Master's Thesis

Production and characterization of jelly sweets with the addition of grape pomace (Vitis vinifera)

Final Thesis 2.31 MB

Author of thesis: Bc. Vendula Šmídová

Acad. year: 2025/2026

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

Reviewer: Ing. Jana Zemanová, Ph.D.

Abstract:

The aim of this Master’s thesis was to optimize the production process of jelly confectionery with the addition of grape pomace flour (Vitis vinifera) and its extract and subsequently characterize these products in terms of volatile organic compound content, total phenolic and anthocyanin content, antioxidant activity, and sensory quality.
The determination of volatile compounds was performed using headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry. Bioactive compounds were determined using standard spectrophotometric methods. The total phenolic content was determined using the Folin-Ciocalteu reagent, antioxidant activity was determined by the TEAC method, and total anthocyanin content was determined by the pH differential method. Sensory analysis utilized unstructured graphical scales and ranking test.
Based on the optimization of the grape pomace flour extraction process, which was guided by the total phenolic content, the following optimal conditions were selected: a temperature of 50 °C, 30 minutes of ultrasound assisted extraction, and a total of 75 minutes of maceration in a 75% ethanol solution with  solid-to-solvent ratio of 1 g of grape pomace flour per 5 mL of solvent. Sensory analysis revealed that a 4% addition of the extract to jelly confectionery was the most suitable application of the plant material. This confectionery sample exhibited the same overall acceptability as the confectionery sample containing synthetic additives.
In the confectionery sample with a 4% extract addition, 6 volatile compounds were identified. The highest proportions were represented by furfural (48,31%), 2-ethylhexan-1-ol (19,60%), ethyl-lactate (18,91%), nonanal (6,65%), and furfuryl alcohol (6,53%). Regarding bioactive compounds, the following values were determined: TPC 5222,99 ± 451 μgGAE g-1 ; TAA 1351,86 ± 218 μgTEAC ⸱ g-1; TAC 675,07 ± 53,18 μgC3G ⸱ g-1.
In the confectionery sample with synthetic additives, 11 volatile compounds were identified. The highest proportions were represented by methyl anthranilate (73,18%) and propylene glycol (20,00%). The bioactive compound content was: TPC 1970,57 ± 206 μgGAE ⸱ g-1; TAA 390,97 ± 56 μgTEAC ⸱ g-1; TAC 20,81 ± 33,44 μgC3G ⸱ g-1.
The addition of the extract to the confectionery, as well as direct addition of grape pomace flour, had a significant impact on both the bioactive and volatile compound content of the confectionery.

Keywords:

jelly confectionery, Vitis vinifera, volatile compounds, antioxidants, sensory analysis, SPME, GC-MS

Date of defence

29.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce. 2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci. 3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Zmiňujete metodu CCD, můžete ji objasnit? Jaké by byly podmínky skladování? Máte představu, jaká je skladovatelnost? K čemu slouží moučka z výlisků? prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D. Bylo by možné jednotlivé parametry extrakce vzájemně kombinovat? Jak byly zvolený optimální podmínky? Jsou tyto rozdíly významné? Jaké látky se používají jako konzervanty do želé cukrovinek? prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. Jak jste získávali moučku z výlisků? Jedno se o komerční produkt? Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. Diplomantka prokázala dobré odborné znalosti i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Chemistry of Natural Products (NPCP_CHPL)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)

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

Tato práce je součástí rozsáhlé studie, která se zabývá získáváním extraktů biologicky aktivních sloučenin z různých rostlinných materiálů a jejich aplikací do nečokoládových cukrovinek. V práci byly vyrobeny a analyzovány vzorky želé cukrovinek s přídavkem sušených hroznových výlisků (Vitis vinifera) a/nebo jejich extraktu. Hlavním cílem bylo zjistit, zda a jakým způsobem přídavek ovlivní kvalitu cukrovinek.

Podstatnou část experimentální práce tvoří optimalizace přípravy extraktu, ve druhé fázi byly vyrobeny želé cukrovinky obohacené extraktem/výlisky. Jako standard pro porovnání byly vyrobeny cukrovinky ochucené komerčními aditivy, konkrétně fialové barvivo a aroma červeného vína. Všechny tři typy cukrovinek byly porovnány z hlediska senzorických vlastností (hodnocených senzorickou analýzou), antioxidační aktivity, celkového obsahu fenolických látek a anthokyanů (spektrofotometricky), a profilu těkavých látek (pomocí metody HS-SPME-GC-MS).

Studentka začala řešit práci teprve na začátku pátého ročníku, nicméně se v příslušné problematice zorientovala a osvojila si potřebné senzorické i analytické instrumentální metody. Přes určité těžkosti při práci s literaturou, v samotných experimentech i při zpracování a vyhodnocení výsledků, způsobené především nedostatkem času věnovaného práci, se nakonec podařilo splnit zadání a práci sepsat a odevzdat.

