Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin. Vstupní suroviny a kvalita extrudovaných výrobků Bakalářská práce

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin

Vstupní suroviny a kvalita extrudovaných výrobků Bakalářská práce

Vedoucí práce:

Vypracovala:

Ing. Viera Šottníková, Ph.D.

Lucie Vávrová

Brno 2010

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma

Vstupní surovina a kvalita extrudovaných výrobků

vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně.

dne ……………… podpis bakaláře………………

Poděkování: Ráda bych poděkovala za věcné připomínky vedoucí bakalářské práce Ing. Viere Šottníkové, Ph.D., společnosti POEX Velké Meziříčí, a. s., která mi umožnila dostat se do výroby extrudovaných výrobků v rámci školní praxe a poskytla mi cenné materiály pro napsání této práce. Dále bych ráda poděkovala své rodině, která mě v celém studiu podporuje.

ABSTRAKT Cílem bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše na téma Vstupní suroviny a kvalita extrudovaných výrobků. Extruze je moderní technologický proces, který je z pohledu výroby potravin řazen mezi procesy pekařské. Bakalářská práce pojednává jednak o hlavních surovinách používaných při výrobě extrudovaných výrobků mezi které patří zejména kukuřice, pšenice, rýže a mnoho dalších minoritních složek. Součástí je také popis technologického procesu samotné extruze, konečná úpravu výrobků a hodnocení kvality extrudovaných výrobků. Extrudované výrobky patří do skupiny instantních cereálních výrobků, neboť obsahují tepelně denaturované bílkoviny i tepelně modifikovaný škrob (někdy se používá název extrusní vaření) a tím se upravuje jejich stravitelnost tak, že jsou připraveny k okamžité konzumaci. Působení vysokých teplot se při jejich výrobě omezuje na krátký časový úsek několika desítek vteřin. Takto se minimalizují ztráty nutričně významných látek.

Klíčová slova: extrudované výrobky, vstupní suroviny, technologie, kvalita

ABSTRACT The aim of my bachelor work was to elaborate a literature retrieval on the theme ''Incoming raw materials and quality of extrudates''. Extrusion is a moderrn technological process that is in view of alimentary production classified as a baking process. The bachelor work deals with the main raw materials used during extrudates production, among which in particular belong a maize, wheat, rice and many other minority ingredients. Technological process of extrusion itself, surface finish of extrudates and assessment of quality of extrudates are also a part of my bachelor work. Extrudates are ranked among a group of instant cereal products, because they contain temperature denaturated proteins and temperature modificated starch (a technical term ''extrusion cooking'' is sometimes used) and it modifies its digestibility in a way that they are ready for immediate consumption. High tempetarure action is limited to only tens of seconds during their production. This way we minimize the loss of nutritionally significant substances.

Key words: extrudates, incoming raw materials, technologies, quality

OBSAH 1

ÚVOD....................................................................................................................... 8

2

CÍL PRÁCE............................................................................................................. 9

3

LITERÁRNÍ PŘEHLED ..................................................................................... 10 3.1 VSTUPNÍ SUROVINY K EXTRUZI...................................................................... 10 3.1.1 Obiloviny ................................................................................................ 10 3.1.1.1 Pšenice (Triticum)................................................................................... 12 3.1.1.2 Žito (Secale cereale) ............................................................................... 13 3.1.1.3 Rýže (Oryza Sativa) ................................................................................ 14 3.1.1.4 Kukuřice (Zea Mays L.) .......................................................................... 15 3.1.1.5 Pohanka (Fagopyrum esculentum)......................................................... 17 3.1.1.6 Brambor (Solanum tuberosum) .............................................................. 18 3.1.1.7 Ječmen (Hordeum sativum) .................................................................... 19 3.1.1.8 Oves (Avena sativa) ................................................................................ 20 3.1.2 Doplňkové suroviny k extruzi................................................................. 21 3.1.2.1 Tuk .......................................................................................................... 21 3.1.2.2 Koření ..................................................................................................... 21 3.1.2.3 Cukr ........................................................................................................ 21 3.1.2.4 Mléčné výrobky ....................................................................................... 21 3.1.2.5 Přídatné látky.......................................................................................... 22 3.1.2.6 Sladová mouka ........................................................................................ 22 3.1.2.7 Voda ........................................................................................................ 23 3.1.3 Náplně pro trvanlivé pečivo.................................................................... 23 3.2 TECHNOLOGIE VÝROBY ................................................................................. 25 3.2.1 Rozdělení extrudérů................................................................................ 25 3.2.1.1 Extrudery z termodynamického hlediska ................................................ 25 3.2.1.2 Extrudery z hledika pracovního tlaku ..................................................... 26 3.2.1.3 Extrudery z hlediska počtu šneků............................................................ 26 3.2.2 Výrobní diagram výrobního procesu extruze ......................................... 29 3.2.3 Technické pojmy extruze........................................................................ 30 3.2.4 Výsledek extruze..................................................................................... 34 3.3 POVÝROBNÍ FÁZE ÚPRAVY VÝROBKŮ ............................................................ 36 3.3.1 Polevy ..................................................................................................... 36 3.3.2 Dražování................................................................................................ 38 3.3.3 Balení hotových výrobků a jejich expedice............................................ 38 3.4 KVALITA EXTRUDOVANÝCH VÝROBKŮ.......................................................... 40 3.4.1 Systém HACCP ...................................................................................... 40 3.4.2 Jakost a senzorické hodnocení trvanlivého pečiva ................................. 41 3.4.2.1 Jakost, uvádění do oběhu........................................................................ 41 3.4.2.2 Kontrola .................................................................................................. 42 3.4.2.3 Metody zjišťování jakosti potravin.......................................................... 42 3.5 SORTIMENT EXTRUDOVANÝCH VÝROBKŮ ..................................................... 44

4

ZÁVĚR .................................................................................................................. 45

5

POUŽITÁ LITERATURA................................................................................... 46

PŘÍLOHY...................................................................................................................... 50

1 ÚVOD Stejně jako jiná odvětví i potravinářský průmysl jde ve vývoji kupředu

vstříc

rostoucím nárokům spotřebitelů. Rozšíření sortimentu výrobků s sebou přináší i otázky spotřebitelů na principy technologie výroby a stoupá též zájem o otázky zdravotního přínosu konzumace jednotlivých potravin. Pojem extrudované výrobky má sice mnoho spotřebitelů v povědomí, avšak většina z nich netuší, jaké výrobky si pod tímto pojmem představit a kde všude je technologie extruze využívána, např. existují specializované krmivářské extruzní linky, extruzní linky k výrobě krmiva pro psy, potravinářské extruzní linky; využití extrudérů nalezneme i ve stavebním průmyslu. Mnozí konzumují tyto výrobky v podobě cereální snídaně zalévané mlékem. Svého času tolik oblíbené křupky jsou také výrobkem extrudovaným a nesmí být opomenuty křehké chleby, které lze zařadit do diety, v tomto smyslu myšleno jako stravy, ale i do diety ve smyslu výživy doporučené lékařem jako pomocná součást léčebného procesu. Vlastností, která vyzdvihuje extrudované výrobky je také jejich trvanlivost. V dnešní uspěchané době je žádoucí výrobek jehož úprava není nikterak složitá a můžeme ho okamžitě konzumovat, což extrudované výrobky splňují. Poukázat lze také na široký sortiment potravinářských extrudovaných výrobků. Tím může být uspokojena větší část spotřebitelů. Výroba zahrnuje slané i sladké snacksy, výrobky plněné náplní, které se po naplnění nazývají koextrudáty, výrobky polévané cukrářskými polevami a v neposlední řadě výrobky určené pro zvláštní výživu, jako jsou diabetické, bezlepkové a mnoho dalších. Technologie také umožňuje tvorbu rozličných tvarů výrobků, což ocení zejména děti. Vznikat tak mohou např. krokodýlci, tlapičky, mandličky a mnoho dalších zajímavě vyhlížejících tvarů. Extruzní výrobky, jako i jiné, mohou být rozličně fortifikovány, většinou se jedná o přídavek vlákniny, minerálních látek nebo vitamínů. Extruzní výrobou se v České Republice, ale i v zahraničí zabývá mnoho firem, ať již drobných soukromníků nebo větších firem, které své výrobky exportují i do zahraničí.

-8-

2 CÍL PRÁCE 1. Popis základních surovin používaných při extruzi 2. Technologie výroby extrudovaných výrobků 3. Povýrobní fáze úpravy výrobků a balení 4. Hodnocení kvality a sortiment extrudovaných výrobků

-9-

3 LITERÁRNÍ PŘEHLED Dle zákona č. 110/1997 Sb. O potravinách a tabákových výrobcích a příslušnou vyhláškou č. 333/1997 Sb. se pekařskými výrobky rozumí výrobky získané tepelnou úpravou těst nebo hmot, jejichž sušina je v převažujícím podílu tvořena mlýnskými obilnými výrobky s výjimkou šlehaných hmot a sněhového pečiva. Pekařské výrobky se vždy označují názvem druhu a skupiny s výjimkou jemného pečiva a trvanlivého pečiva. Druh pečivo lze označit názvem ,,pečivo“. U trvanlivého pečiva se označí skupina (sušenky ze šlehaných hmot, oplatky, perníky, suchary, preclíky, trvanlivé tyčinky, knäckebrot, crackerové pečivo, extrudované výrobky, pufované výrobky, macesy, piškoty). Trvanlivým pečivem se rozumí výrobky vyrobené zejména z mouky, popřípadě dalších surovin, přídatných látek a látek určených k aromatizaci, s obsahem vody nejvýše 10 %, s výjimkou perníků, preclíků a trvanlivých tyčinek s obsahem vody nejvýše 16 %; popřípadě plněné různými náplněmi, máčené, potahované nebo povrchově upravené (Zákon č. 110/1997 Sb., O potravinách a tabákových výrobcích).

3.1 Vstupní suroviny k extruzi K výrobě extrudovaných výrobků se používá celá řada surovin. Jsou to: kukuřice, pšenice, rýže, žito, ječmen, oves, triticale, pohanka, různě upravené škroby kukuřice, tapioků, batatů, brambor a jiné doplňkové suroviny. Dle všech informací i zkušeností se při extruzi dává přednost kukuřici. Kombinací surovin a parametrů procesu lze vyrábět celé spektrum extrudovaných výrobků s dlouhou trvanlivostí.

3.1.1

Obiloviny

Obiloviny patří botanicky mezi trávy (Gramineae). Téměř všechny známé obiloviny patří do čeledi lipnicovité (Poaceae). Výjimku tvoří pohanka, patřící do čeledi rdesnovité (Polygonaceae) (KUČEROVÁ, 2004). Obiloviny jsou součástí lidské výživy od nepaměti. Neměnilo se však jen spektrum používaných obilovin, ale i způsob jejich zpracování – od pouhého drcení, přes používání stále lepších mlýnků a mlýnů, až po dnešní moderní technologie. Mezi obiloviny řadíme plodiny, jako jsou různé druhy pšenice (špalda, jednozrnka či dvouzrnka), oves, ječmen, žito, proso, rýže, kukuřice, pohanka a amarant. Ne všechny z těchto plodin patří mezi obiloviny i z botanického hlediska, avšak ve výživě je řadíme

- 10 -

do jedné skupiny, a to proto, že všechny z uvedených plodin, respektive i potraviny z nich vyrobené, v naší stravě představují hlavní zdroj sacharidů. Obilné zrno se skládá ze tří základních částí, které se od sebe liší svým složením. Endosperm je tvořen zejména sacharidem, škrobem, který je poměrně dobře stravitelný a bohatý na energii. Endosperm obsahuje ještě i malé množství bílkovin. Součástí obalu zrna jsou kromě nestravitelných sacharidů i některé minerální látky a vitamíny. Nestravitelné sacharidy se nazývají vláknina, ta je důležitá pro správnou funkci střev. Třetí část zrna, takzvaný obilný klíček, je zase bohatá na cenné oleje a v nich rozpuštěné vitamíny. Obsah těchto látek se v jednotlivých druzích obilovin liší. Obilná zrna obsahují 55-78 % sacharidů, 7-19 % bílkovin a od několika desetin procenta až po 5 % tuku. Nejméně bílkovin obsahuje zrno rýže, 7 % a nejvíce zrno ječmene, 12 %. Nejméně tuku obsahuje opět zrno rýže jen několik desetin procenta a nejvíce naopak ovsa 5 %. Nejvíce tuku a bílkovin však z uvedených plodin obsahuje pseudoobilovina amarant, a to až 19 % bílkovin a až 13 % tuku. Tuky obsažené v obilovinách mají příznivé spektrum mastných kyselin, naopak bílkoviny obsažené v obilovinách považujeme za neplnohodnotné. V jejich složení totiž chybí velmi důležitá aminokyselina lysin, kterou proto potřebujeme získat z jiných zdrojů. To je také důvodem, proč obecně doporučujeme stravu pestrou. V každé potravině, zjednodušeně řečeno, totiž něco důležitého chybí. Pšeničné, žitné, ječné a ovesné bílkoviny obsahují takzvaný lepek, ten může některým lidem působit trávicí a jiné zdravotní potíže (VADEMECUM ZDRAVÍ, 2007). U

všech

obilovin

jsou

hlavními

polysacharidy

škroby.

Z neškrobových

polysacharidů převládají hemicelulosy, jejichž hlavními složkami jsou u pšenice a žita arabinoxylany a u ječmene a ovsa tzv. β – glukany. Ve významném množství se také vyskytují glukofruktany (fruktany), xyloglukany, celulosa a lignin (přítomný zejména v otrubách) (VELÍŠEK, 2002). Cereálie tvoří přibližně 40 %, v mnoha případech ovšem i víc, sortimentu konzumovaných potravin. To je velmi významné množství, jehož působení nelze přecházet bez povšimnutí jen proto, že chléb a pečivo jíme po desítky, možná dokonce stovky let a ještě ke všemu vlastně všichni. S ohledem na vysoký obsah škrobu tento typ potravin zásadním způsobem přispívá k celkové konzumované energii. V moderních formách cereálních produktů bohužel převažuje jediná živina – sacharidy. Jak tyto potraviny nakonec působí, závisí na mnoha činitelích, z nichž asi nejdůležitějšími jsou kvalita použitých surovin, způsob výroby a z toho vyplývající obsah živin – bílkovin, tuků, vlákniny (FOŘT, 2007). - 11 -

3.1.1.1 Pšenice (Triticum) Pšenice je rod jednoděložných rostlin z čeledi lipnicovitých (Poaceae) s přibližně 20 druhy. Zahrnuje jak šlechtěné tak planě rostoucí druhy. Pšenice jsou jedny z nejstarších rostlin pocházejících z jihozápadní Asie (ŠAŠKOVÁ, 1993). Význam pšenice seté (Triticum aestivum L.) v naší republice vyplývá z jejího dominantního postavení ve struktuře obilnin i ostatních plodin pěstovaných na orné půdě, kde zaujímá cca 30% plochy. Současný stav pěstování a využívání zrna však této skutečnosti neodpovídá. Dochází k meziročnímu kolísání osevních ploch a při výkyvech ročníkových podmínek i v celkovém objemu produkce zrna (PRUGAR a kol., 2008). Krom pšenice seté (Triticum aestivum L.) je další hojně využívanou odrůdou k extruzi pšenice špalda (Triticum spelta L.), pěstovaná v ekologickém zemědělství. Barva obilek špaldy je hnědá, tmavší než pšenice seté, výrazně sklovitější. Proto se i produkty pšenice špaldy senzoricky odlišují od pšenice seté. Z mlynářského hlediska má být pšeničná obilka tvrdá, sklovitá, dostatečně plná, nesvraštělá, s jemnou slupkou a mělčí rýhou. Takové obilky poskytují větší množství vymleté mouky a menší množství otrub. Z pekařského hlediska má mít mouka vyšší obsah lepku dobré jakosti, aby bylo pečivo kypré a chutné (ŠAŠKOVÁ, 1993). Zásadní rozdíl v surovině pro kynuté výrobky (chléb a bílé pečivo) a surovině pro pečivárenské účely je v tom, že zde se nežádá velký objem pečiva. Jde o drobné ploché pečivo, které musí dosahovat stejnoměrné hmotnosti a křehkosti (PRUGAR a kol., 2008). Tab. 1 Průměrné složení sušiny obilek pšenice seté (%) Min.látky

1,8

Protein

13,0

Škrob

68,0

Tuk

2,0

Vláknina Ostatní

2,3 11,9

(CHLOUPEK a kol., 2005)

Pro pečivárny, tj. pro výrobu sušenek, oplatek, krekerů a pizzy se požaduje zrno, které se od zrna pro pekárny liší zejména nižším obsahem bílkovin (N x 5,7) max. 12% a nižšími hodnotami sedimentace (podle Zeleného) do 25 ml. Kvalita pšenice souvisí

- 12 -

hlavně s obsahem proteinů. Šlechtěním se podařilo zvýšit jeho obsah za posledních třicet let z 11,1 % na 13,2 % (CHLOUPEK a kol., 2005). K extrudování se používá pšeničná krupice, mouka, pšeničné kroupy a pouze vyjímečně celé zrno. Vhodná je zejména pšenice se sklovitým endospermem. Přímo se dá extrudovat celá pšenice, kroupy a také krupice. Extrudované pšeničné výrobky z vysokotlakých extruderů jsou výhodné tam, kde výrobek je ještě dále tepelně zpracováván pečením, smažením, vařením. Např. při výrobě křupek by příměs pšeničné krupice neměla přesáhnout hranici 4-6 %. Literatura uvádí hranici 10 %, ale zkouškami bylo zjištěno, že při tomto množství už křupky dostávají specifickou vůni po denaturovaných pšeničných bílkovinách (gliadin, glutenin) (POEX, 2009).

3.1.1.2 Žito (Secale cereale) Žito je rod jednoděložných rostlin z čeledi lipnicovitých (Poaceae). Celkem je známo asi 12 planých druhů, většinou plevelných. Z kulturních druhů je nejrozšířenější žito seté. Nejdůležitějším výrobkem ze žita je žitná mouka. Žitná mouka bohatá na vitamíny skupiny B je vhodná k přípravě speciálních výrobků určených pro nemocné cukrovkou, pro lidi trpící avitaminózou, podvýživou apod. (ŠAŠKOVÁ, 1993). V ČR se žito pěstuje jako ozimá forma převážně k potravinářskému využití, jež činí asi 90 %. Silný pokles spotřeby chleba, v němž ještě začátkem 90. let minulého století tvořila zhruba polovinu žitná mouka, způsobila spolu s rostoucí životní úrovní hlavně pestrá nabídka cereálních výrobků na bázi pšeničné mouky. Na druhé straně vlivem propagace racionální, zdravé a dieteticky žádoucí výživy, rostou požadavky konzumentů na speciální výrobky. Tomuto trendu právě vyhovují výrobky s větším podílem žita (žitné mouky).

Hlavní předností je vyšší biologická hodnota žitných

bílkovin, vyšší obsah vlákniny (i rozpustné), min. látek a pentosanů (PRUGAR a kol., 2008). Dříve žito jako surovina k extruzi nebylo používáno. Jeho význam pro tuto oblast stoupá až v posledních letech. Nemalý význam na jeho používání

mají nutriční

hodnoty, kterých žito dosahuje a snížení spotřeby chleba. Extrudáty ze žita mají charakteristické aroma a tmavší barvu. V literatuře nejsou dostupné informace o extrudování žita.

- 13 -

Tab. 2 Průměrné složení sušiny obilek žita (%) Min.látky

1,8

Protein

11

Škrob

72

Tuk

1,8

Vláknina

2,3

Ostatní

10,8

(CHLOUPEK a kol., 2005)

3.1.1.3 Rýže (Oryza Sativa) Rýže je kulturní tráva, která svými plody – obilkami – živí více než polovinu obyvatel zeměkoule.

Jedná se o hydrofilní – vodomilnou rostlinu pěstovanou na

periodicky zavlažených prostorách břehů řek a vodních nádrží. Dnešní kulturní formy rýže se rozdělují podle nároků na zavlažování na dva typy: horský a bažinný. Horská rýže se pěstuje na terasovitých políčkách bez zaplavování, ale vyžaduje velké množství srážek. Její pěstování je méně náročné na ruční práci. Má drobné obilky a proto i nízké výnosy. Bažinná rýže se pěstuje v nížinách, bažinách a deltách řek s vysokou teplotou vody a vzduchu a s velkým množstvím slunečního svitu. Vyžaduje zavodňování a více manuální práce. Tyto dva typy se dělí na skupiny rýží velkozrnných s obilkami delšími než 7 mm a drobnozrnných s obilkami kratšími než 5 mm. Ještě dále se dělí na rýži moučnatou a sklovitou. Moučnatá má vysoký obsah škrobu, cukru a dextrinu, při vaření se rozpadává a tvoří mazlavou kaši. Výživností předčí ostatní druhy, ale k nám se nedováží. Sklovitá rýže má sklovité lesklé obilky. Je to rýže, která se u nás běžně konzumuje. Obilky rýže se liší od jiných obilných druhů nízkým obsahem dusíkatých látek – lepku – a vyšším obsahem sacharidů. Pro nízký obsah lepku je není možné používat k výrobě chleba. Připravují se z ní různé pokrmy a pečivo. Obilky jsou pevně uzavřené v pluchách, po vymlácení se loupou v mlýnech na loupacích strojích (ŠAŠKOVÁ, 1993). Pro lidský organismus je rýžový škrob velmi dobře stravitelný, ať už je upraven vařením nebo extrudováním. Rýže je schopna dosáhnout vysokého stupně expanze. Její nutriční vlastnosti se uplatňují zejména v lidské výživě, jako dietetika. Při zpracování rýže na extruderech se dosahuje dobré pórovitosti a objemu vyráběných výrobků. Je třeba věnovat pozornost výchozímu materiálu. Má obsahovat zrno tvrdé bez voskovitých a moučnatých částí, které se extrudují velmi špatně. Rýže musí být čistá - 14 -

bez mouky a barevných příměsí. Barevné příměsi se přenáší do hotového výrobku a působí esteticky rušivě. Při jejím zpracování se u některých typů extruderů vyžaduje určitá granulace. Na vysokotlakých extruderech je možno zpracovávat celá zrna. Ale i zde některé materiály uvádějí doporučení zpracovávat rýži ve zlomcích. Z extrudované rýže vznikají výrobky různých tvarů a různě ochucené, převážně sladké. Mimo to jsou to různé instantní (ve vodě nebo v mléce rozpustné bez vaření) výrobky, jako kaše, granuláty a jiné (POEX, 2009).

3.1.1.4 Kukuřice (Zea Mays L.) Kukuřice patří mezi velmi staré kulturní rostliny. Pravděpodobně vznikla z plané, dnes již vyhynulé kukuřice s rozpadavým vřetenem, která rostla na planinách Jižní a Střední Ameriky. Podle vnějších znaků zrna a palic a podle konzistence živného pletiva (endospermu) se kukuřice rozděluje do těchto skupin: Kukuřice obecná neboli tvrdá má u nás největší pěstitelský význam. Pěstuje se mnoho hybridů. Má tvrdé, hladké, nahoře zaokrouhlené zrno různých barev, v našich pěstitelských oblastech převážně žluté. Kukuřice koňský zub má zploštělé zrno, téměř tak široké jako dlouhé, nahoře s malou jamkou. Endosperm je moučnatý. Kukuřice praskavá čili pukancová má velmi malé zrno, které se dobře hodí k pražení. Zrno má rohovitý tvrdý endosperm. Při pražení zrno praská, oplodí a vnitřek zrna vystupuje na povrch jako kyprá bílá hmota – pukanec, který je větší než původní zrno a je oblíbenou pochoutkou. Odrůdy kukuřice škrobnaté, měkké mají nejvíce škrobu. Endosperm je moučnatý měkký. Kukuřice je vhodná pro škrobárenský a lihovarnický průmysl. V Evropě se pěstuje zřídka. Kukuřice cukrová má svraštělé sklovité zrno. Nehodí se k mletí ani ke šrotování. Pěstuje se jako zelenina. Kukuřice vosková neboli čínská má matné zrno. Pěstuje se ve východní Asii a v USA. V Americe se pěstuje pro technické účely. Má velkou výživnou hodnotu. Obilky kukuřice mají poměrně malý klíček s jedním kořínkem. Sklovitost zrna závisí také na podnebí. Hmotnost jednotlivých obilek v palici není stejná. Nejlehčí obilky jsou na vrcholu palice, nejtěžší asi uprostřed. Nejvyrovnanější zrna má palice válcovitá. Výhodnější jsou delší palice se slabým vřetenem. Krátké palice s větším počtem řádků mají odrůdy drobnozrnné (ŠAŠKOVÁ, 1993). Kukuřice patří mezi nejcennější kulturní rostliny. Pěstuje se na zrno, pro přímý konzum, ke konzervování nezralých palic, jako silážní plodina i na zelenou píci. Převážná část kukuřičného zrna se zkrmuje, zbytek se využívá, zejména v jižních a - 15 -

tropických oblastech, jako základní potravina a pro průmyslové zpracování. Z kukuřičné mouky a krupice se připravuje chléb, kaše a jiné pokrmy (ŠAŠKOVÁ, 1993) . V České republice je v nynějším období charakteristické snižování plochy kukuřice na siláž a nárůst počtu hektarů kukuřice sklizené na zrno (PRUGAR a kol. , 2008). Nemalý podíl má na oblibě kukuřice také fakt, že jako jedna z mála plodin neobsahuje lepek a tudíž najde uplatnění při bezlepkové dietě. Pěstuje se na zrno, pro přímý konzum nebo konzervování nezralých palic, k výrobě různých specialit pro výživu. Zrna bývají moučná buď zcela nebo částečně. Taková zrna jsou ovšem méně cennější, protože obsahují více škrobu a méně bílkovin. Pro potravinářské zpracování se hodí zrna sklovitá. Z pohledu extruze je kukuřice nejvýznamnější vstupní surovinou, nejen díky dobré expanzní schopnosti, ale i levné ceně (POEX, 2009). Základní vstupní surovinou je kukuřičná krupice T-600, která se používá např. při výrobě křupek, corn flakes, křehkých chlebů (http://www.mlynvp.cz/produkty/produkty.htm). Pro zpracování se hodí krupice s tvrdým endospermem. Pigmentace nemá podstatný vliv na zpracování krupice. Obsah vody by měl být 14 %, vyšší i nižší hodnoty by měly negativní dopad na zpracování. Příliš suchá krupice se nakrápí vodou v nakrápěcím zařízení. Kukuřičná krupice nemá obsahovat nadměrné množství bílých moučnatých částic jádra (POEX, 2009). Krupice, získaná z kukuřičného zrna je extrudovatelná. Rovněž pro tento účel se požadují velké, homogenní a vyzrálé partie, sklizené v teplém a suchém klimatu. Zrna mají obsahovat málo hrubé vlákniny s velkými škrobovými zrny, což dokumentuje vysoké pádové číslo a vysoká hodnota amylogramu. Pod tlakem, za přítomnosti vody při vysoké teplotě po krátkou dobu, krupice extruduje (CHLOUPEK a kol., 2005). Do krupice se mohou před extrudováním přidávat různé látky, jako sůl, cukr, pšeničná krupice, expandovaný škrob a jiné. Množství přídatných látek se řídí požadavkem na konečný efekt a jakost. Aromatické látky se nemají přidávat do krupice před extrudováním, neboť vysoká teplota a pára je většinou rozloží a v hotovém výrobku jich zůstane minimum. Je možno krupici před extrudováním barvit různými potravinářskými barvami nebo barevnými roztoky (MARTINEZ a kol., 1996).

- 16 -

Tab. 3 Průměrné složení sušiny obilek kukuřice (%) Min.látky

1,5

Protein Škrob

11 72

Tuk

5

Vláknina

2,5

Ostatní

8

(CHLOUPEK a kol., 2005)

3.1.1.5 Pohanka (Fagopyrum esculentum) Pohanka je druh obiloviny, který patří do čeledi rdesnovitých. Má srdcovité listy, po usušení má stále zelenou barvu a vytváří se z ní např. pohanková mouka, pohanková krupice. Pěstuje se i v Evropě jako léčivá rostlina nebo jako potravina. Je to teplomilná rostlina. Plodem pohanky je trojboká nažka připomínající bukvici. Nažky mají hnědou, černou nebo šedou barvu, v závislosti na odrůdě. Oloupaná semena – kroupy se svou strukturou a chemickým složením podobají cereáliím. Vnější obal krup tvoří tlustá jednobuněčná vrstva světle zelené barvy. Uvnitř je škrobovitý endosperm. Pohanka se řadí mezi pseudocereálie. Pro svoji vysokou výživovou hodnotu je označována jako funkční potravina. Je významným zdrojem flavonoidu rutinu. Pohanka je také ceněna díky své vysoké biologické hodnotě bílkovin, vyváženému složení esenciálních aminokyselin, vysokému obsahu vlákniny a rezistentního škrobu a příznivému zastoupení mastných kyselin v tuku (významný je především vysoký obsah kyseliny linolenové). Semeno pohanky obsahuje draslík, fosfor, vápník, železo, měď, mangan, zinek a selen, z vitamínů skupinu B, cholin a tokoferol. Protože neobsahuje lepek, je vhodná pro osoby trpící celiakií jako náhrada běžných obilovin (BAVEC a kol., 2007). Pohanka je bohatá na lyzin, aminokyselinu, kterou si tělo neumí samo vytvořit a v obilovinách většinou chybí. Existují některé důkazy, že pohanka může pomáhat při udržování žádoucích hladin glukózy lépe než jiné obiloviny. Zvyšuje schopnost organismu metabolizovat cukr, a tudíž pomáhá předcházet rozvoji cukrovky (MINDELL, 1996). Nažky obsahují 11 – 12 % bílkovin, 3 % tuku, 59 % glycidů, 11 % celulózy, 2,5 % min. látek, 12 – 13 % vody. V souhrnu při 86 % sušiny 7,7 % stravitelných bílkovin a 52 % škrobových jednotek (HRUŠKA a kol., 1968).

- 17 -

Pro potřeby extruze se pohanka používá mletá, zejména do sortimentu bezlepkových výrobků (POEX, 2009).

3.1.1.6 Brambor (Solanum tuberosum) Brambor se botanicky řadí mezi lilkovité (Solanaceae). Bramborové hlízy jsou z fyziologického hlediska vynikající potravinou. Vysoká je biologická hodnota bílkovin (66 %), minerálií i vlákniny. Bramborová hlíza obsahuje velký podíl vody, asi 75 %. V sušině převládá škrob složený z 80 % z amylopektinu a z 20 % z amylózy. Škrob je po uvaření dobře stravitelný a proto mají bramborové hlízy vysokou sytící schopnost. Obsah cukrů činí asi 0,6 % z čerstvé hmoty, obsah tuků je malý asi 0,2 %. Minerální látky přispívají k vysoké nutriční hodnotě brambor. Obsah cukrů tvoří asi 0,6 % z čerstvé hmoty, ale mění se v průběhu vegetace. Pro získávání škrobu se v současné době šlechtí odrůdy, které by měly obsahovat škrob sestávající jen z amylopektinu, výhodně použitelný v potravinářském průmyslu pro zahušťování (CHLOUPEK a kol., 2005). Brambory neodmyslitelně patří do jídelníčku většiny lidí. Použití brambor je velmi široké, slouží jako chutný příkrm, ale i k přípravě těst a polotovarů z vařených i syrových brambor. Energetická hodnota brambor je nižší než pokrmů z mouky, což je žádoucí při dietě. Brambory patří k nejhodnotnějším potravinám ve stravě. Dokonale plní výživovou a sytící funkci. S přihlédnutím k objemu jejich spotřeby jsou ve stravě jsou brambory nejdůležitějším zdrojem vitaminu C a dobrým zdrojem draslíku (HOUBA a kol, 2007). Pro výrobu extrudovaných výrobků se používá sušené mleté bramborové kaše. Pro její výrobu jsou vhodné hlízy kulaté až oválné, pravidelné s mělkými očky, obsah škrobu by měl dosahovat 15 – 20 %, redukujících cukrů pod 1 % z čerstvé hmoty. Dále se využívají sušené granulované brambory a bramborový škrob. Bramborová krupice používaná k výrobě křupek má mít barvu bíložlutou až žlutou, granulaci (hrubost) vyrovnanou bez velkých kusů a podíl jemné frakce minimální. Krupice nesmí obsahovat tmavě zbarvené části z napadených brambor. Extruze bramborové mouky je podmíněna vysokou pracovní teplotou (POEX, 2009).

