Bachelor's Thesis

Conifer extract and its application in food product

Final Thesis 1.9 MB

Author of thesis: Bc. Tomáš Mazák

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Pavlína Knapovská

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the optimization of extraction od sensory and biologically active compounds from spruce material and their characterization using gas chromatography and mass spectrometry. The prepares extract was applied into hard candy production in order to enhance their antimicrobial, antioxidant and sensory properties.
The optimized extract was prepared by ultrasonic extraction in 80% ethanol, followed by concentration using a rotary vacuum evaporator at 40 °C. Hard candies were prepared using combinations of additives consisting of 4 mL and 8 mL of extract and 1 g and 1,5 g of citric acid added to the candy mass cooked at 155 °C; during cooling, the candy mass was manually stretched. Sensory evaluation showed that the samples containing 4 mL of extract and 1.5 g of citric acid received the highest ratings, while residual chlorophyll in the extract imparted a slightly green coloration to the samples.
The most abundant volatile compounds identified in the concentrated optimized extract were L-bornyl acetate (23.1%), β-cadinene (16.7%), L-borneol (7.5%), humulene (6.8%), β-caryophyllene (6.3%),
α-muurolene (5.3%), piperitone (3.5%), and α-terpineol (3.5%), out of a total of 55 identified volatile compounds. In the hard candies, the identified compounds included L-α-bornyl acetate (24.5%), endo-borneol (12.5%), β-cadinene (11.0%), α-terpineol (8.5%), nonanal (5.6%), piperitone (5.1%), humulene (4.2%), β-caryophyllene (3.4%), and hexanal (2.8%), out of a total of 42 identified volatile compounds.
The prepared candy samples exhibited antioxidant activity ranging from 427,5 to 434,3 μgTEAC/g. The total phenolic content was identified as 422,3 ± 1,28 and 904,1 ± 0,26 μgGAE/mL for samples with lower extract addition and as 2180,7 ± 8,13 and 2574,7 ± 2,57 μgGAE/mL for samples with higher extract addition. The concentrated extraxt itself showed total phenolic content of 61,13 mgGAE/mL.

Keywords:

candy, spruce, aromatic compounds, antioxidants, sensory evaluation, SPME, GC-MS

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

1. Student seznámil členy komise s náplní a cílem bakalářské práce. 2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci. 3. Student akceptoval všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděl v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Z jakého důvodu bylo vybráno právě smrkové jehličí? Existuje limit pro denní příjem kandyt obohacených o smrkové jehličí? Bylo cílem výsledného produktu zvýšení množství biologicky aktivních látek? doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. Pokud byla uvažována aplikace do cukrovinek, byl zvažován možný vliv výsledného produktu na mikroflóru dutiny ústní a případně také na kvalitu dechu? Byla při návrhu produktu posouzena možná alergenní rizika spojená s jeho konzumací? prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. Existuje na trhu obdobný produkt jako kandyty s jehličím? Student odpověděl na doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. Student prokázal výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Food Science and Biotechnology

Study programme

Chemistry and Technology of Foodstuffs (BPCP_CHTPO)

Specialization

Food Chemistry and Technology (PCH)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D.

Tato bakalářská práce je součástí studie, která se zabývá výrobou a charakterizací nečokoládových cukrovinek s přídavkem vybraných rostlinných extraktů, pro tuto práci byl vybrán konkrétně extrakt smrkového jehličí (smrk ztepilý Picea abies). Cílem bylo zjistit, zda a jakým způsobem extrakty těchto rostlin ovlivní senzorickou a nutriční hodnotu výrobků.

Podstatou experimentální části práce byla výroba vzorků cukrovinek kandytů s přídavkem uvedených extraktů. Jako parametry charakterizující kvalitu vyrobených vzorků byly v práci sledovány těkavé aromatické látky (metoda HS-SPME-GC-MS), antimikrobiální aktivita jamkovou difúzní metodou, antioxidační aktivita v souvislosti s obsahem fenolických sloučenin (standardní spektrofotometrické metody), a především senzorická kvalita (barva, chuť, vůně, textura, celková přijatelnost) pomocí grafických stupnic.