Na základě provedené kontroly plagiátu byla zjištěna míra podobnosti s jinými pracemi 12 %, to je ale způsobeno tím, že navazuje na několik předchozích prací s podobnou související tématikou, provedená rešerše se tak může zčásti překrývat, odkazovat na stejné zdroje; výsledková část je ale plně originální. 
Výsledky potvrzují, že ochucení cukrovinek původně odpadním materiálem (hroznové výlisky) je obohatí o bioaktivní látky a zvýší tak jejich nutriční hodnotu, a vyrobené produkty jsou z hlediska chutnosti a celkové přijatelnosti plně srovnatelné s produkty vyrobenými s použitím syntetických aditiv, dosud běžně komerčně dostupnými.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování B
Využití poznatků z literatury C
Kvalita zpracování výsledků C
Interpretace výsledků, jejich diskuse C
Závěry práce a jejich formulace B
Využívání konzultací při řešení práce C
Celkový přístup k řešení úkolů C

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Jana Zemanová, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá výrobou a charakterizací želé cukrovinek s přídavkem moučky z hroznových výlisků a jejího extraktu. Téma považuji za aktuální a vhodně zvolené, zejména s ohledem na valorizaci vedlejších produktů vinařské výroby a hledání přírodních alternativ k syntetickým aditivům. Zadání práce bylo splněno v požadovaném rozsahu. Studentka zpracovala literární přehled k problematice želé cukrovinek, hroznových výlisků, bioaktivních a aromaticky aktivních látek i použitých analytických metod. V experimentální části připravila modelové vzorky cukrovinek s přídavkem moučky, extraktu a syntetických aditiv, optimalizovala extrakční postup, provedla stanovení celkového obsahu fenolických látek, antioxidační aktivity a anthokyanů, doplnila profil těkavých látek metodou HS-SPME GC-MS a výsledky konfrontovala se senzorickým hodnocením. Za hlavní přínos práce považuji praktické propojení technologického postupu výroby cukrovinek, chemické charakterizace a senzorického posouzení. Pozitivně hodnotím také srovnání vzorků s rostlinným materiálem se vzorkem připraveným za použití syntetických barviv a aromatu. Výsledky jsou zpracovány přehledně, jsou doplněny statistickým vyhodnocením a umožňují formulovat relevantní závěr, že přídavek extraktu z hroznových výlisků může zvýšit obsah bioaktivních látek při zachování přijatelné senzorické kvality. Práce má nicméně i dílčí nedostatky. Optimalizace extrakce byla provedena postupnou změnou jednotlivých faktorů, zvolené optimum je však ve více případech na hranici testovaného rozsahu a bylo by vhodné si je dále ověřit. Senzorické hodnocení poskytuje cennou orientační informaci, ale panel byl věkově i profesně poměrně homogenní, proto nelze v závěru práce výsledky jednoduše zobecnit na širší spotřebitelskou populaci. Diskuse by místy mohla být hlubší, zejména ve vztahu ke stabilitě anthokyanů a fenolických látek v matrici cukrovinek, k možným změnám během skladování a k technologické proveditelnosti ve větším měřítku. Po formální a jazykové stránce je práce celkově srozumitelná a přehledná, v textu se však objevují drobné formulační a typografické nedostatky a místy nepřesnosti v terminologii. Za pozornost stojí také nesoulad mezi českým a anglickým abstraktem v počtu identifikovaných těkavých látek u vzorku se 4% přídavkem extraktu a opatrněji by měly být formulovány výroky o pozitivním vlivu cukrovinek na zdraví, protože práce neposuzovala biologickou účinnost ani nutriční dopad výrobku.
Uvedené připomínky však nijak podstatně odbornou hodnotu práce nesnižují. Diplomová práce prokazuje schopnost studentky samostatně zpracovat aktuální potravinářsko-chemické téma, realizovat experimentální práci, vyhodnotit získaná data a formulovat závěry. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení B – velmi dobře.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace B
Úroveň jazykového zpracování B
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace B
Topics for thesis defence:
  1. 1/ Optimalizace extrakce byla provedena postupnou změnou jednotlivých faktorů. Jak byste navrhla experiment, pokud byste chtěla ověřit i interakce mezi koncentrací ethanolu, teplotou, délkou ultrazvukové extrakce a dobou macerace?
  2. 2/ Jakými metodami by bylo možné ověřit stabilitu anthokyanů, fenolických látek a antioxidační aktivity ve vyrobených želé cukrovinkách během skladování? Které faktory by podle Vás byly nejkritičtější?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová