velikog raspona<br />viskoznosti i polarnosti. Svi ogledi su realizovani pri konstantnoj brzini fluida u intervalu od 10 m/h do 80 m/h. Izlazna koncentracija dispergovane faze<br />odredivana je FTIR spektrofotometrijom.<br />Značajan doprinos u istraživanju fenomena koalescencije u sloju vlakana<br />ogleda se u utvrdivanju mogućnosti primene vlakana nerdajućeg čelika na<br />separaciju kapi mineralnih ulja, razumevanju simultanog uticaja energije<br />povr&scaron;ine, geometrije sloja i prirode uljne faze, kao i uvodenju nove veličine<br />izo-izlazne koncentracije. Test odredivanja kinetike upijanja tečnosti je pokazao<br />da odnos liofilno-liofobne kva&scaron;ljivosti materijala adekvatno opisuje sklonost<br />nekog filtarskog materijala ka separaciji ulja mineralnog porekla. Ovako<br />sveobuhvatna analiza uticaja različitih parametara na efikasnost koalescentne<br />filtracije, data u ovoj disertaciji, nije zabeležena u dostupnim literaturnim navodima.<br />Rezultati doktorske disertacije omogući će skraćivanje vremena i materijalnih<br />tro&scaron;kova neophodnih za projektovanje koalescera, jer smanjuju potreban<br />obim eksperimentalnih istraživanja potrebnih za uspe&scaron;no projektovanje.<br />Odabrani uslovi rada, prvenstveno prečnik vlakana materijala u odnosu na<br />ulaznu veličinu kapi, kao i način njihovog pakovanja, uz obezbedivanje poznate<br />i definisane permeabilnosti, obezbedili su željenu separaciju, čija se efikasnost<br />separacije kapi ispitivanih ulja vlaknima od nerdajućeg čelika kreće u<br />opsegu od 91% do 99% za opseg brzina fluida od 10 m/h do 50 m/h. Kod sloja<br />vlakana od nerdajućeg čelika efikasnija separacija je zapažena pri niskim vrednostima<br />permeabilnosti, dok je kod polimernog materijala obrnut slučaj. Zaključeno je da, u postojećim okolnostima, kod posmatranih materijala dominiraju<br />različiti mehanizmi koalescencije u sloju. Oblik zavisnosti izlazne koncentracije<br />od brzine i permeabilnosti za oba ispitivana materijala, nerdajući čelik i<br />polipropilen, je sličan. Polipropilen ima veći radni opseg brzina u odnosu na<br />nerdajući čelik. Medutim, nerdajući čelik uspe&scaron;nije separi&scaron;e ulje najniže viskoznosti<br />u oblasti niskih vrednosti permeabilnosti i pri niskim radnim brzinama<br />u odnosu na polipropilen. Zadovoljavajući kvalitet separacije se kod polipropilena<br />ostvaruje pri najvi&scaron;oj permeabilnosti i u &scaron;irokom opsegu brzina, dok se<br />kod nerđajućeg čelika najvi&scaron;e vrednosti kritične brzine za ceo opseg ispitivane<br />viskoznosti ostvaruju pri najnižoj permeabilnosti sloja.</p> / <p>The aim of the doctoral thesis was to investigate the possibility of the stainless<br />steel fibers application for the coalescence of mineral oil drops with different<br />polarity varying also the bed permeability. Additional aim was the comparative<br />analysis of the tested oil separation efficiency with fibers that have high<br />and low surface energy. The method for the evaluation of the fiber-liquid wetting<br />kinetic was set up and modified in order to assess the affinity of oil to the<br />selected fiber that was used to form the filtration bed. For the first time, the<br />method of artificial neural networks was applied to simulate the coalescence<br />filtration.<br />Experimental program of coalescence filtration was performed on oil-in-water<br />model emulsion with constant inlet concentration of 500 mg/l, at a constant<br />temperature of 20&deg;C, horizontal fluid flow orientation and average oil drop<br />size of 10 &mu;m. The influence of bed geometry was studied varying bed permeability<br />in the range from 0,1810^-9 m2 to 5,51010^-9 m2 for the constant layer thickness of 5 cm. Three samples of mineral oil that have large range of viscosity<br />and polarity were tested. All experiments were carried out at constant<br />fluid velocity in the range from 10 m/h to 80 m/h. The output dispersed phase<br />concentration was determined by FTIR spectrophotometry.<br />A significant contribution to the research of the coalescence phenomenon in<br />a fiber bed was achieved by determining the possibility to use stainless steel<br />fibers for the separation of mineral oil drops, broadening the apprehension<br />of the simultaneous influence of surface energy, bed geometry and oil phase<br />nature, as well as the introduction of an iso-output concentration as a new<br />parameter. The evaluation of the fiber-liquid wetting kinetic showed that the<br />lipophilic-lyophobic wettability ratio of the material adequately describes the<br />tendency of a filter material for the mineral oil separation. Such comprehensive<br />analysis of the various parameters impact on the efficiency of coalescence<br />filtration, presented in this thesis, was not found in available literature. The results<br />of the doctoral thesis will enable the reduction of time and material cost<br />needed for the design of coalescer, by decreasing the extent of experimental<br />research necessary for successful design.<br />Selected working conditions, primarily the fiber diameter in relation to the input<br />drop size, as well as bed packaging, while ensuring the known and defined<br />bed permeability, provided the desired separation, with the oil drop separation<br />efficiency of tested stainless steel fibers in the range from 91% to 99% for a fluid<br />velocity range from 10 m/h to 50 m/h. When stainless steel was used, more<br />efficient separation was observed for the low bed permeability, whereas for<br />the polymer fibers the reverse order was identified. It was concluded that, in<br />the existing circumstances, different mechanisms of oil drop coalescence dominate<br />for these materials. The dependence of output concentration from the<br />velocity and bed permeability for both tested materials, stainless steel and polypropylene, was similar. Polypropylene has a higher operating velocity range<br />in comparison to stainless steel. However, when compared to polypropylene,<br />stainless steel separates more successfully the oil with the lowest viscosity in<br />the low bed permeability and at low fluid velocity domain. Satisfactory quality<br />of separation with polypropylene is achieved at the highest bed permeability<br />and in a wide fluid velocity range, whereas, with the stainless steel, the highest<br />values of critical velocity, for the entire range of tested viscosity, are realized at<br />the lowest bed permeability.</p>

<p>Pivski trop čini približno 85% od ukupnih sporednih proizvoda proizvodnje piva, i dostupan je po veoma niskim cenama tokom čitave godine. Pivski trop ima veliku perspektivu za primenu u biotehnologiji i proizvodnji visoko vrednih proizvoda. Jedna od veoma ekolo&scaron;ki i ekonomski isplativih alternativa je upotreba pivskog tropa u proizvodnji mlečne kiseline, jer se poslednjih par decenija uočava intenzivan rast potražnje za mlečnom kiselinom. Mlečna kiselina je najvažnija hidroksikarbonska kiselina &scaron;iroko rasprostranjena u prirodi, sa velikom primenom u prehrambenoj, farmaceutskoj, tekstilnoj i hemijskoj industriji i industriji prerade kože.<br />Cilj istraživanja ove doktorske disertacije je ispitivanje primene pivskog tropa u proizvodnji mlečne kiseline. Prvo je izvr&scaron;ena optimizacija enzimske hidrolize pivskog tropa u cilju dobijanja &scaron;to je moguće veće koncentacije redukujućih &scaron;ećera neophodne za mlečno-kiselu fermentaciju. Hidrolizat pivskog tropa je dobijen enzimskom hidrolizom dodatkom komercijalnih enzima za razgradnju skroba i celuloze. Parametri čiji je uticaj na efikasnost enzimske hidrolize ispitanu su: pH vrednost, temperatura hidrolize i količina dodatih enzima. Nakon &scaron;to su određeni najbolji uslovi razgranje pivskog tropa, dobijeni postupak hidrolize je primenjen u proizvodnji hidrolizata pivskog tropa koji je kori&scaron;ćen u mlečno-kiselim fermentacijama.<br />Nakon toga je ispitana mlečno-kisela fermentacija sa dva proizvodna mikoorganizma. Kao proizvodni mikroorganizmi u mlečno-kiselim fermentacijama primenjena su dva soja bakterija mlečne kiseline: Lactobacillus fermentum PL-1 i Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469. Ispitan je uticaj dodatka različitih koncentracija ekstrakta kvasca (0,5-5,0%) uz korekciju pH vrednosti tokom fermentacije sa dodatkom kalcijum-karbonata. U zavisnosti od udela L-(+)- i D-(-)-mlečne kiseline koje nastaju tokom fermentacije izabran je proizvodni mikroorganizam koji proizvodi vi&scaron;e L-(+)-mlečne kiseline.<br />U daljim ispitivanjima je ispitan uticaj korekcije pH pomoću natrijum-hidroksida kao i dodatak različitih koncentracija ekstrakta kvasca (0,5-5,0%) i redukujućih &scaron;ećera (2,7; 5,4 i 8,1%) u hidrolizatu pivskog tropa na mlečno-kiselu fermentaciju pomoću odabranog soja bakterija mlečne kiseline. Na osnovu dobijenih rezultata izabrana je najbolja koncentracija redukujućih &scaron;ećera i ekstrakta kvasca koji će se koristiti u daljim istraživanjima.<br />Takođe je ispitana i mogućnost zamene skupog ekstrakta kvasca i glukoze sa obnovljivim sirovinama, kao &scaron;to su pivski kvasac, džibra i bistra džibra.<br />Ispitan je uticaj dodatka različitih koncentracija pivskog kvasca (0,5-5,0%), džibre (5-20%) i bistre džibre (5-50%) pre fermentacije kao i dodatak bistre džibre u dolivnoj fermentaciji, na mlečno-kiselu fermentaciju hidrolizata pivskog tropa.<br />Ispitan je i dolivni postupak fermentacije hidrolizata pivskog tropa dodatkom glukoze, glukoze i ekstrakta kvasca i sladovine. Takođe je ispitana mogućnost izvođenja vi&scaron;e uzastopnih fermentacija sa imobilisanim ćelijama odabranog soja bakterija mlečne kiseline u kalcijum-alginatu.<br />Na osnovu eksperimentalnih rezultata zaključujeno je da je dodatak kalcijum-karbonata imao pozitivan uticaj na proizvodnju mlečne kiseline sa L. fermentum i L. rhamnosus. Sa dodatkom kalcijum-karbonata povećali su se utro&scaron;ak redukujućih &scaron;ećera, koncentracija i prinos mlečne kiseline i vijabilnost ćelija L. fermentum i L. rhamnosus. Ekstrakt kvasca i kalcijum-karbonat su imali značajan uticaj na proizvodnju mlečne kiseline sa L. fermentum i L. rhamnosus. U fermentacijama sa L. fermentum najveći prinos ukupne mlečne kiseline (44%) je postignut sa dodatkom 5,0% ekstrakta kvasca i 2,0% kalcijum-karbonata. U fermentacijama sa L. rhamnosus najveći prinos ukupne mlečne kiseline (98%) i L-(+)-mlečne kiseline (96%) je ostvaren u fermentaciji sa dodatkom 2,0% ekstrakta kvasca i 2,0% kalcijum-karbonata. Na osnovu rezultata odlučeno je da se u daljim ispitivanjima mlečno-kisele fermentacije hidrolizata pivskog tropa kao proizvodni mikoorganizam koristi L. rhamnosus.<br />Primenom natrijum-hidroksida za korekciju pH je skratila fermentaciju za 48 sati a ostvareno je i značajno povećanje zapreminske produktivnosti L-(+)-mlečne kiseline (za 200%, povećanje sa 0,21 na 0,63 g/l&middot;h-1). Korekcija pH u svim daljim istraživanjima je vr&scaron;ena sa dodatkom natrijum-hidroksida.<br />U mlečno-kiselim fermentacijama sa različitim početnim koncentracijama redukujućih &scaron;ećera (2,7; 5,4 i 8,1%) i sa dodatkom različitih koncentracija ekstrakta kvasca (0,5-5,0%), najveći prinos L-(+)-mlečne kiseline i zapreminska produktivnost od 91,29% i 1,69 g/l&middot;h-1, kao i vijabilnost ćelija L. rhamnosus od 9,7&middot;109 CFU/ml ostvareni su u fermentaciji sa početniom koncentracijom redukujućih &scaron;ećera od 5,4% i dodatkom 5,0% ekstrakta kvasca.<br />Na osnovu ostvarenih rezultata u istraživanjima sa dodatkom džibre i dodacima tokom fermentacije kao i u fermentacijama sa imobilisanim ćelijama je kori&scaron;ćen hidrolizat pivskog tropa sa početnom koncentracijom redukujućih &scaron;ećera od 5,4%.<br />U mlečno kiseloj fermentaciji sa dodatkom pivskog kvasca najveći prinos L-(+)-mlečne kiseline (89,01%) i zapreminska produktivnost (0,89 g/l&middot;h-1) L-(+)-mlečne kiseline su ostvareni u fermentaciji sa dodatkom 5,0% pivskog kvasca i korekcijom početne koncentracije redukujućih &scaron;ećera na 5,0%. Na osnovu rezultata utvrđeno je da se može izvr&scaron;iti delimična ili potpuna zamena ekstrakta kvasca pivskim kvascem uz značajno smanjenje cene podloge za mlečno-kiselu fermentaciju, bez značajnog smanjenja efikasnosti mlečno-kisele fermentacije.<br />U mlečno-kiseloj fermentaciji sa dodatkom džibre i bistre džibre najveć koncetracija, prinos i zapreminska produktivnost L-(+)-mlečne kiseline od 31,03 g/l, 86,15% i 0,93 g/l&middot;h-1, ostvareni su u fermentaciji sa dodatkom 50% bistre džibre. Najvi&scaron;a koncentracija, prinos i zapreminska produktivnost L-(+)-mlečne kiseline ostvareni u dolivnoj fermentaciji sa dodatkom glukoze i bistre džibre tokom mlečno-kisele fermentacije su iznosili su 48,02 g/l, 87,82% i 0,96 g/l&middot;h-1.<br />U fermentacijama sa dodatkom nutritijenata tokom mlečno-kisele fermentacije najveća vrednost koncetracije, prinosa i zapreminske produktivnosti L-(+)-mlečne kiseline od 116,08 g/l, 93,32% i 2,04 g/L&middot;h-1, su ostvarene u fermentaciji sa dodatkom glukoze i ekstrakta kvasca tokom fermentacije. Na osnovu rezultata utvrđeno je da se dolivni postupak fermentacije može koristiti u cilju povećanja efikasnosti mlečno-kisele fermentacije.<br />Izvr&scaron;ena je imobilizacija ćelija L. rhamnosus u kalcijum-alginatu uz izuzetno visoku vijabilnost (1010 CFU/ml). Imobilisane ćelije L. rhamnosus su uspe&scaron;no kori&scaron;ćene u tri mlečno-kisele fermentacije. Prinos L-(+)-mlečne kiseline i zapreminska produktivnost su u sve tri fermentacije bili izuzetno visoki, pri čemu su najveći prinos L-(+)-mlečne kiseline i zapreminska produktivnost od 95,2% i 1,76 g/l&middot;h-1, ostvareni u drugoj fermentaciji. Upotrebom imobilisanih ćelija L. rhamnosus je osim povećanja prinosa i zapreminske produktivnosti L-(+)-mlečne kiseline skraćena fermentacija za 12 sati u poređenju sa &scaron;aržnim fermentacijama.</p> / <p>Brewers spent grain represents (BSG) about 85% of the total by-products from brewing process and is available at low price during the whole year. Due to its chemical composition BSG has great potential use in biotechnology and production of high-value products. One of very eco-friendly and economical alternative uses of BSG is in production of lactic acid (LA), since in the last few decades the demand for the LA has significantly risen, mostly because of development of biodegradable lactic polymers, which are eco-friendly and nontoxic.<br />Lactic acid is the most important hydrocarboxylic acid with an asymmetrical carbon atom, widely distributed in nature, and it has shown great potential in fields of food, pharmaceutical, textile, leather and chemical industries.<br />The aim of this doctoral thesis was to investigate the application of BSG in lactic acid production. First, the optimization of enzymatic hydrolysis of BSG was conducted, with the goal to achieve high reducing sugar concentrations, as much as possible, that are necessary on LA fermentation. BSG hydrolysis was conducted by usage of commercial enzymes for degradation of starch and cellulose. Effect of pH value, temperature and enzyme dosage on BSG hydrolysis efficiency was investigated. After the best conditions for BSG hydrolysis were determined, the optimized procedure for BSG hydrolysis was used for the production of BSG hydrolysate that will be used in LA fermentations.<br />After optimization of BSG hydrolysis, LA fermentation by two LA producing microorganisms was investigated. The strains investigated were two LA bacteria strains: Lactobacillus fermentum PL-1 and Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469. The effect of yeast extract (0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0, and 5.0%) addition in BSG hydrolysate, with the correction of pH value during LA fermentation by the addition of calcium-carbonate, on LA fermentation was investigated. Based on the results achieved for L-(+)- and D-(-)-LA ratio the LAB strains that produced more L-(+)-LA was chosen for further research.<br />In further research the effect of pH correction (with addition of NaOH), yeast extract (0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, and 5.0%) addition and reducing sugar concentration (2.7; 5.4 and 8.1%) in BSG hydrolysate on LA fermentation was investigated. Based on the results achieved the best yeast extract and reducing sugars concentrations was determined and used in further analysis or research. Also the possible replacement of expensive yeast extract and glucose with cheap alternatives, like brewer`s spent grain and stillage was investigated. The effect of brewer`s spent grain (0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0, and 5.0%), whole stillage (5, 10, 15 i 20%) and thin stillage (5, 10, 15, 20, 30, 40, 50%) addition before fermentation as well as thin stillage addition in fed-batch fermentation in BSG hydrolysate on LA fermentation were investigated.<br />Also fed-batch fermentation procedure (addition of glucose, glucose and yeast extract and wort during fermentation) was investigated. The possible application of cells immobilized in Ca-alginate for LA fermentation of BSG hydrolysate was also investigated.<br />Based on the results it was concluded that BSG can be successfully utilized as a raw material in production of LA, after optimization of hydrolysis and addition of nitrogen source.<br />According to the results of chemical composition before and after optimized hydrolysis 78.6% of total cellulose was hydrolyzed.<br />Addition of calcium-carbonate had positive effect on LA production by L. fermentum i L. rhamnosus. With the addition of calcium-carbonate reducing sugar utilization, LA yield and concentration and cell viability (both L. fermentum i L. rhamnosus) increased. Addition of calcium-carbonate and yeast extract had a positive effect on LA fermentation by L. fermentum and L. rhamnosus. In LA fermentation by L. fermentum the highest LA yield (44%) was achieved with addition of 5.0% of yeast extract and 2.0% of calcium-carbonate. In L. rhamnosus fermentations the highest total LA yield (98%) and L-(+)-LA yield (96%) was reached when 2.0% of yeast extract and 2.0% of calcium-carbonate were added.<br />Based on the results achieved it was concluded that BSG hydrolysate, with the addition of yeast extract, is a good fermentation media for LA fermentation with L. rhamnosus, and it was decided that L. rhamnosus will be used in further research of LA fermentation on BSG hydrolysate.<br />Addition of NaOH instead of calcium-carbonate for the pH correction shortened the fermentation time by 48 h and increased the L-(+)-LA volumetric productivity (by 200%, from 0.21 to 0.63 g/L&middot;h-1). Based on this results pH correction in further experiments was done by addition of NaOH.<br />In LA fermentation with different reducing sugar (2.7, 5.4 and 8.1%) and yeast extract concentrations (0.5-5.0%), the highest L-(+)-LA yield and volumetric productivity of 91.29%, and 1.69 g/L&middot;h-1, respectively, as well as L. rhamnosus cell viability (9.67 log CFU/mL), were achieved with the reducing sugar content of 5.4% and yeast extract content of 5.0%.<br />Based on this results in further experiment with the addition of stillage, in fed-batch fermentation and fermentation with immobilized cell BSG hydrolysate with 5.4% of reducing sugars and 5.0% yeast extract was used.<br />In fermentation with the addition of brewer&rsquo;s spent yeast the highest L-(+)-LA yield (89.01%) and volumetric productivity (0.89 g/L&middot;h-1) were achieved in the fermentation of BSG hydrolysate with 5.0% of reducing sugar and 5.0% of brewer&rsquo;s yeast. Based on the results achieved it was concluded that yeast extract can be partial or complete replaced by brewer&rsquo;s spent yeast with significant decrease of media cost, without the decrease in LA fermentation efficiency.<br />In fermentation with the addition of thin stillage the highest L-(+)-LA concentration, yield, and volumetric productivity of 31.03 g/L, 86.15%, and 0.93 g/L&middot;h-1, respectively, was obtained in fermentation with the addition of 50% of thin stillage. The highest L-(+)-LA concentration, yield, and volumetric productivity achieved in fed-batch fermentation with the addition of glucose and thin stillage during fermentation, were 48,02 g/L, 87,82% i 0,96 g/L&middot;h-1.<br />In fed-batch fermentation the highest L-(+)-LA concentration, yield, and volumetric productivity of 116.08 g/L, 93.32%, and, 2.04 g/L h-1, respectively, were achieved in fermentation with glucose and yeast extract addition during fermentation. The results showerd that fed-batch fermentation could be used to increase L-(+)-LA fermentation efficiency<br />Immobilization of L. rhamnosus cells with high viability (1010 CFU/mL) in Ca-alginate was conducted. Immobilized cells we successfully utilized in three repeated batch fermentation. L-(+)-LA yield and volumetric productivity were very high in all three batch fermentation, with the highest results achieved (95.20% and 1.76 g/L&middot;h-1, respectively) in second fermentation. Application of immobilized L. rhamnosus cells increased L-(+)-LA yield and volumetric productivity and shortened the fermentation time for 12 h in comparison with batch fermentation.</p>

<p>Glavni cilj istraživanja ove doktorske disertacije je bio valorizacija sporednog proizvoda žalfije (Salvia officinalis L.) iz fabrike čaja za dobijanje visoko-vrednih ekstrakata željenih osobina koji bi imali primenu u gotovim proizvodima prehrambene, kozmetičke i farmaceutske industrije.<br />U cilju ekstrakcije polifenolnih jedinjenja su primenjene konvencionalne (maceracija) i savremene (ultrazvučna ekstrakcija, mikrotalasna ekstrakcija i ekstrakcija subkritičnom vodom) ekstrakcione tehnike. U postupaku maceracije je optimizovana koncentracija etanola u ekstragensu, dok je za optimizaciju savremenih ekstrakcionih tehnika primenjen eksperimentalni dizajn i metoda odzivne povr&scaron;ine. Prinos polifenola (ukupnih fenola i ukupnih flavonoida) i antioksidativna aktivnost određena različitim in vitro testovima su bili ispitivani odzivi. Za svaki od navedenih ekstrakcionih postupaka je ispitivan uticaj glavnih ekstrakcionih parametara: ultrazvučna ekstrakcija (temperatura, vreme ekstrakcije i snaga ultrazvuka), mikrotalasna ekstrakcija (koncentracija etanola, vreme ekstrakcije i odnos rastvarač-droga) i ekstrakcija subkritičnom vodom (temperatura, vreme ekstrakcije i koncentracija HCl u ekstragensu). Tečni ekstrakti dobijeni ultrazvučnom, mikrotalasnom i subkritičnom ekstrakcijom su pokazali izuzetno visoku antioksidativnu aktivnost određenu &bdquo;hvatanjem&ldquo; DPPH i O2∙- radikala i kapacitetom redukcije Fe3+ jona i imali su znatno veći sadržaj polifenola u odnosu na ekstrakte dobijene maceracijom.<br />U cilju ekstrakcije terpenoidnih jedinjenja su primenjeni postupci Soxhlet ekstrakcije, destilacije vodenom parom i ekstrakcije superkritičnim CO2. Postupak superkritične ekstrakcije je optimizovan metodom odzivne povr&scaron;ine i optimalni uslovi ekstrakcije su bili pritisak 290 bar, temperatura 55˚C i protok CO2 od 0,4 kg/h, dok su predviđene i eksperimentalne vrednosti prinosa ekstrakcije bile 8,90 i 8,84%. Hemijskom analizom lipofilnih ekstrakata i etarskog ulja je utvrđeno da su oksidovani monoterpeni (&alpha;-tujon i kamfor), oksidovani seskviterpeni (viridiflorol) i polifenolni diterpeni (epirosmanol) dominantna jedinjenja prisutna u ovim uzorcima.<br />Tečni ekstrakti žalfije dobijeni konvencionalnim i savremenim ekstrakcionim tehnikama su spray drying tehnikom osu&scaron;eni u cilju prevođenja u stabilniju formu suvog ekstrakta. Suvim ekstraktima su određene fizičko-hemijske osobine (hemijski sastav, sadržaj vlage, higroskopnost, moć rehidratacije, WAI i WSI) i biolo&scaron;ka aktivnost (antimikrobna i antioksidativna aktivnost) i procenjena je njihova mogućnost primene u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji.</p> / <p>The main aim of this dissertation was valorization of sage (Salvia officinalis L.) by-product from filter-tea factory for recovery of high-value extracts with desirable properties for application in food, cosmetics and pharmaceutical products.<br />Conventional (maceration) and novel (ultrasound-assisted, microwave-assisted and subcritical water extraction) extraction techniques were applied for polyphenols recovery. Ethanol concentration was optimized in maceration process, while experimental design and response surface methodology were applied for optimization of novel extraction techniques. Polyphenols yield (total phenols and total flavonoids) and antioxidant activity, determined by various in vitro assays, were investigated responses. Influence of main process parameters was determined for each technique: ultrasound-assisted extraction (temperature, extraction time and ultrasonic power), microwave-assisted extraction (ethanol concentration, extraction time and sample-solvent ratio) and subcritical water extraction (temperature, extraction time and HCl concentration in solvent). Liquid extracts obtained by novel extraction technique exhibited higher antioxidant activity determined by scavenging of DPPH and O2∙- radicals and reduction of Fe3+ and also provided higher polyphenols yield comparing to extracts obtained by maceration. Soxhlet extraction, hydrodistillation and supercritical fluid extraction were applied for terpenoids recovery. Supercritical fluid extraction process was optimized by response surface methodology and optimal conditions were pressure of 290 bar, temperature of 55˚C and CO2 flow rate of 0.4 kg/h, while predicted and experimentally obtained values of total extraction yield at these conditions were 8.90 i 8.84%, respectively. According to chemical analysis, the most abundant compounds in lipid extracts and essential oil were oxygenated monoterpenes (&alpha;-thujone and camphor), oxygenated sesquiterpenes (viridiflorol) and diterpene polyphenols (epirosmanol).<br />Sage liquid extracts obtained by conventional and novel extraction techniques were spray dried in order to obtain dry extract form. Physico-chemical properties (chemical profile, moisture content, hygroscopicity, rehydratation time, WAI and WSI) and biological activity (antimicrobial and antioxidant activity) were determined in dry extracts and their potential application in food and pharmaceutical formulations was discussed.</p>

<p>U okviru ove disertacije su ispitane mogućnosti primene savremenih postupaka za dobijanje ekstrakata rtanjskog čaja (Satureja montana L.).<br />U ekstraktima dobijenim primenom superkritičnog ugljendioksida (različitih gustina) utvrđeno je prisustvo karvakrola kao najzastupljenije komponente. Ekstrakt sa najvećim sadržajem karvakrola je dobijen pri uslovima 350 bar i 50 &deg;C (60,82%), dok je najveći prinos karvakrola ostvaren pri pritiscima 325 i 350 bar i temperaturi 60 &deg;C, i iznosio je 2,4 g/100 g droge. Primenom ugljendioksida na većim pritiscima se ostvaruje efikasnija ekstrakcija karvakrola iz droge, kao i proizvodnja ekstrakata sa većim sadržajima karvakrola. Druge komponente prisutne u ekstraktima u znatno nižim koncentracijama su: p-cimen, borneol, trans-kariofilen, kariofilen-oksid, &gamma;-terpinen i linalool.<br />Da bi se utvrdila mogućnost unapređenja prinosa ekstrakcije superkritičnim ugljendioksidom, kao i pobolj&scaron;anja kvaliteta ekstrakata, ispitan je uticaj različitih predtretmana biljnog materijala. Ustanovljeno je da predtretman vodom najznačajnije povećava prinos ekstrakcije (za 25%), dok je ultrazvučni predtretman najadekvatniji izbor za dobijanje ekstrakata sa najvećim sadržajem karvakrola (66,46%). Međutim, najveći prinos ekstrakcije karvakrola iz 100 g droge postignut je primenom etanola i vode kao predtretmana.<br />Ekstrakti dobijeni primenom subkritične vode (uz variranje temperature i vremena ekstrakcije) su hemijski okarakterisani i radi utvrđivanja uslova ekstrakcije pri kojima se postiže najveći kvalitet ekstrakata u pogledu sadržaja polifenolnih komponenti, kao i antioksidantne aktivnosti, primenjena je metoda odzivne povr&scaron;ine (RSM). Utvrđena je prednost primene subkritične vode u odnosu na klasičnu metodu ekstrakcije u pogledu sadržaja polifenolnih komponenti i antioksidantne aktivnosti.<br />Suvi ekstrakti S. montana dobijeni spray drying tehnologijom su&scaron;enja (sa različitim koncentracijama maltodekstrina) su ispitani u pogledu fizičkih i hemijskih osobina. Takođe, radi ispitivanja mogućnosti primene u vidu funkcionalnih ili prehrambenih proizvoda, izvr&scaron;ena je senzorna analiza dobijenih suvih ekstrakata, i analizirana je njihova farmakolo&scaron;ka aktivnost u smislu ACE inhibitornog i antioksidantnog delovanja.<br />Ustanovljeno je da je najniža koncentracija maltodekstrina (10%) najadekvatnija za dobijanje suvog ekstrakta S. montana sa najvećim sadržajem polifenolnih komponenti, sadržajem etarskog ulja i u pogledu antioksidantne i ACE inhibitorne aktivnosti. Takođe, suvi ekstrakt sa 10% maltodekstrina ispunjava i ostale fizičko-hemijske parametre, kojima se osigurava kako efikasno su&scaron;enje, tako i kvalitet ekstrakta.<br />In vivo aktivnost odabranih ekstrakata S. montana ispitana je na modelu hepatotoksičnosti indukovane primenom ugljentetrahlorida. Analiziran je uticaj ekstrakata na funkciju jetre, enzimske parametre oksidativnog stresa i serumske parametre oksidativnog o&scaron;tećenja izazvanog ugljentetrahloridom i ustanovljen je hepatoprotektivni učinak ekstrakata S. montana. Takođe, ispitano je dejstvo ekstrakata na rast Ehrlich-ovih ascitnih tumora implantiranih mi&scaron;evima, kao i na biohemijske parametre oksidativnog stresa u ćelijama tumora i utvrđeno je da je vreme aplikacije ekstrakata od izuzetnog značaja.</p> / <p>This dissertation investigates the possibilities of applying contemporary processes for obtaining extracts of winter savory (Satureja montana L.).<br />Carvacrol was determined to be the most abundant component in extracts acquired by using supercritical carbon dioxide (of various densities). Extract with the richest content of carvacrol was obtained under conditions of 350 bar and 50 &deg;C (60,82%), while the highest carvacrol yield was produced under 325 bar and 350 bar pressures and at a 60 &deg;C temperature reaching 2.4 g/100 g of dry weight. By applying carbon dioxide on higher pressures, a more efficient carvacrol extraction from herbal material is performed, alongside production of extracts with higher carvacrol content. Other components in the extracts present in significantly lower concentrations are the following: p-cymen, borneol, trans-caryophyllene, caryophyllene-oxide, &gamma;-terpinene and linalool.<br />In order to recognize the possibility of improving the extraction yield produced by employing supercritical carbon dioxide and enhancing the quality of extracts, the influence of several different pre-treatments was investigated. It was determined that the water pre-treatment raises the extraction yield the most (for 25%), while the ultrasonic pre-treatment was the most adequate choice for acquiring extracts with the highest content of carvacrol (66.46%). However, the highest carvacrol extraction yield from 100 g of dry weight was achieved by applying ethanol and water as pre-treatment.<br />Extracts which were attained with subcritical water (by varying the temperature and time of extraction) were chemically characterized and Response Surface Method (RSM) was applied for the purposes of determining conditions of extractions under which the highest quality of extracts in terms of content of polyphenolic compounds and antioxidant activity is reached. The advantage of employing subcritical water over the classical method of extraction in respect of content of polyphenolic components and antioxidant activity was demonstrated.<br />Dry extracts of S. montana obtained by using the spray drying technology (with different concentrations of maltodextrine) were examined in terms of their physical and chemical characteristics. Also, in order to investigate the possibility of their use as functional or food products, sensory analysis of attained extracts was performed, and furthermore, their pharmacological activity in terms of the ACE inhibitory and antioxidant effect was analysed as well.<br />It was determined that the lowest concentration of maltodextrin (10%) was the most adequate for obtaining dry extracts of S. montana with the richest content of polyphenolic components and essential oil, and in respect of antioxidant and ACE inhibitory activities. Also, dry extract with 10% of maltodextrin meets all other physical-chemical parameters, which provide efficient drying and quality of extracts.<br />In vivo activity of selected extracts of S. montana was examined on a model of hepatotoxicity induced by applying carbon tetrachloride. The influence of extracts on liver function, enzyme parameters of oxidative stress, and serum parameters of oxidative damage caused by carbon tetrachloride was analysed and hepatoprotective effect of S. montana extracts was determined. In addition, the influence of extracts on the growth of Ehrlich ascite tumors implanted in mice was investigated, and their impact on biochemical parameters of oxidative stress in tumor cells as well, and it was determined that the time of application of extracts is of great significance.</p>

<p>U okviru ove doktorske disertacije, proučavana je ekstrakcija bosiljka (<em>Ocimum basilicum L.</em>) primenom postupka hidrodestilacije, Soxhlet ekstrakcije i ugljendioksidom u superkritičnom stanju. Određen je sadržaj etarskog ulja u drogi (0,565%), a primenom GC/MS(FID) metoda određen kvalitativni i kvantitativni sastav detektovanih komponenata. Identifikovane komponente svrstane su u nekoliko grupa (monoterpeni, seskviterpeni i njihovi oksidovani derivati). Rezultati ispitivanja pokazuju da je dominantno jedinjenje etarskog ulja bosiljka linalool (50,09%), i da ono pripada linaloolskom hemotipu (hemotip A).<br />Ispitan je uticaj temperature (40-60&deg;C) i pritiska (100&ndash;300 bar) superkritičnog ugljendioksida na promenu prinosa ekstrakta. Utvrđeno je da se kumulativni prinos ekstrakta povećava sa porastom pritiska ekstrakcije, dok u zavisnosti od temperature, prinos ekstrakcije zavisi od gustine rastvarača i napona pare komponenata u ekstraktu.<br />Primenom sukcesivne (frakcione) superkritične ekstrakcije izvr&scaron;eno je frakcionisanje, a dobijeni ekstrakti upoređivani u pogledu prinosa, kvalitativnog i kvantitativnog sastava.<br />Ispitivanja hemijskog sastava CO₂ ekstrakta (GC/MS i GC/FID) pokazala su da ekstrakti pored komponenata etarskog ulja sadrže i druga lipofilna jedinjenja (voskove, masna ulja, masne kiseline, fitosterole i sl.). Dominantne komponente u svim ispitivanim ekstraktima su linalool, eugenol i &delta;-kadinen, dok su &alpha;-bergamoten, germakren D, &gamma;-kadinen, &beta;-selinen i spatulenol komponente sa manjim saržajem.<br />Na osnovu eksperimentalnih rezultata kinetike superkritične ekstrakcije izvr&scaron;eno je modelovanje ekstrakcionog sistema bosiljak &ndash; superkritični CO₂, primenom tri modela (Kandiah i Spiro, Brunner i Esquivel i sar.). Na osnovu srednjih vrednosti relativnog odstupanja modelovanih i eksperimentalnih vrednosti prinosa ekstrakcije, utvrđeno je da model Kandiah i Spiro pokazuje prihvatljivo slaganje, dok ostali modeli pokazuju lo&scaron;ije slaganje eksperimentalno određenih i modelom izračunatih prinosa ekstrakta.<br />U zavr&scaron;noj fazi rada ispitan je antioksidativni potencijal etarskog ulja i CO₂ ekstrakata, primenom DPPH metode. Najveću antioksidativnu aktivnost pokazao je ekstrakt dobijen na 100 bar, 60&deg;C (IC50 = 18,93 &mu;g/ml), koja je 5 puta veća od antioksidativne aktivnosti etarskog ulja bosiljka.</p> / <p>In this study, the extraction of basil (O. basilicum L.) ussing the hydrodistillation process, Soxhlet extraction and supercritical extraction with carbon dioxide were investigated. The content of essential oil was determined (0,565%), and the qualitative and quantitative composition of detected coumpound was made by GC/MS(FID). The identified coumpounds were classified into five groups (monoterpenes, sesquiterpenes and their oxidative derivates). The results of investigation shows that the dominant compound of basil essential oil is linalool (50,09%), and that it belongs to linalool chemotype (chemotype A).<br />The influence of temperature (40-60&deg;C) and pressure (100&ndash;300 bar) of supercritical carbon dioxide on extraction yields were studied. It was determined that the total yield of extract increases with the increaseing of extraction pressure, while the influence of temperature on the yield depends on the density of the solvent and vapor pressure of components in the extract.<br />Fractional supercritical fluid extraction was performed, and obtained extracts were compared regarding of yield, and the qualitative and quantitative composition of the extract. Chemical analyses of CO2 extract by GC/MS and GC/FID showed that extract contains, besides essential oil componentes, other lipophilic compounds (waxes, fatty oils, fatty acids, phytosterols, etc.). The few compounds were dominant in all analyzed basil extracts: linalool, and to a lesser extent eugenol, &delta;-cadinene, &alpha;-bergamotene, germacrene D, &gamma;-cadinene, &beta;-selinene and spathulenol. Based on the experimental results of the extraction kinetics, a modeling of basil &ndash; supercritical CO2 extraction system was performed, using three models (Kandiah and Spiro, Brunner, and Esquivel et al.). Based on the average values of the relative deviations of modeled and experimental values of extraction yield, it was found that the model Kandiah and Spiro shows acceptable agreement, while other models show lower agreement of the experimentally determined and model calculated extraction yield.<br />In finale phase of work the antioxidant potential of essential oil and CO2 extracts were examined, using DPPH method. The highest antioxidant activity showed CO2 extract obtained at 100 bar, 60&deg;C (IC50 = 18,93 &mu;g/ml), which is 5 time higher then antioxidant activity of basil essential oil.</p>

<p>У овој докторској дисертацији приказани су резултати синтеза и карактеризација нано-композитних честица са језгро-омотач структуром. Нанокомпозитне честице су синтетисане у течној фази, електростатичком депозицијом in situ синтетисаних SiO2, Fe3O4, ZnFe2O4 или NiFe2O4 наночестица на површину монодисперзних и сферичних силика језгро честица (средњег пречника ~ 0,4 &mu;m). Силика језгро честице су синтетисане хидролизом и кондезацијом TEOS-a у базној средини. Силика наночестице су добијене неутрализацијом јако базног воденог раствора натријум силиката, док су феритне наночестице синтетисане копреципитацијом из воденог раствора одговарајућих нитратних соли. Да би се омогућила електростатичка депозиција нано-честица, силика језгра су функционализована са 3-аминопропилтриетоксисилан (APTES) или поли(диалилдиметиламонијум хлорид) (PDDA) чиме се повећава изоелектрична тачка силика честица. На овај начин су око силика језгро честица синтетисани једнослојни омотачи на бази SiO2, Fe3O4, ZnFe2O4 или NiFe2O4.<br />Резултати су потврдили да се униформан силика слој може депоновати на функцијонализованим силика честицама. Формиран силика омотач је имао дебљину ~ 30 nm, мезопорозну структуру са средњом величином пора од ~ 8 nm и значајном укупном запремином пора. Због тога су тако добијене силика језгро-омотач наноструктуре погодне за имобилизацију ензима али и неких других активних материја. Такође је потврђено да је оптимална pH вредност за синтезу хомогеног Fe3O4 омотача на нефункционализованим силика језгрима ~ 5,4. Добијени Fe3O4 омотач је суперпа-рамагнетан са температуром блокирања ~ 25 К. Уградња никла и цинка у феритну структуру омотача није било могуће на нижим pH вредностима. Међутим, показано је и да је на вишим pH вредностима велика брзина формирања феритних честица и њихова самоагрегација доминира над конкурентном реакцијом депозиције феритних честица на функционализована силика језгра. У циљу спречавања самоагрегације, депо-зиција ZnFe2O4 и NiFe2O4 наночестица на PDDA-функционализованим силика језгрима је обављена у присуству цитратне киселине на pH &gt; 7. Цитратна киселина пасивизира површину феритних наночестица и на тај начин инхибира самоагрегацију, омогућавајући депозицију ових честица на површину PDDA-функционализованих силика језгара.<br />У овој тези су синтетисане честице са двослојним омотачем, који се састоје од унутрашњег Fe3O4 и спољашњег силика слоја. На PDDA-функцио-нализованим SiO2-језгро/Fe3O4-омотач честицама, обављена је депозиција силика наночестица чиме је формиран спољни мезопорозни силика омотач. Добијене су композитне честице са два различита функционална слоја: унутрашњим који омогућава магнетну сепарацију честице из реакционог медијума и спољним који омогућава имобили-зацију активних материја. Добијени резултати су указали да се ове нанокомпозитне честице могу употребити у биоинжењерству и областима хертерогене катализе.</p> / <p>U ovoj doktorskoj disertaciji prikazani su rezultati sinteza i karakterizacija nano-kompozitnih čestica sa jezgro-omotač strukturom. Nanokompozitne čestice su sintetisane u tečnoj fazi, elektrostatičkom depozicijom in situ sintetisanih SiO2, Fe3O4, ZnFe2O4 ili NiFe2O4 nanočestica na površinu monodisperznih i sferičnih silika jezgro čestica (srednjeg prečnika ~ 0,4 &mu;m). Silika jezgro čestice su sintetisane hidrolizom i kondezacijom TEOS-a u baznoj sredini. Silika nanočestice su dobijene neutralizacijom jako baznog vodenog rastvora natrijum silikata, dok su feritne nanočestice sintetisane koprecipitacijom iz vodenog rastvora odgovarajućih nitratnih soli. Da bi se omogućila elektrostatička depozicija nano-čestica, silika jezgra su funkcionalizovana sa 3-aminopropiltrietoksisilan (APTES) ili poli(dialildimetilamonijum hlorid) (PDDA) čime se povećava izoelektrična tačka silika čestica. Na ovaj način su oko silika jezgro čestica sintetisani jednoslojni omotači na bazi SiO2, Fe3O4, ZnFe2O4 ili NiFe2O4.<br />Rezultati su potvrdili da se uniforman silika sloj može deponovati na funkcijonalizovanim silika česticama. Formiran silika omotač je imao debljinu ~ 30 nm, mezoporoznu strukturu sa srednjom veličinom pora od ~ 8 nm i značajnom ukupnom zapreminom pora. Zbog toga su tako dobijene silika jezgro-omotač nanostrukture pogodne za imobilizaciju enzima ali i nekih drugih aktivnih materija. Takođe je potvrđeno da je optimalna pH vrednost za sintezu homogenog Fe3O4 omotača na nefunkcionalizovanim silika jezgrima ~ 5,4. Dobijeni Fe3O4 omotač je superpa-ramagnetan sa temperaturom blokiranja ~ 25 K. Ugradnja nikla i cinka u feritnu strukturu omotača nije bilo moguće na nižim pH vrednostima. Međutim, pokazano je i da je na višim pH vrednostima velika brzina formiranja feritnih čestica i njihova samoagregacija dominira nad konkurentnom reakcijom depozicije feritnih čestica na funkcionalizovana silika jezgra. U cilju sprečavanja samoagregacije, depo-zicija ZnFe2O4 i NiFe2O4 nanočestica na PDDA-funkcionalizovanim silika jezgrima je obavljena u prisustvu citratne kiseline na pH &gt; 7. Citratna kiselina pasivizira površinu feritnih nanočestica i na taj način inhibira samoagregaciju, omogućavajući depoziciju ovih čestica na površinu PDDA-funkcionalizovanih silika jezgara.<br />U ovoj tezi su sintetisane čestice sa dvoslojnim omotačem, koji se sastoje od unutrašnjeg Fe3O4 i spoljašnjeg silika sloja. Na PDDA-funkcio-nalizovanim SiO2-jezgro/Fe3O4-omotač česticama, obavljena je depozicija silika nanočestica čime je formiran spoljni mezoporozni silika omotač. Dobijene su kompozitne čestice sa dva različita funkcionalna sloja: unutrašnjim koji omogućava magnetnu separaciju čestice iz reakcionog medijuma i spoljnim koji omogućava imobili-zaciju aktivnih materija. Dobijeni rezultati su ukazali da se ove nanokompozitne čestice mogu upotrebiti u bioinženjerstvu i oblastima herterogene katalize.</p> / <p>This thesis presents the results of the synthesis and characterization of the nanocomposite particles with core-shell structure. Nanocomposite particles were synthesized by liquid-phase technique through electrostatic deposition of in situ synthesized SiO2, Fe3O4, ZnFe2O4 or NiFe2O4 nanoparticles on the surface of spherical and monodispersed silica core particles (average size ~ 0.4 &mu;m). Silica core particles were prepared by hydrolysis and condensation of tetraethylorthosilicate in basic conditions. Silica nanoparticles were obtained by neutralization of highly basic sodium silicate solution while ferrite nanoparticles were obtained by coprecipitation from solutions of the corresponding nitrate salts. To improve electrostatic assembling of nanoparticles on the surface of silica core particles, the latter were functionalized with 3-amino-propyltriethoxysilane (APTES) or poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) which increases the isoelectric point of the silica core particles. In this way SiO2, Fe3O4 , ZnFe2O4 or NiFe2O4 shells were synthesized around the silica core particles, respectively.<br />The results confirmed that uniform silica layer can be deposited at the functionalized silica core particles. The formed silica layer had thickness of ~ 30 nm, mesoporous structure with average pore size of ~ 8 nm and high total pore volume. This makes silica shell suitable for immobilization of enzymes. Optimal conditions for synthesis of homogenous and thin Fe3O4 shell around non-functionalized silica core particles were found at pH ~ 5.4. Obtained Fe3O4 shell was superparamagnetic with blocking temperature at ~25 К. Incorporation of nickel and zinc into ferrite structure was impossible at lower pH values. However at higher pH the formation rate of Ni- and Zn-ferrite particles becomes very fast and the self-aggregation dominates the competing formation of the ferrite shell around functionalized silica cores. Because of that the self-aggregation was prevented by surface modify-cation of ZnFe2O4 and NiFe2O4 nanoparticles with citric acid before their deposition on the PDDA-functionalized silica core and homogenous and continuous shells were finally obtained at pH &gt; 7.<br />In addition, bilayered shell composed of internal Fe3O4 layer and external SiO2 layer, were also prepared. Silica nanoparticles were deposited on the surface of PDDA-functionalized SiO2-core/Fe3O4-shell particles which induced formation of external mesoporous silica shell. Obtained composite particles had two different functional layers: internal which would allow its magnetic separation from reaction mixture and external which could allow imobilization of various molecules and nanoparticles such as enzymes inside its pores. Based on these results, obtained nanoparticles could be used in bioengineering and heterogenous catalysis.</p>

<p>Cilj istraživanja u okviru ove doktorske disertacije bio je da se ispita uticaj ekstrudiranja na funkcionalno hranivo, čija bi osnovna uloga bila povećanje sadržaja omega-masnih kiselina u ishrani životinja, a naročito &alpha;-linolenske kiseline (ALA). Za proizvodnju funkcionalnog hraniva upotrebljeni su laneno seme, kao nosilac funkcionalnih osobina i suncokretova sačma, koja je dodata da se spreči isticanje lanenog ulja tokom ekstrudiranja. Nezavisni parametri ekstrudiranja čiji je uticaj ispitivan bili su: brzina obrtanja puža ekstrudera (240, 360 i 590 o/min), kapacitet punjenja (16, 24 i 32 kg/h), vlaga polaznog materijala (7, 11,5 i 16 %) i ukupna povr&scaron;ina otvora na matrici (19,8, 39,6 i 59,4 mm2). Zavisno promenljive karakteristike (odzivi) dobijenog hraniva koje su praćene bile su: sadržaj HCN u hranivu, sadržaj ALA, sadržaj slobodnih masnih kiselina (SMK) i potro&scaron;nja energije.<br />Za modelovanje zavisnosti karakteristika hraniva od procesnih parametara ekstrudiranja primenjena je metoda odzivne povr&scaron;ine (RSM), a kori&scaron;ćen je Box-Behnken-ov dizajn (BBD) za četiri faktora na tri nivoa. Za svaki od pomenutih odziva definisan je polinom drugog reda i određeni su koeficijenti polinoma, a analizom varijanse potvrđena je tačnost ovih modela. Formirani modeli upotrebljeni su za optimizaciju procesa ekstrudiranja, sa ciljem da se postigne &scaron;to veća redukcija<br />cijanogenih glikozida u hranivu, uz &scaron;to vi&scaron;i sadržaj ALA i &scaron;to niže SMK i potro&scaron;nju energije. Da bi se zadovoljili svi postavljeni uslovi optimizacije, proces ekstrudiranja bilo je potrebno izvoditi pod sledećim uslovima: brzina obrtanja puža &ndash; 417,41 o/min, kapacitet punjenja &ndash; 32 kg/h, vlaga materijala &ndash; 13,39 % i ukupna povr&scaron;ina otvora na<br />matrici &ndash; 19,80 mm2.<br />Ovako dobijeno hranivo pokazalo je nizak sadržaj HCN, čiji je stepen redukcije u odnosu na početnu vrednost iznosio 76,20 %. Sa druge strane, sadržaj ALA smanjen je za svega 0,69 %, &scaron;to ukazuje da ekstrudiranje nije negativno uticalo na masnokiselinski sastav proizvedenog ko-ekstrudata.<br />Nakon proizvodnje ko-ekstrudata, pristupilo se ispitivanju njegove održivosti. U tu svrhu uzorci su skladi&scaron;teni u klima komori sa mogućno&scaron;ću kontrolisanog pode&scaron;avanja temperature, relativne vlažnosti i cirkulacije vazduha. Za praćenje održivosti proizvoda primenjen je modifikovan Schaal-oven test. Modifikacija metode sastojala se u pode&scaron;avanju relativne vlažnosti vazduha na konstantnu vrednost od 40 %, &scaron;to klasičnom metodom nije propisano. Ova vlažnost vazduha odabrana je na osnovu relativne vlažnosti koja je u trenutku eksperimenta izmerena u prostoriji. U cilju ispitivanja uticaja antioksidanasa na oksidativnu stabilnost proizvoda, uzorcima su dodavani komercijalni preparati karvakrol (200 mg/100 g koekstrudata), vitamin E (135 mg/100 g ko-ekstrudata) i sme&scaron;a ova dva antioksidansa. Za praćenje oksidativnih i hemijskih promena ko-ekstrudata, određivani su peroksidni broj (Pbr), SMK uzorcima su dodavani komercijalni preparati karvakrol (200 mg/100 g koekstrudata), vitamin E (135 mg/100 g i masnokiselinski sastav. Takođe su ispitane mikrobiolo&scaron;ke promene u koekstrudatu. Najsnažnije antioksidativno dejstvo u ovom eksperimentu imao je vitamin E, dok sme&scaron;a vitamina E i karvakrola nije pokazala sinergističko dejstvo. Sastav masnih kiselina se u toku skladi&scaron;tenja nije statistički značajno promenio. Sa druge strane, ekstrudiranje je pokazalo statistički značajan uticaj (p = 0,032) na redukciju ukupnog broja mikroorganizama u hranivu, a najniža vrednost ukupnog broja mikroorganizama (600 cfu/g) zabeležena je u uzorku sa dodatim karvakrolom.</p> / <p>The goal of the research in this thesis was to examine the effect of extrusion on functional feed compound, whose main role was to increase the content of omega-fatty acids in animal nutrition, especially &alpha;-linolenic acid (ALA). Flax seed, as the holder of the functional properties, and sunflower meal, as an adsorbent of linseed oil during extrusion, were used for the production of functional feed compound. Independent extrusion parameters studied in the experiment were: extruder screw speed (240, 360 and 590 rpm), loading capacity (16, 24 and 32 kg/h), the moisture content of the starting material (7, 11.5 and 16 % ) and the total die opening&rsquo;s area (19.8, 39.6 and 59.4 mm2). Dependent variables (responses) of the produced feed compound were: HCN content in coextrudate, ALA content, the content of free fatty acids (FFA) and energy consumption.<br />Response surface methodology (RSM) was applied in order to model mathematical dependence between co-extrudate characteristics and the independent process parameters. The experiments were designed according to Box-Behnken&#39;s design (BBD) with four factors, each at three levels. Second-order polynomial equation was<br />developed for each of these responses, and polynomial coefficients were determined. Accuracy of each model was confirmed by analysis of variance (ANOVA). Formed polynomial models were used to optimize the extrusion process, with the aim of achieving high reduction of cyanogenic glycosides in feed compound, the highest content of ALA, as well as low FFA and low energy consumption. Obtained optimal conditions were: extruder srew speed - 417.41 rpm, loading capacity - 32 kg/h, moisture content of starting material - 13.39 % and the total die openings&rsquo; area<br />- 19.80 mm2.<br />Functional feed compound produced under these conditions showed a low concentration of HCN, and the degree of HCN reduction was 76.20 % compared to the starting HCN content. On the other hand, the ALA content was reduced by only 0.69 %, indicating that extrusion did not significantly affect the fatty acid composition of the produced co-extrudate.<br />The next step was investigation of stability of produced co-extrudate. For this purpose, the samples were stored in a climate chamber capable of setting temperature, relative humidity and air circulation. Modified Schaal-oven test was used to monitor the stability of the product. Modification of the method consisted in adjusting the relative humidity at a constant value of 40 %, which is not required by a classical method. Such a high humidity was selected based on the relative humidity at a constant value of 40 %, which is not required by a classical method. Such a high humidity was selected based on the relative humidity of air, which was measured in the experimental room at the moment. Commercial carvacrol (200 mg/100g of co-extrudate), vitamin E (135 mg/100 g of co-extrudate) and a mixture of these<br />two antioxidants were added to the samples in order to investigate the influence of antioxidants on the oxidative stability of the product. Peroxide value (PV), FFA and fatty acid composition were determined in order to monitor oxidative and chemical changes in co-extrudate. Microbial changes were also examined in the functional feed compound. The most powerful antioxidant effect in this experiment had vitamin E, and a mixture of vitamin E and carvacrol did not show a synergistic effect. The fatty acid compostion during storage was not significantly changed in any sample. On the other hand, extrusion process showed a statistically significant effect (p = 0.032) on the reduction of total number of microorganisms in feed, and the lowest value of the total number of microorganisms (600 cfu/g) was observed in the sample with added<br />carvacrol.</p>

<p style="text-align: justify;">Ispitivan je sadrţaj toksiĉnih elemenata (Pb, Cd, As i Hg) kao i esencijalnih elemenata (Cu, Zn, Fe i Mn) u odabranim uzorcima poljoprivrednog zemlji&scaron;ta na razliĉitim udaljenostima od frekventnih saobraćajnica, kao i u celom zrnu p&scaron;enice i njegovim delovima (mekinje i bra&scaron;no), primenom ICP masene spektrometrije. Analiza korelacije, ANOVA, analiza glavnih komponenata (PCA) i post-hoc Tukey&#39;s HSD testovi su upotrebljeni za statistiĉku evaluaciju dobijenih rezultata. U okviru svakog primenjenog eksperimentalnog metoda, sadrţaja toksiĉnih elemenata u uzorcima zrna p&scaron;enice je Tukey testovima pokazao znaĉajnu razliku na nivou znaĉaja p&lt;0.05, 95% granice pouzdanosti.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ANOVA i F-test za Mn (F=3000.6), su pokazali da je kod njega varijansa veća u odnosu na ostale elemente, &scaron;to znaĉi da se uzorci na razliĉitim lokacijama znaĉajno razlikuju zbog uticaja tog Mn. Za Fe i Zn F je1609.0 i 2773.4 respektivno &scaron;to znaĉi da su analize za Mn, Fe i Zn taĉnije u poreĊenju sa drugim upotrebljenim analizama. Prema ANOVI i F-testu na p&lt;0.01 nivou, 95% granice pouzdanosti uraĊenom za sadrţaj toksiĉnih elemenata u zemlji&scaron;tu, utvrĊeno je da je Mn (F=78640.0) uticajnija varijabla za konaĉni rezultat, a zatim slede Zn (F=2885.4) ili Fe (F=2699.02).<br />Pirsonovom tabelom je utvrĊena korelacije hemijskih elemenata u zrnu p&scaron;enice u odnosu na sardţaj ispitivanih elemenata u zemlji&scaron;tu. UtvrĊeno je da sadrţaj Cd dobro koreli&scaron;e izmeĊu p&scaron;enice i zemlji&scaron;ta (0,494), &scaron;to ukazuje da se taj element unosi u p&scaron;enicu iz zemlji&scaron;ta. Pekarski proizvodi se konzumiraju svakodnevno i zbog toga su pogodni za korigovanje nedostataka vlakana u hrani. Kao sirovina bogata prehrambenim vlaknima u proizvodnji hleba i peciva koriste se p&scaron;eniĉne mekinje, pa je neophodno praćenje sadrţaja toksiĉnih elemenata kako u bra&scaron;nu tako i u mekinjama. To će omogućiti proizvodnju bezbedne hrane i spreĉiti da ovi elementi ulaze u lanac ishrane.</p> / <p>The research of content of toxic elements (Pb, Cd, As and Hg) and essential elements (Zn, Cu, Fe and Mn) in selected samples of roadside soils, as well as in the wheat grain, wheat flour and bran using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Correlation analysis, ANOVA, Principal Component Analysis (PCA) and post-hoc Tukey&#39;s HSD tests were applied for statistical evaluation of obtained results.<br />The Tukey‟s tests have been evaluated for comparison between toxic elements content in wheat kernel samples within each of used experimental methods, and statistically significant difference has been found in almost all samples, at significance level, p&lt;0.05, 95% confidence limit. ANOVA test and F-test for Mn content (F=3000.6) showed a more influential varianble in comparison with other elements, meaning that samples taken in different locations differ significantly due to Mn influence. As for Fe and Zn, F is 1609.0 and 2773.4 respectively. These findings confirm that Mn, Fe and Zn assays are more accurate compared to other applied assays. According to ANOVA and F-test at p&lt;0.01 level, 95% confidence limit used for toxic elements content analysis in soil, it was found that Mn content (F=78640.0) was a more influential variable for final result, followed by Zn (F=2885.4) or Fe (F=2699.02). Pearson table shows correlation between chemical elements in wheat grain compared to the content of analyzed elements in soil. It was found that there is correlation between Cd content in wheat and soil (0,494), which indicates that this element entered the wheat via the soil. The results show that the concentrations of tested elements are the highest n peripheral parts of the grain, i.e. in the bran, which is especially significant for production of bread with added bran. Pastry products are consumed on a daily basis, which makes them suitable to compensate for fiber deficiency in food. Being rich in dietary fibers, wheat bran is used in bread and pastry production; therefore, monitoring of the content of toxic elements in both flour and bran is required to ensure production of safe and healthy food and to prevent them from entering the food chain.</p>