Kondenzace vlhkosti u balených potravin v průběhu dopravy a skladování Diplomová práce

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Kondenzace vlhkosti u balených potravin v průběhu dopravy a skladování Diplomová práce

Vedoucí práce: doc. Ing. Jiří Štencl, DrSc.

Vypracoval: Sylvie Vrbová Brno 2012 -1-

Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Kondenzace vlhkosti u balených potravin v průběhu dopravy a skladování vypracovala samostatně a použila jsem jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne …………………… Podpis diplomanta ……………………

-2-

Poděkování

Ráda bych poděkovala doc. Ing. Jiřímu Štenclovi, DrSc., vedoucímu mé diplomové práce, za odborné a metodické vedení, konzultace a věcné připomínky k diplomové práci. Dále děkuji své rodině za podporu po celou dobu studia.

-3-

Annotation The theme of the graduation theses is the condensation of moisture for pre-packaged foodstuffs during transport and storage. Moisture condensation is an important parameter of food of preservation, greatly influences the quality of the food. Correct storage is an important factor affecting the humidity of the food. The objective of the theme was the monitoring of moisture condensation in the packaged food. Selected for testing food condensation in packaging was dark bread. Following the issue of condensation and moisture tracked Aw, these parameters were also monitored the selected cottage cheese, milk products at temperatures of 10 °C, 20 °C and 30 °C. Measuring data of samples were processed tabular and graphically and the conclusion was interpreted from these results. - Packaging, condensation of moisture, MAP, storage, bread, cheese

Anotace Téma předkládané diplomové práce je kondenzace vlhkosti u balených potravin v průběhu dopravy a skladování. Kondenzace vlhkosti je důležitý parametr údržnosti potravin, významně ovlivňuje kvalitu dané potraviny. Správné skladování je významným činitelem ovlivňujícím vlhkost dané potraviny. Cílem práce bylo na základě provedených laboratorních experimentů sledovat a vyhodnotit kondenzaci vlhkosti u balených potravin. Zvolenou potravinou pro testování kondenzace vlhkosti v obalech byl tmavý žitný chléb. V návaznosti na problematiku kondenzace sledované vlhkosti a aktivity vody (Aw), byly sledovány tyto parametry také u vybraného mléčného výrobku tvarohového sýru při teplotách 10 °C, 20 °C a 30 °C. Naměřené hodnoty vzorků byly zpracovány tabulkově a graficky a z těchto výsledků byl vyhodnocen závěr. - Obal, vlhkost, MAP, skladování, chléb, sýr

-4-

Obsah

ÚVOD...........................................................................................................................- 8 1

LITERÁRNÍ PŘEHLED ......................................................................................- 9 -

1.1 Potraviny...............................................................................................................- 9 1.1.1

Změny v potravinách ....................................................................................- 9 -

1.1.2

Mikrobiologické kažení ..............................................................................- 11 -

1.2 Obal.....................................................................................................................- 13 1.2.1

Obaly potravin ............................................................................................- 14 -

1.2.2

Druhy obalových materiálů ........................................................................- 15 -

1.2.2.1

Obaly z plastů .....................................................................................- 16 -

1.2.2.2

Obaly z poživatelných látek................................................................- 16 -

1.2.3

Bariérové účinky obalů ...............................................................................- 17 -

1.2.3.1

Pronikání par a plynů ..........................................................................- 18 -

1.2.4

Interakce mezi obalem a potravinou ...........................................................- 20 -

1.2.5

Označení potravin .......................................................................................- 20 -

1.2.6

Doba použitelnosti potravin........................................................................- 21 -

1.2.7

Skladování potravin ....................................................................................- 22 -

1.3 Balení v modifikované atmosféře .......................................................................- 22 1.1.1

Plyny využívané v MAP .............................................................................- 24 -

1.1.1.1

Kyslík..................................................................................................- 24 -

1.1.1.2

Dusík...................................................................................................- 24 -

1.1.1.3

Oxid uhličitý .......................................................................................- 25 -

1.1.2

Vakuové balení potravin .............................................................................- 25 -

1.1.3

Způsob vakuového balení ...........................................................................- 26 -

1.2 Obsah vody v potravinách ..................................................................................- 26 1.2.1

Aktivita vody a fyzikální stabilita...............................................................- 28 -

1.2.1.1 1.2.2

Metody měření vodní aktivity.............................................................- 31 -

Kontrola vody v potravinách během skladování ........................................- 31 -5-

1.2.3

Změny vlhkosti v balených potravinách .....................................................- 33 -

1.3 Potraviny a doprava ............................................................................................- 36 1.3.1

Vliv tepla na potraviny ...............................................................................- 36 -

1.3.2

Vliv světla na potraviny..............................................................................- 37 -

1.3.3

Mechanické vlivy........................................................................................- 38 -

1.4 Chléb...................................................................................................................- 39 2

CÍL PRÁCE ........................................................................................................- 41 -

3

MATERIÁL A METODIKA..............................................................................- 42 -

3.1 Materiál ...............................................................................................................- 42 3.2 Příprava vzorku...................................................................................................- 43 3.3 Přístroje a metodika ............................................................................................- 44 -

4

3.3.1

Balení a úprava atmosféry v obalu vzorku .................................................- 44 -

3.3.2

Kontrola hmotosti vzorku ...........................................................................- 45 -

3.3.3

Stanovení aktivity vody Aw .......................................................................- 46 -

3.3.4

Stanovení vlhkosti.......................................................................................- 47 -

VÝSLEDKY.......................................................................................................- 48 -

4.1 Skladování ve volné atmosféře ...........................................................................- 48 4.1.1

Skladování ve volné atmosféře při 10°C ....................................................- 48 -

4.1.2

Skladování ve volné atmosféře při 20°C ....................................................- 50 -

4.2 Skladování v modifikované atmosféře N2 ..........................................................- 52 4.2.1

Skladování v atmosféře N2 při 10°C...........................................................- 52 -

4.2.2

Skladování v atmosféře N2 při 20°C...........................................................- 54 -

4.3 Skladování v modifikované atmosféře CO2........................................................- 56 4.3.1

Skladování v atmosféře CO2 při 10°C ........................................................- 56 -

4.3.2

Skladování v atmosféře CO2 při 20°C ........................................................- 58 -

-6-

4.4 Skladování vzorků tvarohového sýra při teplotě 10°C, 20 °C a 30 °C...............- 60 -

5

4.4.1

Měření Aw ve tvarohovém sýru – test 1.....................................................- 60 -

4.4.2

Měření Aw ve tvarohovém sýru – test 2.....................................................- 60 -

DISKUZE ...........................................................................................................- 61 -

5.1 Tmavý žitný chléb ..............................................................................................- 61 5.1.1

Vzorky chleba skladovány ve volné atmosféře ..........................................- 61 -

5.1.2

Vzorky chleba skladovány v modifikované atmosféře N2..........................- 61 -

5.1.3

Vzorky chleba skladovány v modifikované atmosféře CO 2 ......................- 62 -

5.2 Tvarohový sýr .....................................................................................................- 62 6

ZÁVĚR ...............................................................................................................- 64 -

7

LITERATURA A INTERNETOVÉ ZDROJE...................................................- 65 -

8

SEZNAM TABULEK ........................................................................................- 70 -

9

SEZNAM OBRÁZKŮ........................................................................................- 71 -

-7-

ÚVOD Kondenzace vlhkosti u balených potravin v průběhu dopravy a skladování je důležitý parametr pro nastavení správných skladovacích podmínek. Předcházení veškerým nepříznivým změnám, mikrobiologickému napadení a tím dosáhnout požadované kvality konečným uživatelem. Balení potravin je velmi častou ochranou potraviny před nepříznivými vlivy okolí. Přesto, že jsou balené potraviny částečně chráněny, mohou zde probíhat další nepříznivé změny, které ovlivňují kvalitu potravin. Obal vymezuje jednotku výrobku a je prostředkem vizuální komunikace nejen se zákazníkem, ale i s okolními orgány. Obal tvoří bariérovou ochranu před pronikáním vlhkosti, kyslíku, aromatických látek, před škůdci a to obousměrně a také před světelnými paprsky a UV zářením. Balení potravin je jedním z nejdůležitějších procesů pro zachování kvality potravinářských výrobků, pro skladování, přepravu a konečné použití. Zabraňuje zhoršení kvality a usnadňuje distribuci a marketing. Základní funkce obalu je ochrana, informace a pohodlí. Kvalitní obal může nejen zachovat kvalitu potravin, ale také významně přispívají k hospodářskému zisku. Je zde také sekundární funkce podpory prodeje. Nicméně, hlavní funkcí balení potravin je dosáhnout zachování a bezpečné dodávky potravinářských výrobků až ke konečnému spotřebiteli. Během distribuce se může kvalita potravinářského výrobku zhoršovat biologicky a chemicky i fyzicky. Proto, balení potravin přispívá k prodloužení trvanlivosti a zajišťuje bezpečnost (HAN, 2005) Faktory, které ovlivňují údržnost potravin, můžeme rozdělit na faktory vnitřní a vnější. Faktory vnější jsou dány prostředím, v kterém jsou potraviny vyráběny, skladovány, uchovávány, transportovány, atd. Hlavním vnějším faktorem je teplota. Je to současně nejčastěji používaný faktor jak během výroby a zpracovávání potravin (i vaření a sterilace), tak i během skladování a transportu (chlazení, mražení). Faktory vnitřní jsou pro tu kterou potravinu dány. Vnitřní faktory jsou: aktivita vody (Aw), pH, redox potenciál, složení živin, biologický stav (KIESLINGEROVÁ a BARTL, 1993).

-8-

1 LITERÁRNÍ PŘEHLED

1.1

Potraviny

Potravinami se rozumí dle Zákona o potravinách 110/1997 Sb. látky určené ke spotřebě člověkem v nezměněném nebo upraveném stavu jako jídlo nebo nápoj, nejde-li o léčiva a omamné nebo psychotropní látky, za potravinu podle tohoto zákona se považují i přídatné látky, látky pomocné a látky určené k aromatizaci, které jsou určeny k prodeji spotřebiteli za účelem konzumace. Zdravotně nezávadnými potravinami se rozumí potraviny, které splňují chemické, fyzikální a mikrobiologické požadavky na zdravotní nezávadnost stanovené tímto zákonem přímo použitelným předpisem Evropských společenství a prováděcím právním předpisem nebo které jsou uváděny do oběhu se souhlasem Ministerstva zdravotnictví (zákon 110/1997 Sb.) Vysoké riziko alimentárních onemocnění mají potraviny k přímé spotřebě. Tyto potraviny zvolna nebo rychle podléhají změnám, které jsou pro spotřebitele nežádoucí. Čerstvé ovoce a zelenina sklizené v sezóně z různých oblastí jsou většinou uložené ve vhodném prostředí a prodávány k přímé konzumaci (SANDHYA, 2009). Ke zvýšení údržnosti potravin se používají různé techniky konzervace. Mezi nejčastější způsoby konzervace patří chemické a fyzikální metody, kdy fyzikální metody mají přednost díky maximálnímu zachování struktury produktu (DA CRUZ et al., 2007).

1.1.1

Změny v potravinách

Během cyklu zpracovávání podléhají potraviny komplexním změnám, které zahrnují změny: fyziologické, enzymové, chemické a mikrobiologické. Smyslem technologického zpracování a skladování potravin je vytvořit a udržet nutriční a senzorickou hodnotu potraviny v takovém stavu, aby vyhovovaly požadavkům spotřebitele. Dalším významným cílem technologického zpracování a správného nakládání je zabránit ohrožení zdraví konečného spotřebitele (VOLDŘICH, 2001).

-9-

Chemické změny zajišťují, že veškeré chemické složky obsažené v potravině mezi sebou interagují na různých rovinách fyziologických a enzymových procesů. Toto je v relaci k látkám z vnějšího prostředí, které s potravinou přijdou do kontaktu. Mezi dané látky lze zařadit kyslík, složky obalů či kontaminující látky apod. Komplex chemických reakcí různých složek potravinářských surovin a potravin navzájem s exogenními látkami, které se do potraviny dostávají během zpracování. Mezi nejvýznamnější chemické reakce řadíme: neenzymové hnědnutí zahrnující Maillardovi reakce aminokyselin s redukujícími cukry, degradaci cukrů, degradaci aminokyselin atd. Při zpracování ovoce a zeleniny kromě změny senzorických vlastností dochází ke snížení nutriční hodnoty. Chemické změny jsou často faktorem, který limituje skladovatelnost potravinářských produktů. Dalšími chemickými změnami jsou denaturace bílkovin, hydrolýza bílkovin, syntéza sacharidů, oxidace lipidů, síťování bílkovin a změny glykolytické. Četnost těchto chemických reakcí mohou být ovlivněny správnou volbou obalu (PETERSEN et al, 1999) Enzymové změny se ve většině případů uplatní po mechanickém porušení pletiva v důsledku technologických operací (loupání, dělení, ale také pomalé zmrazování a to vlivem tvorby velkých krystalů ledu). Enzymové procesy jsou přerušeny inaktivací enzymů, nejčastěji záhřevem. Enzymové změny se nejčastěji uplatňují u ovoce a zeleniny a u potravin, u kterých nedošlo k dostatečné inaktivaci pře dalším zpracováním (VOLDŘICH, 2001). Fyziologické změny navazují na fyziologické procesy v živých rostlinných pletivech a živočišných tkáních, které byly narušeny při sklizni, zpracování a skladování. Jedná se o dílčí reakce katalyzované přirozenými enzymy, případně extracelulárními enzymy produkovanými přítomnou mikroflórou. U rostlinných produktů je nežádoucí fyziologickou změnou anaerobní dýchání, které nastává při zabalením čerstvých plodů do neprodyšného obalu nebo inertního plynu, tím dochází ke hromadění etanolu v pletivech. Přítomnost etanolu v pletivech se projevuje nahořklou chutí a vyvolává další změny v pletivu jako zintenzivnění oxidačních reakcí (DOBIÁŠ a ČURDA, 2005) Z

hlediska

bezpečnosti

potravin,

ochrany

konečného

spotřebitele

jsou

mikrobiologické změny těmi nejvýznamnějšími. K těmto pochodům dochází již během zpracování a skladování potravin. Potraviny obsahují mikroorganismy nebo jejich zárodky. Součást všech technologických zpracování je konzervace, která zastaví nebo - 10 -

zpomalí nežádoucí růst mikroorganismů, případně usmrtí ty formy, které by se za podmínek skladování mohly množit a způsobit kažení potravin. Potraviny jsou pro mikroorganismy výhodným zdrojem látek potřebných k jejich růstu a množení, jednotlivé skupiny mikroorganismů jsou však různě citlivé na odlišené životní podmínky. Některé mikroorganismy produkují toxické metabolity. Vegetující mikroorganismy při napadení potraviny produkují různé zplodiny svého metabolitu, které se poté vyskytují v potravinách. Řada mikroorganismů produkuje látky s toxickými účinky např. plísňové toxiny, mykotoxiny (patulin, aflatoxiny apod.), bakteriální toxiny (botulotoxin). Mikroorganismy spotřebovávají nutričně významné složky potravin. Většina mikroorganismů produkuje senzoricky významné látky nebo je vytváří změnou složek potraviny, obvykle s výjimkou klasických technologií zpracování.(VOLDŘICH, 2001).

1.1.2

Mikrobiologické kažení

Růst mikroorganismů v biologických materiálech je určován vnitřními a vnějšími faktory. Vnitřní faktory jsou pro určitý materiál dány a tvoří jeho neměnnou součást, mají svoje pevné, jen málo variabilní hodnoty (složení biologické hmoty, pH a Aw). Pod pojmem vnější faktory označujeme prostředí, v němž se biologický materiál nalézá. Je to hlavně teplota a relativní vlhkost okolního prostředí. Tyto faktory určují, zda dojde k růstu nebo úhynu mikroorganismů, mají své optimum a své minimum (ŠTENCL, 2006). Nespočet předložených dokumentů dokazuje, že alespoň minimální aktivita vody (Aw) je nezbytná pro růst mikroorganismů (Tab. 1.1) a produkci jejich toxinů (BEUCHAT, 1987). Plittman et al. (1973) uvádí, že aktivita vody, nezbytná pro mikrobiální růst je nižší v potravinách ošetřených desorpcí než adsorpcí. Lang (1980) konstatuje, že volná voda je snadno k dispozici pro klíčení spor, než polymerní voda při stejné vodní aktivitě. Paik (1985) získal soubor funkcí, od sorpční izotermy ICC, a zjistil, že klíčení spor plísní probíhá, pokud počet shluků molekul vody je větší než tři. Podobné výsledky získal Avital et al (1990). Z výše uvedeného vyplývá, že mikrobiální kažení výrobku v metastabilních stavech, pokud jde o vodu, při různých teplotách, je lépe definován jeho tlak par nebo volná voda, než vodní aktivita (MANNHEIM a PASSY, 1985). - 11 -

Tab. 1.1 Minimální limity Aw pro růst mikroorganismů významných pro lidské zdraví (BEUCHAT, 1981) Mikroorganismus

Růst

Minimální hodnota Aw produkci toxinů

Aspergilus flavus

0,78-0,80

0,83-0,87

Aspergilus clavatus

0,85

0,99 (patulin)

Aspergillus ochraceus

0,77-0,83

0,83-0,87 (ochratoxin)

Aspergillus parasiticus

0,82

0.87 (aflatoxin)

Bacillus cereus

0,93-0,95

Clostridium botulinum

0,93-0,95(A)

0,94-0,95 (A)

0,93-0,94(B)

0,94(B)

Clostridiumperfringens

0,93-0,95

Penicillium cyclopium

0,82-0,87

0,97 (penicillic acid)

Penicillium cyclopium

0,81-0,85

0,87-0,90 (ochratoxin)

Penicillium expansum

0,83-0,85

0,99 (patulin)

Penicillium islandicum

0,83

Salonella spp.

0,92-0,95

Vodní aktivita, jako jeden z hlavních vnitřních faktorů biologických látek, bývá používána pro predikci možných mikrobiálních změn v zemědělských produktech, zvláště potravinách, a to nejen při jejich skladování a balení, ale i během jejich zpracování (ŠTENCL, 2006).

- 12 -

1.2

Obal

Obal je výrobek zhotovený z materiálu jakékoliv povahy a určený k pojmutí, ochraně, manipulaci, dodávce popřípadě prezentaci výrobku nebo výrobků určených spotřebiteli nebo jinému konečnému uživateli. Základním požadavkem na obal je, aby zaručil deklarovanou kvalitu potraviny po celou dobu její tržnosti při respektování stanovených podmínek pro skladování a dopravu (ŠTENCL, 2004). Obal plní ochrannou funkci výrobku před znehodnocením, změnou obsahu před jeho otevřením, ale také chrání okolí před nepříznivým vlivem potraviny, např. senzorickým. Vymezuje jednotku výrobku a je prostředkem vizuální komunikace nejen se zákazníkem, ale i s kontrolními orgány. Obal tvoří bariérovou ochranu před pronikáním vlhkosti, kyslíku, aromatických látek, před škůdci, a to obousměrně, a také před světelnými paprsky a UV zářením. Účinnost ochrany je vyjádřena poměrem údržnosti balené potraviny k nebalené. Nejvýrazněji se tento fakt projevuje u sterilizovaných potravin, u nichž je ú až tisíckrát vyšší než u nesterilizovaných. Relativně vysokou údržnost mají sušené hygroskopické výrobky. Naproti tomu u čerstvých vodnatých výrobků nelze očekávat podstatné prodloužení trvanlivosti balením. Při použití nevhodného obalu u potravin, u nichž probíhá výměna plynů s okolím a vylučování vodní páry (ovoce, zelenina), se jejich údržnost zkrátí v porovnání s potravinou nebalenou (APPENDINI a HOTCHKIS, 2002) Obaly hrají zásadní roli při udržování kvality a bezpečnosti potravin. Jsou integrovanou částí ochranného systému balené komodity, sloužící jako bariéra mezi potravinou a vnějším prostředím. Obal by měl být navržen a vyvinut tak, aby nejen ochraňoval potravinu, ale také aby měl přímý vliv na rozhodovací proces při nákupu spotřebitelem (HAN et al, 2005). Azeredo et al. (2004) prezentují, že ochrana potraviny poskytnutá obalem je nejvýznamnějším faktorem, neboť přímo souvisí s bezpečností spotřebitele. Tito autoři zdůrazňují, že obal musí být vhodný pro každý potravinářský výrobek s minimalizací nežádoucích změn, které mohou mít vliv na výrobek během jeho skladování. Soares et al. (2005) poukazují na skutečnost, že design a další vlastnosti potravinářských obalů získaly obrovský význam v posledních desetiletích, a to nejen z důvodu mnoha dostupných obalových materiálů, které nabízí alternativy pro snižování nákladů a

- 13 -

zároveň poskytují přiměřenou ochranu potravinářskému výrobku. Grorski-Berry (1999) uvádí, že obal potraviny je základem pro spotřebitele k opětovné koupi. Na základě designu obalu si spotřebitel vybírá potravinu, tudíž určuje konkurenceschopnost daného výrobku na obchodním trhu. Mattila-Sandholm et al. (2002) uvádí, že obalové materiály a skladovací podmínky jsou důležitými faktory pro kvalitu výrobku obsahující probiotické mikroorganismy. Uvedené mikroorganismy zvyšují atraktivitu produktu, protože korelují s nejmodernějšími trendy v oblasti výživy člověka a zdravého životního stylu. (DA CRUZ, et.al., 2007).

1.2.1

Obaly potravin

Povrchové vlastnosti potravinářských obalů, jako je smáčivost, přilnavost, možnost potisku, absorpce barviva, přilnavost k povrchu potravin, atd. má zásadní vliv pro výrobu potravinářských obalů. Nejčastěji používané potravinářské obaly jsou polypropylen, polyetylen, polytetrafluoretylen a nylon (HAN et al, 2005). Hlavní zájmem při využití obalů je poskytnout zajištění bezpečnosti a kvality potravin. Obaly s antimikrobiálními vlastnostmi mohou zvyšovat životnost potravin a tím snížit riziko pomnožení patogenů. Antimikrobiální polymery mohou být využity v jiném styku s potravinami. Obal je jedním z prostředků k zajištění kvality potraviny, chrání potravinu před vnějšími mechanickými vlivy (MANNHEIM a PASSY, 1985). Současný obal musí plnit tři základní funkce: chránit výrobek, vytvářet vhodnou manipulační jednotku a být komunikačním prostředkem mezi prodejcem a zákazníkem (ŠTENCL, 1994). Obaly jsou rozděleny • Spotřební • Přepravní • Skupinové Máme několik druhů obalů • Sklo • Papír • Lepenka • Plast - 14 -

• Dřevo • Kov • Textilní materiál • Poživatelné potahové látky či obaly Látkové

složení

obalu

je

dáno

aplikovatelností

obalového

materiálu

v potravinářské technologii. Většina obalových materiálu je v přímém kontaktu s potravinou, má bariérové vlastnosti, určitou odolnost vůči mechanickému nebo tepelnému namáhání (DOBIÁŠ a ČURDA, 2005). Nároky na obaly vzrůstají tou měrou, jak se vzdaluje místo a čas výroby od místa ab času spotřeby potraviny. Je také třeba znát vlastnosti baleného výrobku, jež se ve vztahu k technologii balení projevují jako vlastnosti pasivní a aktivní. Pasivní vlastnosti potraviny jsou ovlivňovány okolním prostředím. Aktivními vlastnosti působí výrobek na obal, případně ovlivňuje jeho okolí, například mastnost, aromatičnost, barvivost a sdílení vlhkosti (ŠTENCL, 2008). Kontaminace potraviny složkami obalu v důsledku jejich vzájemné interakce je obecně jedním z nezávažnějších hygienických problémů balení potravin. Významný je zejména pro tekuté potraviny, neboť bylo prokázáno, že v tomto případě je rychlost přestupu hmoty z obalů do baleného produktu o několik řádů významnější, než pro potraviny tuhé, kdy ke sdílení dochází přes plynnou fázi a vlastní proces zahrnuje desorpci složek z obalového materiálu, jejich odpaření a sorpci v potravině. Pokud jde o tekuté nebo dostatečně vlhké potraviny, je možné rozlišit dva základní mechanismy narušení obalového materiálu potravinářskými výrobky, jejichž důsledkem je pak kontaminace baleného produktu cizorodými látkami, a to úplné rozpouštěn í obalového materiálu, popř. jeho vrstev, nebo extrakce některých jeho složek (DOBIÁŠ a ČURDA, 2005)

1.2.2

Druhy obalových materiálů

Významné členění obalových materiálů je podle jejich mechanických vlastností, což determinuje jejich možné využití. Na základě mechanických vlastností především u spotřebitelských obalů, se rozlišují obalové prostředky měkké, polotuhé a tuhé. Mezi - 15 -

měkké obaly zařazujeme především papír a fólie z plastů a kovů. Polotuhé obalové materiály jsou především lepenky, určité typy plastů a kovů. Tuhým obalem je sklo, kov, dřevo a také plast (DOBIÁŠ a ČURDA, 2004). Při volbě obalového materiálů je důležité znát enzymatické, chemické, fyzikální a mikrobiologické vlastnosti potravinářského výrobku. Dalším problémem je hmyz, škůdci a hlodavci (PETERSEN et al, 1999).

1.2.2.1

Jako

Obaly z plastů

plasty

se

označují

syntetické,

polysyntetické

nebo

přírodní

makromolekulární látky, které lze tvářet tlakem za vyšších teplot. Plasty mají v obalové technice široké uplatnění a to přímo jako obaly, ochranné povlaky, ale také výplňové materiály, lepidla, etikety apod. Rozlišují se teplem tvářitelné termoplasty a teplem tvrditelné reaktoplasty (termosety). Při výrobě obalů jsou nejvíce uplatňovány termoplasty polyetylen, polyvinylchlorid, polystyren a polypropylen. Většina plastů se vyznačuje dobrou chemickou odolností a zdravotní nezávadností, proto nachází uplatnění právě při balení potravin. Významnou vlastností plastů je jejich smrštitelnost, jestliže se protažená a ochlazená folie později znovu zahřeje, dojde k jejímu smrštění, které závisí na teplotě a také době působení (DOBIÁŠ a ČURDA, 2005).

1.2.2.2

Obaly z poživatelných látek

Zvláštní kategorii mezi obalovými prostředky představují obaly z poživatelných látek. Uplatňují se především ve formě fólií nebo povlaků, proto bývají se zabaleným produktem v těsném styku. Vyznačují se nízkou hmotností a v některých případech mohou vytvářet i lepší ochranné účinky, než jiné použitelné způsoby balení; ve většině případů je to v důsledku dokonalého přilnutí k povrchu potraviny. Obaly z poživatelných látek velmi často umožňují zvýšení efektivnosti balicího procesu, zvláště při technologii povlékání. Mohou plnit funkci spotřebitelských obalů, tedy chránit potravinu před vnějším znečištěním. Před konzumací se potom odstraňují a jejich poživatelnost je zárukou zdravotní nezávadnosti. Další možností je jejich přímá konzumace se zabalenou potravinou buď v původním stavu, nebo po vhodné úpravě, - 16 -

například povařením. Ochranná poživatelná vrstva na potravině může být vytvořena přirozeným způsobem, například slupky u ovoce a zeleniny, nebo ji lze vytvářet záměrně určitým technologickým postupem přímo z vnějších vrstev dané potraviny. Příkladem by mohla být kůrka u některých pekařských výrobků nebo krusta na uzeném mase. Příklady poživatelných obalů: -

Led – glazování ryb

-

Sacharidy – amylóza

-

Škrob – ediflex

-

Celulóza – klucel

-

Kolagen – pektin, algináty (cutisin)

-

Vosky

Ačkoli takovým způsobem vytvořenou bariéru nelze obecně považovat za obal, ukazuje tento princip jednu z možných cest, jak zvyšovat ochrannou účinnost jedlého podílu výrobku, a to způsobem, který bývá charakteru potraviny velmi blízký (ŠTENCL, 2008)

1.2.3

Bariérové účinky obalů

Obal vytváří bariéru mezi výrobkem a okolním prostředím. Z hlediska vnějších vlivů platí, že nároky potravin jsou mnohem vyšší než nároky průmyslových produktů, kde jde především o ochranu před mechanickým poškozením (ŠTENCL, 2002) U potravin, jež jsou rostlinného nebo živočišného původu, dochází po zabalení ke změnám bez mikrobiálního působení a ke změnám mikrobiologickým. V prvním případě jsou to především znehodnocení fyzikální, fyzikálně-chemické nebo mechanické (vlhnutí, vysoušení, těkání aromat, změna chuti a barev nebo nutričně cenných látek). Ve druhém případě jde o nežádoucí působení mikroorganismů, látkové změny vyvolané plísněmi, kvasinkami nebo bakteriemi. V mnoha případech probíhají změny mikrobiální i nemikrobiální současně (PAUL a CLARKE, 2002)

- 17 -

Vliv obalu na uchovatelnost výrobku je vyjádřen koeficientem ochranné účinnosti: Kob =

Db Dn

Koeficient ochranné účinnosti (Kob), který udává kolikráte je tržnost balené potraviny (Db) vyšší než nebalené (Dn ) za stejných podmínek skladování. Z uváděné definice koeficientu ochranné účinnosti obalu je zřejmé, že pro potravinu zabalenou v obalu s nulovým bariérovým účinkem by platilo Kob = 1. Pro nevhodně volený obal, negativně působící na produkt je Kob <1, znamená to, že zabalený výrobek má kratší tržnost než nezabalený (ŠTENCL, 2008). Přenos obalových součástí do produktu j nazýván migrace, opačný přenos tzn. součástí produktu do obalu je nazýván scalping. Scalping je v podstatě převrácená migrace. Jedná se o přechod chemických sloučenin z potraviny do obalu. Scalping vyžaduje pro přestup vonných látek kontakt potraviny s obalem z umělé hmoty a muže způsobit nežádoucí ztrátu aroma balené potraviny. Přenos složek v obou směrech je označen jako permeace (BANER a PIRINGER, 2008). Propustnost, absorpce a rozptyl jsou typické jevy vyskytující se v hromadných převodech systémů balení potravin. Průnik je schopnost částic pronikat a změnit celý materiál v reakci na rozdíl parciálního tlaku, plynové a vodní páry. Přenosové rychlosti obalových materiálů dávají údaj o propustnosti materiálu Permeace je také závislá na tloušťce filmu (HAN A SCANLON, 2005)

1.2.3.1

Pronikání par a plynů

Jedním z hlavních bariérových účinků obalových materiálů je také odpor proti pronikání par a plynů. Změny v uchovávaných potravinách jsou významnou měrou ovlivňovány prostředím, které se vytváří mezi obalem a potravinou. Jeho kvalitativní složení a stabilita jsou závislé na propustnosti obalového materiálu pro páry a plyny. Potravinářské produkty jsou charakterizovány určitou vlhkostí, při které je jejich kvalita optimální. Ve vzniklém mikroklimatu nedochází ke sdílení vody mezi potravinou a okolím, tím je zabráněno nežádoucím změnám, jak hmotnostním, tak povrchových, chemickým a mikrobiologickým. K dosažení tohoto rovnovážného stavu jsou využívány obaly částečně propustné a nepropustné pro vodní páru. Problémem u obalů - 18 -

nepropustných po vodní páru je kondenzace vlhkosti na jejich vnitřní straně při dosažení rosného bodu. Ve většině případů jde o kondenzaci na nesmáčivém povrchu, tedy kapénkovou, která také znemožňuje průhlednost obalu. Obranou před orosováním obalů je použití obalů s antikondenzační úpravou tzv.antifog. U plastů se setkáváme se specifickou vlastností, hydrofobnost, obaly nesmáčivé, odpuzující vodu (polystyren, polyetylen) jsou používány pro balení masa. Další významná vlastnost je nepropustnost nebo jen částečná propustnost pro plyny a vodní páru. Zvláštní význam mají především fólie propustné, někdy i jednosměrně, pro funkční plyny jako je kyslík, dusík a oxid uhličitý (Obr. 1.1). Pro porovnávání propustnosti obalových materiálů pro vodní páru je zde koeficient propustnosti obalového materiálu.

PH2O

[

g .mm h.m2. Pa

]

Množství vodní páry [g], které difunduje obalem je obecně funkcí parciálních tlaků vodní páry na obou stranách obalu [Pa], respektive jejich rozdílu, plochy [m2 ]a tloušťky [mm] obalu a času [h].

Obr 1.1: Schematické znázornění produktu v plastovém obalu, který je vybaven selektivní membránou nebo perforací (PAUL a CLARKE, 2002). - 19 -

1.2.4

Interakce mezi obalem a potravinou

Interakce mezi potravinou a obalem zahrnuje široký komplex dějů, na kterých jsou založeny všechny principy ochrany potravin obalem. S novými typy obalových materiálů s rostoucí citlivostí analytických metod se významně rozšiřují znalosti o zákonitostech všech forem interakcí mezi potravinou a obalem. Vzájemné interakce mezi potravinou a obalem je významný faktor, který může ovlivnit kvalitu a skladovatelnost produktu. Přilnavost potraviny k obalu může snížit kvalitu produktu, zvýšit oxidaci a následkem je snížená jakost produktu (MAIRON a SAGUY, 2007). Existuje pět základních skupin interakcí potravina-obal. a) Přenos složek obalu do baleného produktu b) Přenos složek potraviny do obalu c) Pronikání složek potraviny do okolního prostředí d) Pronikání složek z prostředí do potraviny e) Nehmotné interakce – vliv záření, mechanických vlivů…apod.

1.2.5

Označení potravin

Dříve zákon ukládal povinnost prodávajícímu zajistit, aby jím prodávané výrobky byly přímo viditelně a srozumitelně označeny též údajem o datu minimální trvanlivosti, jde-li o potravinářské výrobky, popřípadě údajem o datu použitelnosti, jde-li o potravinářské výrobky podléhající rychlé zkáze ve smyslu zvláštního zákona. Tuto povinnost nalezneme v Zákoně č.110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích, který stanovuje data, o kterých je možné se domnívat, že stanovují lhůtu k použití věci ve smyslu občanského zákoníku. Datum použitelnosti je uvedeno slovy „Spotřebujte do…“. Datum se uvádí v předepsaném pořadí – den, měsíc a rok ukončení této doby. Je-li potravina označena dobou použitelnosti, tedy slovy: „Spotřebujte do…“, musí výrobce na obal doplnit i údaje o podmínkách skladování. Doba použitelnosti se používá pro potraviny, které podléhají rychlé zkáze, a musí být proto rychle spotřebovány, např. jogurty a jiné mléčné výrobky, ryby, chlazená drůbež, výrobky studené kuchyně apod. Potraviny s prošlou dobou použitelnosti se považují za - 20 -

zdravotně závadné a nesmí se v žádném případě uvádět do oběhu. Datum minimální trvanlivosti je uvedeno slovy „Minimální trvanlivost do…“ a opět následuje uvedení dne, měsíce a roku. Pokud je datum minimální trvanlivosti kratší než 3 měsíce, nemusí být na obale uveden rok, pokud je delší než 3 měsíce, ale nepřesahuje 18 měsíců, nemusí být na obale uveden den. Pokud je minimální trvanlivost delší než 18 měsíců, nemusí být uveden ani den ani měsíc. Tímto termínem se většinou označují potraviny, které se rychle nekazí (konzervy, sušenky, čokoláda, nápoje, těstoviny apod.). Potraviny s prošlou minimální trvanlivostí lze uvádět do oběhu pouze, pokud jsou zdravotně nezávadné a pokud jsou jako prošlé označeny a odděleně umístěny. Po ukončení data výrobce nezaručuje chuťové kvality výrobku. Odpovědnost za zdravotní nezávadnost potraviny

s

prošlou

dobou

minimální

trvanlivosti

přebírá

prodejce

(http://katedry.fmmi.vsb.cz). Zákon č. 110/1997 Sb. o potravinách a prováděcí vyhláška č. 113/2005 Sb. označování potravin stanovují základní údaje, které musí být na výrobku uvedeny: •

Název a sídlo firmy

•

Název potraviny

•

Údaj o množství výrobku

•

Datum minimální trvanlivosti

•

Složení potraviny

•

Informace o alergenních složkách v potravině

•

Údaj o ošetření ionizujícím záření

•

Pokyny pro skladování

•

Pokyny pro způsob použití (návod k přípravě)

(Zákon 110/1997 Sb.)

1.2.6

Doba použitelnosti potravin

Doba použitelnosti je období, během kterého jsou zachovány veškeré senzorické fyziologické vlastnosti. Obvyklá skladovací kritéria jsou objektivně měřitelní ukazatelé kvality, jako jsou mikrobiální kažení, změna barvy, textury, obsah živin a oxidace lipidů (MANNHEIM a PASSY, 1985).

- 21 -

1.2.7

Skladování potravin

Podmínky skladování potravinářských produktů jsou závislé na jejich skladbě, výrobní technologii a úrovni mikrobiální kontaminace, teploty a fyzikálně-chemických hodnot, zejména pH a aktivity vody (MANNHEIM a PASSY, 1985).

1.3

Balení v modifikované atmosféře

Působením vnějších vlivů na potravinu může docházet k nežádoucím změnám. Jejich intenzita je obecně závislá na parametrech vnějšího prostředí. Cílenou změnou složení okolní atmosféry lze dosáhnout zpomalení nebo i úplného zastavení nežádoucích pochodů v potravinách a tím prodloužení jejich tržnosti. Metoda balení produktů v ochranné atmosféře (MAP – Modify Atmosphere Packaging), také moderní ochrany balení v řízené atmosféře (CAP – Controlled Atmosphere Packaking) je založena na tomto principu. MAP je ve většině případů spojován se spotřebitelskými baleními, zatímco CAP s volně loženými produkty ve skladech. Pro účel balení potravin modifikovanou

atmosférou

musí

plyny splňovat

jasně

předepsanou

kvalitu,

dokumentovanou závazným posudkem (Tab. 1.2). Základní požadavky jsou kladeny na používané obalové materiály. Kromě standardních vlastností, jako je hygienická nezávadnost, pevnost, svařitelnost, možnost recyklace, apod. to jsou především bariérové účinky proti pronikání permanentních plynů a vodní páry. V častých případech je vyžadována pouze jejich částečná nebo i jednosměrná propustnost. Samostatné složení ochranné atmosféry nemůže zásadně zvýšit údržnost potraviny, ale jako doplněk jiných obvyklých konzervačních metod, především chlazení významně prodlouží dobu skladovatelnosti (ŠTENCL, 2008).

- 22 -

Tab. 1.2 Složení ochranné atmosféry při balení potravin (ŠTENCL, 2008)

Plyn / směs plynů

Potravina

25% CO2 a 75% O2

Čerstvé maso

80% N2 a 20% CO2, 100% N2

Šunka s uzeniny

60% N2 a 40% CO2 100% CO2 nebo 20% N2 a 80% CO2

Drůbež

Směs N2, CO2, O2

Ryby (dle druhu ryby)

100% N2

Nápoje sycené NO

100% CO2

Ostatní nápoje

100% N2, 80% N2 a 20% CO2

Jogurty a tvarohové dezerty

90% N2 a 10% CO2 100% CO2, 70% N2 a 30% CO2

Sýry

40% N2 a 60% CO2 100% N2

Olej

90% N2 a 10% CO2

Ztužené tuky

70% N2 a 30% CO2, 40% N2 a 60% CO2

Chleba a těstoviny

100% CO2, 20% N2 a 80% CO2 100% N2, 100% CO2, 70% N2 a 30% CO2

Suché produkty (mléko, káva, čaj…apod.)

U vakuově balených potravin může docházek k mechanickému poškození (vytláčení vlhkosti a tuků z produktů), proto je nutno vhodně zvolit MAP. Například při tvorbě ochranné atmosféry s vyšším obsahem O2 u čerstvého masa (O2 zvyšuje zabarvení masa dočervena) dochází k rychlé oxidaci tuků a podpoře růstu aerobních bakterií. CO2 je rozpustný v potravinách, což může způsobovat zmenšování objemu vytvořené MAP (vzniká tzv. pseudovakuový efekt) a také pokles pH potraviny. N2 je rozpustný v tucích (ŠTENCL, 2008). V případě, že je během skladování modifikovaná atmosféra dále upravována, jedná je o aktivní systémy balení, které zahrnují především absorbéry plynů a par. Pro zvyšování účinnosti vakuového balení za účelem snížení zbytkového kyslíku v obalu se používají absorbéry kyslíku, patří mezi nejvýznamnější.

- 23 -

Absorbéry oxidu uhličitého se využívají hlavně při balení čerstvě pražené zrnkové kávy, kde je uvolňováno značné množství CO2. Volné unikání do prostředí je nevhodné zejména kvůli ztrátě aroma. Absorbéry etylenu jsou využity v souvislosti s dozráváním plodin. Etylen urychluje stárnutí rostlinných pletiv a zkracuje dobu skladovatelnosti ovoce a zeleniny. Aktivní systémy regulující vlhkost u zabalené potraviny jsou rozděleny do dvou typů. U prvního typu jde o absorpci vlhkosti uvolněné přímým kontaktem, vyrábí se ve formě misek nebo výstelek a folií. Druhý typ absorbuje vlhkost z prostředí. Jedná se o materiály se schopností vysoké absorpce vlhkosti a vody, například vláknité syntetické hydrofobní hmoty, dříve dominovaly hydroskopické soli. V potravinářství nelze využít tolik známý silikagel. Mezi aktivní systémy regulující vlhkost u zabalené potraviny bývají někdy zařazovány folie s antikondenzační úpravou, tzv. antifog. Jejich princip spočívá v dokonalé sočivosti a v tvorbě filmové kondenzace, jež je na rozdíl od kapénkové průhledná a tedy nesnižuje atraktivitu výroku pro spotřebitele. (COSTA et al, 2011).

1.1.1

1.1.1.1

Plyny využívané v MAP

Kyslík

Je bezbarvý plyn, velmi reaktivní a podporuje spalování. Nízká rozpustnost ve vodě (0.040 g / kg při 100 kPa , 20 ° C). Kyslík podporuje několik typů reakcí, zhoršený v potravinách, včetně oxidaci tuků, hnědnutí a oxidaci. Většina běžných bakterií a plísní vyžaduje kyslík pro svůj růst. Proto, ke zvýšení trvanlivosti balených potravin, atmosféra obsahuje nízké koncentrace zbytkového kyslíku (SANDHYA, 2009).

1.1.1.2

Dusík

Dusík je relativně nereaktivní plyn bez zápachu, chuti nebo barvy, má nižší hustotu než vzduch, nehořlavý a má nízkou rozpustnost ve vodě (0.018 g / kg při 100 kPa, 20 °C) a ostatních potravinových složkách. Dusík nepodporuje růst aerobních mikroorganismů a - 24 -

tím inhibuje aerobní kažení, ale nebrání růstu anaerobních bakterií. Nízká rozpustnost dusíku v potravinách může být využita, aby se zabránilo kolapsu balení včetně dostatečného množství N2 v plynové směsi (SANDHYA, 2009).

1.1.1.3

Oxid uhličitý

Oxid uhličitý je bezbarvý plyn, při velmi vysokých koncentracích se slabě štiplavým zápachem. Je dusivý a slabě žíravý v přítomnosti vlhkosti. CO2 se rozpustí snadno ve vodě (1.57 g / kg při 100 kPa , 20 ° C), pro vznik kyseliny uhličité H2CO3, která zvyšuje kyselost roztoku a snižuje pH. To má významné důsledky pro MAP potravin. Vysoká rozpustnost CO2 může v balení inhibovat snížení objemu (SANDHYA, 2009).

1.1.2

Vakuové balení potravin

Vakuové balení potravin spočívá v odstranění všech plynů a par z okolí potraviny v takové míře, aby obsah kyslíku klesl pod hodnotu 1% z původního množství. Principem rovnovážného vakuového balení je snaha o dosažení rovnovážného a stabilního stavu mezi potravinou a vnějším prostředím. V praxi se jedná o odstranění vzduchu z obalu a jeho nahrazení ochrannou atmosférou tvořenou třemi základními plyny, resp. jejich směsí, schválenými v ČR a zemích EU (kyslík O2, dusík N2 a kysličník uhličitý CO2). Je nutné zohlednit strukturu balené potraviny, která může být poškozena vyšším vakuem (měkké rybí filety, měkké sýry atd.). Bariérový parametr propustnosti pro kyslík pro sýry je 13-153 ml.m-2.d-1.0,1MPa-1 (DOBIÁŠ a ČURDA, 2005). Vakuové balení poskytuje potravinám vynikající ochranu. Vakuově zabalené výrobky jsou hermeticky uzavřeny ve vzduchoprázdném sáčku z nepropustné fólie. Hlavní přednost spočívá v tom, že v uzavřeném sáčku není žádný kyslík. U potravin to znamená silně zpomalený růst mikroorganizmů, čímž se podstatně prodlužuje jejich trvanlivost. Ve vakuu zabalené zboží je chráněno před zkažením, vysycháním, změnou chuti, dotykem a ztrátou hmotnosti. Tohoto vakuového balení lze využít pro přípravu surovin jednotlivých porcí před zahájením samotného vaření (půlhodinová ranní - 25 -

příprava urychlí a zlepší celodenní práci kuchařů), přípravu rautů (například připravením a zabalením mís na švédské stoly), hostin, pro urychlení vyřízení objednávek, také pro uchování nespotřebovaných, nebo odřeknutých objednávek, pro vlastní porcování

masa, jeho balení, balení uzenin, sýrů, ryb a zeleniny

(PACKSERVIS, 2011).

1.1.3

Způsob vakuového balení

Pro vakuové balení se používají speciální vakuové obaly. Nastavte na ovládacím panelu teplotu svářecí lišty a velikost vakua. Balený produkt vložíte do obalu, ten se potom položí na pracovní pult stroje, otevřeným koncem přes svařovací lištu. Po zavření víka vývěva vysaje vzduch a svařovací lišta svaří obal. Po napuštění pracovní komory vzduchem se víko samočinně otevře. Další způsob balení, které umožňují naše stroje je balení v ochranné atmosféře. Postup balení je stejný jako při vakuovém balení, ale před svařením se do sáčku napustí potravinářský čistý ochranný plyn nebo směs několika plynů. Tímto způsobem umí některé typy strojů balit produkty i do potravinářských misek. Uzené výrobky jako jsou párky, salámy, klobásy apod. se balí převážně po malých spotřebitelských porcích. Takto zabalené porce jsou velmi praktické. Výrazně tímto poklesnou ztráty hmotnosti při skladování. Dále se vakuově balí maloobchodní porce tvrdých sýrů. Velmi výhodné je zabalení strouhaného sýru, rovněž zbytku sýrové cihly, ze které bylo strouháno. Vakuově balený sýr neokorá. Ryby se mohou vakuově balit pouze předem zpracované, to znamená vykuchané, vyuzené, zmrazené nebo nasolené (PACKSERVIS, 2011).

1.2

Obsah vody v potravinách

Aby mohlo docházet k jakýmkoli procesům, je také třeba živného média v potravinách. Tímto médiem je myšlena volná voda obsažena v potravinách. Mikroorganismy obdobně jako lidé potřebují vodu pro svůj růst a rozmnožování. Mikrobiální buňka obsahuje 80 -90 % vody, v níž probíhají všechny chemické reakce. Aby nedošlo ke ztrátě vnitrobuněčné vody, musí být dostatečné množství vody - 26 -

obsaženo také ve vnějším prostředí. Pro mikroorganismy je určující, zda voda v potravině je pro ně dosažitelná, zda ji mohou nasát do svých buněk a využít pro svůj růst. Pro takto dosažitelnou volnou vodu, která je k dispozici v potravinovém substrátu a není chemicky vázána, byl zaveden termín vodní aktivita, resp. aktivita vody se zkratkou Aw. Zkratka vznikla z anglického termínu „available water“, tj. česky „dosažitelná voda“. Dále jen Aw. Aktivita vody není totožná s obsahem vody v potravinách, který určuje obsah celkové, tj. volné i vázané vody v potravině. Aktivita vody je z technologického hlediska definována jako poměr tlaku vodních par potraviny k tlaku par destilované vody při určité teplotě. Hodnoty aktivity vody se pohybují v rozmezí od 0,00 pro naprosto suchou látku do1,0 pro destilovanou vodu. Potraviny se podle aktivity vody dělí na tři velké skupiny: •

Potraviny velmi vlhké (HMF – high moisture foods) s Aw 1,00-0,90

•

Potraviny středně vlhké (IMF – intermediate moisture foods) s Aw 0,90-0,60

•

Potraviny suché (LMF – low moisture foods) s Aw <0,60

Mikroorganismy ke svému životu potřebují určité minimální množství volné vody v potravinách, tj. určité hodnoty aktivity vody. Při nižších hodnotách Aw nerostou a nemohou se pomnožovat a nemohou působit ani kažení potraviny případně tvořit toxiny. Hlavní význam Aw je, že určuje, zda v dané potravině může nebo nemůže dojít k pomnožování mikroorganismů. Aktivita vody je tak určujícím faktorem trvanlivosti potravin (www.agronavigator.cz). Limitující hodnota Aw pro různé druhy mikroorganismů je různá. Obecně lze říci, že bakterie vyžadují pro růst více dostupné vody, tj. prostředí s vyšší Aw, kvasinky a plísně jsou tolerantní k nižším hodnotám Aw. Růst většiny patogenů je inhibován př Aw nižší než 0,9. Minimální hodnota pro bakterie působící kažení potravin je 0,90-0,91, pro kvasinky 0,87-0,94 a pro plísně 0,70-0,80. Převážná část mikroorganismů není schopna růstu při Aw pod 0,60. Aktivitu vody lze snížit několika způsoby, z nichž nejznámější je sušení (ovoce, zelenina, maso, mléko), využívá se také proslazování (sirupy) nebo solení potravin (solené maso, ryby, zelenina, houby). K potravinám nebo pokrmům s nízkým obsahem vody dostupné pro mikroorganismy (tj. s nízkou Aw) se řadí sušené potraviny, výrobky s vysokým obsahem tuku (majonézy, tukové krémy) a cukru (marmelády, cukrovinky a kandované ovoce). Tyto potraviny a pokrmy jsou údržné pouze za předpokladu, že nedojde ke změně aktivity vody. Pak opět může dojít k růstu - 27 -

mikroorganismů, nebo k tvorbě toxinů (u plísní). Příkladem může být zvlhnutí sušených potravin, okořenění salátové zálivky nebo pokrmu kontaminovaným kořením. Spotřebitel by vždy měl dbát doporučení výrobce na způsob nakládání s různými typy výrobků a nepodceňovat nebezpečí, které mohou představovat např. zvlhlé sušené potraviny. (www.agronavigator.cz) Vodní aktivita je významný termodynamický parametr, který v potravinářství udává stav vody v produktu, a to hlavně z pohledu jejího vlivu na potencionální biologické, chemické a fyzikální změny. Stanovování jejích hodnot vychází z rovnovážné vlhkosti analyzovaného materiálu v daném prostředí charakterizovaném teplotou a relativní vlhkostí. Aktivita vody je vyjádřena poměrem parciálních tlaků vodní páry nad potravinou pw a sytém vodní páry p“w. v okolním vzduchu za stejných podmínek:

Aw =

Pw (-)

p"w

kde: Aw je vodní aktivita (v rozmezí 0-1), pw je parciální tlak vodní páry nad potravinou, p“w je parciální tlak syté vodní páry (ŠTENCL, 2008)

1.2.1

Aktivita vody a fyzikální stabilita.

Vodní aktivita (Aw) je významný termodynamický parametr, který udává stav vody v produktu, a to hlavně z pohledu jejího vlivu na potenciální biologické, fyzikální a chemické změny. Stanovení Aw vychází z rovnovážné vlhkosti analyzovaného materiálu v daném prostředí charakterizovaném teplotou a relativní vlhkostí.

Aw=

p pw

[-]

Kde Aw je vyjádřena poměrem parciálních tlaků vodní páry nad potravinou p a syté vodní páry pw v okolním vzduchu. - 28 -

Z definice relativní vlhkosti φ p

φ=

pw

[-]

Je zřejmé, že vodní aktivitu lze vyjádřit jako

Aw=

φ 100

[-]

Podmínkou je dodržení platnosti definice: vlhký testovaný vzorek musí být v rovnováze s okolním prostředím, to znamená, sdílení tepla a hmoty mezi potravinou a okolním vlhkým vzduchem musí být nulové, neboť to charakterizuje dosažení rovnovážné vlhkosti (ŠTENCL, 2008). Voda a teplota patří mezi nejdůležitější parametry ovlivňující vlastnosti biologických systémů. Voda (přes obsah vody nebo vodní aktivity) a interakce mezi vodou a jinými složkami potraviny jsou součásti termodynamických a dynamických vlastností. Vliv vody na molekulární pohyblivost, a tedy její vliv na fyzikální stabilitu, je výraznější v systémech, kde vlhkost je omezena, nebo kde je většina vody vázána ve zmrzlé fázi (MANNHEIM a PASSY, 1985) Obsah vody v potravině použitím vodní aktivity ukazuje na to, zda se v potravině mohou nebo nemohou pomnožovat mikroorganismy, a jaká je zde možnost enzymatických reakcí (BARTL et al, 2003). Potraviny jsou vlhké materiály. Voda ovlivňuje řadu jejich vlastností fyzikálních, chemických a ve významné míře také mikrobiologických. Proto má měření aktivity vody v potravinářství značný praktický význam. Vodní aktivita se stanovuje vždy ve stavu rovnováhy mezi analyzovanou potravinou a prostředím, které ji obklopuje. Tento stav je charakterizován nulovým sdílením tepla a vlhkosti, to znamená také konstantní teplotu T. Při dosažení rovnovážného stavu má potravina i okolní teplý vzduch stejný chemický potenciál, viz rovnice a tím také stejnou Aw.

- 29 -

µ = µ 0 + RTIn a kde chemický potenciál µ je veličina, která je funkcí všech proměnných určujících stav soustavy, µ 0 je chemický potenciál ve standardním stavu, R je plynová konstanta, T je teplota a a je termodynamická aktivita konkrétní sledované složky (ŠTENCL, 2006). Na základě znalosti Aw můžeme určit, zda dojde k poklesu nebo vzestupu v počtu určitých mikroorganismů. Je to velice užitečný a významný nástroj pro hygienické posuzování potravin včetně prognóz (ŠTENCL, 1994). Částečný tlak vodní páry a / nebo relativní vlhkosti lze měnit, jako, lze získat v závislosti na odpovědi tepelně vodivostní detektor (TCD) napětí při inverzní plynové chromatografii hodnocení absorpce vody na daném materiálu. Aw pro sorpci a desorpci je:

Aw= V1/Vmax

V případě, je odpověď napětí chromatogramu v čase t, V je plošina nasycení odpověď napětí prázdného sloupce při stejné teplotě na čistou vodu. V reálných systémech není činnost nikdy jednota, ale pro velké vstupy vody hmotnost přístup k maximu lze dosáhnout. V podstatě kompletní sorpční/ desorpční proces lze získat z jednoho chromatogramu v relativně krátkém čase. Obsah vody (WC) v čase (t) v průběhu sorpčního procesu se vypočte takto:

W=

Wi+ Ktrt – KarA(t) Wdry

Wi je hmotnost původního obsahu vody, Wdry hmotnost sušiny, A (t) odezva oblasti v čase t, Ktr hmotnost vody injekčně, Kar je odpovědí faktorem pro celkové plochy pod křivkou druhém běhu (MANNHEIM a PASSY, 1985)

- 30 -

Obsah vody a aktivita vody jsou kritické parametry trvanlivosti většiny potravin. Ve většině případů nadměrné množství vody může způsobit znehodnocení potraviny. Ke kontrole vody v potravinách je nezbytná znalost jejich sorpce nebo desorpce, kritický obsah vlhkosti, environmentální skladovací teploty a relativní vlhkosti, parametry balení včetně objemu poměru prostoru a propustnosti (ŠTENCL, 2004).

1.2.1.1

Metody měření vodní aktivity

Metody pro měření vodní aktivity (Aw) jsou založeny na principu dosažení rovnovážného stavu mezi vzorkem a okolním vzduchem o známé teplotě a relativní vlhkosti. Mezi nejpoužívanější metody patří gravimetrická, manometrická a přímá hygrometrická. Při měření Aw gravimetrickou metodou se sledují změny hmotnosti analyzovaného vzorku a určuje se jeho stav rovnováhy s prostředím za předem zvolené teploty a relativní vlhkosti. Manometrická metoda sleduje změny parciálního tlaku vodní páry v limitovaném objemu vzduchu těsně nad vzorkem citlivým měřícím zařízením. Vyhodnocuje se stav rovnováhy při předem zvolené teplotě. Hygrometrická metoda vychází z daného a přímo měřeného obsahu vlhkosti vzorku, pro který se určuje rovnováha relativní vlhkosti vzduchu. Na základě známé teploty a relativní vlhkosti při dosažené rovnováze se potom stanovuje vodní aktivita (ŠTENCL, 2006).

1.2.2

Kontrola vody v potravinách během skladování

Doba použitelnosti je období, ve kterém je udržována přijatelná kvalita potraviny pro spotřebitele nebo jakosti produktů. Obvyklá skladovací kritéria jsou objektivně měřitelné ukazatele kvality, jako jsou mikrobiální kažení, změna barvy, textury, obsah živin, a oxidace lipidů. Spotřebitelské přijetí potravinářského výrobku je subjektivní úsudek na základě vizuální kontroly následuje organoleptické hodnocení po zakoupení. Proto musí být v testech trvanlivosti zahrnuty jak subjektivní testy, jako je chuť, vůně, barva, textura, a objektivních kritérií, včetně mikrobiálního růstu, spékání a - 31 -

fyzické změny. Ty kvalitativní parametry, které mohou být kvantitativní, slouží jako spolehlivý indikátor (MANNHEIM a PASSY, 1985). Vlhkost, je jedním z dominantních parametrů, podílející na většině reakcích kažení čerstvých i konzervovaných potravin. S vývojem syntetických polymerů jako obalového materiálu, který nahrazuje dříve používané kovové nebo skleněné nádoby, má kontrola vlhkosti v potravinách během skladování přijat nový rozměr. Zatímco kovové a skleněné obaly lze považovat za nepropustné pro plyny a vodní páry pro všechny praktické účely, toto není případ plastových obalů. Všechny plasty jsou propustné pro plyny a vodní páry ve vyšší nebo menší míře v závislosti na materiálu samy o sobě, konstrukce obalu, typ uzávěru nebo těsnění, atd. propustnost konstanta (P) pro plastové fólie, při konstantní teplotě, je definován jako:

P=

ML At dp

kde M je hmotnost prostupující, L je tloušťka, je oblast, t je čas a dp je diferenciální tlak. Propustnosti (P) je produkt vodivosti (D) a rozpustnost (S), tedy:

P = DS

To znamená, že pokud určitý plyn je více rozpustný v některém polymeru, než jiná jeho konstanta propustnosti bude větší. Například, oxid uhličitý je více rozpustný než kyslík ve většině plastových fólií a tím i její propustnost je vždy větší, než je kyslík. Propustnost fólie je také závislá na teplotě skladování potravin 5 až 40 ° C. Trvanlivost čerstvých produktů se řídí její metabolickou aktivitou, tj. dýchání, stejně jako její pocení. Úprava složení atmosféry během skladování snižuje dýchání, klíčení spor, zrání a stárnutí. Nejlepších výsledků bylo dosaženo ve většině případů, kdy byla koncentrace kyslíku snížena na úroveň mírně nad kritickou úroveň, což je koncentrace, pod kterou začíná anaerobní dýchání spolu s prudkým nárůstem míry evoluce. Zvýšení koncentrace oxidu uhličitého, je často výhodné, nicméně pokud koncentrace CO2 překročí určitou hranici, v závislosti na produktu, pak dojde ke škodám na fyziologické úrovni. Přítomností zvýšeného CO2, se rovněž sníží do určité míry vazby mikrobiální proliferace (SANDHYA, 2009 ). - 32 -

Kontrola vody v potravinách během skladování je zásadní pro čerstvé a suché potraviny a v menší míře pro zmrazené produkty. Většina čerstvých produktů musí být zabalena, aby se zabránilo pocení, což způsobuje vadnutí a zvyšuje náchylnost produktu k mikrobiálnímu kažení. Vodní páry dosahují přenosové rychlosti (WVTR) z obalu, která neměla být příliš nízká, aby způsobila kondenzaci vlhkosti v obalu. Pro většinu potravin produkovat přijatelný WVTR je mezi 50 a 100 g/m2 den 100% RH. U zmrazených potravin by měly být použity vysoko-bariérové obaly. V reálných životních podmínkách, nejsou produkty nikdy v rovnováze s jejich okolím. Kromě toho může být rozdíl v obsahu vody blízko povrchu obalu a celého balení. To vyvolalo potřebu rychlou metodu pro studium chování vody. Inverzní plynová chromatografie (IGC) slouží tomuto účelu. Od každého běhu IGC vyžaduje jen několik hodin, v porovnání s několik týdnů až měsíců, se standardní gravimetrickou metodou, výhody používání IGC jsou zřejmé. Vysoce citlivý vodní hmotnostní detekční systém, který umožňuje použití velmi nízké velikosti vzorku a vysoce kontaktní účinnost pohybující se v plynné fázi, aby se minimalizovalo šíření souvisejících parametrů. Kritického obsahu vody lze odhadnout v relativně krátké době, a příslušný balíček lze doporučit. Počítačový program může pomoci při výběru optimálního obalového materiálu na základě informací, včetně přípravku absorpce vody, kritický obsah vlhkosti, rozměry baleni a hmotnost výrobku (MANNHEIM, 1985).

1.2.3

Změny vlhkosti v balených potravinách

Vodní pára může pronikat obalem stejně oběma směry podobně jako permanentní plyny a působit nežádoucí změny kvality balené potraviny. Oxidoredukční změny představují co do obecného významu nejdůležitější chemické změny potravin. Jedním z důležitých prostředků jejich regulace je i způsob balení. Současná obalová technika využívá k maximálnímu omezení ztrát nutričně a senzoricky významných složek potravin v důsledku oxidačních reakcí dvě základní opatření.

a) regulace kontaktu s atmosférickým kyslíkem b) úprava atmosféry uvnitř obalu pasivním i aktivním způsobem.

- 33 -

Ztráty oxidu uhličitého při skladování sycených nápojů způsobované propustností používaných lahví z plastů jsou typickým a velmi častým problémem tohoto druhu. S podobnými potížemi se setkáváme i při změnách modifikované atmosféry v okolí baleného produktu. Obsah nutričně významných složek balených pokrmů se může snižovat v důsledku interakcí obalu s potravinou přinejmenším ze dvou příčin. Prvou je pronikání kyslíku obalem a oxidační degradace vitamínů (např. kyseliny askorbové v ovocných šťávách), barviv, tuků, atd. Dalším činitelem působícím degradaci výživově důležitých složek potravin může být světlo, resp. záření. Příkladem mohou být ztráty riboflavinu v mléce. Vhodným zabarvením nebo úplnou nepropustností obalu pro světlo lze tento vliv eliminovat. Změny chuti a vůně balených potravin mohou být opět způsobovány několika mechanismy (ŠTENCL, 2008). Velice intensivně je v současnosti studována problematika sorpce aromatických látek na polymerní obalové materiály, resp. pronikání těchto látek obalovým materiálem, významný je přitom pochopitelně jejich transport oběma směry. Dalším mechanismem působícím nevratné změny chuti a vůně pokrmu je uvolňování složek působících nežádoucí pachy do potravin z obalového materiálu. Pochopitelně i látky vzniklé chemickými reakcemi, zejména oxidacemi, v důsledku pronikání kyslíku nebo záření obalem mohou způsobovat změny chuti a vůně potraviny. Různé hodnoty aktivity vody v průběhu skladování způsobují změny v potravině (DOBIÁŠ a ČURDA, 2005)

Obr 1.2 Vliv vodní aktivity v potravině na základní typy změn (DOBIÁŠ a ČURDA, 2005).

- 34 -

Obecně lze mezi změny potravin vlivem vlhnutí, resp. výdeje vody zahrnout: - hmotnostní ztráty - morfologické změny (např. scvrkávání skladovaných plodin) - koloidně chemické změny (změny konzistence) - fyzikálně chemické změny (krystalizace cukrů, tvorba hydrátů atd.) - chemické a mikrobiologické změny

Stabilitu potravin z hlediska příjmu či výdeje vody za dané teploty vystihuje sorpční Isoterma (Obr. 1.3).

Obr 1.3 Sorpční isoterma (oblast A - sorpce a desorpce pravé hydratační vody, oblast B-voda pevně vázaná, oblast C-voda relativně volná)

- 35 -

1.3

Potraviny a doprava

Prostředky pro dopravu potravin lze rozdělit na vozidla s řízenými mikroklimatickými podmínkami v ložném prostoru (chladící – izotermické, mrazící) a na vozidla s upravenou ložnou plochou pro dopravu balených a nebalených potravin. Dopravní prostředky musí být kryté, snadno čistitelné a s možností desinfekce. Není dovoleno je používat k jiným účelům. Při dopravě potraviny musí být zabezpečena ochrana

potraviny před

jakýmkoli

znečištěním

a

znehodnocením.

Dodržení

hygienických podmínek dopravy koresponduje s požadavky skladování a vystavování na potravinářské provozovně. Dodržení těchto podmínek je nutné s výrobcem projednat při uzavírání příslušných smluv o dodávkách potravin. Během dopravy mohou působit na potraviny nežádoucí činitelé, kteří mohou ovlivnit vlastnosti potraviny a tím jejich nežádoucí vlastnosti (www.socr.cz)

1.3.1

Vliv tepla na potraviny

Teplota prostředí, ve které je potravina skladována určuje rychlost množení a odumírání mikroorganismů. Optimální teplota růstu je u většiny mikroorganismů 15-60 °C. Mikroorganismy můžeme rozdělit na psychrofilní (-5 °C/20-25 °C/35-40 °C), mezofilní (5-10 °C/30-37 °C/45-47 °C) a termofilní (20-45 °C, 50-80 °C, 60-90°C). Pro zamezení rozvoje a růstu nežádoucích mikroorganismů je důležité dodržovat vhodné skladovací podmínky pro danou potravinu (VOLDŘICH, 2001). Podle kinetické teorie se při tepelné výměně předává energie neuspořádaného pohybu částic, z nichž se skládá jak systém teplo odevzdávající, tak systém teplo přijímající. Zejména u látek v kondenzovaném stavu je nutno uvažovat vedle kinetické energie částic i energii jejich vzájemných interakcí a vazeb. Tepelná výměna nemusí být spojena se změnou teploty - hovoříme pak o latentním teple. Tepelná výměna přímo nesouvisí s předáváním částic mezi systémy, změnou jejich chemické podstaty, ani změnami pohybového stavu systémů či "vnější" potenciální energie systémů. Změny tepla mohou být sice formálně ekvivalentní určité mechanické práci nebo kinetické energii částic (vibrační, translační, rotační), atp., nejsou však s nimi identické a - 36 -

fyzikálně se od nich fundamentálně liší. Tento rozdíl se zvláště názorně projevuje ve spektroskopii. Definice tepla však nevylučuje tepelné děje při současném konání práce. V souladu s 1. větou termodynamickou je teplo (systémem přijaté) při tepelné výměně rovno změně (zvýšení) vnitřní energie systému zvýšené o (systémem vykonanou) práci. Přeměnu mechanické práce na teplo a naopak vysvětluje kinetická teorie jako přeměnu kinetické energie uspořádaného pohybu na kinetickou energii neuspořádaného pohybu částic a naopak. O teple i práci má smysl mluvit zejména v souvislosti se změnami těchto veličin, a zpravidla nikoli při popisu stavu. Přesný fyzikální smysl tedy často nemají výroky typu "Po zahřátí je v tělese více tepla" (obvykle správněji lze říci, že "těleso má po zahřátí více vnitřní energie"). Z tohoto důvodu je fyzikálně přesnější (i když méně názornou) následující formulace výše uvedené definice: Teplo je míra změny vnitřní energie systému při styku s jiným systémem, aniž by přitom docházelo ke konání práce. Matematicky i fyzikálně přesněji se jedná o otázku, zda teplo lze v dané situaci považovat za úplný diferenciál (totální), nebo jen tzv. neúplný diferenciál (parciální, Pfaffova forma). Neúplný diferenciál tepla lze převést v diferenciál totální pomocí vynásobení určitým, tzv. integračním faktorem, toto tvrzení je součástí 2. principu termodynamiky. V případě tepla je tímto integračním faktorem reciproká teplota (1/T). Je třeba rozlišovat dvě různé veličiny: teplo, které popisuje změnu stavu tělesa, a teplota, která popisuje stav tělesa. Stavovou veličinou popisující tepelnou výměnu je entropie (TRIANTAFYLLOU, 2007)

1.3.2

Vliv světla na potraviny

Viditelné světlo je elektromagnetické záření o vlnové délce 400–750 Nm. Sluneční světlo je v širokém slova smyslu veškeré elektromagnetické záření, které je vydávané Sluncem. V případě povrchu Země je dopadající sluneční světlo filtrováno pozemskou atmosférou. Intenzita slunečního světla je závislá na vzdálenosti od zdroje, na Zemi je například 1200 W/m2. Obsah nutričně významných složek balených pokrmů se může snižovat v důsledku interakcí obalu s potravinou přinejmenším ze dvou příčin. Prvou je pronikání kyslíku obalem a oxidační degradace vitamínů (např. kyseliny - 37 -

askorbové v ovocných šťávách), barviv, tuků, atd. Dalším činitelem působícím degradaci výživově důležitých složek potravin může být světlo, resp. záření. Příkladem mohou být ztráty riboflavinu v mléce. Vhodným zabarvením nebo úplnou nepropustností obalu pro světlo lze tento vliv eliminovat. Potraviny nejvíce citlivé na sluneční záření: •

máslo

•

rostlinné oleje

•

mléko

•

pivo (vznik thiolů)

•

víno, atd.

Pokud je potravina vystavena např. slunečnímu záření, dochází v potravinách k chemickým reakcím, které mají za následek degradaci nutričně významných složek obsažených v dané potravině. Tímto způsobem dochází ke snížení výživové hodnoty a možnému celkovému znehodnocení komodity pro konečného spotřebitele (DOBIÁŠ A ČURDA, 2005).

1.3.3

Mechanické vlivy

V dopravě i při manipulaci ve skladech poškozují zboží tlaky, otřesy, nárazy. Proti těmto vlivům se chráníme vhodnými obaly. (např. zajištění zboží proti pohybu na ložné ploše). Tyto činnosti představují všechny operace a úkony k přemístění zboží. Podle povahy zboží, jeho balení a míst k určení se volí dopravní prostředek, dopravní trasa, atd. Automobilová doprava je drahá ale rychlejší, je vhodná pro kratší vzdálenosti. Letecká - je určena pro rychlou a šetrnou dopravu drahých kusových zásilek. Vodní - hlavně pro nerostné suroviny a zemědělské produkty. Potrubní doprava je nevýhodnější pro kapaliny a plyny. Železniční dopravou lze přepravit velké objemy. Kusové zboží se nejlépe přepravuje na plošinových, ohradových nebo skříňových paletách. Jednotlivé stroje, bedny a kontejnery jsou upraveny k manipulaci jeřábem nebo hydraulickým ramenovým nakladačem. Kusové zásilky se opatřují pro šetrnou manipulaci a skladování nápisy a značkami. Sypký volně ložený materiál se vyhrnuje z dopravních prostředků šnekovým nebo korečkovým vykladačem na dopravní pás. Jednoznačné výhody v rychlosti přepravy a manipulace mají kontejnery. Přepravují se v - 38 -

nich kusové i volně ložené až k odběrateli. Jsou pro ně konstruovány automobilové návěsy, vagóny a kontejnerové lodě. Známé typy mechanického poškození: • Konstantní vnitřní přetlak • Stálý vnější tlak • Vibrace a rázy Obal, který má odolat mechanickým vlivům musím mít důležité vlastnosti, jako je mechanická pevnost (v tahu, tlaku, průrazu, ohybu), residuální pevnost (při tvarování obalů), účinnost fixací (g-faktor), kvalita povrchu (koeficient tření, úhel skluzu apod.) (DOBIÁŠ a ČURDA, 2005)

1.4

Chléb

Chléb je vyhledávanou potravinou pro svůj tvar, barvu a texturu. Jeho atraktivita je limitována tvrdnutím a mikrobiologickým kažením. Po upečení je chléb bez jakýchkoli živých mikroorganismů, přežít pečící proces mohou pouze spory. Ke kontaminaci dochází během další manipulace, při balení, expedici a transportu (KOTSIANIS, et al., 2002). Moderní pekárenský průmysl se vyvinul a rozšířil díky schopnosti dodávat čerstvé a kvalitní produkty. Proběhla úprava procesních kroků a obalové technologie. Pomocí kombinací těchto technologií, jsou u pekárenských výrobků zachovány jejich původní vlastnosti, jako je například měkkost (GIL et al, 1999) Senzorická kvalita je nejvyšší kritérium pro přijetí pekárenských výrobků konečným spotřebitelem. Po zpracování musí být zachována během distribuce až do fáze spotřeby (SEWALD a DEVRIES, 2009). Kladného vnímání chleba lze dosáhnou pouze v případě chemických, biologických a fyzikálních reakcí, které nevedou ke změnám aroma, chuti a textury po dobu skladování. Nevhodné skladovací podmínky výrazně ovlivní vnímání konečného spotřebitele (Obr 1.4). Pro výrobu chleba s vysokou chuťovou stabilitou lze nejprve určit odpovědně chemické reakce a dále najít možnosti, jak nežádoucím reakcím zabránit (GAMBARO et al, 2004). - 39 -

Dánská univerzita provedla senzorické zkoušky. Závěr zní, že pšeničný a celozrnný chléb mají velmi odlišné příchutě a tedy i dva různé profily smyslového hodnocení. Senzorické vnímání vzorků významně ovlivnila doba skladování, která trvala 1 až 3 týdny. Vzorky skladovány 2-3 týdny byly charakterizovány s prašným aroma, hořkou chutí, trpkostí nebo pichlavým pocitem v ústech a nose, zatímco čerstvé vzorky a vzorky skladovány po dobu jednoho týdne měly vyšší intenzitu kváskové chuti a chlebového aroma. Doba skladování měla také významný vliv na koncentraci těkavých látek odpovědných za smyslové vnímání. Ve vzorcích uskladněných po 2-3 týdny proběhla oxidace lipidů (JENSEN et al, 2011) Způsob balení a druh zvoleného obalu má významný vliv na Aw a možné zaplísnění. Obalové materiály používané v pekárenském průmyslu jsou laminátové nebo pružné filmy, využité jako krycí nebo polotuhé jako nádoby. Významnou vlastností materiálu je ochrana před inertními plyny. Základním kritériem pro výběr materiálu je propustnost plynů, vodní páry, kyslíku a antifonní vlastnosti (KOTSIANIS, et al., 2002).

Obr 1.4 Kondenzace vlhkosti v obalu při nevhodném skladování

- 40 -

2 CÍL PRÁCE Cílem předkládané diplomové práce je na základě provedených laboratorních experimentů sledovat a vyhodnotit kondenzaci vlhkosti u balených potravin. Zvolenou potravinou pro testování kondenzace vlhkosti v obalech byl tmavý žitný chléb. Sledovanou hhodnoto byla vlhkost, aktivita vody (Aw) zvlášť v kůrce a střídce, zaplísnění vzorku a úbytek váhy. V návaznosti na problematiku kondenzace sledované vlhkosti a Aw , byly sledovány tyto parametry také u vybraného mléčného výrobku tvarohového sýru při teplotách 10 °C, 20 °C a 30 °C.

- 41 -

3 MATERIÁL A METODIKA Při řešení úkolu byly použity vzorky tmavého žitného chleba, baleného za standardizovaných podmínek do bariérových obalů a skladovány při teplotách 10 °C a 20 °C ve třech typech atmosfér. Dalším vzorkem byl zvolen mléčný výrobek, tvarohový sýr, který byl skladován při 10 °C, 20 °C a 30 °C ve volné atmosféře.

3.1 Materiál Jako materiál pro stanovení vlhkosti byl použit tmavý žitný chléb (Obr 3.1). Chléb byl zakoupen celý, nekrájený. V laboratoři byl nakrájen na přibližně stejné krajíce a zabalen. Celkem vzniklo ke sledování 48 balených vzorků. Každý vzorek byl označen svou vahou, atmosférou, skladovací teplotou a datem, ve kterém proběhlo otevření a měření vzorku.

Obr 3.1 Tmavý žitný chléb

Měření probíhalo za standardizovaných podmínek. Plátky chleba byly baleny v bariérových obalech a skladovány ve dvou typech modifikovaných atmosfér s plyny CO2, N2 a bezplynové. Vzorky byly skladovány při teplotách 10°C a 20°C po dobu 24 dnů. Měření probíhalo pouze na vzorcích, které nebyly zaplísněny. Zaplísnění je nežádoucí jev, který znehodnotí potravinu, a proto nebyla ve vzorcích s plísní měřena vlhkost, Aw ani úbytek váhy.

- 42 -

Dalším vzorkem byl, mléčný produkt, tvarohový sýr zakoupený v běžné tržní síti skladovaný ve volné atmosféře. Vzorek byl povrchově solený, s přídavkem 5 % hmotnostní soli a neupravovaný tvarohový sýr. Hmotnost sledovaných vzorků byla 6g ± 1g.

3.2 Příprava vzorku Vzorek tmavého chleba, byl vložen do plastového obalu s dezénovým povrchem a za použití tří typů atmosféry (atmosféry volné, s příměsí dusíku a příměsí oxidu uhličitého) zabalen pomocí komorového balícího stroje značky HENKOVAC 150i.