Téma vychází z popudu studenta, sám si obstaral potřebné vzorky jehličí a z jeho celkového přístupu k práci bylo jasně patrné, že ho uvedená problematika velmi zajímá a baví. Pracoval pečlivě a svědomitě. Na základě prostudovaných literárních zdrojů vypracoval velmi pěknou teoretickou část práce, dostačující pro provedení experimentů; při zpracování aplikoval znalosti dosud získané v průběhu studia, které vhodně kombinoval se studiem doporučené domácí i zahraniční literatury. Bez problémů zvládl práci v laboratoři, poradil si s instrumentální technikou, zvládl metodiku senzorického hodnocení. I výroba cukrovinek (a přidávaných extraktů) vyžadovala značnou laboratorní zručnost a flexibilitu.

Samotná bakalářská práce je zpracována pečlivě, student prokázal výbornou úroveň písemného projevu a schopnost odborného vyjadřování. Výsledkem je zajímavá komplexní studie s originálními výsledky. Na základě provedené kontroly plagiátu byla zjištěna míra podobnosti s jinými pracemi 4,3 % a lze ji tedy považovat za plně originální.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Pavlína Knapovská

Bakalářská práce studenta Tomáše Mazáka se zabývá výrobou kandytových cukrovinek obohacených o extrakt z jehličí smrku ztepilého (Picea abies). Téma práce je aktuální a zajímavé zejména v souvislosti s rostoucím zájmem o funkční potraviny a využití přírodních bioaktivních látek v potravinářství.

Členění práce odpovídá doporučením FCH VUT. Práce je psána čtivě a prakticky bez gramatických chyb a překlepů. Student se však mohl více zaměřit na formální stránku celé práce, např. používání pevných mezer, formátování nadpisů či správné umisťování citací v textu. Tyto drobné formální nedostatky však nijak nesnižují celkovou kvalitu práce.

Teoretická část práce poskytuje poměrně rozsáhlý přehled problematiky, týkající se především charakteristiky cukrovinek a smrku ztepilého (Picea abies). Autor vychází z 57 relevantních literárních zdrojů a prokázal schopnost pracovat s odbornou literaturou. Oceňuji zejména propojení problematiky složení smrkového jehličí s jeho možnými potravinářskými aplikacemi. Autor v práci kriticky zhodnocuje jak jeho pozitivní, tak i negativní vlastnosti.
V teoretické části však postrádám některé podstatné informace, například charakteristiku profilu těkavých látek jehličí či bližší popis některých použitých analytických metod.

Experimentální část práce velmi podrobně popisuje všechny provedené experimenty. Výjimkou je kapitola 3.13 Stanovení obsahu vody, kde postrádám zásadní část experimentálního postupu pro toto stanovení.

Výsledky práce jsou zpracovány přehledně pomocí grafů a tabulek. Velmi zajímavé je zpracování aroma jehličí a cukrovinek pomocí tzv. ,,word cloud“ zobrazení. Ve výsledkové části se vyskytuje pouze jeden nedostatek – v tabulce 12 a v příslušnému grafu na obrázku 15 došlo pravděpodobně k záměně dat, protože jednotlivé hodnoty si mezi grafem a tabulkou neodpovídají.

Autor výsledky vhodně komentuje a vzájemně porovnává, avšak v některých částech by bylo vhodné jejich širší srovnání s publikovanými výsledky jiných autorů, což by práci dále zvýšilo odbornou úroveň.

I přes uvedené připomínky předložená práce splňuje veškeré požadavky kladené na bakalářskou práci. Doporučuji ji k obhajobě a hodnotím známkou (A) výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. Bylo nějakým způsobem potvrzeno, že z připraveného extraktu došlo k úplnému odpaření ethanolu? Pokud ne, jakým způsobem by to bylo možné tuto skutečnost ověřit?
  2. Jaké těkavé sloučeniny vznikaly během výroby kandytů připravených pouze ze základních surovin (bez přídavku extraktu)?
  3. Prosím o podrobnější vysvětlení výsledků stanovení antimikrobiální aktivity. Jaké faktory mohly ovlivnit pozorovanou antimikrobiální aktivitu, případně její absenci, a jak jsou Vaše výsledky v souladu s poznatky uváděnými v odborné literatuře?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová