Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin
Způsoby konzervace rostlinných produktů Bakalářská práce
Brno 2008
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jindřiška Kučerová, Ph.D.
Vypracovala: Miroslava Kolářová
Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Ústav technologie potravin
Agronomická fakulta Akademický rok: 2007/2008
ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE
Zpracovatelka
Miroslava Kolářová
Studijní program Obor
Chemie a technologie potravin Technologie potravin
Název tématu:
Způsoby konzervace rostlinných produktů
Zásady pro vypracování: 1. 2.
Vypracování literární rešerše týkající se řešené problematiky. Vypracování bakalářské práce.
Prohlášení
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Způsoby konzervace rostlinných produktů“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům. V Brně, dne…………………………… Podpis studenta………………………..
Poděkování
Děkuji Ing. Jindřišce Kučerové, Ph.D. za vedení při vypracovávání mé bakalářské práce, za její rady a vstřícný přístup po dobu konzultací.
Miroslava Kolářová
ABSTRAKT
Cílem mé bakalářské práce na téma „Způsoby konzervace rostlinných produktů“ bylo vypracovat literární rešerši. V úvodní části je popsán důležitý význam a vývoj konzervace potravin. Je zde přiblížen pojem neúdržných potravin (hlavně ovoce a zeleniny) a jejich nežádoucích změn během skladování. Nejzávažnější změny jsou z hlediska ohrožení zdraví konzumenta, snížení nutriční a senzorické hodnoty potravin změny mikrobiologické. Ty jsou způsobeny výskytem
mikroorganismů
nebo
jejich
zárodků
v potravinářských
surovinách,
polotovarech a výrobcích. Součástí každého technologického zpracování je vždy konzervační zákrok, který zastaví nebo zpomalí nežádoucí růst mikroorganismů, popřípadě usmrtí ty formy, které by se za podmínek skladování mohly začít znovu množit a potravinu opět nakazit. Část bakalářské práce je také věnována významným faktorům ovlivňujících růst a vývoj mikroorganismů. V závěrečných kapitolách jsou rozděleny a popsány důležité konzervační metody.
Klíčová slova: konzervace, mikroorganismy, rostlinné produkty, ovoce a zelenina
ABSTRACT
The purpose of the bachelor work „The Conservation Methods of Plant Products“ was to make a literature search. Importance and development of plant products are described in the opening part. The problem of perishable foods (especially fruit and vegetables) and the unwanted changes of these during the storage period are described here. The crucial changes are those that affect the health of consumers, decreasing the nutrition and gustatory qualities as well as microbiological changes. Those changes are caused by microorganisms or their germs in the raw material, semi-products and final products. A conservational procedure, which stops or slows down the growth of microorganisms, or kills those forms that might start reproduce and spoil the food, is always a part of every technological process of food. A part of the essay is dedicated to important factors influencing the growth and development of microorganisms. The closing chaptors describe important methods of preservation.
Key words: conservation, microorganisms, plant products, fruit and vegetables
OBSAH
1 ÚVOD……………………………………………………………………...8 2 CÍL…………………………………………………………………………9 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED………………………………………………..10 3.1 Význam a vývoj konzervace potravin…………………………….10 3.2 Neúdržné potraviny a jejich nežádoucí změny…………………...11 3.2.1 Změny během zpracování a skladování potravin ……………………..12 3.2.2 Důležitá funkce antioxidantů…………………………………………...15
3.3 Původci mikrobiálních změn a jejich výskyt……………………..17 3.4 Významné faktory ovlivňující růst a vývoj mikroorganismů…...18 3.4.1 Vodní aktivita……………………………………………………………18 3.4.2 pH potraviny…………………………………………………..…………19 3.4.3 Redoxní potenciál………………………………………………………..20 3.4.4 Teplota………………………………………………………...………….21
3.5 Rozkladná činnost mikroorganismů………………………………23 3.6 Klasifikace konzervačních metod…………………………...…….24 3.6.1 Vylučování mikroorganismů z prostředí………………………………24 3.6.2 Usmrcování mikroorganismů – abiosa…………………………………25 3.6.3 Zvyšování odolnosti potraviny – anabiosa……………………………..30
3.7 Další potravinářské technologie…………………………...............36 4 ZÁVĚR…………………………………………………………………..39 5 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY………………………………....41 6 SEZNAM OBRÁZKŮ…………………………………………………..44 7 SEZNAM TABULEK…………………………………………………..45
1 ÚVOD
Konzervace je prastarou nutností, bez které by se člověk již dnes neobešel. Vyvíjela se už s primitivními lidmi v pravěku, kdy fungovaly samovolné konzervační pochody. Časem docházelo k poznávání mnoha působících faktorů na potraviny a na nich jsou dnes založeny různé konzervační metody. Konzervace znamená zachování potraviny co nejdéle v současném stavu nebo zabránění jejího poškození vlivy chemickými (oxidace), fyzikálními (teplo, světlo) nebo biologickými (mikroorganismy). Konzervování nám umožňuje dostupnost potraviny po celou roční dobu od jedné sklizně po následující. Mezi spotřebiteli se však setkáváme s mnoha rozdílnými názory na konzervaci. Stále zde panují obavy z tzv. „škodlivé chemie“, i když výrobci potravin se zaměřují na minimalizování aditivních látek v potravinách, a to bez negativního vlivu na jakost potraviny. V současnosti je používání aditiv přísně kontrolováno a regulováno. Konzervované potraviny rostlinného původu nás obklopují ze všech stran. Jsou jednoznačně nedílnou součástí moderní doby. Dnešní konzervační postupy se snaží o co největší zachování typických senzorických vlastností potravin, a zároveň také jejich nutričně významných složek. Přiměřenými znalostmi o změnách, probíhajících během zpracování a skladování suroviny, lze přiblížit jak pochopení smyslu jednotlivých technologických postupů, tak i prevenci proti těmto změnám.
8
2 CÍL
Cílem mé práce je shrnout a přiblížit důležitý význam a základní způsoby konzervace rostlinných produktů, rozebrat problematiku, která se vyskytuje při uchovávání a skladování potravin. Mezi hlavní důvody rozkladu potravin patří jednoznačně mikroorganismy, které jsou příčinou nejzávažnějších vlivů na lidský organismus. Soustředila jsem se tedy na významné faktory, které ovlivňují jejich růst a vývoj.
9
3 LITERÁRNÍ PŘEHLED
3.1
Význam a vývoj konzervace potravin Technologie potravin upravuje a zpracovává zemědělské produkty na potraviny
především tak, aby nepodlehly rozkladným procesům dříve než při trávení v těle člověka. Konzervací se pak rozumí každý úmyslný zákrok, popřípadě úprava potravin, prodlužující skladovatelnost suroviny a potraviny déle než dovoluje její přirozená údržnost (KYZLINK, 1988). Předmětem zájmu uchovávání potravin jsou tzv. neúdržné potraviny, které lze udržet v poživatelném stavu jen krátkou, mnohdy nepostačující dobu (ČEPIČKA, 1995). Moderní konzervační postupy se přitom snaží co nejvíce respektovat zachování typických smyslových vlastností potravin i jejich nutričně významných složek. Často se volí kompromisy mezi zmíněnými požadavky, přičemž výraz „konzervace“ se většinou vztahuje na metody vedoucí k možnostem dlouhodobé úchovy potravin, například termosterilace, zmrazování aj. (INGR, 2005). Vývoj konzervace byl velice dlouhý a můžeme ho rozložit zhruba do 4 etap (podle KYZLINKA, 1988): První etapa je charakterizována jako doba empirického většinou nespolehlivého a neracionálního prodlužování trvanlivosti potravin. Začala v dávnověku, kdy se nejprimitivnější lidé začali seznamovat se spontánními konzervačními činiteli. Časem byly získávány další zkušenosti ohledně údržnosti potravin (sušení, uložení potraviny v chladu aj.). Poznávaly se a využívaly kvasné pochody. Tato etapa byla velice dlouhá a skončila na přelomu 18. a 19. století v souvislosti se společenskými změnami, kdy se lidé začali shromažďovat do společných sídlišť. Druhá etapa nastala během 19. století. Je označována jako období spolehlivého zajišťování neúdržných potravin před nežádoucím velmi nebezpečným působením mikroorganismů. Velký rozvoj zažila v 2. polovině 19. století, kdy Louis Pasteur identifikoval nejzávažnější mikrobiální původce kažení. Počátkem 20. století nastala etapa třetí, tedy poznávání a zlepšování nutriční a senzorické hodnoty konzervovaných materiálů. Hospodářským motivem zde byla rostoucí potřeba zajistit stálou výživu v takové kvalitě, aby přispěla ke zdraví a dobrým výkonům konzumenta. Rozvinutá výroba zde vyvolala potřebu odpovídajícího výzkumu (např. 10
objevy v oblasti vitamínů, identifikaci nemoci beri-beri aj.). Poslední 4. etapou je ekonomizace, kde je nejdůležitější složka využití všech složek zemědělsky vyprodukované hmoty i co do vkládané lidské práce a energie. Využívá se zde moderní výpočetní a informační techniky. Cílem konzervačních metod je zachovat co nejvyšší senzorické a nutriční hodnoty potravin.
3.2
Neúdržné potraviny a jejich nežádoucí změny Potravinářské suroviny a potraviny jsou ve většině případů neúdržné materiály, které
pozvolna
nebo
rychleji
podléhají
nežádoucím
změnám
(VOLDŘICH,
2001).
V nevyčerpávajícím výčtu rostlinných produktů je to hlavně ovoce, zelenina a mnohé výrobky z těchto surovin (ČEPIČKA, 1995). Zemědělská produkce potravin a potravinových surovin, potravinářské technologie, úchova a distribuce potravin i jejich užití v lidské výživě, představují složitý komplex přeměn hmoty energie. Procesy a reakce probíhají uvnitř živých organismů nebo jako projevy akcí a reakcí mezi organismy a mají na ně vliv i faktory vnějšího prostředí jako teplota, vlhkost, příkon energie a mnohé další tzv. neživé faktory. Jde tedy o souhru organismů a prostředí, o přírodní děje (INGR, 2005). V zásadě pozorujeme dvě hlavní skupiny dějů. Podle KYZLINKA (1958) probíhají v první z nich velmi početné a mnohotvárné procesy, které směřují od jednoduchých anorganických látek (CO2, H2O, N2, popeloviny) k tvorbě složitých organických sloučenin. Při tvorbě těchto sloučenin je vázáno vždy větší nebo menší množství energie, která do procesu vstupuje z okolí buď jako energie světelná (u autotrofních zelených rostlin a autotrofních baktérií) nebo jako energie chemická (u všech rostlin i živočichů). Ve druhé skupině dějů je zahrnut zásadní a mnohdy i v podrobnostech odpovídající opak dějů první skupiny. Jde o procesy, při nichž se dříve vzniklé složité látky mění tak, že se při tom energie uvolňuje zpět do prostředí (KYZLINK, 1958). Jde tedy o oxidoredukční procesy (aerobní a anaerobní oxidace). Rozkladné procesy se týkají nejen koloběhu přírodních dějů v nejširším slova smyslu, ale i předmětu našeho zájmu, tedy uchovávání potravin (neúdržných potravin), které podléhají rychle zkáze (INGR, 2005).
11
3.2.1
Změny během zpracování a skladování potravin
Při skladování a zpracování potravin rostlinného původu jsou významné hlavně takové změny, které vedou ke vzniku zdravotních nebezpečí. O znalosti změn probíhajících v potravinách se musí opírat stěžejní část zavádění systému kritických bodů (HACCP) – analýza nebezpečí. Rovněž posuzování věcné správnosti a funkčnosti systémů zajištění zdravotní nezávadnosti se neobejde bez hodnocení možných změn, které mohou za daných podmínek zpracování a vlastností potravinářských materiálů nastat (VOLDŘICH, 2001).
Mechanické změny K mechanických změnám dochází u ovoce a zeleniny buď porušením povrchu nebo hlubším poškozením plodů hmyzem, požerky hlodavců a jiných živočichů, nešetrným zacházením při sklizni, dopravě a skladování samovolným pádem ze stromu apod. Násilné mechanické zásahy do živých nebo dožívajících organismů, z nichž se získávají vodnaté potraviny, bývají však impulsem k rychlejším nebo velmi rychlým biochemickým změnám a vedou často ke zkáze potravin (KYZLINK, 1958).
Fyziologické změny Fyziologické změny se uplatňují u čerstvého ovoce a zeleniny. Jsou to pochody, které navazují na fyziologické procesy v živých rostlinných pletivech, při jejich narušení podmínkami zpracování a skladování. V případě ovoce a zeleniny se jedná např. o projevy “tkáňového dušení“ při zabalení čerstvých dýchajících plodů nebo jejich částí pod vakuem nebo v inertním plynu (také při skladování v řízené atmosféře s příliš nízkou koncentrací kyslíku a vysokou koncentrací oxidu uhličitého). Toto je důsledek tzv. „hniličení“, pokles přirozené odolnosti rostlinného pletiva mikrobiálního rozkladu. Dalším typickým příkladem je poškození ovoce a zeleniny chladem, tzv. „chilling injury“ stav, který je vyvolán několikahodinovým působením nižších teplot, než je kritická teplota pro daný druh ovoce a zeleniny uvedená v tab. 1. Poškození chladem vyvolá fyziologické změny plodů, které také urychlí jejich zkázu (VOLDŘICH, 2001).
12
Tab. 1 Minimální teploty skladování vybraného ovoce a zeleniny (podle VOLDŘICHA, 2001) Ovoce/Zelenina
Jablka
Minimální bezpečná
Projev poškození chladem
teplota skladování
při skladování za nižší než
(°C)
bezpečné teploty
1–2
vnitřní hnědnutí, měknutí
Avokádo
7
vnitřní hnědnutí
Banány
13
tmavnutí
Okurky
7
vysychání, krabacení, tvorba jamek
Lilek
7
jamky, prohlubně na povrchu, zvětšení stopky
Grapefruit
7
krabacení, prohlubně na povrchu, vodnatění, vnitřní hnědnutí
Mango
10
vnitřní tmavnutí
Čerstvé olivy
7
vnitřní tmavnutí
Pomeranč
1-2
Ananas
7
barevné změny dužiny
Zelená rajčata
12
bledá barva po dozrání, nižší uchovatelnost
Zralá rajčata
10
zkažení
Enzymové změny Tyto změny nastávají působením enzymů jak přirozených, tak i enzymů produkovaných mikroorganismy. Příklady některých enzymů způsobujících změny v senzorické a nutriční hodnotě potravin jsou uvedeny v tab. 2. Enzymy také tvoří v rostlinách zajímavou skupinu dusíkatých látek, které, ačkoliv jsou obsaženy v nepatrných množstvích, jsou při zpracování ovoce a zeleniny velmi důležité. Umožňují přeměnu látek, aniž se přitom samy mění (PŮHONÝ, 1990). Obvykle se enzymové změny uplatní v homogenovaných rostlinných pletivech po mechanickém porušení pletiva (dochází k destrukci buněk) v důsledku technologických operací (krájení, loupání, dělení, lisování, ale také pomalé zmrazování vlivem tvorby velkých krystalů ledu). Enzymové procesy jsou přerušeny inaktivací enzymů, nejčastěji záhřevem (tzv. blanšírováním). Při skladování potravin se uplatňují zejména u čerstvého ovoce a zeleniny a výrobků, u kterých nedošlo k dostatečné inaktivaci před dalším 13
zpracováním, například zmrazováním sušením apod. (VOLDŘICH, 2001). Protože totální inaktivace enzymů je velmi zdlouhavá, je povolena určitá zbytková aktivita, zvláště u kyselých výrobků ze zeleniny. Aktivitu potlačuje, jak přímé vysoušení potraviny, tak přidávání osmoticky aktivních látek (cukr a sůl). K potlačování aktivity enzymů lze využít i dehydratace, protože přítomnost volné vody je jedním ze základních předpokladů činnosti enzymů (ČERVENKA, SAMEK, 1999). Podobně jako fyziologické změny nemají tyto změny tak velký význam jako zdroj zdravotních nebezpečí pro spotřebitele (VOLDŘICH, 2001).
Tab. 2 Příklady enzymových změn (podle VOLDŘICHA, 2001) Skupina enzymů
Důsledky změn
Lipoxygenasy, lipasy a proteasy
změna chuti a vůně (cizí přípachy, chutě, nesprávně vyrobená zmrazovaná zelenina apod.)
Pektolytické a celulolytické enzymy
změny konzistence (měknutí, tvorba sedimentů v citrusových nápojích apod.)
Polyfenoloxidasy, chlorofylasa a
změny barvy (enzymové hnědnutí, degradace chlorofylu)
částečně peroxidasa Askorbatoxidasa, thiaminasa, poly-
snížení nutriční hodnoty (rozklad vitamínu, snížení
fenoloxidasy
stravitelnosti bílkovin)
Biochemické změny Biochemické nemikrobní změny mohou mít nepozorovatelné nebo naopak zřetelné projevy pro spotřebitele. Skryté změny jsou postřehnutelné jen laboratorním měřením. Jedná se např. o ztráty některých nutričních složek potravin (ztráta cukrů, vitamínů, přeměny dusíkatých látek aj.). Pozorovatelné nežádoucí změny potravin znamenají hlavně senzorické zhoršení jakosti – změna zbarvení, změny chuti a vůně, změny konzistence (INGR, 2005). Změna barvy je způsobena tvorbou nežádoucích hnědých produktů, které souvisí s předcházející dehydrogenací kyseliny L-askorbové. Někdy je však tato změna žádoucí např. pražení kávy, pečení (ČEPIČKA, 1995). Další skupinou obvykle nežádoucích chemických změn jsou oxidační reakce, zejména autooxidace nenasycených mastných lipidů. Autooxidací dojde ke snížení nutriční hodnoty potraviny a ke zhoršení chuti (žluklá, po rybách). Oxidační reakce jsou urychlovány
14
přístupem vzdušného kyslíku a teplotou. Bývají také příčnou vzniku zdravotních rizik, prostá kontaminace potravin toxickými látkami vyvolává zdravotní nebezpečí produktů. Významné jsou také případy vzniku toxických látek během zpracování a skladování potravinářských surovin a potravin, například nitrosaminy v nesprávně vyrobeném sladu a pivu (VOLDŘICH, 2001).
Mikrobilogické změny Mikrobiologické změny jsou z hlediska ohrožení zdraví konzumenta, snížení nutriční a senzorické hodnoty potravin nejzávažnější formou rozkladů neúdržných potravin. Jsou způsobeny výskytem mikroorganismů nebo jejich zárodků v potravinářských surovinách a polotovarech a výrobcích. Součástí každého technologického zpracování je vždy konzervační zákrok, který zastaví nebo zpomalí nežádoucí růst mikroorganismů, popřípadě usmrtí ty formy, které by se za podmínek skladování mohly začít znovu množit a potravinu opět nakazit (VOLDŘICH, 2001). Některé mikroorganismy také tvoří nebezpečné toxiny. Někteří odborníci přisuzují přírodním toxinům, včetně mikrobiální kontaminace, dokonce významnější škodlivost, než klasickým antropogenním kontaminantům. Tyto bioaktivní látky se vyvinuly jako součást obranných systémů rostlin proti různým chorobám a škůdcům jakož i stresovým situacím. Experimentálně bylo již vícekrát ověřeno, že obsah těchto „přírodních pesticidů“ vzrůstá při expozici rostlin některým exogenním činitelům jako nízké teploty, intenzivní UV záření, ošetření určitými pesticidy apod. (PRUGAR, 2002).
3.2.2
Důležitá funkce antioxidantů
Antioxidanty podle FOOD TODAY (2005) hrají důležitou roli při zajišťování chutě a barvy potravin, a ty byly poživatelné po delší dobu. Zvláště důležitá je jejich funkce při zabránění oxidace tuků. Přimícháním antioxidantů do oleje dojde ke zpomalení nástupu konečné fáze autooxidace za vzniku nepříjemné chutě a zápachu. Dalším důležitým důvodem je ochrana některých vitamínů a aminokyselin před oxidací. Zpomaluje se ztráta barvy ovoce a zeleniny.
15
Přírodní antioxidanty Jednoduchý způsob jak zabránit hnědnutí jablek je přídavek malého množství citrónové šťávy, ta je využívána v mnoha potravinářských výrobcích. Jiným druhem přírodních antioxidantů jsou tokoferoly, které patří do skupiny vitamínů E. Tokoferoly se vyskytují především v ořechách, slunečnicových semenech, sojových a kukuřičných výhoncích a většinou se používají ke konzervaci rostlinných olejů a výrobků z kakaa. V současné době se tyto obě látky vyrábějí průmyslově kvůli velkému potřebnému množství.