Vzorek byl vložen do obalu a uložen do komory otevřenou částí nasazenou na plynovací otvory. Spuštěn předvolený program, který má 4 fáze. • 1.fáze – odsávání vzduchu – vývěvou v komoře je odsán vzduch, vytvořen podtlak, který udržuje komoru uzavřenou • 2.fáze – plynování – je otevřen plynovací ventil a na základě podtlaku proudí plyn do komory • 3.fáze – zatavování – sáček se vzorkem a vpuštěným plynem je zataven • 4.fáze – vyrovnání atmosfér – v komoře proběhne vyrovnání atmosfér a dojde k otevření komory

Takto připravené vzorky byly skladovány při teplotách 10 °C a 20 °C po dobu 24 dnů. Ve vzorku byla měřena aktivita vody (Aw), vlhkost vzorku (%) zvlášť v kůrce a střídce, zaplísnění vzorku a úbytek hmotnosti. Další vzorek, tvarohový sýr povrchově solený, s obsahem soli 5 % a nesolený, byl vložen do plastového obalu s dezénovým povrchem a zabalen s volnou atmosférou pomocí balícího stroje HENKOVAC 150i. Takto připravené vzorky byly skladovány při teplotách 10 °C, 20 °C a 30 °C. Ve vzorcích byla měřena aktivita vody (Aw) a vlhkost (%).

- 43 -

3.3 Přístroje a metodika

3.3.1 Balení a úprava atmosféry v obalu vzorku

Balení vzorků bylo provedeno pomocí přístroje HENKOVAC 150i.

Jedná se o laboratorní přístroj pro balení (Obr 3.2) Přístroj v nerezovém provedení s digitálním nastavením času vakuování, vybaven pumpou BUSCH, umožňuje vakuování nebo vakuování s plynováním a uložení až 9 programů s přednastavenými parametry.

Technické parametry přístroje: • Digitální časovač • Vysokotlaký svár • Nerezový rám • Nerezová vakuová komora • 9 programů • Rozměry komory: 460x420x170mm • Rozměry stroje: 540x610x480mm • Svařovací lišta: 440mm (2x440) • Vakuová pumpa BUSCH, výkon 16)21) m3/hod • Čas jednoho cyklu: 20-40 sekund • Volitelné příslušenství: plynování, dvojitý svár, odřez, ovládání PC – senzor

- 44 -

Obr 3.2: Vakuový balící přístroj HENKOVAC 150i

3.3.2 Kontrola hmotosti vzorku

Úbytek hmotnosti vzorku byl stanoven pomocí laboratorních vah značky Kern ABJ 220-4M, s přesností 0,1 mg a automatickou interní kalibrací (Obr 3.3) Technické parametry: • Rozlišení d 0,1 mg • Rozsah vážení max 220 g • Minimální zatížení 10 mg • Reprodukovatelnost 0,1 mg

Obr 3.3 : Analytické váhy Kern - 45 -

3.3.3 Stanovení aktivity vody Aw

Aktivita vody byla stanovena pomocí přístroje Novasina LabMaster, který pracuje na principu hydrometrie (Obr 3.4). Je měřena rovnovážná vlhkost vzduchu nad vzorkem v závisloti na teplotě. Přístroj je připojen k PC a měří pomocí předem nastavených parametrů.

Obr 3.4 Novasina LabMaster

- 46 -

3.3.4 Stanovení vlhkosti

Vlhkost kůrky a střídky jak ve vzorku tmavého chleba, tak ve vzorku tvarohového sýru, byla stanovena pomocí halogenového analyzátoru vlhkosti METTLER TOLEDO HB43 (Obr 3.5). Jedná se o analytický přístroj na principu termogravimetrie. Před vložením vzorku proběhne automatické tárování vnitřní komory s podložkou, je vložen vzorek a analyzátor stanoví hmotnost vzorku. Poté je vzorek zahříván na teplotu sušení 130°C a voda je odpařena. Po ukončení sušení je zobrazen konečný výsledek obsahu vlhkosti ve vzorku.

Obr 3.5 Analizátor vlhkosti Mettler Toledo HB43

- 47 -

4 VÝSLEDKY

4.1

Skladování ve volné atmosféře Vzorky tmavého žitného chleba byly skladovány balené ve volné atmosféře při

10°C a při 20°C. Během skladování byla sledována změna vlhkosti zvlášť v kůrce a střídce chleba, aktivita vody (Aw), úbytek hmotnosti a zaplísnění, které je nežádoucí.

4.1.1 Skladování ve volné atmosféře při 10°C

Tab. 4.1 Hodnoty měřené ve volné atmosféře při 10 °C Naměřené hodnoty vlhkosti kůrky, Aw v kůrce, vlhkosti střídky, Aw ve střídce zaplísnění a úbytek hmotnosti vzorku. V okamžiku výskytu plísní ve dvacátém dnu bylo měření na vzorcích ukončeno.

0. den

4. den

6. den

10. den

13. den

17. den

20. den

Aw –kůrka

0,882

0,924

0,936

0,938

0,942

0,946

---

Vlhkost – kůrka (%) Aw – střídka

17,89

25,65

30,76

30,46

20,88

31,29

---

0,899

0,943

0,969

0,970

0,969

0,970

---

Vlhkost – střídka (%) Výskyt plísně

43,16

44,41

42,66

46,16

44,16

43,15

---

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ano

Úbytek hmotnosti (g)

---

0,03

0,05

0,07

0,08

0,1

---

- 48 -

Obr 4.1 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování ve volné atmosféře při 10 °C

Obr 4.2 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování ve volné atmosféře při 10°C.

- 49 -

4.1.2 Skladování ve volné atmosféře při 20°C

Tab. 4.2 Hodnoty měřené ve volné atmosféře při 20 °C Naměřené hodnoty vlhkosti, Aw, výskyt plísně a úbytek hmotnosti. Vzorky byly uskladněny po dobu čtyř dnů, poté se vyskytlo zaplísnění a vzorky byly znehodnoceny pro další měření.

0. den

4. den

6. den

Aw –kůrka

0,878

0,935

---

Vlhkost – kůrka (%)

21,01

29,93

---

Aw - střídka

0,915

0,960

---

Vlhkost – střídka (%)

40,4

43,07

---

Výskyt plísně

Ne

Ne

Ano

Úbytek hmotnosti (g)

---

0,1

---

- 50 -

Obr 4.3 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování ve volné atmosféře při 20 °C.

Obr 4.4 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování ve volné atmosféře při 20°C.

- 51 -

4.2

Skladování v modifikované atmosféře N2 Vzorky chleba byly skladovány v atmosféře N2 při 10°C a při 20°C. Během

skladování byla sledována Aw, změna vlhkosti, zaplísnění a úbytek hmotnosti.

4.2.1 Skladování v atmosféře N2 při 10°C

Tab. 4.3 Hodnoty měřené v atmosféře N2 při 10 °C Naměřené hodnoty vlhkosti, Aw, výskyt plísní a úbytek hmotnosti. Plísně se vyskytly ve dvacátém dnu skladování.

10. den 13. den 17. den 20. den 24. den

0. den

4. den

6. den

Aw – kůrka

0,889

0,922

0,956

0,934

0,932

0,935

0,940

---

Vlhkost – kůrka (%)

19,44

25,94

30,45

28,41

28,23

28,28

31,77

---

Aw - střídka

0,966

0,957

0,934

0,969

0,946

0,950

0.953

---

Vlhkost – střídka (%)

43,16

41,34

38,26

47,53

36,09

36,14

39,89

---

Výskyt plísně

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ano

Úbytek hmotnosti (g)

---

0,20

0,25

0,31

0,25

0,32

0,34

---

- 52 -

Obr 4.5 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování v atmosféře N2 při 10 °C.

Obr 4.6 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování v atmosféře N2 při 10 °C. - 53 -

4.2.2 Skladování v atmosféře N2 při 20°C

Tab. 4.4 Hodnoty měřené v atmosféře N2 při 20 °C Naměřené hodnoty vlhkosti, Aw, výskytu plísní a úbytku hmotnosti při 20 °C v atmosféře N2. Plísně se vyskytly 10. den skladování, poté bylo měření ukončeno a vzorky znehodnoceny.

0. den

4. den

6. den

10. den

Aw – kůrka

0,878

0,933

0,940

---

Vlhkost – kůrka (%)

21,01

28,37

31,89

---

Aw – střídka

0,915

0,956

0,952

---

Vlhkost – střídka (%)

32,78

39,22

39,6

---

Výskyt plísně

Ne

Ne

Ne

Ano

Úbytek hmotnosti (g)

---

0,12

0,15

---

Obr 4.7 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování v atmosféře N2 při 20 °C. - 54 -

Obr 4.8 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování v atmosféře N2 při 20 °C.

- 55 -

4.3

Skladování v modifikované atmosféře CO2 Vzorky tmavého chleba byly skladovány balené v atmosféře CO2 při 10°C a

20°C.V průběhu skladování byla sledována Aw, vlhkost, zaplísnění a úbytek hmotnosti vzorku.

4.3.1 Skladování v atmosféře CO2 při 10°C

Tab. 4.5 Hodnoty měřené v atmosféře CO2 při 10 °C Naměřené hodnoty vlhkosti, Aw, výskytu plísní a úbytku hmotnosti během skladování v atmosféře CO2 při 10 °C.

0. den

4. den

6. den 10. den 13. den 17. den 20. den 24. den

Aw – kůrka

0,897

0,930

0,939

0,939

0,937

0,940

0,944

0,945

Vlhkost – kůrka (%) Aw – střídka Vlhkost – střídka (%) Výskyt plísně Úbytek hmotnosti (g)

21,34

29,91

29,91

29,61

28,27

28,67

28,88

30,21

0,966

0,970

0,968

0,963

0,969

0,974

0,970

0,969

43,16

43,68

40,98

40,45

42,12

43,30

40,93

40,76

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

---

0,19

0,22

0,28

0,29

0,30

0,34

0,34

- 56 -

Obr 4.9 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování v atmosféře CO2 při 10 °C.

Obr 4.10 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování v atmosféře CO2 při 10 °C.

- 57 -

4.3.2 Skladování v atmosféře CO2 při 20°C

Tab. 4.6 Hodnoty měřené v atmosféře CO2 při 20 °C Naměřené hodnoty vlhkosti, Aw, výskytu plísní a úbytku hmotnosti během skladování v atmosféře CO2 při 20 °C. Plísně se vyskytly 24. den měření.

0 den

4. den

6. den 10. den 13. den 17. den 20. den 24. den

Aw – kůrka

0,844

0,931

0,936

0,937

0,934

0,930

0,941

---

Vlhkost – kůrka (%) Aw střídka Vlhkost – střídka (%) Výskyt plísně Úbytek hmotnosti (g)

21,01

28,43

30,35

29,98

30,67

31,70

31,29

---

0,915

0,956

0,961

0,956

0,954

0,952

0,951

---

40,40

42,77

40,60

40,45

40,87

41,23

39,38

---

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ne

Ano

---

0,28

0,35

0,44

0,65

0,81

0,71

---

Obr 4.11 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování v atmosféře CO2 při 20 °C. - 58 -

Obr 4.12 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování v atmosféře CO2 při 20 °C.

- 59 -

4.4

Skladování vzorků tvarohového sýra ve volné atmosféře při teplotě 10°C, 20 °C a 30 °C.

4.4.1 Měření Aw ve tvarohovém sýru – test 1

Tab. 4.7 Naměřené hodnoty Aw ve tvarohovém sýru při teplotách 10 °C, 20 °C a 30 °C

Tvarohový sýr

10 °C

20 °C

30 °C

Povrchově solený

0,899

0,881

0,861

S obsahem 5% soli

0.853

0,798

0,818

Bez přídavku soli

0,957

0,952

0,963

4.4.2 Měření Aw ve tvarohovém sýru – test 2

Tab. 4.8 Naměřené hodnoty Aw ve tvarohovém sýru při teplotách 10 °C, 20 °C a 30 °C.

Tvarohový sýr

10 °C

20 °C

30 °C

Povrchově solený

0,910

0,922

0,924

S obsahem 5% soli

0,861

0,843

0,869

Bez přídavku soli

0,960

0,950

0,951

- 60 -

5 DISKUZE

5.1

Tmavý žitný chléb Měření probíhalo na vzorcích tmavého žitného chleba zakoupeného v běžné

tržní síti. Vzorky chleba byly vloženy do sáčků a skladovány při dvou teplotách 10 °C a 20 °C ve dvou typech modifikované atmosféry CO2 a N2 a bezplynové. Doba skladování vzorků byla 24 dnů. Pokud se ovšem objevily na vzorcích plísně, vzorky byly znehodnoceny a měření na těchto vzorcích dále neprobíhalo. Sledovanou veličinou byla vlhkost, Aw, zaplísnění a úbytek hmotnosti. Zvlášť probíhalo měření v kůrce a střídce. Uskutečněná laboratorní měření potvrdila hypotézu, že teplota okolního prostředí má významný vliv na údržnost potraviny stejně tak jako použití plynování, kdy je z obalového prostoru vytěsněn vlhký vzduch, viz výsledky měření a následující kapitoly 5.1.1 až 5.1.3. Při použití CO2 nebyl zaznamenán u zabaleného chleba výskyt plísní. Potvrdila se také obecná platnost, že se zvyšující se teplotou a vlhkostí se zvyšuje kvalita prostředí pro rozvoj plísní.

5.1.1 Vzorky chleba skladovány ve volné atmosféře

Vzorky chleba skladovány ve volné atmosféře při 10 °C podlehly zaplísnění ve dvacátém dnu skladování, v grafickém znázornění vlhkosti a Aw v závislosti na čase, došlo ke zvýšení Aw i vlhkosti v šestém dni skladování (Tab. 4.1). Vzorky chleba baleny ve volné atmosféře a skladovány při 20 °C podlehly zaplísnění již šestý den skladování (Tab. 4.2).

5.1.2 Vzorky chleba skladovány v modifikované atmosféře N2 U vzorků skladovaných v atmosféře N2 při 10 °C došlo k zaplísnění až 24. den, (Tab. 4.3).

- 61 -

Nejvyšší Aw 0.956 byla naměřena v kůrce šestý den po uskladnění, (Obr 4.5). Při skladovací teplotě 20 °C došlo k výskytu plísní desátý den skladování (Tab. 4.4). 5.1.3 Vzorky chleba skladovány v modifikované atmosféře CO 2

Vzorky skladovány při 10 °C nepodlehly zaplísnění, a tedy mohlo být měření prováděno po celou dobu skladování (Tab. 4.5). U vzorků skladovaných při 20 °C došlo výskytu plísní 24. den skladování (Tab. 4.6). Z naměřených hodnot vyplívá, že vhodná teplota pro skladování chleba ve všech atmosférách je 10 °C, tedy nižší. Nevhodnější atmosférou pro skladování je modifikovaná atmosféra s CO2.

5.2

Tvarohový sýr Měření vzorků tvarohového sýra povrchově soleného, za přídavku 5 % soli

hmotnostních a nesoleného, probíhalo během tří teplot 10 °C, 20 °C a 30 °C. Z výsledků je patrné, že s rostoucím obsahem soli se snižuje Aw a tím také vlhkost v mikroklimatu balené potraviny, což je způsobeno hygroskopičností použité soli. V důsledku snížení relativní vlhkosti vzduchu se tak snižuje také nebezpečí vzniku kondenzace.

- 62 -

Pro znázornění příkladů kritických stavů pro vznik kondenzace uvnitř obalu při balení do volné atmosféry byl použit Molierův diagram, viz obr 5.1. Z tohoto diagramu je patrné, že čtvrtý den skladování chleba při 10 °C a aktivitě vody 0,94 dojde k dosažení rosného bodu, kondenzaci v obalu, při snížení teploty již na 9 °C. V případě balení chleba při parametrech vzduchu 60% relativní vlhkosti a teplotě 20 °C je kritická teplota ochlazení 12,5 °C a při teplotě 10 °C a 60% relativní vlhkosti nastane kondenzace vlhkosti při kritické teplotě 3 °C.

Obr 5.1 Molierův diagram znázorňující příklady.

- 63 -

6 ZÁVĚR Kondenzace vlhkosti u balených potravin má zásadní vliv na jejich kvalitu a především tržnost, ale i senzorické hodnocení potraviny konečným spotřebitelem. Uskutečněná měření potvrdila předpokládanou hypotézu, že údržnost zabalené potraviny se prodlužuje se snižující se teplotou a použitím modifikované atmosféry s plyny N2 a CO2. Oxid uhličitý se jevil jako vhodnější plyn než dusík při balení chleba do modifikované atmosféry.

- 64 -

7 LITERATURA A INTERNETOVÉ ZDROJE APPENDINI, P.; HOTCHKISS, J. H. Review of antimicrobial food packaging. Innovative Food Science & Emerging Technologies 3, 2002, s. 113-126.

AVITAL, U., MANNHEIM, C. H., MILTZ, J., Effect of carbon dioxide atmosphere on staling and water relations in bread. J, Food Sci., 55, 1990, pp 413-16

BANER, A.; PIRINGER, O. Preservation of Quality Through Packaging. In BANER, A.; PIRINGER, O. Plastic packaging, Interactions with Food and Pharmaceuticals. Wiley, 2008, pp. 1 -12, ISBN: 978-3-527-31455-3

BARTL, J. Novasina Aw Sprint, Návod k přístroji, 2000, s. 35

BARTL, V., ERBAN, V., HARING, J., NEUŽILOVÁ, J. Vodní aktivita a kvalita potravin, Kvalita potravin, 2003, roč. 2, s. 10-13.

BEUCHAT, L. R. Influence of water activity on sporulation, germination, outgrowth and toxin production. In Water Activity: Theory and Applications to Food, eds L. B. Rockland Cyr L. R. Beuchat. Marcel Dekker, New York, USA, 1987, pp. 137-51.

COSTA, C., LUCERA, A., CONTE, A., MASTROMATTEO, M., SPERANZA, B., ANTONACCI, A., NOBILE, M., A., Effect of passive and active modified atmosphere packaging conditions on ready-to-eat table grape, Journal of Food Engineering, Volume 102, Issue 2, 2011, pp 115-121

ČURDA, D. Balení potravin. STNL Praha1982, s. 428

DA CRUZ, Adriano G.; DE A.F. FARIA, Jose´; VAN DENDER, Ariene G.F. Packaging system and probiotic dairy foods. Food Research International 40 (2007) 951–956. 2007, 40, s. 951–956.

- 65 -

DOBIÁŠ, J., VOLDŘICH, M., MAREK, M., DEROVSKÝ, M. Active packagingimmobilization of preservatives on_in packaging materials. Lebensmittelchemie, 52,1998, s. 33-36.

DOBIÁŠ, J.; ČURDA, D. Balení potravin: učební text. Praha: VŠCHT, 2005. 236 s.

GÁMBARO, A., FISZMAN, S., GIMÉNEZ, A., VARELA, P., SALVADOR, A., Consumer acceptability compared with sensory and instrumental measures of white pan bread: sensory shelf-life estimation by survival analysis. Journal of Food Science 69, 2004, pp. 401-S405.

GIL, M.J., CALLEJO, M.J., RODRIGUEZ, G., RUIZ, M.V., Keeping qualities of white pan bread upon storage: effect of selected enzymes on bread firmness and elasticity. Zeitschrift für Lebensmittel-untersuchung und -Forschung A 208, 1999, pp394-399.

HAN, J. H., New technologies in food packaging. Innovations in Food Packaging, 2005, pp 3-11

HAN, J. H., SCANLON M. G., Mass transfer of gas and solute through packaging materials. Innovations in Food Packaging, 2005, pp 12-23

HAN, J. H., ZHANG Y., BUFFO R., Surface chemistry of food packaging and biopolymer materials, Innovations in Foof Packaging, 2005, pp 45-59

JENSEN, S., OESTDAL, H., SKIBSTED, L.H., LARSEN, E., THYBO, A.K., Chemical changes in beat pan bread during storage and how it affects the sensory perception of aroma, flavor, and taste, Journal of Cereal Science (53), 2011, pp 290-268

KIESLINGEROVÁ, N., BARTL, V. Stanovení a význam vodní aktivity. Veterinářství, 4/1993, roč. 43, s. 145-148

- 66 -

KOTSIANIS, I.S.,GIANNOU, V., TZIA, C. Production and packaging of bakery products using MAP technology. September–October 2002, Issues 9–10, Volume 13, pp. 319-324.

LABUZA, T. B., CASSILl, S., SINSKEY, A. J. Stability of intermediate moisture foods. 2. Microbiology. J. Food Sci., 37,1972, p 160-4.

LANG, K. W. Physical chemical and microbiological characterization of polymer and solute-bound water. PhD thesis, Department of Food Science, University of Illinois, Urbana, IL, USA., 1980

LIU, K. J., GILBERT, S. G., MANNHEIM, C. H., DAUN, H. ( 1992). Determination of critical moisture content of flour by Inverse Gas Chromatography. In Proceedings 7th International Flavor Conference, ed. G. Charalambous. ACS Symposium Series (in press).

MANNHEIM, C. H. & PASSY, N. (1985). Choice of packages for foods with specific considerations of water activity. In Properties of Foods, eds D. Simatos & J. L. Multon. Nijhoff, Dordrecht, The Netherlands, pp. 375-91.

MEIRON, T.S.; SAGUY, I.S. Wetting properties of food packaging. Institute of Biochemistry, Food Science and Nutrition, Faculty of Agricultural. 2007, 40, s. 653– 659.

PAIK, S. W., GILBERT, S. G. (1986). Water sorption isotherms on sucrose and starch by modified inverse frontai gas chromatography. J. Chromatography, 351(3), 417-23. PLITTMAN, M., PARK, Y., GOMEZ, R., SINSKEY, A. J. Viability of Staphylococcus aureus in intermediate moisture meats. J. Food Sci., 38, 1973, pp 1004-9.

PETERSEN, K., NIELSEN, P., V., BERTELSEN, G., LAWTHER, M., OLSEN, M., B., NILSON, H., MORTENSEN, G., Potential of biobased materials for food packaging, Trends in Food Science Technology, Volume 10, Issue 2, 1999, pp52-68

- 67 -

PAUL, D., R., CLARKE, R., Modeling of modified atmosphere packaging based on designs with a membrane and perforations. Journal of Membrane Science, 2002, pp 269-283

SANDHYA, Krishi Vigyan Kendra, Punjab Agricultural University, Samrala, Ludhiana, India, Modified atmosphere packaging of fresh produce: Current status and future needs, Food Science and Technology, Volume 43, 2010, pp 381-392

SEWALD, M., DEVRIES, J., 2009,www.medallionlabs.com (accessed 19.05.09.).

ŠTENCL, J., Balení potravin – bariérové účinky obalů, vodní aktivita balené potraviny. Potravinářský zpravodaj. 10/2004, roč.5, s. 32

ŠTENCL, J., Balení potravin, e-learning, 2008

ŠTENCL, J., Potravinářské inženýrství. Skriptum MZLU Brno 1994, ISBN 80-7175127-X, s 133

ŠTENCL, J., Vodní aktivita, významný současný parametr kvality potravin. Potravinářská revue 2/2006, pp 48-50

VOLDŘICH, M. Metody konzervace potravin, část 1. Změny během zpracování a skladování potravin, Kvalita potraviny, 12/2001, roč. 1, pp 22-28

WALTEROVÁ, Dana. Hygienické minimum pro pracovníky potravinářských prodejen. Praha: Hospodářská komora české republiky, 2005. 27 s.

www.czfcdb.cz (Společná pracovní skupina Ústavu zemědělské ekonomiky a informací a Výzkumného ústavu potravinářského Praha, v. v. i. . http://www.czfcdb.cz/ [online]. 2011 [cit. 2011-04-22]. Centrum pro databázi složení potravin. Dostupné z www: ) www.novasina.com (Www.novasina.com [online]. 2007 [cit. 2011-04-22]. NOVASINA The Art of Precision Measurement. Dostupné z www: < www.novasina.com>.) - 68 -

www.packservis.cz (Packservis.cz : Vakuum v kuchyni [online]. 2011 [cit. 2011-0421]. Michal Krejčí. Dostupné z WWW: <www.packservis.cz>.)

Použité zákony

Zákon 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, pro maso, masné výrobky, ryby, ostatní vodní živočichy a výrobky z nich, vejce a výrobky z nich.

- 69 -

8 SEZNAM TABULEK Tab. 1.1 Minimální limity Aw pro růst mikroorganismů významných pro lidské zdraví Tab. 1.2 Složení ochranné atmosféry při balení potravin

Tab. 4.1 Hodnoty měřené ve volné atmosféře při 10 °C Tab. 4.2 Hodnoty měřené ve volné atmosféře při 20 °C Tab. 4.3 Hodnoty měřené v atmosféře N2 při 10 °C Tab. 4.4 Hodnoty měřené v atmosféře N2 při 20 °C Tab. 4.5 Hodnoty měřené v atmosféře CO2 při 10 °C Tab. 4.6 Hodnoty měřené v atmosféře CO2 při 20 °C Tab. 4.7 Naměřené hodnoty Aw ve tvarohovém sýru při teplotách 10 °C, 20 °C a 30 °C Tab. 4.8 Naměřené hodnoty Aw ve tvarohovém sýru při teplotách 10 °C, 20 °C a 30 °C.

- 70 -

9 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr 1.1 Schematické znázornění produktu v plastovém obalu, který je vybaven selektivní membránou nebo perforací Obr 1.2 Vliv vodní aktivity v potravině na základní typy změn Obr 1.3 Sorpční isoterma Obr 1.4 Kondenzace vlhkosti v obalu při nevhodném skladování

Obr 3.1 Tmavý žitný chléb Obr 3.2 Vakuový balící přístroj HENKOVAC 150i Obr 3.3 Analytické váhy Kern Obr 3.4 Novasina LabMaster Obr 3.5 Analizátor vlhkosti Mettler Toledo HB43

Obr 4.1 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování ve volné atmosféře při 10 °C Obr 4.2 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování ve volné atmosféře při 10 °C Obr 4.3 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování ve volné atmosféře při 20 °C Obr 4.4 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování ve volné atmosféře při 20°C Obr 4.5 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování v atmosféře N2 při 10 °C Obr 4.6 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování v atmosféře N2 při 10 °C Obr 4.7 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování v atmosféře N2 při 20 °C Obr 4.8 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování v atmosféře N2 při 20 °C Obr 4.9 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování v atmosféře CO2 při 10 °C Obr 4.10 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování v atmosféře CO2 při 10 °C Obr 4.11 Změna vlhkosti a Aw v kůrce během skladování v atmosféře CO2 při 20 °C Obr 4.12 Změna vlhkosti a Aw ve střídce během skladování v atmosféře CO2 při 20 °C Obr 5.1 Molierův diagram znázorňující příklady.

- 71 -