O consumo de produtos da reação de Maillard (PRM) formados em alimentos contribui para o aumento dos níveis séricos de produtos finais de glicação avançada, que, por sua vez, estão associados à fisiopatologia e progressão do diabetes, de doenças cardiovasculares e neurodegenerativas. A formação de PRM em alimentos e sistemas modelo-alimento está bem documentada, mas informações sobre os efeitos de diferentes métodos de cocção e uso de receitas são escassas, especialmente para carne vermelha. É importante avaliar se o controle das condições de cocção domésticas pode afetar a formação de PRM em carne, um alimento amplamente consumido. O objetivo deste trabalho foi estudar a formação dos PRM: furosina, carboximetillisina, acrilamida e compostos fluorescentes em carne bovina submetida a técnicas de cocção por calor úmido e calor seco. Hambúrgueres com 50 g de coxão mole (Semimembranosus) moído e 1% de sal de cozinha foram grelhados e empanados e fritos até atingir as temperaturas internas: 60°, 70°, 80°, 90° e 100°C; cozidos por fervura em água até 60°, 70°, e 80°C; e assados a 180°, 240° e 300°C por 30 min. Os produtos da fase inicial da RM predominaram nas carnes grelhadas e empanadas e fritas em temperatura menor que 90 °C, acima de 90 °C ocorreu a degradação de furosina, associada à formação acentuada de compostos fluorescentes e a etapa intermediária da RM está em curso, predominantemente; a formação do marcador da fase avançada da RM (CML) ocorreu apenas na condição térmica mais severa, a carne assada a 300 °C por 30 minutos. Condições de cocção que resultaram em grande aceitação da cor e baixa formação de PRM de fase avançada foram encontradas para carne bovina e podem ser utilizadas em orientações para pacientes com diabetes em ensaios clínicos futuros. / The ingestion of Maillard reaction products (MRP) from foods seems to be correlated with serum advanced glycation end products (AGEs) levels in humans. AGEs are associated with pathological effects in vivo, specifically diabetes complications, cardiovascular and neurodegenerative diseases. Substantial amount of data about MRP content in individual food products and model systems can be found, but there is a lack of information regarding the MRP generation during home cooking, especially for red meat. It is of interest to evaluate whether the control of home cooking conditions can effectively affect MRP content in beef, a food consumed worldwide. The influence of home cooking methods employing dry-heat and boiling on the generation of furosine, carboxymethyllysine, acrylamide and fluorescent compounds in beef was investigated in this study. Fifty grams of raw ground meat (Semimembranosus) with 1.0% of NaCl was made into a hamburger shape and grilled or breaded and fried: meat was cooked to an internal temperature of 60°, 70°, 80°, 90° and 100°C; boiled: meat was cooked to 60°, 70°, and 80°C. For baking, the oven was set at 180°, 240° and 300°C for 30 minutes. Grilling and frying hamburgers to an internal temperature below 90 °C mainly generated furosine. When the temperature reached 90 °C and 100 °C, furosine content decreased and fluorescent compounds increased exponentially. Baking meat at 300 °C, the most severe heat treatment studied, resulted in the formation of carboxymethyllysine. Home cooking conditions leading to low MRP generation and pleasant colors were obtained and could be used to guide diabetic patients in clinical studies.

O consumo de produtos da reação de Maillard (PRM) formados em alimentos contribui para o aumento dos níveis séricos de produtos finais de glicação avançada, que, por sua vez, estão associados à fisiopatologia e progressão do diabetes, de doenças cardiovasculares e neurodegenerativas. A formação de PRM em alimentos e sistemas modelo-alimento está bem documentada, mas informações sobre os efeitos de diferentes métodos de cocção e uso de receitas são escassas, especialmente para carne vermelha. É importante avaliar se o controle das condições de cocção domésticas pode afetar a formação de PRM em carne, um alimento amplamente consumido. O objetivo deste trabalho foi estudar a formação dos PRM: furosina, carboximetillisina, acrilamida e compostos fluorescentes em carne bovina submetida a técnicas de cocção por calor úmido e calor seco. Hambúrgueres com 50 g de coxão mole (Semimembranosus) moído e 1% de sal de cozinha foram grelhados e empanados e fritos até atingir as temperaturas internas: 60°, 70°, 80°, 90° e 100°C; cozidos por fervura em água até 60°, 70°, e 80°C; e assados a 180°, 240° e 300°C por 30 min. Os produtos da fase inicial da RM predominaram nas carnes grelhadas e empanadas e fritas em temperatura menor que 90 °C, acima de 90 °C ocorreu a degradação de furosina, associada à formação acentuada de compostos fluorescentes e a etapa intermediária da RM está em curso, predominantemente; a formação do marcador da fase avançada da RM (CML) ocorreu apenas na condição térmica mais severa, a carne assada a 300 °C por 30 minutos. Condições de cocção que resultaram em grande aceitação da cor e baixa formação de PRM de fase avançada foram encontradas para carne bovina e podem ser utilizadas em orientações para pacientes com diabetes em ensaios clínicos futuros. / The ingestion of Maillard reaction products (MRP) from foods seems to be correlated with serum advanced glycation end products (AGEs) levels in humans. AGEs are associated with pathological effects in vivo, specifically diabetes complications, cardiovascular and neurodegenerative diseases. Substantial amount of data about MRP content in individual food products and model systems can be found, but there is a lack of information regarding the MRP generation during home cooking, especially for red meat. It is of interest to evaluate whether the control of home cooking conditions can effectively affect MRP content in beef, a food consumed worldwide. The influence of home cooking methods employing dry-heat and boiling on the generation of furosine, carboxymethyllysine, acrylamide and fluorescent compounds in beef was investigated in this study. Fifty grams of raw ground meat (Semimembranosus) with 1.0% of NaCl was made into a hamburger shape and grilled or breaded and fried: meat was cooked to an internal temperature of 60°, 70°, 80°, 90° and 100°C; boiled: meat was cooked to 60°, 70°, and 80°C. For baking, the oven was set at 180°, 240° and 300°C for 30 minutes. Grilling and frying hamburgers to an internal temperature below 90 °C mainly generated furosine. When the temperature reached 90 °C and 100 °C, furosine content decreased and fluorescent compounds increased exponentially. Baking meat at 300 °C, the most severe heat treatment studied, resulted in the formation of carboxymethyllysine. Home cooking conditions leading to low MRP generation and pleasant colors were obtained and could be used to guide diabetic patients in clinical studies.

The work was focused on the verification of influence of quality of raw material and time-temperature conditions on the retention of nutritionally and sensory important components of the ketchups and other tomato based products. The goal of the theoretical part of this diploma thesis was the optimization of procedure of Czech tomato cultivar selection according to the highest refraction and intensive red colour. The influence of tomato ketchups production technology on retention of nutritionally significant ingredients was observed within the practical part. The samples of ketchups were sampled during different steps of production within one batch in company OTMA Sloko Mařatice. It was ketchup which was preserved by pasteurization in the glass bottle and ketchup which was preserved by hot filing to the plastic bottles. The content of lycopene, ascorbic acid, colour, viscosity, refraction and pH were measured in those samples. Furosine had been chosen as marker of thermal stress on material. The technologies can be compared on the basic of measured values from the view of retention or changes of nutritionally and sensory important components.

Furosin entsteht bei der Salzsäurehydrolyse aus den Amadori-Produkten des Lysins und wird als Marker für den Fortschritt der frühen Maillard-Reaktion, zur Beurteilung von lebensmitteltechnologischen Prozessen sowie zur Berechnung des verfügbaren und des nicht verfügbaren Lysins in Lebensmitteln verwendet. Für die Nutzung von Furosin als Qualitätsparameter ist die reproduzierbare und konstante Bildung während der Salzsäurehydrolyse entscheidend. Dies wird in der Literatur jedoch kontrovers diskutiert. Im ersten Abschnitt dieser Arbeit galt es deshalb, die molaren Ausbeuten an Furosin und den weiteren Hydrolyseprodukten Lysin, Pyridosin und N[epsilon]-Carboxymethyl-lysin zu bestimmen und damit eine sichere Interpretation der Ergebnisse zu ermöglichen. Dazu wurden peptid-gebundene Amadori-Produkte des N[alpha]-Hippuryl-lysins in chromatographisch reiner Form dargestellt. Weiterhin wurden N[alpha]-Hippuryl-N[epsilon]-carboxymethyl-lysin und Pyridosin als Standard gewonnen. Bei den Hydrolyseexperimenten zeigten die Fructosyl-Amadori-Produkte ein ähnliches Verhalten. Nach Hydrolyse mit 6M Salzsäure wurden molare Ausbeuten an Furosin von 32% für Fructosyl-lysin und jeweils 34% für Lactulosyl- und Maltulosyl-lysin bestimmt. Signifikant höhere Ausbeuten an Furosin waren nach Hydrolyse mit 8M Salzsäure festzustellen, 46% für Fructosyl-lysin, 50% für Lactulosyl-lysin und 51% für Maltulosyl-lysin. Im Gegensatz zu den Fructosyl-Derivaten war die molare Ausbeute an Furosin bei Tagatosyl-lysin unabhängig von der verwendeten Salzsäurekonzentration (6 bis 8M) und wurde zu 42% bestimmt. Anhand der auf Basis der molaren Ausbeuten ermittelten Überführungsfaktoren kann nun erstmals die Lysin-Derivatisierung mittels der Analytik von Furosin sicher bestimmt werden. Das ermöglicht exakte Aussagen zum Fortschritt nichtenzymatischer Glykierungsreaktionen sowohl in Lebensmittel als auch in vivo. Aufgrund der Relevanz für biologische Systeme und für Lebensmittel wurden weiterhin Reaktionen von alpha-Dicarbonylverbindungen mit kurzkettigen Peptiden und dem Protein Insulin unter physiologischen Bedingungen (pH=7,4 und 37°C) untersucht. Bei der Reaktion von Glyoxal mit ausgewählten Tripeptiden wurde eine sehr schnelle Derivatisierung der Peptide und jeweils die gleichzeitige Bildung eines definierten Produktes festgestellt. Mittels nuklearmagnetischer Resonanzspektroskopie und massenspektroskopischer Analyse konnten die Produkte zweifelsfrei, jeweils als die am N-Terminus durch einen 2(1H)-Pyrazinon-Ring modifizierten Peptide, aufgeklärt werden. Das Hauptprodukt der Reaktion von Methylglyoxal mit dem Peptid Gly-Ala-Phe wurde ebenfalls als 2(1H)-Pyrazinon-Peptid aufgeklärt. Nach Inkubation von Insulin mit Glyoxal unter physiologischen Bedingungen in verdünnter Lösung konnte weiterhin gezeigt werden, dass die 2(1H)-Pyrazinon-Bildung ebenfalls an einem Protein erfolgt. Die identifizierten N-terminalen 2(1H)-Pyrazinone weisen charakteristische UV-Absorptions- sowie Fluoreszenz-Spektren auf. Um die Reaktivität des N-Terminus und damit die Bedeutung der 2(1H)-Pyrazinon-Bildung beurteilen zu können, wurden vergleichende Studien mit dem als Hauptreaktionspartner für alpha-Dicarbonylverbindungen angesehenen Arginin durchgeführt. Bei diesen Experimenten zeigte der N-Terminus und peptidgebundenes Arginin eine nahezu identische Reaktivität. Auf Grund dieser Ergebnisse ist fest davon auszugehen, dass es sich bei den identifizierten N-terminalen 2(1H)-Pyrazinonen um eine neue Klasse von sogenannten Advanced Glycation Endproducts (AGEs) mit Bedeutung in physiologischen Systemen und in Lebensmitteln handelt.

Furosin entsteht bei der Salzsäurehydrolyse aus den Amadori-Produkten des Lysins und wird als Marker für den Fortschritt der frühen Maillard-Reaktion, zur Beurteilung von lebensmitteltechnologischen Prozessen sowie zur Berechnung des verfügbaren und des nicht verfügbaren Lysins in Lebensmitteln verwendet. Für die Nutzung von Furosin als Qualitätsparameter ist die reproduzierbare und konstante Bildung während der Salzsäurehydrolyse entscheidend. Dies wird in der Literatur jedoch kontrovers diskutiert. Im ersten Abschnitt dieser Arbeit galt es deshalb, die molaren Ausbeuten an Furosin und den weiteren Hydrolyseprodukten Lysin, Pyridosin und N[epsilon]-Carboxymethyl-lysin zu bestimmen und damit eine sichere Interpretation der Ergebnisse zu ermöglichen. Dazu wurden peptid-gebundene Amadori-Produkte des N[alpha]-Hippuryl-lysins in chromatographisch reiner Form dargestellt. Weiterhin wurden N[alpha]-Hippuryl-N[epsilon]-carboxymethyl-lysin und Pyridosin als Standard gewonnen. Bei den Hydrolyseexperimenten zeigten die Fructosyl-Amadori-Produkte ein ähnliches Verhalten. Nach Hydrolyse mit 6M Salzsäure wurden molare Ausbeuten an Furosin von 32% für Fructosyl-lysin und jeweils 34% für Lactulosyl- und Maltulosyl-lysin bestimmt. Signifikant höhere Ausbeuten an Furosin waren nach Hydrolyse mit 8M Salzsäure festzustellen, 46% für Fructosyl-lysin, 50% für Lactulosyl-lysin und 51% für Maltulosyl-lysin. Im Gegensatz zu den Fructosyl-Derivaten war die molare Ausbeute an Furosin bei Tagatosyl-lysin unabhängig von der verwendeten Salzsäurekonzentration (6 bis 8M) und wurde zu 42% bestimmt. Anhand der auf Basis der molaren Ausbeuten ermittelten Überführungsfaktoren kann nun erstmals die Lysin-Derivatisierung mittels der Analytik von Furosin sicher bestimmt werden. Das ermöglicht exakte Aussagen zum Fortschritt nichtenzymatischer Glykierungsreaktionen sowohl in Lebensmittel als auch in vivo. Aufgrund der Relevanz für biologische Systeme und für Lebensmittel wurden weiterhin Reaktionen von alpha-Dicarbonylverbindungen mit kurzkettigen Peptiden und dem Protein Insulin unter physiologischen Bedingungen (pH=7,4 und 37°C) untersucht. Bei der Reaktion von Glyoxal mit ausgewählten Tripeptiden wurde eine sehr schnelle Derivatisierung der Peptide und jeweils die gleichzeitige Bildung eines definierten Produktes festgestellt. Mittels nuklearmagnetischer Resonanzspektroskopie und massenspektroskopischer Analyse konnten die Produkte zweifelsfrei, jeweils als die am N-Terminus durch einen 2(1H)-Pyrazinon-Ring modifizierten Peptide, aufgeklärt werden. Das Hauptprodukt der Reaktion von Methylglyoxal mit dem Peptid Gly-Ala-Phe wurde ebenfalls als 2(1H)-Pyrazinon-Peptid aufgeklärt. Nach Inkubation von Insulin mit Glyoxal unter physiologischen Bedingungen in verdünnter Lösung konnte weiterhin gezeigt werden, dass die 2(1H)-Pyrazinon-Bildung ebenfalls an einem Protein erfolgt. Die identifizierten N-terminalen 2(1H)-Pyrazinone weisen charakteristische UV-Absorptions- sowie Fluoreszenz-Spektren auf. Um die Reaktivität des N-Terminus und damit die Bedeutung der 2(1H)-Pyrazinon-Bildung beurteilen zu können, wurden vergleichende Studien mit dem als Hauptreaktionspartner für alpha-Dicarbonylverbindungen angesehenen Arginin durchgeführt. Bei diesen Experimenten zeigte der N-Terminus und peptidgebundenes Arginin eine nahezu identische Reaktivität. Auf Grund dieser Ergebnisse ist fest davon auszugehen, dass es sich bei den identifizierten N-terminalen 2(1H)-Pyrazinonen um eine neue Klasse von sogenannten Advanced Glycation Endproducts (AGEs) mit Bedeutung in physiologischen Systemen und in Lebensmitteln handelt.