Syntetické antioxidanty Použití syntetických antioxidantů je stejné jako přírodních. Mezi nejdůležitější patří galáty, které se přidávají do rostlinných olejů a margarínů k inhibici žluknutí a zachování jejich chuti. Další
dvě
sloučeniny,
které
nepatří
do
zmíněných
skupin,
jsou
BHA
(butylhydroxyanizol E 320) a BHT (butylhydroxytoluen E 321). Stručný přehled antioxidantů používaných v EU je uveden v tab. 3. Vědci zjistili, že celá řada rostlinných látek obsažených např. v šalvěji a rozmarýnu jsou také účinnými antioxidanty. Existují však dva důležité aspekty, na které je nutné brát při výrobě potravin ohled. Jedním z nich je skutečnost, že přírodní látky nemusí být vždy zdraví neškodné a druhý důvod je v tom, že tyto přírodní rostlinné složky mají často silnou a výraznou vůni a chuť.
Tab. 3 Příklady antioxidantů používaných v EU (podle FOOD TODAY, 2005) Číslo E
Látka/třída
Některé potraviny, v kterých se používají
E 300
kyselina askorbová
nealko nápoje, džemy
E 301 a E 302 askorbát sodný a vápenatý E 306 - 309
tokoferoly
rostlinné oleje
E 310 - 312
galáty
tuky a oleje pro smažení, kořenící přípravky, dehydrované polévky
E 320
BHA (butylhydroxyanizol) cukrovinky, rozinky
E 321
BHT (butylhydroxytoluen) arašídové pomazánky, instantní polévky
16
3.3
Původci mikrobiálních změn a jejich výskyt Nejčastějšími původci mikrobiálních změn jsou mikroorganismy, což jsou většinou
jednobuněčné organismy, které rozkladem složitějších struktur získají energii a jednoduché látky využijí pro svojí potřebu nebo jí vyloučí do prostředí. Z konzervárenského hlediska se dělí na bakterie, kvasinky a plísně. Pro potraviny živočišného původu jsou nejproblematičtější bakterie, hlavně proto, že některé rody (např. Clostridium a Bacillus) vytvářejí v nepříznivých podmínkách spóry odolávající běžným konzervačním zákrokům. Za vhodných podmínek se spóry vyklíčením přemění na vegetativní bakteriální buňky. Rozklad potravin baktériemi se nazývá hnití; podléhají mu hlavně dusíkaté substráty s pH > 4. Rostlinné produkty (ovoce a zelenina) těmto podmínkám většinou nevyhovují, a proto se v nich čisté hnití nevyskytuje, ale je zkombinované s plesnivěním – plesnivé hniloby (HORČIN, 2004). Plísně patří z hlediska botanického do skupiny pravých hub stejně jako kvasinky. Plísně rozkládají především cukerné substráty a na rozdíl od baktérií, musí mít k dispozici kyslík. Jednak jsou to velmi nenáročné, přizpůsobivé mikroorganismy, způsobující velké škody plesnivěním surovin a nedostatečně stabilizovaných výrobků. Kvasinky jsou na životní podmínky velmi náročné, a to hlavně na zdroj energie. Potřebují i amoniakální dusík aminokyselin, některé vitamíny a minerální látky. Dále vyžadují kyselé prostředí a alespoň minimum kyslíku (INGR, 2005). Potraviny (i sacharidové substráty) rozkládají většinou ve spolupráci s baktériemi a plísněmi. Rozklad ovocných zeleninových substrátů může být nejen senzoricky a nutričně nepříjemný, ale i zdraví a životu nebezpečný. Typickým příkladem je produkce toxického proteinu, tzv. botulotoxinu bakterií Clostridium botulinum L. v málo kyselých konzervách nebo produkcí jedovatých látek (př. aflatoxin, patulin) některými plísněmi rodů Aspergillus, Bassochlamys aj. Na druhé straně řízenou činností mnohých mikroorganismů vznikají kladné výrobky na bázi zeleniny, ovoce a jiných surovin. Třeba vzpomenout na výrobu vín, destilátů, kysaného zelí, oliv a ovocného octu (HORČIN, 2004). Například zbytky kvasinek se po ukončení kvasných procesů používají v mnoha případech jako přísada do různých potravinářských produktů např. snacků (FOOD TODAY, 2002).
17
3.4
Významné faktory ovlivňující růst a vývoj mikroorganismů
3.4.1
Vodní aktivita
Je mírou využitelnosti vody v potravině pro růst mikroorganismů; aktivita vody (aw) je poměr parciálního tlaku vodních par nad potravinou (pp) ku parciálnímu tlaku vodních par nad vodní hladinou (p“p); aktivita vody se pohybuje v rozmezí od 0 – 1 (FORSYTHE, 2000).
aw = pp/p“p [-]
Vodní aktivita udává stav vody v biologickém materiálu, a to hlavně z pohledu jejího vlivu na potenciální biologické, fyzikální a chemické změny. Její praktický význam spočívá hlavně v možné predikci úchovnosti zemědělských produktů, potravin především, neboť je to hygienicky významný vnitřní faktor určující stupeň a typ jejich mikrobiologického osídlení. Mikroorganismy (plísně, kvasinky, bakterie) nikdy nerostou, je-li hodnota aw nižší, než je pro určitý druh nebo typ charakteristické (ŠTENCL, 2002). V tab. 4 je uveden vliv vodní aktivity na mikroorganismy ve vybraných potravinách.
Tab. 4 Vodní aktivita vybraných potravin, příklady vlastností mikroorganismů (podle FORSYTHA, 2000 a VOLDŘICHA, 2001) aw 0,10 – 0,20
Příklady potravin
Mikroorganismy schopné růstu
cereálie, cukr, krekry
MO se nerozmnožují, nerostou, přežívají, jejich počet postupně klesá
0,30 - 0,40
sušenky, sušená zelenina, kukuřičné
MO se nerozmnožují, nerostou,
lupínky
přežívají po dlouhou dobu
0,40 – 0,60
nudle, sušenky, čokoláda, špagety
0,60 – 0,65
sušené ovoce
plísně (při aw < 0,80 nedochází k pro-
0,65 – 0,75
ořechy
dukci mykotoxinů), MO přežívají; aw
0,75 – 0,80
džemy, marmelády
0,80 – 0,87
koncentráty ovocných šťáv, čokoládové
0,85 – 0,93 Staphylococcus aureus
a ovocné sirupy, mouka, rýže, luštěniny
se rozmnožuje, ale netvoří toxin, plísně se rozmnožují včetně tvorby
0,87 – 0,93
margaríny
toxigenních látek (mykotoxinů)
< 98 - 1
rajský protlak, chléb, ovocné šťávy, čerstvé
všechny MO rostou a rozmnožují se
i konzervované ovoce a zelenina
18
3.4.2
pH potraviny
Schopnost růstu mikroorganismů je významně ovlivňována pH – kyselostí potraviny. U celé řady potravinářských výrobků rostlinného původu je proces okyselení žádoucí a nutný pro zvýšení jejich údržnosti, odpovídající senzorické jakosti např. přítomnost kyseliny vinné ve víně aj. Zvýšení kyselosti potraviny s cílem prodloužení její trvanlivosti je součástí technologického procesu např. u kysaného zelí. Na druhé straně lze uvést řadu případů, kde podstatné zvýšení kyselosti (pH) je nežádoucí pro jakost a údržnost potravin, příkladem je zvýšení kyselosti mouky během skladování, překysání těsta, hydrolytický rozklad tuků mající za následek okyselení olejů apod. (HRABĚ aj., 2007). Mezní hodnotou je považována hranice pH < 4, při které už neklíčí spory baktérií. Podle pH můžeme potraviny rostlinného původu dělit způsobem uvedeným v tab. 5.
Tab. 5 Intervaly hodnot některých potravin rostlinného původu (podle GÖRNERA a VALÍKA, 2004) Interval pH Velmi kyselé
Potravina kysané zelí
3,7 – 3,1
citróny, švestky, jablka, Kyselé
2,2-2,4; 3,0-2,8; 3,5-3,3
kysaná zelenina, mnohé druhy ovoce
4,5-3,5
papriky
4,4-4,0
Středně kyselé bramborové saláty, mnohé konzervy Slabě kyselé
Hodnota pH
mnohé druhy zeleniny (fazole, hrách,
5,3-4,7 6,6-5,7
mrkev, brambory aj.) bílý chléb
6,0-5,0
Podle HORČINA (2004) patří ovoce do kyselé skupiny a zeleniny většinou do málo kyselé skupiny, což znamená, že v málo kyselé skupině mohou být jak vegetativní tak i sporulující nebezpečné baktérie. Všechny zeleninové výrobky, při kterých se úpravou nesnižuje pH, se musí sterilovat při teplotě vyšší jak 100 °C (většinu 117 – 135 °C) v autoklávech viz obr. 1 a 2.
19
Obr. 1
Závislost času a teploty na ničení mikrobů v kyselých potravinách (podle
HORČINA, 2004)
Obr. 2 Závislost času a teploty na ničení mikrobů nekyselých potravin (neboli málo kyselých) (podle HORČINA, 2004)
3.4.3
Redoxní potenciál
Je míra schopnosti substrátu (potraviny) redukovat, resp. oxidovat – míra schopnosti přijímat (odevzdávat) elektrony (KOMPRDA, 2007). Každé prostředí vykazuje určitý redoxní (oxidoredukční - EH) potenciál. Ten se vyjadřuje jako rozdíl potenciálu mezi platinovou elektrodou umístěnou do daného prostředí a normální vodíkovou elektrodou. Silně oxidační látky vytvářejí pozitivní oxidoredukční potenciál, kdežto silně redukující látky vedou k negativnímu potenciálu. Důležitým 20
oxidačním činidlem je hlavně kyslík, který urychluje nebo naopak zpomaluje aerobní procesy (ŠILHÁNKOVÁ, 2002). Na základě vztahu ke kyslíku pak rozlišujeme bakterie (podle BEDNÁŘE aj., 1999): - bakterie aerobní (striktně aerobní), které kyslík vyžadují a bez něj nemohou žít - bakterie anaerobní (striktně anaerobní), které jej nejen nevyžadují, ale pro které je naopak toxický (elektronový zkrat v buněčných oxidorekukcích) a musí být z prostředí vyloučen - bakterie fakultativně anaerobní (fakultativně aerobní), které dobře prospívají v prostředí s kyslíkem i bez něho
3.4.4
Teplota
Teplota při skladování hraje významnou roli jako limitující faktor rozvoje nebo inaktivace mikroorganismů. Čím je nižší, tím více se zpomalují chemické děje v potravině (např. rozpustnost kyslíku). Zároveň se zbrzdí i životní projevy kontaminantů obsažených v mikroflóře. V tab. 6 je uvedeno dělení mikroorganismů podle požadavků na teplotu (minimum, optimum, maximum).
Tab. 6 Rozdělení mikroorganismů podle požadavků na optimální teploty růstu (podle FORSYTHA, J.S, 2000)
ŠILHÁNKOVÁ (2002) udává, že stanovení minimální teploty je poměrně obtížné, neboť s klesající teplotou klesá postupně i rychlost rozmnožování. Teplotní mez úplného zastavení růstu je proto zjistitelná velmi obtížně. Zatímco optimální teplota je obvykle asi o 30 °C vyšší než teplota minimální, převyšuje maximální teplota pouze o 5 °C až o 10 °C optimální teplotu určitého mikroorganismu. To znamená, že při zvýšení teploty podle obr. 3 nad optimální teplotu dochází k prudkému poklesu rychlosti rozmnožování a nakonec jeho zastavení.
21
Obr. 3 Vlivy teploty na rychlost rozmnožování mikroorganismů (podle ŠILHÁNKOVÉ, 2002) 1 - Escherichia coli, 2 – Lactobacillus delbrueckii τ – teplota (°C), r – počet generací/h
Rychlost odumírání mikroorganismů Rychlost odumírání MO je v dané potravině závislá na jejich vnitřních i vnějších podmínkách. Nejčastěji se používá působení vysoké teploty a vyjadřuje se pomocí následujících ukazatelů (podle KOMPRDA, 2007):
D-hodnota (časový interval decimérní redukce): doba (nejčastěji v minutách) nutná pro 90% redukci (tedy redukci o 1 řád, 1 log) počtu mikroorganismů při působení dané teploty (platí pro jakoukoliv teplotu). P-hodnota: doba (v min) nutná pro eliminaci téměř všech vegetativních forem bakterií při působení teploty 70 °C (pasterační teplota). F-hodnota: doba (v min) nutná pro destrukci spor (a samozřejmě vegetativních forem) dané bakterie při působení teploty 121 °C. Z-hodnota (na rozdíl od tří výše uvedených parametrů nejde o časový, nýbrž o teplotní interval): zvýšení teploty, nutné pro desetinásobné zvýšení rychlosti odumírání daného mikroorganismu, jinými slovy pro desetinné snížení D-hodnoty.
22
3.5
Rozkladná činnost mikroorganismů Vodítkem při obraně proti rozkladné činnosti mikroorganismů je pravidlo, že intenzita
rozkladných procesů v určitém prostředí je přímo závislá na virulenci a počtu mikrobů a nepřímo závislá na odolnosti prostředí. Názorně lze tento vztah naznačit asi takto (podle ČERVENKY, SAMKA, 1999):
R (rozkladná činnost mikrobů) = počet mikrobů . virulence/odolnost prostředí
Je-li hodnota činitele uvedeného ve jmenovateli nepoměrně vyšší než hodnota činitelů uvedených v čitateli, může být rozklad neznatelně pomalý, po případě k němu prakticky vůbec nedojde. Zlomek zároveň naznačuje, že ne všechny vhodné mikroby, které infikují potraviny, mají možnost se zde rozmnožit a způsobit rozklad a že vždy záleží na poměru jednotlivých činitelů. Při skladování a konzervaci rostlinných produktů se snažíme buď zmenšit nebo úplně potlačit činitele uvedené v čitateli zlomku nebo naopak zesilovat činitele uvedeného ve jmenovateli.
Skladování ovoce a zeleniny před zpracováním Suroviny rostlinného původu se mohou před zpracováním nebo uložením nacházet v různých stavech, které se liší intenzitou a úplností životních pochodů (HRABĚ aj., 2007). Existují také přirozené principy ochrany, kterými jsou charakterizovány životní pochody podle INGRA (2005): Eubióza - je přirozený princip, kdy budoucí potravina odolává mikrobům na základě fyziologických procesů v živém organismu (nepoškozené jablko na stromě). Hemibióza – je přirozený ochranný princip, kdy biologický život již skončil, ale stále pokračují biochemické pochody, které brání svými projevy mikrobiálnímu kažení (dozrávání jablek). Abióza – záměrně uplatňovaný princip, kdy se sníží hodnota čitatele zlomku. Anabióza – metoda využívaná člověkem, která zase naopak posiluje odolnost prostředí proti rozvoji a nežádoucímu působení mikrobů.
23
3.6
Klasifikace konzervačních metod
3.6.1
Vylučování mikroorganismů z prostředí
Mikrobiální čistota je důležité východisko pro úspěch konzervace potravin (INGR, 2005). Cílem je úplné a trvalé odstranění mikrobů ze zpracované suroviny, potraviny, nebo alespoň zmenšení jejich počtu (HRABĚ aj., 2007). Pro ochranu potravin při jejich výrobě proti nežádoucím mikroorganismům byl vypracován a je zaváděn systém HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points, tedy Analýza nebezpečí a kritické kontrolní/ochranné body). Jednotlivé body tohoto biotického přístupu k ochraně potraviny před mikroorganismy bychom mohli ve velké míře zahrnout do pojmu „provozní hygiena“ jako například čistota místností a nářadí, čistota vzduchu a vody, pozor se musí dát i na vedlejší suroviny, zejména na tropické a subtropické koření, dále na čistotu pracovníků (INGR, 2005). Pokud je potravina zcela zbavena zárodků a není umožněna kontaminace může vést tento způsob k trvalé konzervaci. Jestliže je potravina o mikroby ochuzena, tak lze v kombinaci s dalšími účinnými prostředky zajistit prodloužení její údržnosti. Proto očištění potravin vodou (praní zeleniny a ovoce), odstraňování kalů (víno, olej), pracích vod a další operace podobného charakteru plní nejen hygienickou funkci, ale také zbavují potravinu mikroorganismů. Úplné odstranění zárodků jejich vyloučením z potraviny je zatím možné jen při ultrafiltraci ovocných šťáv a vín tzv. mikrobiologickou filtrací. Při membránové ultrafiltraci protéká filtrovaná potravina (kapalina) podél membrány s určitým stupněm permeability, kapalina zbavená mikrobů protéká membránou, složky znečišťující kapalinu (mikroby) se hromadí na povrchu membrány a jsou postupně odplavovány mimo zařízení. Zhruba na stejném principu pracují deskové filtry, kde filtrační desku tvoří celulosové, tkaninové, asbestové nebo jiné filtry. Další uváděnou metodou pro úplné zbavení mikrobů je tzv. baktofugace. Jedná se o zařízení pracující na principu centrifugy, kdy bakterie, jako těžší substrát, jsou vylučovány z odstřeďované kapaliny do kalového prostoru a dále mimo těleso odstředivky (HRABĚ aj., 2007).
24
3.6.2
Usmrcování mikroorganismů – abiosa
Konzervace zvýšenou teplotou (termosterilace) Inaktivace mikroorganismů teplem patří mezi nejčastěji používané postupy konzervace potravin (VOLDŘICH, 2002). Sterilací jsou obecně některými autory označovány metody konzervace za použití tepla. Výše teploty konzervačního zákroku je dána charakterem potraviny. Jedná-li se o potraviny výrazně kyselé (ovoce, okyselená zeleniny), kde kyselost prostředí není vyšší než pH 4,0, pak můžeme volit šetrnější tepelný zákrok tzv. pasterační teploty v rozmezí 70 – 100 °C. Teploty musí působit v závislosti na jejich výši na každou částici hmoty několik sekund až asi půl hodiny. Doba působení teploty je v podstatě nepřímo úměrná výši teploty. Čím vyšší je pasterační teplota, tím kratší je doba jejího působení mikrobů. Strojní zařízení na sterilaci, pasteraci, či terminzaci tj. tepelné ošetření jsou různé konstrukce dle druhu sterilované potraviny zejména její hustoty, kyselosti, složení potraviny apod. Jsou používány průtočné sterilátory v deskovém nebo trubkovém uspořádání na tekuté výrobky, dále s přímým ohřevem (vstřik páry) tzv. UHT ošetření, tj. ošetření vysokým záhřevem, nebo nepřímým ohřevem pomocí ohřívacího media (horké vody) a přenosem přes vodivou plochou. Přenos tepla se může dít na principu konvekce nebo kondukce. Pro sterilace konzerv s potravinovou náplní jsou používány většinou stacionární nebo rotační sterilátory pracující s vodním uzávěrem. Podmínkou je vypracování sterilizačního režimu tj. kombinace teploty a ohřívacího media a doby působení teplotního záhřevu. Důležité je dosažení požadované sterilační teploty v kritickém bodě obalu, což zaručuje požadovaný sterilační efekt u celé šarže. Teplota 100 °C je hranicí mezi tepelným ošetřením, označovaným jako pasterační a sterilační teploty, tj. teploty nižší než 100 °C u kyselých potravin. U sterilovaných výrobků plněných následně do obalů musí být zabezpečováno aseptické plnění, jinak není dosažena požadovaná trvanlivost. V praxi známe šetrnou pasteraci (72 – 75 °C) a termizaci výrobků s teplotním rozmezím cca 75 °C. Při konstrukci sterilačních křivek, které již byly uvedeny v kapitole 3.4.4, je nutno dále brát v úvahu, jaké množství mikrobů v potravině či výchozí surovině bylo. Při každém sterilačním a tedy i pasteračním záhřevu jsou inaktivovány do značné míry i oxidační a jiné enzymy produkované mikroby (HRABĚ aj., 2007). 25
Vliv teploty a doby Rychlost chemických procesů je ovlivňována teplotou viz obr. 4 a 5. Obecně je známo, že teplota reakce urychluje, podobně je tomu také v případě inaktivace mikrobů. Empiricky byly zjištěny závislosti doby D pro jednotlivé významné mikroorganismy na teplotě tzv. D-t inaktivační křivky. Termoinaktivační křivky mohou být podle zdroje uváděny jako závislost teploty záhřevu na době záhřevu (t = f(D)), anglosaské zdroje uvádějí i závislost D = f(t). Termoinaktivační čáry, resp. hodnoty D a směrnice čar jsou používány při posuzování inaktivačního účinku záhřevu, pracuje se s nimi také při optimalizaci záhřevu, tj. jeho takovém průběhu, který povede k požadované redukci přítomné mikroflóry za současného zachování složek potraviny, resp. jejich minimálních změn. V případě mikroorganismů hodnota D znamená dobu v minutách záhřevu, po které dojde ke snížení obsahu látky o 1 řád, tedy o 90 % původního obsahu (VOLDŘICH, 2002).
Obr. 4 Závislost počtu přežívajících buněk
Obr. 5 Termoaktivační čára
na době záhřevu (podle VOLDŘICHA, 2002)
(podle VOLDŘICHA, 2002)
Konzervace zářením Jednou z efektivních možností jak redukovat bakteriální a plísňové kontaminace v surovinách i dalších složkách na vstupu do výroby je ošetřování ozářením. To znamená ošetření potravin určitým druhem energie (PECHÁK, 2004). Tento proces představuje vystavení potravin, ať již balených nebo volně ložených, pečlivě kontrolovanému množství ionizujícího záření pro danou dobu, aby se dosáhlo určitých požadovaných cílů.
26
Jako zdroje ionizujícího záření je používáno 60Co o energii cca 1.2 MeV. Pro názornost je na obr. 6 zobrazeno schéma elektromagnetického záření. Na obr. 7 je uveden mezinárodní znak pro potraviny ošetřené zářením – tzv. radura.
Obr. 6 Schématické znázornění elektromagnetického záření (podle PECHÁKA, 2004)
Obr. 7 RADURA – symbol pro potraviny ošetřené zářením (podle PECHÁKA, 2004)
V případě ultrafialového světla je zdrojem záření obloukový výboj např. rtuťová výbojka, záření není ionizující, zahrnuje relativně velké vlnové délky, má malou energii, malou pronikavost, usmrcuje mikroorganismy jen na povrchu a podporuje oxidační procesy. Podle vyhlášky č. 133/2004 Sb., o podmínkách ozařování potravin a surovin, o nejvyšší přípustné dávce záření a o způsobu označení ozáření na obalu je ultrafialovým zářením chápáno záření o vlnové délce 250 - 270 nm a plošné hustotě dopadající energie 400 J/m2 s tím, že nejméně 85 % radiačního výkonu musí být emitováno při vlnové délce 253,7 nm nebo záření o vlnové délce v rozmezí 200 - 400 nm a plošné hustotě dopadající 27
energie 400 J/m2 (pro polychromatické středotlaké lampy). Prakticky se nepoužívá k ošetření povrchů, sterilizaci vzduchu, ošetření vody apod. Beta záření, emise elektronů je pronikavější v porovnání s UV zářením, ale vzhledem k charakteru záření (proud elektronů) má také omezenou pronikavost a používá se k povrchovému ošetření potravin. Jediné účinné záření, kterým je možné usmrtit mikroorganismy na povrchu i uvnitř potraviny, je gama záření. Přehled aplikací je uveden v tab. 7. Prakticky jedinou ozařovnou, zabývající se ošetřováním vybraných druhů potravin v ČR, je ozařovna „PERUN“ společnosti ARTIM s.r.o v Praze – Hostivaři. Jedná se o zařízení pracující v šarkovém režimu, o výkonu cca 2 – 3 t/den sypkého materiálu, např. koření, čaje apod. (PECHÁK, 2004).
Tab. 7 Vlastnosti různých druhů záření (podle VOLDŘICHA, 2003) Záření
Vlnová délka (nm)
Účinek na mikroorganismy
Mikrovlny, mikrovlny
velmi dlouhá
žádný
Infračervené záření
800 a více
může dojít k nárůstu teploty ozařovaného těsta, přímý účinek žádný
Viditelné světlo
400 - 800
UV záření
13,6 – 400
malý nebo žádný
320 – 400
fotografie, fluorescence
280 – 320
tmavnutí pokožky, antirachitický vitamín D
200 – 280
nejvyšší germicidní účinek v rozsahu UV záření
100
tvorba ozonu, nepřímý germicidní účinek
Rentgenovo záření
199 – 150
malé
Gama záření
méně než 100
germicidní
Kosmické záření
velmi krátké
pravděpodobně germicidní
Konzervace dalšími fyzikálními metodami Jednou z těchto metod je sterilace ultrazvukem. Mikroorganismy nesnášejí rychle se střídající tlaky, vytvářené v jejich kapalném prostředí ultrazvukovými generátory. 28
Ultrazvukem rozumíme ultrakrátké zvukové vlny s frekvencí vyšší než 20 tisíc kmitů za sekundu, tj. více než 20 kHz. Destrukční účinky ultrazvuku na mikroby v kapalném prostředí jsou vyvolány tzv. kavitací, tj. porušením soudržnosti molekul kapalného prostředí mikroorganismů. Dále se na smrtícím účinku podílejí mechanické destrukce v mikroorganismech vlivem elementárních částic prostředí a plynů rozpuštěných v kapalině. Ultrazvuk působí nejen na mikroorganismy, ale i enzymy. Průmyslová sterilace ultrazvukem není zavedena (je ověřená jen v laboratorních podmínkách) a mohla by být využita při průtokové sterilaci ovocných šťáv (INGR, 2005). Jedním z nejšetrnějších moderních způsobů zpracování šťáv je působení vysokého tlaku. V komerčním měřítku je tato technologie používá pro ošetření průmyslově vyráběných zahuštěných omáček, ovocných šťáv a ovocných pyré, vařené rýže pro ohřev v mikrovlnné troubě. Výhodou použití vysokého tlaku je inaktivace živých mikrobů bez nutnosti ohřevu, zachování přirozeného vzhledu, barvy, aroma a nutričních látek, zachování aktivity enzymů (což může v některých případech být i nevýhodou), zachování účinných biologicky aktivních látek, snížení až odstranění alergicity u ovocných šťáv a rýže. Vysoký tlak ale nepůsobí na mikrobiální spory, zařízení je relativně drahé a má poměrně malý výkon. Technologie vysokého tlaku používá tlaku 4000 – 6000 barů, někdy i více, při tlakové výdrži 2 – 15 min. Potravina, na kterou tlak působí, musí být zabalena do flexibilního obalu a je umístěna do tlakové komory vysokotlakového lisu. Médiem, které přenáší tlak je většinou voda. V České republice již byla zahájena průmyslová výroba zeleninových a ovocných šťáv ošetřených vysokým tlakem (STROHALM aj., 2007). Pulzující elektrické pole využívá technologie HIPEF (High Pulsd Electric Field) nebo PEF (Pulsed Electric Field) – „Vysoko intenzivní pulzní elektrické pole“ vycházející z odporového ohřevu, proto přehledné práce uvádějí jako počátek využití uvedené technologie praktické aplikace odporového ohřevu, které byly používány v USA ve dvacátých letech minulého století. Tenkrát požívaná technologie byla skutečně jen odporovým ohřevem, kdy se pasteračního efektu dosahovalo pouze účinkem tepla vytvořeného průchodem elektrického proudu. V šedesátých letech byla k odporovému ohřevu použita vyšší napětí (3000-4000 V) a bylo pozorováno, že kromě záhřevu působí inaktivačním účinkem samotná elektrická energie. Způsoby destrukce mikroorganismů a inaktivace enzymů bez záhřevu s využitím elektrické energie byly intenzivně studovány v 80. a 90. letech, technologie HIPEF a její intenzivní studium navázalo na boom výzkumu
29
moderních technologií zařazovaných mezi technologie minimálního (= zpracování bez záhřevu) opracování potravin. Technologie byla ověřována při zpracování řady kapalných potravin jako jsou polévky, ovocné šťávy aj. Technologie HIPEF je intenzivně studována, ale zatím není využívána komerčně, protože nejsou komerční zařízení. Technologie je pokládána za perspektivní, zejména pro nízkou energetickou náročnost, minimální záhřev potraviny, což umožňuje udržet senzorické a nutriční vlastnosti blízké čerstvému ovoci a zelenině (VOLDŘICH, 2003).
Konzervace chemickými zákroky Metoda s použitím chemických látek se nazývá chemosterilace, která způsobí usmrcení přítomné mikroflory. Mezi postupy chemosterilace patří například ozonizace, která je používána k úpravě vody. Princip použití ozonu spočívá v uvolnění atomického kyslíku, který má silné mikrobicidní účinky, pro použití v potravinách není ozon vhodný kvůli nežádoucímu oxidačnímu efektu. Dalším příkladem je konzervace stříbrnými ionty (tzv. katadynace), která se používá pro kapalné potraviny, prakticky pro desinfekci vody např. ve formě tablet k čištění studniční vody. V poslední době je princip účinku aktivního stříbra využíván také u navrhovaných typů aktivních obalu, tj. obalových obalů s aktivní funkcí, které obsahují imobilizované stříbrné ionty s mikrobicidním účinkem pro zabalené potraviny. Jediná rozšířená aplikace chemosterilace v potravinářství je použití dialkylesterů kyseliny pyrouhličité, které jsou známy svými mikrobiálními účinky (VOLDŘICH, 2003). Dále se také používají sterilační činidla (ethylenoxid, propylenoxid, methyloxid), která však mají jen specifická uplatnění např. pro chemickou sterilaci plastových obalů určených pro aseptické plnění potravin sterilovaný mimo obal (ČEPIČKA, 1995).
3.6.3
Zvyšování odolnosti potraviny – anabiosa
Konzervování chemoanabiosou (použití konzervačních prostředků) Konzervační prostředky jsou předmětem stálých diskusí, neboť mnoho spotřebitelů si je stále spojuje se škodlivými chemikáliemi přítomnými v potravinách. Přes mnoho 30
pochybností se konzervační prostředky v současné době staly nepostradatelnou součástí našich potravin. Jedním z důvodů jsou zvyšující se požadavky spotřebitelů na široký výběr potravin a snadnou přípravu pokrmů, a zároveň na jejich vysokou bezpečnost a nezávadnost (FOOD TODAY, 2005). Primárním důvodem pro užívání konzervačních prostředků je eliminace vlivu biologických faktorů a zvýšení bezpečnosti potravin. Konzervační prostředky zabraňují kažení a brání změnám chuti nebo vzhledu. Jejich množství a použití je řízeno a kontrolováno na evropské i mezinárodní úrovni. Některé potraviny, u kterých jsou konzervační prostředky používány jsou uvedené v tab. 8.
Tab. 8 Příklady běžně užívaných konzervačních prostředků v EU (podle FOOD TODAY, 2005) Označení E Látka/třída
Některé potraviny, ve kterých se užívají
E 200-203
vína, sušené ovoce, ovocné šťávy, polevy
kyselina sorbová a její sloučeniny
E 210-213
E 220-228
kyselina benzoová
nakládaná zeleniny, džemy, kandované ovoce, ovocné
a její sloučeniny
konzervy, omáčky
oxid siřičitý a sirné sušené ovoce, ovocné konzervy, výrobky z brambor sloučeniny
Sloučeniny síry, především siřičitany (E 221-228, se užívají k inhibici růstu baktérií např. víně, sušeném ovoci, zelenině neložené v octu nebo ve slaném nálevu. Kyselina sorbová (E200) může být použita k mnoha různým účelům, včetně konzervace výrobků z brambor a džemů. Kyselina benzoová a její vápenaté, sodné nebo draselné soli (E 210-213) se užívají jako antibakteriální a protiplísňová činidla v různých potravinách, jako jsou nakládané okurky, džemy, nálevy a koření (FOOD TODAY, 2005). Použití kyseliny sorbové, benzoové a jejich sloučenin je vymezeno na určité konkrétní druhy potravin, dále je definováno nejvyšší povolené množství, přičemž stanovené limity se vztahují k volné kyselině a na potraviny připravené ke spotřebě podle návodu výrobce (VOLDŘICH, 2004). 31
Konzervování osmoanabiosou (snížením vodní aktivity) Tento postup spočívá zásadně v tom, že se v tekutém podílu potraviny zvýší osmotický tlak nad míru snesitelnou mikrobům. Potravinu je nutné zkoncentrovat na takovou hodnotu, aby vodní aktivita byla aw < 0,60 až 0,65. Za tohoto stavu odolávají potraviny i náročnějším plísním a osmofilním kvasinkám, kdežto bakterie potlačuje i méně značné vysoušení, kde je aw < 0,9 (ČEPIČKA, 1995).
Konzervace sušením (dehydratací) Sušením se rozumí skutečné odnímání vody potravinám, dokud se nezmění na suchou nebo skoro suchou hmotu, která má pevnou, polopevnou nebo práškovitou konzistenci. Vysušované potraviny si musí zachovat schopnost přijmout vodu zpět (nabobtnat) a přiblížit se svými vlastnostmi původní čerstvé potravině (INGR, 2005). Základní principy sušení jsou sušení vzduchem – vzduch přivádí teplo a odvádí vodní páru a sušení kontaktní, kdy přívod tepla sušenině zajišťuje vyhřívaný povrch (např. válcová sušárna). Při sušení je možné přivést teplo také prostřednictvím mikrovlnné energie nebo radiových vln. Zvláštním případem sušení je sušení sublimační (lyofilizace), která patří mezi komerčně využívané postupy. Malé kousky potraviny určené k vysušení jsou rychle zmrazeny tak, aby se minimalizovalo poškození struktury potravin krystaly ledu. Poté je potraviny umístěna do prostoru sušárny, ve které je udržován tlak nižší než tlak vodní páry při trojném bodu vody (610,5 Pa). Za těchto podmínek ze zmrazené potraviny voda odchází sublimací přímo z ledu, takže sušená potraviny zachovává svou texturu. Odpařená vodní pára je odváděna z prostoru sušení a kondenzuje na výparníku, který musí mít nižší teplotu než materiál při sušení (KADLEC, 2003).
Kryokoncentrace Kryokoncentrace znamená pozvolné vymrzávání vody, která se mění ve velké ledové krystalky, které můžeme oddělit od původního roztoku centrifugací. Celkově je tato metoda šetrná k aromatickým složkám potraviny (INGR, 2005).
32
Dále zkoncentrováním lze dosáhnout snížení aktivity vody u kapalných potravin s vyšším obsahem osmoaktivních látek – cukrů nebo soli. Nejčastějším způsobem zahušťování je odpaření vody, ale používají se také další postupy, tzv. koncentrace šťáv membránovými postupy, mezi které patří ultrafiltrace nebo reverzní osmóza a vymrazování. Zahušťování se děje za sníženého ve vakuových odparkách, kdy se bod varu pohybuje mezi 40 – 70 °C. Takto se zpracovávají především ovocné hmoty, například švestková povidla se zahušťují na 55 – 60 % sušiny, ovocné koncentráty na 60 % sušiny a kyselé citrusové koncentráty na 50 % sušiny (INGR, 2005).
Proslazování Zde dochází ke snížení vodní aktivity přídavkem látky, která na sebe váže vodu, a tím sníží podíl volné využitelné vody pro růst mikroorganismů. Zřejmě nejvýznamnější, co do použití v potravinářství, je sacharosa a další cukry. S přidáním cukrů se setkáváme v různých případech (ovocný sirup, džemy, aj.). Na proslazování je jako na konzervační metodě (současně s použitím tuku a dalších technologických operací, např. pečením) založena také výroba cukrovinek (VOLDŘICH, 2004).
Solení U prosolování dochází podobně jako u přídavku cukrů ke snížení vodní aktivity vody. Při použití vysokých koncentrací soli v potravině na hranici 15 – 20 % jsou výrazně ovlivněny senzorické vlastnosti, výrobek má pozměněnou chuť, rovněž zdravotní aspekty vlivu vysokého přídavku soli jsou považovány u lidského organismu za nežádoucí. Proto se používají tyto koncentrace jen pro polotovary, které jsou dále zpracovány a ve finálním výrobku dojde ke zředění soli na přijatelnou hranici. Obsah soli se například u chleba pohybuje v rozmezí 2 – 2,5 % a je zde důležitou složkou ovlivňující senzorické vlastnosti potravin (HRABĚ aj., 2007).
Konzervování sníženou teplotou Mražení Mražené potraviny byly poprvé uvedeny na trh ve třicátých letech. V současné sobě je k dispozici široký sortiment zmrazených potravin – zeleniny, polotovarů a hotových pokrmů. V článku od FOOD TODAY (2005) se pojednává o procesu zmrazování a jeho 33
roli při konzervaci potravin a zajištění širokého sortimentu. Zmrazování zpomaluje zkázu potravin
a
zajišťuje
jejich
nezávadnost,
neboť
zabraňuje
růstu
nežádoucích
mikroorganismů a zpomaluje aktivitu enzymů, které jsou příčinou zkázy potravin. Voda v potravinách se změní v krystalky ledu a nemůže být proto využita mikroby, které ji potřebují k svému růstu a množení, většina z nich (s výjimkou parazitů) však nízké teploty přežívá, takže při zacházení s potravinami před zmrazením a po rozmrazení musí být zachovávány hygienické zásady. Zmrazování má velmi malý vliv na obsah živin v potravinách. Některé druhy ovoce a zeleniny se před zmrazením blanšírují (ponořením na krátkou dobu do vroucí vody), čímž se inaktivují enzymy a kvasinky. Tento postup může být příčinou ztráty určitého množství vitamínu C (15 – 20 %). Avšak zelenina a ovoce je zmrazována krátce po sklizni a ve výborném stavu, takže i přes tyto ztráty mají často zmrazené produkty vyšší obsah živin než čerstvé. Důležitá teplota při zmrazování je - 18 °C nebo nižší.
Chlazení Chladírenskými teplotami prodlužujeme údržnost potravin na poměrně krátkou dobu, a to podle vlastní zkušenosti nebo podle doporučení výrobce nebo prodejce na uvedeném obalu výrobku (INGR, 2005). Chlad je pouze relativní pojem, kterým se označuje nízká teplota. Chlazením se vždy rozumí odnímání tepla látkám. Jeho účelem je odvedení takového množství tepla, aby teplota ochlazované látky nebo prostředí klesla na žádanou hodnotu. Zásadní význam má skutečnost, že odnímat teplo určité látce může opět jen taková látka, jejíž teplota je nižší než teplota látky ochlazované (GOLIÁŠ, 1996). Při chlazení se používá teplota do + 5 °C. V některých případech se chladírenské uchovávání cíleně prodlužuje tím, že nízké teploty podporují a prodlužují přirozenou hemibiotickou „konzervaci“ některých potravin, například u zeleniny probíhá posklizňové dozrávání, které hemibioticky konzervuje. Působení nižší teploty se biochemické procesy prodlužují, takže některé ovoce (jablka) jsou uchovatelné i po dobu několika měsíců. Chladírny s teplotou +1, +2, +3 °C jsou zpravidla temné, bezokenní místnosti, izolované proti oteplování a velmi dobře větratelné. Musí být udržovatelé ve velmi dobrém hygienickém stavu a musí být uzpůsobeny pro velmi rychlou výměnu zboží (INGR, 2005).
34
Konzervování cenoanabiosou (použití biologických metod) Biologické
metody
konzervace
spočívají
v podpoře
rozvoje
úzké
skupiny
mikroorganismů, která vytváří překážky konkurenční mikroflóře. Vhodně upravená potravina je inokulována žádoucími mikroby, nebo úpravou podmínek jsou vytvořeny předpoklady pro rozvoj této žádané skupiny mikroflóry. Vlastní konzervační účinek spočívá v produkci metabolitu nebo metabolitů, které mají inhibiční účinky na jiné nežádoucí původce mikrobiálních změn. Vytvořené antimikrobní látky viz tab. 9 obvykle neusmrcují jiné mikroorganismy, ale potlačují jejich růst. Produkcí organických kyselin dochází k poklesu pH v produktu, toto snížení je dostatečné k potlačení řady antagonistických mikroorganismů v prostředí potraviny.
Tab. 9 Antimikrobiální látky produkované mikroorganismy (podle VOLDŘICHA, 2005) Metabolity
Účinek
Organické kyseliny: mléčná, octová, propionová
proti bakteriím, kvasinkám, plísním
Aldehydy, ketony, alkoholy (acetaldehyd, diacetyl,
proti bakteriím
ethanol) Peroxid vodíku
proti bakteriím, kvasinkám, plísním, bakteriofágům
Reuterin
proti bakteriím, kvasinkám, plísním
Bakteriociny
obvykle proti grampozitivním bakteriím
Peroxid vodíku inhibuje určité mikroorganismy např. Staphylococcus aureus, bakterie rodu Pseudomonas a další. Typickým producentem tohoto peroxidu jsou bakterie mléčného kvašení jako např. rod Lactobacillus. Možné širší použití H2O2 ke konzervaci je omezeno jeho oxidačními vlastnostmi (VOLDŘICH, 2005). Do této skupiny lze zařadit produkty fermentace některých druhů potravin, které se stávají součástí potraviny. Patří sem především ethanol vzniklý etanolovým kvašením při výrobě alkoholických nápojů (pivo, víno) a líh vzniklý při výrobě kvasného lihu, ovocných destilátů aj. Zvýšený obsah ethanolu působí jako buněčný jed a inaktivuje činnost mikroorganismů.
35
U méně prokvašených potravin (víno a pivo) je však nutno, pro zajištění vhodné údržnosti potravin, zprostředkovat kombinaci ještě dalších konzervačních metod. Za přístupu kyslíku a povrchové kontaminace může dojít k pomnožení mikroflory, která rozkládá alkohol na kyselinu octovou a způsobuje kažení potravin. Mléčné kvašení je proces vyvolaný bakteriemi mléčného kvašení, které rozkládají při homofermentativním kvašení cukry na kyselinu mléčnou a menší množství dalších organických kyselin. Nejcharakterističtějším produktem s využitím tohoto kvašení je kysené zelí, které se tímto způsobem připravuje po tisíce let. Vysoká kyselost brání rozvoji nežádoucích mikroorganismů, hlavně plísní a bakteriím máselného kvašení. Takto získané potraviny mají jednoznačně delší trvanlivost (HRABĚ aj., 2007).
3.7
Další potravinářské technologie
Konzervace anoxií a regulací skladové atmosféry Pouhou anoxií, tj. důsledným odnětím kyslíku z potravin, by se mohlo spolehlivě zabránit činnosti aerobů a oxidačních enzymů potravin (ČEPIČKA, 1995). Anaerobní mikroflóra by však mohla být na delší dobu potlačena značným podtlakem nebo za mimořádně vysokého přetlaku oxidu uhličitého nebo kyslíku. V praxi je bohatě využívána úprava skladovací atmosféry k podstatnému prodloužení skladování ovoce a zeleniny sklizených ve stavu hemibiosy (stavu před nástupem plné zralosti) do komor s ovzduším s redukovaným obsahem kyslíku (3 – 5 % kyslíku, 5 – 15 % CO2, zbytek je dusík) při teplotě 2 – 4 °C a relativní vlhkosti 85 – 90 %, kde se podstatně zpomalují dozrávací postupy. V některých případech především u ovoce a zeleniny se v poslední době rozšířilo balení výrobků do tzv. modifikované atmosféry. Dalším způsobem konzervace působením anoxie je impregnace ovocných šťáv oxidem uhličitým až do koncentrace 1,5 % hmotnosti tohoto plynu ve šťávě. Při tak vysoké koncentraci CO2 se docílí přetlaku 600 – 700 kPa a je-li šťáva dostatečně kyselá (pH 4), teplota je pod 15 °C, potlačí se ve šťávě na libovolnou dobu rozvoj jak aerobních mikrobů, tak i proces nemikrobních oxidačních dějů, a rovněž také rozvoj fakultativních i obligátně anaerobních mikrobů. Takto upravené ovocné šťávy se uchovávají v tlakových, nerezových nádržích (HRABĚ aj., 2007).
36
Bariérová teorie Potraviny konzervované na principu bariérové technologie jsou produkty, jejichž údržnost je zajištěna kombinací několika konzervačních metod o takové intenzitě, které by zpravidla při použití jednotlivě nezaručovaly dostatečnou stabilitu výrobku, tj. nebylo by dostatečně zabráněno potenciálnímu rozvoji patogenní a kazící mikroflóry v produktu. Technologie spočívající na bariérové teorii se vyvinuly empiricky s vývojem jednotlivých dnes tradičních výrobků nebo technologií. Kromě moderních produktů tzv. minimálně opracovaných nebo čerstvých produktů, u kterých byl princip překážek použit pro zajištění stability několik dnů nebo týdnů po např. nakrájení, se bariérová teorie uplatňuje u mléčně kysané zeleniny a sušených produktů. Téměř u každého potravinářského produktu je možné vymezit jednotlivé konzervační zákroky, které jsou podstatné pro jejich stabilitu, i u absolutně konzervovaných výrobků se může tato metoda uplatnit (např. u sterilace a pasterace je velmi významná počáteční kontaminace před tepelným opracováním). Mikroorganismy, které se vyskytují v potravině na počátku nesmějí překonat (přeskočit) některý z překážkových faktorů jako např. pH, redoxní potenciál, aktivitu vody apod., v takovém případě nemusí být také příliš ovlivňovány senzorické vlastnosti produktu, mohou být pozitivně ovlivněny ekonomické parametry procesu (menší ztráty hmotnosti, nižší energetické nároky atd.). Významný efekt bariérové teorie je také omezení schopnosti buněk vytvořit si rezistenci na uvedený faktor, jako je tomu například při redukci stresových metabolitů vlivem působení vyšší teploty. Stresové metabolity zvyšují toleranci nebo rezistenci buňky proti uvedené překážce. Použití přístupů bariérové teorie a porozumění jejich aplikaci je zásadní při provádění analýzy nebezpečí při uplatňování principů HACCP, protože porušení jednotlivých bariér nebo jejich nedostatečné zajištění může představovat nebezpečí pro bezpečnost výrobku (VOLDŘICH, 2006).
Nové technologie v potravinářství FOOD TODAY (2002) publikovala, že průběhem doby se zpracovatelské a konzervační metody postupně zdokonalovaly a rozšiřovaly, což vedlo k prodloužení skladovatelnosti, zabránění kažení rozšiřování druhů potravin.
37
Extruze – nové výrobky různého tvaru a textury Extruze je proces používaný v potravinářském průmyslu při výrobě různých snacků, snídaňových cereálií a cukrovinek, dále i krmiv pro drobná domácí zvířata. Proces spočívá v zásadě v tom, že suroviny se účinkem tlaku a vysoké teploty změní v plastickou hmotu, která je pak protlačována tryskami s malým průměrem otvorů. Tímto postupem v závislosti na složení surovin a tvaru trysek, lze získat výrobky různého tvaru, s různou texturou, barvou i chutí. Postup se v současné době používá při výrobě široké palety potravinářských produktů. Typický extruder se skládá z poháněné šroubovice, která se otáčí v těsné trubici a ze zařízení dodávajícího směs surovin. Surovina je šroubovicí komprimována a protlačována tryskami, které dodávají výrobku požadovaný tvar. Extruze může probíhat za vysokého tlaku a teploty, nebo může představovat pouhý proces tvarování bez tepelné úpravy. Jednou z výhod užití extruze při výrobě potravin je zvýšení trvanlivosti výrobků. Tímto postupem lze ovlivňovat, především snižovat vodní aktivitu vody v surovině, která je podmínkou pro růst mikrobů. Extruze je proto vhodná pro výrobu trvanlivých výrobků, především různých snacků, cereálních snídaňových směsí a cukrovinek.
Nové a nově se vyvíjené výrobky Jedním z nejrychleji rostoucích segmentů potravinářského průmyslu jsou právě již zmiňované snacky. Zvláště slibnou aplikací extruze je výroba texturovaných rostlinných bílkovin (Textured Vegetable Protein – TVP). Extruzí sojové mouky se po usušení získá suchý produkt s houbovitou strukturou, který lze různě ochucovat, takže připomíná maso. Oloupané sojové boby se po extrakci oleje rozemelou a vzniklá mouka se extrahuje vodou, čímž se odstraní rozpustné sacharidy a v nerozpustném zbytku se zvýší obsah bílkovin. U tohoto materiálu dochází vlivem vysokého tlaku a teploty ke vzniku houbovité struktury. Touto technikou lze získat velice kvalitní analogy masa, které mohou být použity buď jako částečná náhrada masa, nebo při vývoji různých funkčních potravin. Extruzní procesy se mohou rovněž uplatnit při zásobování oblastí postižených různými přírodními katastrofami nebo vojenskými operacemi. Postup je rovněž vhodný pro výrobu speciálních dietních potravin nebo inovovaných typů potravin pro různé účely.
38
4 ZÁVĚR
V bakalářské práci byla vypracována literární rešerše na téma „Způsoby konzervace rostlinných produktů“. V úvodní části byl popsán význam a vývoj konzervace od dávnověku až po současnost, kdy je využíván systém moderní výpočetní a informační techniky. Nejdůležitějším významem dnešní konzervační technologie je upravování a zpracovávání zemědělských produktů na potraviny především tak, aby nepodlehly rozkladným procesům dříve než při trávení v těle člověka. Konzervace nám zajišťuje dostupnost potraviny po celou roční dobu. Další část práce byla věnována neúdržným potravinám. Ve většině případů patří potravinářské suroviny a potraviny rostlinného původu (ovoce, zelenina a mnohé výrobky z nich) mezi neúdržné materiály, které pozvolna nebo rychleji podléhají nežádoucím změnám. Ty byly rozděleny na mechanické, fyziologické, biochemické, mikrobiologické a enzymové. Mezi nejzávažnější změny během skladování
a zpracování potravin rostlinného
původu patří hlavně ty, které vedou ke vzniku zdravotních nebezpečí. Jedná se zejména o zmiňované změny mikrobiologické, které jsou z hlediska ohrožení zdraví konzumenta, snížení nutriční a senzorické hodnoty potravin nejzávažnější formou rozkladů neúdržných potravin. V bakalářské práci byly rozepsány základní konzervační metody a nejdůležitější původci mikrobiálních změn a jejich výskyt v potravinářských surovinách a polotovarech a výrobcích. Byly zde popsány hlavní faktory ovlivňující růst a vývoj mikroorganismů, mezi které patří: vodní aktivita (aw), kyselost - pH potraviny, redoxní potenciál a teplota. Pro ochranu potravin při jejich výrobě proti nežádoucím mikroorganismům byl vypracován a je zaváděn systém HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points, tedy Analýza nebezpečí a kritické kontrolní/ochranné body). Jednotlivé body tohoto biotického přístupu k ochraně potraviny před mikroorganismy bychom mohli ve velké míře zahrnout do pojmu „provozní hygiena“ jako například čistota místností a nářadí, čistota vzduchu a vody, pozor se musí dát i na vedlejší suroviny, zejména na tropické a subtropické koření, dále na čistotu pracovníků. Pokud je potravina zcela zbavena zárodků a není umožněna kontaminace, může vést tento způsob k trvalé konzervaci. Jestliže je potravina o mikroby ochuzena, tak lze v kombinaci s dalšími účinnými prostředky zajistit prodloužení její údržnosti. Proto 39
očištění potravin vodou (praní zeleniny a ovoce), odstraňování kalů (víno, olej), pracích vod a další operace podobného charakteru plní nejen hygienickou funkci, ale také zbavují potravinu
mikroorganismů.
V zabránění
mikrobiální
kontaminace
a
následnému
rozkladnému procesu zabraňují konzervační metody, které byly klasifikovány do 3 skupin. Do první skupiny patří vylučování mikroorganismů z prostředí, do druhé usmrcování mikroorganismů – abiosa a do poslední skupiny patří zvyšování odolnosti potraviny – anabiosa. Součástí každého technologického zpracování je vždy konzervační zákrok, který zastaví nebo zpomalí nežádoucí růst mikroorganismů, popřípadě usmrtí ty formy, které by se za podmínek skladování mohly začít znovu množit a potravinu opět nakazit.
40
5 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
BEDNÁŘ, M., FRAŇKOVÁ, V., SCHINDLER, J., SOUČEK, A., VÁVRA, J. Lékařská mikrobiologie: Bakteriologie, virologie, parazitologie, 1. vyd. Praha: Marvil, 1999, 558 s. ČEPIČKA, J. a kol. Obecná potravinářská technologie, Praha: Ediční a audiovizuální centrum VŠCHT, 1995, 246 s. ISBN 80-7080-239-1. ČERVENKA, J., SAMEK, M. Skladování a konzervace zemědělských produktů, Praha: Provozně ekonomická fakulta, ČZU v Praze ve vydavatelství CREDIT, 1999, 105 s. ISBN 80-213-0467-7. FOOD TODAY – EUFIC. Konzervační prostředky zajišťující vyšší trvanlivost a bezpečnost potravin, Potraviny a výživa současné doby, Soubor překladů článků výboru pro potravinářské informace EU, Praha: Výzkumný ústav potravinářský, 2005, s. 61- 62. ISBN 80-86909-00-X. FOOD TODAY – EUFIC. Kvasinky – velmi známé mikroorganismy, Potraviny, výživa a bezpečné stravování, Soubor překladů článků výboru pro potravinářské informace EU, Praha: Výzkumný ústav potravinářský, 2002, s. 22 – 23. ISBN 80-902671-4-9. FOOD TODAY – EUFIC. Mrazení zajišťuje kvalitu a bezpečnost potravin, Potraviny a výživa současné doby, Soubor překladů článků výboru pro potravinářské informace EU, Praha: Výzkumný ústav potravinářský, 2005, s. 1 – 2. ISBN 80-86909-00-X. FOOD TODAY – EUFIC. Nové potravinářské technologie, Potraviny, výživa a bezpečné stravování, Soubor překladů článků výboru pro potravinářské informace EU, Praha: Výzkumný ústav potravinářský, 2002, s. 63. ISBN 80-902671-4-9. FOOD TODAY – EUFIC. Potraviny mají rovněž dobře vypadat – proč jsou tak důležité antioxidanty?, Potraviny a výživa současné doby, Soubor překladů článků výboru pro potravinářské informace EU, Praha: Výzkumný ústav potravinářský, 2005, s. 69 – 70. ISBN 80-86909-00-X. FORSYTHE, S.J. The Microbiology of Safe Food, Cambridge, 2000, 400 s. ISBN 0-63205487-5.
41
GOLIÁŠ, J. Skladování a zpracování I. Základy chladírenství, Brno: MZLU, 1996, 158 s. ISBN 80-7157-229-2. GÖRNER, F., VALÍK, Ľ. Aplikovaná mikrobiológia poživatin, Bratislava: Malé centrum, 2004, 528 s. ISBN 80-967064-9-7. HORČIN, V. Technológia spracovania ovocia a zeleniny, Nitra: SPU, 2004, 142 s. ISBN 80-8069-399-4. HRABĚ, J., BUŇKA F., HOZA, I. Technologie výroby potravin rostlinného původu, Zlín: Univerzita Tomáše Bati, 1. vyd. 2007, 189 s. ISBN 978-80-7318520-6. INGR, I. Základy konzervace potravin, Brno: MZLU, 2. vyd. 2005, 119 s. ISBN 80-7157849-5. KADLEC, P. Procesy potravinářských a biochemických výrob, Praha: VŠCHT, 1. vyd. 2003, 380 s. ISBN 80-7080-527-7. KOMPRDA, T. Obecná hygiena potravin, Brno: MZLU, 2007, 148 s. ISBN 978-80-7157757-7. KYZLINK, V. Teoretické základy konzervace potravin, 1. vyd. Praha: SNTL, 1988, 512 s. KYZLINK, V. Základy konzervace potravin, Praha: SNTL, 1958, 534 s. PECHÁK, B. Ošetření ionizací – prevence v oblasti bezpečnosti potravin, Kvalita potravin, 2004, č. 4, s. 10 – 11. ISSN 1213-6859. PRUGAR, J. Kvalita rostlinných produktů z ekologického zemědělství, Sborník příspěvků z odborného semináře 100. zasedání KJRP, Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby a Česká zemědělská společnost, 2002, s. 68 – 71. ISBN 80-86555-13-5. PŮHONÝ, K. Konzervace a ukládání potravin v domácnosti, 7.vyd. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1990, 320 s. ISBN 80-209-0001-2. STROHALM, J., PRŮCHOVÁ, J., TOTUŠEK, J., TŘÍSKA, J., PERLÍN, C., GROŠOVÁ, P., LOUČKOVÁ, K., HOUŠKA, M. Tlakově ošetřené zeleninové šťávy na českém trhu, Výživa a potraviny, č. 5, 2007, s. 137 – 138. ISSN 1211-846X.
42
ŠILHÁNKOVÁ, L. Mikrobiologie pro potravináře a biotechnology, Praha: Academia, 2002, 363 s. ISBN 80-200-1024-6. ŠTENCL, J. Vliv teploty a vlhkosti mikroklimatu na úchovnost zemědělských produktů, XIV. Česko-slovenská bioklimatologická konference, Lednice na Moravě 2.–4. září 2002, s. 594 – 602. ISBN 80-85813-99-8. VOLDŘICH, M. Metody konzervace potravin. Část 11. Konzervace potravin anabiosou (II.), Kvalita potravin, 2004, č. 3, s. 12 – 17. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH, M. Metody konzervace potravin. Část 12. Chemianabióza – konzervace chemickými látkami (I.), Kvalita potravin, 2004, č. 4, s.15 – 17. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH, M. Metody konzervace potravin. Část 15. Konzervace biologickou úpravou potravin - cenoanabiosou, Kvalita potravin, 2005, č. 4, s. 10 – 14. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH, M. Metody konzervace potravin. Část 16. bariérová teorie, Kvalita potravin, 2006, č. 1, s. 10 – 12. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH, M. Metody konzervace potravin. Část 3. Termoinaktivace usmrcování mikroorganismů záhřevem, Kvalita potravin, 2002, č. 2, s. 16 – 18. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH, M. Metody konzervace potravin. Část 4. Konzervace záhřevem, Kvalita potravin, 2002, č. 3, s. 15 – 19. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH, M. Metody konzervace potravin. Část 6. Konzervace zářením, Kvalita potravin, 2003, č. 1, s. 13 – 17. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH,
M.
Metody
konzervace
potravin.
Část
8.
Metody
usmrcování
mikroorganismů, Kvalita potravin, 2003, č. 3, s. 10 – 11. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH,
M.
Metody
konzervace
potravin.
Část
9.
Metody
usmrcování
mikroorganismů, Kvalita potravin, 2003, č. 4, s. 10 – 11. ISSN 1213-6859. VOLDŘICH, M. Změny během zpracování a skladování potravin, Kvalita potravin, 2001, č. 1, s. 22 – 27. ISSN 1213-6859. VYHLÁŠKA č. 133/2004 Sb., o podmínkách ozařování potravin a surovin, o nejvyšší přípustné dávce záření a o způsobu označení ozáření na obalu. [online] [cit 2008-04-19]. Dostupné na http://www.szpi.gov.cz/cze/article.asp?id=56184&cat=2176&ts=6ec1 43
6 SEZNAM OBRÁZKŮ
Obr. 1 Závislost času a teploty na ničení mikrobů v kyselých potravinách………………20 (podle HORČINA, 2004)
Obr. 2 Závislost času a teploty na ničení mikrobů nekyselých potravin………………….20 (podle HORČINA, 2004)
Obr. 3 Vliv teploty na rychlost rozmnožování mikroorganismů………………………….22 (podle ŠILHÁNKOVÉ, 2002)
Obr. 4 Závislost počtu přežívajících buněk na době záhřevu……………………………..26 (podle VOLDŘICHA, 2002)
Obr. 5 Termoaktivační čára………………………………………………………………26 (podle VOLDŘICHA, 2002)
Obr. 6 Schématické znázornění elektromagnetického záření…………………………….27 (podle PECHÁKA, 2004)
Obr. 7 RADURA – symbol pro potraviny ošetřené zářením……………………………..27 (podle PECHÁKA, 2004)
44
7 SEZNAM TABULEK
Tab. 1 Minimální teploty skladování vybraného ovoce a zeleniny……………………….13 (podle VOLDŘICHA, 2001)
Tab. 2 Příklady enzymových změn……………………………………………………….14 (podle VOLDŘICHA, 2001)
Tab. 3 Příklady antioxidantů požívaných v EU…………………………………………..16 (podle FOOD TODAY, 2005)
Tab. 4 Vodní aktivita vybraných potravin, příklady vlastností mikroorganismů………...18 (podle FORSYTHA, 2000 a VOLDŘICHA, 2001)
Tab. 5 Intervaly hodnot některých potravin rostlinného původu…………………………19 (podle GÖRNERA a VALÍKA, 2004)
Tab. 6 Rozdělení mikroorganismů podle požadavků na optimální teploty růstu…………21 (podle FORSYTHA, J.S, 2000)
Tab. 7 Vlastnosti různých druhů záření…………………………………………………...28 (podle VOLDŘICHA, 2003)
Tab. 8 Příklady běžně užívaných konzervačních prostředků v EU……………………….31 (podle FOOD TODAY, 2005)
Tab. 9 Antimikrobiální látky produkované mikroorganismy……………………………..35 (podle VOLDŘICHA, 2005)
45