- 18 -

3.1.1.7 Ječmen (Hordeum sativum) Botanicky se řadí do čeledi lipnicovitých (Poaceae). Ječmen náleží mezi nejstarší obiloviny. Má dvě formy, s dvouřadým a víceřadým klasem, je diploidní (2n = 14), samosprašný a převládá jarní forma, protože v některých letech ozimé odrůdy vymrzají a jsou napadány virózami (CHLOUPEK a kol., 2005). Ječmen je obilovinou geograficky značně rozšířenou. Pěstuje se jako plodina průmyslová a krmná. Zrno ječmene je velmi odlišné od zrna pšenice nebo žita. V prvé řadě se liší svým tvarem, dále tím, že je trvale obaleno dvěma obaly – pluchou a pluškou. Jen několik odrůd ječmene má nahé zrno, protože z pluch snadno vypadává. U ječného zrna nalezneme i anatomické rozdíly. Pšenice a žito má jedinou aleuronovou vrstvu buněk, kdežto ječmen mívá dvě až pět vrstev. Ječmeny chudé na bílkoviny mají dvě nebo tři vrstvy aleuronových buněk, ječmeny bohaté na bílkoviny mají až pět vrstev. Anatomické složení obilky je obdobné jako u ostatních druhů obilovin. Zrno ječmene obsahuje průměrně

12 – 15 % vody, 2 – 3 % popelovin, 84 – 85 %

organických látek. Jarní ječmen obsahuje v průměru 9,5 – 11 % bílkovin, 2 % tuku, 68 % bezdusíkatých látek extraktivních a 3,7 % vlákniny. Ozimý ječmen má 11,9 % bílkovin, 2,5 % tuku, 63,5 % bezdusíkatých látek extraktivních a 5,2 % vlákniny (HRUŠKA a kol., 1968). Bílkoviny ječmene nemají pekařské vlastnosti, jako bílkoviny ze zrna pšeničného. Bílkovinám ječného zrna se často říká „hordein“, ačkoliv se jedná o několik druhů různých bílkovin a vlastní bílkovina hordein je v nich zastoupena asi 35 %. Bílkoviny ječmene jsou kvalitnější než žita a pšenice. Cení se také obsah β-glukanů, které v lidské dietě snižují hladinu cholesterolu (CHLOUPEK a kol., 2005).

Tab. 4 Průměrné složení sušiny obilek ječmene (%) Min.látky

2,6

Protein

11

Škrob

69

Tuk

2,3

Vláknina

4,5

Ostatní

10,6

(CHLOUPEK a kol., 2005)

- 19 -

V literatuře nejsou podrobnější informace o extrudování ječmene. Podle zkušeností extruderistů jde extrudování ječmene respektive ječmenných krup dobře. Výrobky mají příjemnou chuť a vůni.

3.1.1.8 Oves (Avena sativa) Patří do čeledi lipnicovitých (Poaceae). Oves se v lidské výživě využívá ve formě ovesných vloček, krupice a mouky. Má vysokou výživnou hodnotu a dobrou stravitelnost. Bezpluché obilky ovsa se totiž od ostatních obilek liší vysokým obsahem nejkvalitnějších bílkovin (14 – 15 %) a vysokým obsahem tuku (7 – 10 %). Olej obsahuje asi 40 % kyseliny linolové. Pro vysoký obsah tuku se obilky lehce kazí, zejména při poškození klíčku (žluknou a hořknou) a proto se před zpracováním tepelně ošetřují např. pařením. Pro lidskou výživu jsou důležité slizovité látky v zrnu (licheniny, β-glukany), které chrání mukózu žaludku i střev a přispívají ke snižování hodnot insulinu a cholesterolu v lidském organismu. Oves je pro celiaky vhodnější a nutričně hodnotnější než žito a ječmen, ale i přesto je samotný bez příměsí rizikový, protože v některých letech překročí obsah gliadinů 10 mg/100g. Oves se zpracovává na mouku a vločky. Protože obsahuje více slizovitých látek (β – glukanů) než ostatní obiloviny, používá se především pro nemocné a děti. β – glukany jsou vlastně rozpustná součást hrubé vlákniny a tak působí snižování hladiny cholesterolu v krvi. Zrna ovsa nemají mít změněnou barvu ani vůni (CHLOUPEK a kol., 2005).

Tab. 5 Průměrné složení sušiny obilek ovsa (%) Min.látky

3,5

Protein

12

Škrob

50

Tuk

7

Vláknina

12

Ostatní

15,5

(CHLOUPEK a kol., 2005)

- 20 -

3.1.2

Doplňkové suroviny k extruzi

3.1.2.1 Tuk Mimo hlavní suroviny se v technologickém procesu extruze používají další suroviny např. rostlinné tuky, jak ve formě ztužených tuků tak i olejů. Živočišné tuky se ve výrobě extrudovaných výrobků nepoužívají. Jedním z nejvíce žádaných olejů při extruzi je olej palmový. Charakteristickou vlastností palmového oleje je vysoká tepelná stabilita, doba uskladnění až 24 měsíců, nejvyšší obsah přírodního vitamínu E, antioxidantů, prokurzorů vitamínu A, betakaroténu, coenzymu Q10 a vitamínů D, K, neobsahuje cholesterol má pozitivní vliv na zvyšování dobrého HDL cholesterolu a snižuje zlý LDL cholesterol, zpomaluje růst rakovinových buněk. Palmový olej je zdravý, dostupný, levný, technicky vhodný pro většinu potravinářských výrobků. Pro výrobu extrudovaných výrobků je zásadní, že palmový olej neovlivňuje chuť potravinářských výrobků a jídel, dodává výrobkům dlouhodobou stabilitu, přitažlivý vzhled i strukturu, neváže na sebe negativní pachy, je lehko stravitelný a podporuje zdravý metabolizmus organizmu. Nejdůležitější vlastnost – vynikající schopnost zadržovat vodu bez emulgátoru, obsahuje mono i diglyceridy, které jsou schopné zadržovat

až

400

%

vody

proti

vlastní

hmotnosti

(http://www.dia-

potraviny.cz/palmovyolej.html).

3.1.2.2 Koření V zastoupení koření převládá jemně mletá paprika jak sladké, tak ostré chuti, kmín, sůl v množství obvykle kolem 2 %, skořice, kakao, kakový prášek nebo např. sušená karotka či řepa, paprikový výtažek E160c. Některé výrobky obsahují ořechy, ale pouze mleté, protože celé nebo sekané ořechy by neprošly extruzními tryskami (POEX, 2009).

3.1.2.3 Cukr Nezbytnou surovinou je cukr, který se používá v extruzní technologii ve formě moučky s 3 % obsahem bramborového škrobu a s obsahem protihrudkujících látek. V některých výrobcích je cukr nahrazen medem nebo fruktózou (POEX, 2009).

3.1.2.4 Mléčné výrobky Z mléčných výrobků je třeba zmínit sušené odstředěné mléko, syrovátku, sýry v sušené formě. Při extruzi se používají výhradně suroviny v sušené formě. Jedinou tekutou surovinou je voda, která je nezbytná při procesu extruze. Expanzí vodní páry a - 21 -

plynů uvnitř výrobků se vytvoří velmi suchý a křehký výrobek, který má strukturu tuhé pěny (KUČEROVÁ, 2004).

3.1.2.5 Přídatné látky Aditiva jsou přídatné látky, které se dávají do pokrmů za účelem zajištění bezpečných, výživově hodnotných potravin, ke zlepšení vzhledu, chuti, trvanlivosti a dalších vlastností potravin. Podle původu jsou potravinářská aditiva dělena na přírodní, přírodně identická (chemickým složením shodná s přírodními) a syntetická (šitá na míru pro určité účely). Přídatné látky jsou uvedeny ve vyhlášce Ministerstva zdravotnictví č. 52/2002 Sb., ve znění pozdějších právních předpisů (http://www.bezpecnostpotravin.cz/UserFiles/File/Publikace/Aditiva.pdf). U všech používaných potravinových přísad existují maximální doporučené denní dávky, které je jen velmi těžké v běžné denní stravě překročit. Kontrolu dodržování předpisů pro používání přídatných látek zajišťují, pokud jde o potraviny, dozorové orgány Ministerstva zemědělství ČR, tj. Státní zemědělská a potravinářská inspekce a Státní veterinární správa, u pokrmů pak orgány ochrany veřejného zdraví řízené Ministerstvem zdravotnictví ČR. Studiem složení extrudovaných výrobků, které je uvedeno na obalech bylo zjištěno, které aditivní látky jsou nejčastěji používány, jsou to: - přírodní barviva karoteny E160a, košenila E120, chlorofyly a chlorofyliny E140, kurkumin E100, měďnaté komplexy chlorofylů a chlorofylinů E 141, paprikový extrakt, kapsanthin a kapsorubin E 160 c. Ovšem výjimkou nejsou ani barviva syntetická ponceau 4R (syn. Košenilová červeň A) E 124 a indigotin ( syn. Indigocarmine) ( Blue 2 ) E 132. - aromata přírodní a přírodně identická. Nejčastěji se setkáme s kyselinou glutamovou E 620, glutamanem sodným E 621, glutamanem draselným E 622, guanylanem sodným E 627, inosinanem sodným E 631. - regulátory kyselosti kyselina citrónová E 330, kyselina jablečná E 296. - emulgátory lecitin E 322, polyglycerolpolyricinoleát E476.

3.1.2.6 Sladová mouka Častou součástí extrudovaných výrobků je sladová mouka, která nastavuje optimální míru kolísající aktivity enzymů v mouce. Zlepšuje rozpínavé vlastnosti těsta (POEX, 2009). - 22 -

3.1.2.7 Voda Při výrobě pekárenských výrobků je možno používat pouze vodu pitnou, která má být: - čirá bez vůně a pachu, s přirozenou chutí - prostá organického zákalu a bezbarvá, neboť i nejmenší zbarvení vody ovlivní senzorické vlastnosti pečiva - zdravotně nezávadná, prostá choroboplodných zárodků, většího množství zdravotně nezávadných mikroorganismů a prostá rozpuštěných jedovatých látek (HAMPL, 1981). Pro potravinářskou výrobu se používá pitná voda. Výrobní podnik musí zajistit nezávadnost vody i její kontrolu ve všech vlastních rozvodech. Jedním z ukazatelů kvality vody je její tvrdost, což představuje obsah rozpuštěných vápenatých a hořečnatých složek. Při varu za určitých podmínek jsou příčinou značných inkrustací na topném povrchu. Zásadním požadavkem pro použití vody v potravinářské výrobě je zajištění její nezávadnosti. Vyhláška MZd 376/2000 Sb., stanoví požadavky na pitnou vodu, rozsah a četnost její kontroly. Pokud výrobce používá vodu z vlastních zdrojů, je povinen sám zajišťovat všechny požadavky normy. Pokud používá vodu z veřejných zdrojů, povinnost zajistit tyto požadavky má dodavatel. Za kvalitu dodávané vody ale ručí jen do místa vstupu k odběrateli. Nejméně jednou ročně provádí pověřené pracoviště kontrolu dodávané vody. Výrobní podnik musí zajistit nezávadnost vody i její kontrolu ve všech vlastních rozvodech. V rámci EU uvádí požadavky na jakost vody pro lidskou spotřebu směrnice Rady EU 98/83/EC z 3.11.1998 (PŘÍHODA a kol., 2003).

3.1.3

Náplně pro trvanlivé pečivo

Náplně pro trvanlivé pečivo patří mezi nejstálejší náplňové hmoty. Jsou to většinou hladké, až mírně zrnité homogenní hmoty různých barevných odstínů a různých vůní. Jejich chuť je sladká, případně sladkokyselá, výrazně ovlivněna použitými přísadami. Používají se např. na plnění perníků, oplatek, některých druhů sušenek a speciálních korpusů ze šlehaných hmot. Základními surovinami na jejich přípravu jsou ztužený pokrmový tuk, práškový cukr, upotřebitelný odpad (tzv. zlom), plnotučné nebo odstředěné sušené mléko. Přísady tvoří sojová mouka, kakaový prášek, pražené jádroviny, sušená smetana, aromatické oleje, roztoky organických kyselin apod. Kromě bezvadných senzorických (smyslových) znaků je při hodnocení těchto polotovarů kladen hlavní důraz na jejich trvanlivost, jemnost a hustotu (SKOUPIL, 1997). - 23 -

Trvanlivost je v tomto případě garantována používáním ztuženého pokrmového tuku, který – jak známo - je připravován za vyšších teplot a obsahuje jen asi 0,5 % vody. Nejvhodnější je ztužený pokrmový tuk N, tzv. tuk náplňový, který se připravuje z 80 % ztuženého řepkového oleje a 20 % ztuženého palmového oleje. Ztužený pokrmový tuk je v této náplni obsažen 20 až 30 %. Jemnost náplní pro trvanlivé pečivo je ovlivněna především velikostí krystalků sacharózy. Protože náplně pro trvanlivé pečivo obsahují jen asi 0,5 až 10 % vody, nedochází v nich k rozpouštění cukru a velikost jeho krystalků je závislá pouze na jemnosti mletí. Z toho důvodu je mletí základních surovin důležitým procesem při přípravě kvalitních náplní tohoto typu. Aby byly zachovány přesné rozměry trvanlivého pečiva, musí mít také použitá náplň při stejné hmotnosti stejný objem, tedy stejnou hustotu. Proto bývá konečnou fází přípravy náplně na trvanlivé pečivo šlehání, při němž se požadovaná hustota pečlivě sleduje (SKOUPIL, 1997). Plněné extrudované výrobky se nazývají koextrudované výrobky. Mohou mít různý tvar nejčastěji mandličky a polštářky.

Příklady složení používaných náplní v extrudované výrobě firmy POEX, a.s. : Arašídová náplň – cukr, rostlinný tuk, mleté arašídy, sušená syrovátka. kakao, emulgátor E 322 (sojový lecitin), aroma. Čokoládová náplň – cukr, rostlinný tuk, kakao, sušená syrovátka, laktóza, emulgátor E 322 (sojový lecitin). Černý rybíz – cukr, rostlinný tuk, syrovátka, maltodextrin, sušené mléko, E 330 (kyselina citrónová), konzervant, E 331 (citran sodný), aroma černý rybíz, barvivo E 124 Ponceau 4R (syn. Košenilová červeň A) a E 132 Indigotin ( syn. Indigocarmine).

- 24 -

3.2 Technologie výroby Metoda extruze má velké možnosti v šíři zpracovávaných surovin a v sortimentu extrudovaných výrobků. Extruze je proces, při kterém je zpracovávaný materiál donucen pomocí míchání, nahřívání a řezání procházet tryskami. Trysky dávají produktu určitou formu, která je ve většině případů expandovaná (pufovaná), extrudovaná. Poprvé byly pro nepřetržitou extruzi použity šnekové extrudery kolem roku 1935. Extruderů se používá k želatinizaci nebo k vaření, řezání, míchání, sterilizaci, tvarování, dále k expanzi, tj. extruderování a sušení (POEX, 2009). Můžeme tedy říci, že extruzí rozumíme protlačování výchozí suroviny nebo předvaření směsi systémem trysek. Většinou je to spojeno se vzrůstem objemu v důsledku dekomprese a náhlého odpaření vlhkosti na výstupu z extruderu (LAI a kol., 1991).

3.2.1

Rozdělení extrudérů

Podle literárních pramenů se extrudery dělí z několika hledisek. Ve své práci vycházím z dělení podle termodynamických znaků, pracovního tlaku a konstrukce. Podle charakteru finálního výrobku a zpracovaných surovin se parametry extruzního procesu pohybují v následujících rozmezích: teplota 80 – 250 °C, tlak 2 – 20 MPa, vlhkost 5 – 40 %, doba zdržení materiálu v extrudéru 5 – 100 sekund (POEX, 2009). Kapitola Rozdělení extrudérů byla zpracována z interních podkladů firmy POEX, a.s. Velké Meziříčí.

3.2.1.1 Extrudery z termodynamického hlediska Adiabatické nebo autogenní extrudery Teplo se v nich vyvíjí na účet vlastní mechanické energie a ohřívání nebo chlazení produktu (nepočítáme-li do toho počáteční nahřívání) není nutné. Těmto podmínkám odpovídají extrudery pro výrobu křupek.

Isotermické extrudery U těchto extruderů se konstantní teplota udržuje chlazením a odváděním tepla vytvořeného přeměnou mechanické energie v tepelnou.

- 25 -

Polytropní extrudery Tyto extrudery pracují mezi autogenními a isotermickými extrémními podmínkami. Všechny extrudery v potravinářském průmyslu by měly patřit do polytropní skupiny. K tomu je nutné poznamenat, že některé extrudery pracují na hranicích platných pro adiabatické, jiné na hranici pro isotermické extrudery.

3.2.1.2 Extrudery z hledika pracovního tlaku Nízkotlaké extrudery Protlačuje se jimi většinou předvařená směs, která se na výstupu z trysek krájí a upravuje sušením, smažením, dochucováním, barvením apod. Jako příklad může posloužit lis na makaróny.

Středotlaké extrudery Skládají se z varné a extruzní části. Výchozí materiál se po přídavku tekutiny předvaří a protlačuje extruderem za tlaku 5 · 105 N/m2 (asi 5 atm.). Tepelné zpracování obilního materiálu vyplývá jednak z ohřevu předvářecí komory přímou i nepřímou parou a jednak z přeměny mechanické energie šneku na teplo v extruzní části. Tento extruder poskytuje největší variabilitu zpracovaného materiálu i hotových výrobků.

Vysokotlaké extrudery Tyto extrudery vyvíjí tlaky od 2,5 · 106 (cca 25 atm.) do 3,5 · 106 N/m2 (cca 35 atm.). Materiál se zahřívá přeměnou mechanické energie šneku a expanzní účinek na výstupu je velmi silný. Do tohoto typu extruderů se dávkují pouze suché suroviny odpovídajících jakostních znaků, protože průběh procesu je silně závislý právě na vlastnostech výchozího materiálu. Před výstupními tryskami dochází k prudkému vzrůstu tlaku a během několika vteřin ke zvýšení teploty ze 100 na 180 ◦C. Tím se u tohoto typu extruderu projeví efekt expanze v největší míře. Výsledný produkt má velmi atraktivní vzhled, vysoce pórovitou strukturu a hladký povrch.

3.2.1.3 Extrudery z hlediska počtu šneků Jednošnekové extrudéry Používají se pro jednoduché a nenáročné extruzní výrobky. Jejich nevýhodou je vytváření „mrtvých“ míst nebo snižování dopravní výkonnosti šneku.

- 26 -

Jednošnekový extrudér představuje jednoduché zařízení, avšak s omezeným využitím. Není možné zpracovávat všechny suroviny. Osvědčily se směsi na bázi kukuřice a rýže. Je nutné přizpůsobit jejich složení. K ohřevu materiálu dochází třením. Ohřev nelze přesně řídit. Další nevýhodou je problematické čištění, kdy je třeba vymontovat celé těleso šneku.

Dvoušnekové extrudéry Umožňují lepší nastavení doby zadržení a lepší kontrolu smykového namáhání materiálu. Nevyžadují zvlhčování a kondiciování materiálu a mohou pracovat s nižšími vlhkostmi surovin. Lze je třídit podle směru otáčení šneků, podle toho jak hluboko do sebe zapadají závity šneku. U dvoušnekových extrudérů lze pracovat s vyššími teplotami i tlaky. Průchod materiálu je přesně definován a teplota se reguluje pomocí systému vnějšího vytápění a chlazení. Proto se pro tuto extruzi ustálil název varná. Varná extruze je energeticky výhodný kontinuální proces, v němž se přeměňují bez ztrát cereální suroviny na potravinářské výrobky. Vysoká teplota, tlak a střihové namáhání při krátké době expozice dovolují produkci výrobků, jaká dříve nebyla možná.

Z hlediska smyslu otáčení se dvoušnekové extrudery dělí na:

Dvoušnekové extrudery s protiběžnými šneky Šneky se otáčejí opačným směrem. V protiběžně rotujících systémech se šroubovice šneku v té části, kde zasahují jedna do druhé, se po sobě odvalují s relativně odlišnými posuvnými rychlostmi.

Dvoušnekové extrudery se souběžnými šneky Šneky se otáčejí stejným směrem. Souběžné šneky se po sobě neodvalují v žádném místě. Okraj jednoho šneku stírá tangenciálně plochu druhého s konstantní relativní rychlostí. Nedochází ke kalandrovému účinku mezi vrcholem závitu a šnekovou plochou. Nevzniká tlak mezi šneky a opotřebení je tak výrazně menší (POEX, 2009).

Porovnání jednošnekových a dvoušnekových extrudérů je obtížné. Jednošnekový extrudér je podstatně jednodušší - jeden šnek, jedno šnekové těleso, převod od motoru zpravidla řemeny. Ložiskové těleso poměrně jednoduché, rozměrově není omezené. - 27 -

Dalo by se přirovnat k mlýnku na rybíz. Materiál vytlačuje šnek. Ale síla i provaření materiálu se mění s opotřebením. Materiál se protlačuje přes sadu trysek, vnitřní a vnější matrice. Pak dojde k odříznutí a vzniká požadovaný výrobek. Dvoušnekový extrudér je podstatně složitější. Dvě hřídele těsně vedle sebe, převody od motoru zpravidla v převodovce, včetně vyvedení kroutícího momentu na oba hřídele. Obtížné zachycení sil, zejména axiálních, omezený prostor. Pohyb podobný jako čerpání v mezeře mezi šneky. Velmi důležitý je rozdíl, kdy se dva šneky navzájem stírají a vyprázdní beze zbytku. Kvalita provaření je nesrovnatelná. Reguluje se vnějšími tepelnými tělesy. K ohřevu se využívají parní nebo elektrická tělesa, chladí se vodou. To umožňuje zpracovávat materiály s různými vlastnostmi (MLYNÁŘSKÉ NOVINY, 2008).

- 28 -

3.2.2

Výrobní diagram výrobního procesu extruze 1.1. Příjem surovin

2.1. Sklad surovin

3. Vážení a míchání 2.8. Likvidace obalů

7. Násypka

6.1. Separátor kovu 3.1. Používání dřevěných palet

8. Extruze

8.5. Sušení min. 100°C 4.4. Surovina

8.1. Aplikační kotel

1.3. Voda z vodovodního řadu

8.4. Příprava nástřiku

8.3. Chladící buben

7.2. Dopravník

2.6. Skladování tuku (30-40°C)

11. Balení, značení, vážení a ukládání na palety 2.3. Sklad obalů 2.4. Sklad hotových výrobků 1.2. Příjem obalů 12. Dodávání

(POEX, 2009)

- 29 -

13. Dodávání

3.2.3

Technické pojmy extruze

Tak jako v dalších technologických procesech i v procesu extruze, nalezneme mnoho technických otázek, kterými se musíme zabývat. Touto kapitolou by měly být nastíněny nejdůležitější technické parametry, které ovlivňují výrobní proces. Nejen kvalita surovin a správně zvolená technologie, ale i technické zázemí má podíl na kvalitě výrobku. Kapitola byla zpracována z interních podkladů firmy POEX, a.s. Velké Meziříčí.

Přívod energie Je ovlivněn počtem otáček šneku, konfigurací trysek a viskozitou těsta. Extrudační motor musí pracovat tak (počet otáček x točivý moment), aby držel šneky a rotory v pohybu. Tato mechanická práce se zcela vstřebává formou tepla do těsta: energie (kWh nebo Wh) se zavádí do těsta. Specifický mechanický přívod energie ovlivňuje konfigurace trysek, viskozitu těsta, počet otáček šneku, točivý moment.

Viskozita těsta Je ovlivněna extruzní vlhkostí, recepturou, přívodem elektřiny. V extruderu se suroviny zahušťují na velmi husté těsto. Viskozita těsta je závislá na receptuře, obsahu vody, vyšší teplotě způsobené vyšším přívodem energie. Viskozitu těsta snižují cukr, olej, voda v receptuře, ale také přívod energie. Čím je těsto teplejší, tím je řidší. Tlak těsta dosahuje maxima před průchodem tryskou. Jestli těsto expanduje dříve do délky než do šířky závisí na tlaku v trysce, designu trysky a teplotě těsta.

Teplota těsta Je ovlivněna extruzní vlhkostí, tryskami, počtem otáček šneku. V extruderu se surovina velmi zhustí. Vzniká tření a tím teplota, která způsobí procesy v přeměně surovinových komponentů (mazlavá hmota, denaturování atd.). Na závěr vznikne zhuštěním a teplotou také elastické těsto. Když je teplota víc jak 100 °C u tryskových otvorů se přemění voda v páru a působí na expanzi těsta.

Předpoklad expanze 1) elastické vlastnosti těsta u výstupu z trysky. 2) dostatečně vysoká teplota na odpaření vody. - 30 -

Protože suroviny jako cukr, vláknina, tuk nemohou vytvořit žádné elastické vlastnosti, musí být k dispozici dostatečné množství škrobu a/nebo proteinu, které těsto udělají elastickým. Škrob a protein tvoří elastičnost různým způsobem, přičemž se navzájem omezují a musí být velmi dobře smíchané/homogenizované, aby s pomocí vody vytvořili dostatečně elastické těsto. Na průběhu expanze se podílí receptura a teplota těsta.

Velikost bublinek (pórovitost, textura) Je ovlivněna teplotou těsta, tlakem trysky a recepturou. Voda, která se odpařuje na trysce vytváří v elastickém těstě bubliny a nabývá na hmotě. Může vznikat mnoho malých bublinek, ale také menší počet velkých bublin. Velikost bublin má vliv na texturu/křupavost extrudátů. Při vysokém tlaku v trysce nebo vysoké vlhkosti dochází ke tvorbě velkých bublin v extrudátu. Při vysoké teplotě těsta nebo nízkém tlaku v trysce dochází k tvorbě malých bublin v extrudátu. Vlákniny, některé nerozpustné minerální látky nebo vzdušné bublinky tvořící se na trysce působí rovněž jako zárodky každé jedné bublinky v extrudátu a podporují rovněž vytváření textury s jemnými póry. Rychlost řezu je možno nastavit přímo v rozsahu 0-100%, nebo dle počtu čepelí nože.

Hustota suroviny (g/l) Je ovlivněna recepturou, druhem surovin, stupněm rozemletí a zvlhčením. Čím je surovina hustší, tím více suroviny se na počet otáček šneku dostane do přístupové zóny a zahušťuje. Rostoucí hustota suroviny ovlivňuje vysoký točivý moment a umožňuje vysoký výkon extrudéru.

Schopnost uchopení suroviny šnekem (hrubost) Hrubá (soudržná) je surovina, kterou lze lehce v ruce stlačit a nesype se při tom skrze prsty. Pro extrudér je hrubší surovina lehce uchopitelná a zhušťovatelná. Soudržné suroviny mají také většinou vyšší hustotu, jsou dobře sypatelné a dávkovatelné. Pšeničná mouka je hrubší než škrob, krupice a šroty jsou hrubší než mouka.

- 31 -

Extruzní vlhkost Je ovlivněna dávkováním vody. Voda je zapotřebí k tomu, aby se škrob přeměnil v maz a surovina se zpracovala v elastické těsto. Voda určuje viskozitu těsta, přívod elektřiny v extruderu ovlivňuje texturu finálního výrobku. Vlhké těsto způsobuje nedostatečnou stabilitu těsta (extrudátu), aby odolal tlaku vzduchu. Ochlazením se extrudát smrští bezprostředně po expanzi.

Dávkování Nastavuje se přímo, 0 - 700kg/h. Gravimetrický hlavní dávkovač dodává do extrudéru extruzní směs. Dávkování v kg/h se nastavuje přímo a určuje průchod a výkon zařízení. Zvýšená propustnost produkuje vysoký tlak v trysce a ovlivňuje lehce přívod energie. Vysoký počet otáček při malé průchodnosti silně ovlivňuje přívod energie. Dávkování se musí přerušit, když šnek extrudéru nemůže zhutňovat bezpečně a bez překročení točivého momentu.

Počet otáček šneku Nastavuje se přímo 50-580 RPM. Počet otáček šneku se na extrudéru také může nastavovat postupně. Čím rychleji se šnek otáčí, tím více materiálu je třeba. Zvýšený počet otáček produkuje hodně tepla (vzniká větší počet kompresních a dekompresních cyklů prostřednictvím zařízení TURBO). Z důvodu zvýšeného stupně hnětací práce a vyšší teplotou těsta klesá viskozita těsta a tlak v trysce. Velmi nízkými otáčkami šneku lze dosáhnout maximální hranice plnění šneku, při zvýšeném točivém momentu může být přetížen pohon.

Točivý moment Je ovlivněn dávkováním, počtem otáček šneku, extruzní vlhkostí. Točivý moment šneku extrudéru je měřen jako průtok proudu v motoru extrudéru v A (max. 270 A).

Stupeň zaplnění šneku Je ovlivněn počtem otáček šneku a dávkováním. Šnek extrudéru vyžaduje s každým otočením určité množství suroviny. Čím rychleji se šnek točí, tím více suroviny může vyžadovat. Jestliže se surovina hned dávkuje takovým způsobem, že šnek stačí ještě pojímat materiál (trychtýř začíná běžet naplno), je stupeň zaplnění maximální, t.j. - 32 -

100%. Jestliže se šnek točí velmi rychle a surovina je málo dávkována, je stupeň zaplnění nízký.

Maximální hranice naplnění šneku Je ovlivněna velikostí suroviny, schopností uchopení suroviny a hustotou suroviny. Šnek vyžaduje při každém otočení určité množství materiálu, závislé na geometrii šneku a hustotě suroviny. Maximální hranice plnění šneku je dosažena, když se násypka začíná plnit. Šnek má maximální plnění když za hranici jejího výkonu začne zhušťovací proces. Extrudér by neměl být provozován v blízkosti hranice zaplnění, neboť hrozí riziko přeplnění násypky, ucpání vtokové zóny, znečištění vtokového kroužku, ucpání přístupu k váze a chybná funkce váhy.

Vylitrování – suché dávkování Nastavení parametrů odměrných dávkovacích instrumentů se provádí na přístroji na suché dávkování, čerpadle na dávkování vody a vstřikovacím dávkovacím čerpadle. Dávkovací instrumenty linky pracují v odměrkách/volumetricky (výjimku tvoří gravimetrický hlavní dávkovač). S každým otočením dávkovacího šneku nebo s každým zdvihem dávkovací pumpy je dávkováno určité množství materiálu. Recepty jsou udávány obvykle v kilogramech, které musí být nastaveny na zařízení proudy hmoty. Aby bylo možno nastavit odpovídající proud hmoty, musí být známo/vypočteno, jaké množství materiálu při určitých otáčkách, zdvihové frekvenci nebo nastavení zdvihu je dávkováno.

Vliv na přesnost dávkování Je ovlivněno hustotou surovinové směsi, tokovým chováním surovinové směsi a vlhkostí surovinové směsi. Hodnoty musí být pro každou recepturu vypočteny a měly by být kontrolovány/korigovány každý týden. Hodnoty se vypočítávají měřením přepravního výkonu z nejméně 3 naměřených hodnot, co nejblíže pracovní oblasti. S přibývajícím počtem otáček dávkovacího zařízení šneku klesá dávkovací výkon. Na toto je třeba dbát když provádíme měření v blízkosti skutečné pracovní oblasti. Při delším čase provozu (více hodin/směn ) se nikdy nezvyšuje výkon dávkování, nýbrž se znečištěním na dávkovacích šnecích snižuje. Proto se berou hodnoty za delší časový úsek.

- 33 -

Vylitrování – dávkovací čerpadlo Nastavení parametrů odměrných dávkovacích instrumentů se provádí na přístroji na suché dávkování, čerpadle na dávkování vody a vstřikovacím dávkovacím čerpadle. Dávkovací instrumenty linky pracují v odměrkách/volumetricky (výjimkou je gravimetrický hlavní dávkovač). S každým otočením dávkovacího šneku nebo s každým zdvihem dávkovací pumpy se dávkuje určité množství materiálu. Recepty jsou obvykle udávány v kilogramech, které musí být nastaveny na zařízení jako proudy hmoty v kilogramech/hodinu. Aby mohly být nastaveny odpovídající proudy hmoty, musí být známo/vypočteno, jaké materiálové množství při určitých otáčkách, frekvenci zdvihů nebo nastavení zdvihu je dávkováno.

Vliv na přesnost dávkování Je ovlivněna hustotou tekutiny a uvolněnými plyny v tekutině. Hodnoty musí být pro každou tekutinu vypočteny. Mění se však jen velmi nepatrně, měly by být v delších časových úsecích kontrolovány/korigovány.

Vodní dávkovací čerpadlo Pro výběr pracovní oblasti je vodní dávkovací čerpadlo opatřeno mechanickým seřízením délky zdvihu. Nastavení během výroby se uskutečňuje prostřednictvím počtu otáček. Vstřikovací čerpadlo běží obvykle při konstantních otáčkách. Pracovní rozsah je možné nastavit prostřednictvím frekvence na měniči frekvence. Vlastní spouštěcí impuls proběhne na spouštěcí desce.

3.2.4

Výsledek extruze

Významnou skutečností je to, že převařený škrob při extruzi obalí ostatní složky a tím je chrání proti působení vzdušného kyslíku. Kromě toho velmi krátké působení teploty je šetrné k zachování některých biologicky aktivních látek v potravině. Extruze je výhodnou konzervační technologií zejména kvůli podílu rostlinného tuku, obsaženého v obilovinách. Tento tuk je v částečně zpracovaných obilovinách (mačkáním, loupáním) silně náchylný ke žluknutí (oxidaci), které se projevuje zhořknutím výrobku. Žluklá potravina je zdravotně závadná. Velmi typicky se zhořknutí projevuje například u ovesných vloček nebo jáhel, kde tento jev může podle - 34 -

skladovacích podmínek nastat již během několika dnů až týdnů. I běžná celozrnná mouka z pšenice se takto časem znehodnocuje a to bylo v dřívější době důvodem k zavedení výroby vysoko vymílané bílé mouky, která byla oproti celozrnné stabilnější. Naopak u extruzí zpracované obilní celozrnné mouky, například ovesné je extrudovaný výrobek stabilní po dobu jeden a půl roku i při běžné skladovací teplotě do 25°C. Z hlediska hygienického je potom instantní obilná kaše rok stará rozhodně bezpečnější než čtvrt roku staré ovesné vločky nebo obilní celozrnná mouka klasicky mletá (http://www.nutri-exact.cz/article_det.php?to=29).

- 35 -

3.3 Povýrobní fáze úpravy výrobků Mnohé extrudované výrobky se po průchodu extruzní linkou dražují či jsou máčeny, polomáčeny. K máčení se používají běžné cukrářské polevy různých typů.

3.3.1

Polevy

Polevy výrobků jsou polotovary, které mají několikerý význam. Předně prodlužují trvanlivost výrobků, tím, že zabraňují jejich vysychání, oxidaci a přístupu mikroorganismů. Kvalitní poleva zvyšuje také estetickou úroveň výrobku. V neposlední řadě se polevy podílejí na celkovém zlepšení senzorických znaků výrobků, především pak vůně a chuti. Je ale třeba připomenout, že nevhodně volená nekvalitní nebo nesprávně nanesená a ošetřená poleva může původně kvalitní polotovar znehodnotit. To se týká např. nevhodné kombinace druhu polevy např. s náplní. Nevhodné jsou také polevy pastelových, nepřirozených barev, dále polevy s nesprávnou konzistencí, polevy poškozené apod. Čokoládové a kakaové polevy se připravují z produktů pro zpracování základní kakaové hmoty, což je polotovar získaný primární a sekundární úpravou kakaových bobů. Primární úprava kakaových bobů je především jejich fermentace prováděná ihned po sklizni v produkční oblasti. Sekundární úprava, to je sušení, pražení a mletí kakaových bobů, se provádí ve zpracovatelských závodech. Kakaový tuk se často v odborné praxi nazývá kakaové máslo. Vzhledem k alkaloidům, to je teobrominu a kofeinu, které mají povzbudivé účinky na lidský organismus, řadíme kakaové a čokoládové výrobky mezi narkotické pochutiny (SKOUPIL,1997).

Čokoládové polevy Z velké skupiny čokoládových hmot mají v našem případě význam máčecí čokoládové hmoty (máčecí čokoládové polevy). Jsou to polotovary připravené ze základní kakaové hmoty, kakaového másla a cukru, dále pak s použitím emulgátorů a přísad. V praxi se setkáváme s celou řadou receptů na jejich přípravu. Smyslově připomínají máčecí čokoládové polevy čokoládu. Jsou to tedy tmavé, lesklé, tvrdé, ale zároveň křehké hmoty, typicky čokoládové vůni a chuti. V ústech se lehce rozplývají. V tekutém stavu jsou poněkud řidší než čokoláda. Jsou to nejkvalitnější polevy, které však vyžadují bezpodmínečné dodržování správných technologických postupů při jejich

- 36 -

přípravě a použití. Jinak dochází k jejich nežádoucím změnám, které podstatně zhoršují jak smyslové, tak i fyzikální znaky těchto hmot. Mezi nejčastější a také nejvýraznější vady čokoládových polev patří výskyt tukových a cukrových výkvětů na jejich povrchu (SKOUPIL,1997).

Kakaové polevy Kakaové polevy jsou polotovary, v nichž má dominantní význam kakaový prášek a některý a z tuků nahrazujících kakaové máslo. V našich podmínkách je to nejčastěji ztužený pokrmový tuk. S ohledem na vlastnosti ztuženého pokrmového tuku má cukrářská kakaová poleva světlejší barvu než máčecí čokoládové hmoty, je méně lesklá a má volnější konzistenci. Při přímých dotycích s rukou taje a maže se na prsty. Lom není ostrý, poleva se snadno krájí. Při konzumaci jasně vyniká chuť ztuženého pokrmového tuku. Bod tání ztuženého pokrmového tuku je zpravidla vyšší než 35 °C, proto se cukrářská kakaová poleva obtížněji rozplývá v ústech. Nevytváří však tukové výkvěty, proto je její zpracování profesně, energeticky a tím i finančně méně náročné. Negativní vlivy ztuženého pokrmového tuku v kakaových polevách jsou v zahraničí eliminovány tuky jinými, které se svými fyzikálními i chemickými vlastnostmi přibližují vlastnostem kakaového másla (SKOUPIL,1997).

Polevy tukové Polevy tukové jsou polotovary, jejich hlavní složkou je ztužený pokrmový tuk. Jeho vlastnosti podstatně ovlivňují organoleptické (smyslové) znaky a technologické vlastnosti tukových polev. Dalšími složkami tukových polev jsou cukr moučka, cukrářská kakaová poleva, pasta z podzemnice olejné, sušené mléko aj. V odborné literatuře i v praxi se setkáváme s řadou tukových polev. Jednou z nich je ledová poleva, jejíž příprava je vcelku jednoduchá, protože se jedná pouze o mechanické spojení jednotlivých složek: jemně utřená pasta z podzemnice olejné se rozmíchá s rozehřátým ztuženým pokrmovým tukem a jemně prosátým moučkovým cukrem. Do takto připravené směsi se přidá roztavená cukrářská kakaová poleva, vše se řádně spojí a rozmíchá. Jako taková se v tekutém stavu používá k potahování cukrářských výrobků (SKOUPIL,1997).

- 37 -

3.3.2

Dražování

Dražování jako jeden ze způsobů konečné úpravy extrudovaných výrobků se hojně uplatňuje při výrobě extrudovaných kuliček, které jsou součástí víček jogurtů, jako je tomu např. u výrobku Kostíci. V případě, je-li výrobek dražován či máčen v polevě nelze jej využít jako součást diety, ve smyslu úpravy jídelníčku neboť se nepříznivě zvyšuje jeho kalorická hodnota. Dražé jsou výrobky většinou drobnějších, oblých tvarů, které se připravují nanášením vrstev cukerných či necukerných roztoků nebo čokoládových polev na rozmanité vložky v různých dražovacích zařízeních ( HŘIVNA, 1997).

3.3.3

Balení hotových výrobků a jejich expedice

Technika balení potravin prochází v poslední době prudkým vzestupem jak po stránce kvalitativní, tak také kvantitativní a technické. Stoupá procento balených výrobků, zvyšuje se i jakost obalových materiálů a výkonnost balícího zařízení. Perspektivně je třeba počítat se stále zvyšovaným podílem balených výrobků. Nové formy prodeje v samoobsluhách, výdejních automatech a obchodních domech, dále vývoj nových obalových materiálů a konzumace potravin na cestách, o víkendech apod., to jsou všechno důvody pro stále větší množství baleného zboží. Účelem balení výrobků je především uchování jakosti výrobků a jejich biologické hodnoty po delší dobu. Kvalitní obal chrání jednotlivé složky výrobků před vysycháním, před znehodnocením vzdušnou oxidací urychlovanou světlem a před kontaminací mikroorganismy. Obal také chrání výrobek před znečištěním, např. zaprášením apod. Dále je zde hledisko zvýšení hygieny a kulturnosti prodeje, racionalizace prodeje, úspora času při nákupu, zvýšení transparentnosti výrobku. Na většině obalů jsou již uvedeny tyto údaje: název výrobku, jméno a adresa výrobce, složení výrobku a jeho nutriční a energetická hodnota, minimální trvanlivost, hmotnost, případně podmínky pro skladování, čárový kód apod.( SKOUPIL a kol., 1999). Jsou prováděny mnohé testy na kvalitu obalových materiálů, jedním z nich bylo zjištěno, že výrobky zabalené v neprůhledné folii Tapafol a skladované po dobu 10 měsíců při pokojové teplotě 22 °C byly méně křupavé a měly vyšší vlhkost než výrobky zabalené v průhledné fólii Radil C skladované stejným způsobem ( KUČEROVÁ a kol., 2006).

- 38 -

Hlavní druhy obalových materiálů - viskózové fólie - plasty - hliníkové fólie Uvedené materiály se používají buď v původním stavu, nebo se upravují ochrannými, resp. svařitelnými vrstvami, případně se vzájemně spojují. V tom je také perspektiva vývoje a použití obalových materiálů ( SKOUPIL a kol., 1999 ).

- 39 -

3.4 Kvalita extrudovaných výrobků 3.4.1

Systém HACCP

HACCP je nový přístup ke kontrole hygieny potravin. Ve světové literatuře je označován názvem Hazard Analysis Critical Control Points System. V tomto názvu jsou vyjádřeny dvě nejdůležitější charakteristiky celého systému, totiž analýza nebezpečí narušení zdravotní nebo hygienické nezávadnosti určitého potravinářského výrobku nebo pokrmu a identifikace kritických ochranných bodů v průběhu výroby, zpracování, úchovy, skladování, přepravy, distribuce, vaření a jakéhokoliv jiného způsobu úpravy ke konzumaci. Anglický výraz „ control“ vyjadřuje jak kontrolu monitorováním funkcí na kritickém bodu, tak ochranu zavedením určitých opatření, aby se dosáhlo správné hygienické a technologické praxe. HACCP je významnou, ba nepostradatelnou metodickou pomůckou při vývoji nových potravinářských výrobků, pokrmů nebo přísad do potravin, včetně jejich receptury ( ROSICKÝ a kol., 1994). Ve výrobě extrudovaných potravin jsou zahrnuty tyto specifické pojmy systému HACCP.

Analýza nebezpečí a z toho vycházející CCP (vztaženo na výrobu extrudovaných a koextrudovaných potravinářských výrobků v konkrétní nejmenované firmě):

Nebezpečí - biologické nebezpečí – přežití patogenních organismů - chemické nebezpečí – vznik polycyklických aromatických uhlovodíků - fyzikální nebezpečí – příměs kovových materiálů

Krok procesu - sušení

Ovládací opatření - tepelné opracování surovin během sušení - senzorická kontrola hotového produktu (produkty hnědé barvy vyloučit z dalšího zpracování)

Postup kontroly - kontrola teploty sušení

Kritický limit - teplota hotového výrobku minimálně 100°C

- 40 -

- teplota hotového výrobku maximálně 180°C tvorba polycyklických aromatických uhlovodíků (hnědnutí produktu)

Frekvence sledování - 1x za hodinu

Odpovědnost - extrudérista

Záznam - zápis teploty

Nápravná opatření - při nedodržení minimální teploty je nutné surovinu vyloučit z dalšího zpracování. Surovina bude označena a odděleně uložena. Při překročení teploty 130°C snížení teploty zářiče/zrychlení rychlosti průchodu výrobku sušícím válcem.

Ověření (verifikace) metody sledování - ověření údajů v provozním deníku - oddělení kvality zajišťuje mikrobiální kontrolu hotového výrobku dle plánu laboratorních rozborů

3.4.2

Jakost a senzorické hodnocení trvanlivého pečiva

Kvalitu poživatin můžeme definovat jako shodu výrobku se standardy nebo s požadavky spotřebitele. V souladu s touto definicí lze ke kontrole jakosti přistupovat ze dvou hledisek, legislativního a spotřebitelského (INGR a kol., 1997).

3.4.2.1 Jakost, uvádění do oběhu Požadavky na jakost pekařských výrobků stanovuje komoditní vyhláška jen velmi obecně (jedná se o požadavky na vzhled a tvar, kůrku a povrch, střídku, vůni a chuť); jsou to jen základní rámcové požadavky. Další jakostní požadavky jsou tedy záležitostí toho kterého pekaře, receptur a surovin, které používá a technologií, které uplatňuje ve své pekárně. Komoditní vyhláška stanovuje také přípustné záporné hmotnostní odchylky, které zohledňují specifičnost pekařské výroby. Hmotnost výrobku se totiž tvoří hmotností syrového těstového kusu před tepelným procesem a záleží také na dalších následných

- 41 -

pracovních operacích, zejména pečení, jaká bude konečná hmotnost výrobku (http://www.szpi.gov.cz/docDetail.aspx?docid=1000780&docType=ART&nid=11327).

3.4.2.2 Kontrola Kontrolu výroby a prodeje pekařských výrobků provádí Státní zemědělská a potravinářská inspekce (SZPI). Státní zemědělská a potravinářská inspekce kontroluje mimo jiné splnění mikrobiologických požadavků, požadavků na obsah cizorodých látek, na jakost, na označování atd. Případy, kdy jsou zjištěny zdravotně závadné pekařské výrobky, jsou ojedinělé. Státní zemědělská a potravinářská inspekce provádí kontrolu cílenou, to znamená, že ji zaměřuje zejména tam, kde lze nedostatek očekávat. Nejčastěji zjišťované nedostatky: nesprávné označení (chybějící údaje) nebo porušení jakosti. Jakost pekařských výrobků je však z velké části ovlivněna také tím, jak se s nimi zachází po té, co opustí pekárnu (přeprava, prodejny). Mezi ty závažnější nedostatky lze zařadit neoznačení alergenních složek na obalu výrobku (http://www.szpi.gov.cz/docDetail.aspx?docid=1000780&docType=ART&nid=11327).

3.4.2.3 Metody zjišťování jakosti potravin Senzorické hodnocení potravinářských výrobků je neodmyslitelnou součástí posouzení celkové kvality potravin a vykonává ho nejenom výrobce a kontrolní složky, ale hlavně spotřebitel. Způsob smyslového hodnocení je velmi odlišný a závisí od cíle, který má být hodnocením dosažen, jako i od schopnosti posuzovatele. Spotřebitel vykonává hodnocení instinktivně, víceméně bez toho, že si to uvědomuje (JAROŠOVÁ, 2001). Aby mohla být zajištěna a posouzena jakost výrobků a mohla se stanovit míra jednotlivých vlastností, je třeba výrobek podrobit zkoumání a zkoušení. Metody zkoumání se podle způsobu provedení a charakteru výsledků dělí na subjektivní metody a objektivní metody (BLÁHA a kol., 1999).

Subjektivní metody zkoumání Senzorické smyslové posuzování vychází ze subjektivních vjemů posuzovatele. Senzorické hodnocení je jedním z nejstarších způsobů posuzování potravin, je rychlé. Při posuzování se uplatňují smysly posuzovatele:

- 42 -

Zrak – posoudíme vzhled. Barvu, barevné odstíny, tvar, hrubé příměsi a zakalení, poškození a deformaci obalů. Čich – zjišťujeme různé pachy a vůně. Chuť – poznáváme sladkost, hořkost, slanost, kyselost, trpkost, palčivost, svíravost apod. Hmat – určujeme granulaci, tuhost, pevnost, pružnost, teplo, chlad a vlhkost. Sluch – používáme v těchto případech výjimečně (BLÁHA a kol., 1999).

Při senzorickém hodnocení trvanlivého pečiva hodnotíme celkový vzhled a tvar výrobku, povrch, jeho barvu, vůni a chuť konzistenci (křehkost, tuhost, houževnatost). U výrobků plněných se hodnotí konzistence náplně (jemnost, zrnitost) a rovnoměrnost namazání, u výrobků máčených a polomáčených se sleduje rovnoměrnost nanesení polevy a její vzhled (barva, lesk). Povrch musí být čistý, nepotřísněný náplní nebo polevou. Oplatkové pláty musí být úplné, nepopraskané, u máčených druhů povrch celistvě máčený, s polevou nepopraskanou a neodloupanou (KUČEROVÁ, 2004).

Objektivní metody zkoumání Fyzikální metody – při tomto hodnocení se používají různé fyzikální přístroje a pomůcky. Pomocí váhy získáme údaje o hmotnosti výrobků. Hustotu různých roztoků lze přesně zjistit pomocí hustoměrů. Také lze fyzikálně zjistit pevnost a pružnost různých výrobků. Mikroskopické metody – zkoumaný objekt pomocí mikroskopu několikrát zvětšíme. Tak můžeme objevit nejen přítomnost drobných živočišných škůdců, ale také nalézt různé příměsi. Mikrobiologické metody – úkolem mikrobiologického zkoumání je zajistit zdravotní nezávadnost suroviny a vyloučit přítomnost různých druhů mikroorganismů, hlavně patogenních ve zkoumané surovině. Chemické metody – rozborem získáme přesný přehled o chemickém složení zkoumaného výrobku. Tento rozbor stanoví množství a druhy jednotlivých živin (bílkovin, tuků, cukrů), množství vody a různých minerálních látek ve zkoumaném objektu (BLÁHA a kol., 1999).

- 43 -

3.5 Sortiment extrudovaných výrobků Vysokotlakou extruzí se vyrábí různé typy polotovarů a hotových výrobků. Vyrobí se výrobky, které svými vlastnostmi, zejména texturou, chutí, vzhledem a dalšími, nepatří do tradiční skupiny potravin. Extruzní výrobky se řadí do skupiny výrobků pro rychlé občerstvení (fast food), mají vysoký obsah vlákniny, jsou vhodné pro diabetiky a různé diety, jsou trvanlivé. Vlivem fyzikálních podmínek při extruzi dochází k provaření a extrudované produkty jsou instantní. Drobné tvarované kousky, tyčinky, slané či jinak ochucené nebo ploché plátky, výrobky ploché typu křehký chléb. Všechny tyto výrobky se mohou dále upravovat (restováním, potahováním či dražováním) nebo ochucovat. Tvarované extrudované výrobky jako vaničky, trubičky, polštářky lze dále plnit různými náplněmi (KUČEROVÁ, 2004). Ve výrobním programu jsou zařazeny výrobky z přirozeně bezlepkových surovin nebo výrobky bez cukru. Při výrobě může být použito široké nabídky příchutí, aroma, vlákniny a dalších potravinářských doplňků. V nabídce jsou také výrobky v kvalitě bio. Může se jednat o slané i sladké pečivo v mnoha podobách a příchutích. Tvarově je sortiment také velice pestrý, je možno vyrábět kuličky, čočky, válečky, kroužky, lupínky, hranolky, tyčinky, extrudát ve tvaru medvídka, krokodýla a jiné. Nejčastějším extrudovaným výrobkem na trhu jsou křehké extrudované chleby v různých chuťových modifikacích, cereální snídaně a extrudované crispies, které je komponentem pro výrobu müsli tyčinek a jogurtů, kde jsou jimi plněna speciální víčka. Jedním z prvních extrudovaných výrobků na trhu byly arašídové křupky, které i dnes patří k výrobkům s velkým odbytem. Extrudované výrobky plněné se nazývají výrobky koextrudovanými. V sortimentu koextrudovaných výrobků převládají zejména plněné polštářky, mandličky a jiné. Možnosti existují i v oblasti tzv. funkčních potravin, tedy potravin s cílenými vlastnostmi a výživovými hodnotami. Přidávají se bílkoviny i vláknina. Náplně se dávkují přímo do pracovního tělesa s tím, že suroviny, kde by mohlo dojít ke znehodnocení například vitamínů teplotou, se dávkují až na konci šneků přímo do hlavy. Patentovány jsou vícebarevné výrobky získané při jednom procesu. Součástí sortimentu jsou i vícezrnné produkty, instanční nápoje a kaše pro děti, sojové výrobky, krmiva pro psy a kočky (MLYNÁŘSKÉ NOVINY, 2008).

- 44 -

4 ZÁVĚR Cílem bakalářské práce bylo vypracování literární rešerže na téma Vstupní suroviny a kvalita extrudovaných výrobků. První část práce je věnována popisu hlavních surovin, které jsou používány při procesu extruze jako je pšenice, žito, rýže, kukuřice, pohanka, brambor, ječmen, oves. Jsou zde zahrnuty i doplňkové suroviny a náplně pro extrudáty, které se po naplnění nazývají koextrudáty. Dále je zařazeno rozdělení extrudérů z několika hledisekm, jako je termodynamické hledisko, pracovní tlak a počet šneků. Práce se také věnuje popisu procesu extruze, součástí je i ukázka výrobního diagramu, který byl vytvořen na konkrétní provoz. Kapitola Technické pojmy extruze chce poukázat na důležitost správného nastavení výrobního zařízení, které je krom surovin základem výroby kvalitního produktu. Následuje popis povýrobní fáze úpravy výrobků, do kterého bylo zahrnuto máčení v polevě, dražování, balení. V závěru práce je kapitola věnující se kvalitě extrudovaných výrobků. Je možno zde nalézt i pojednání o HACCP, dále jakosti a senzorickém hodnocení extrudovaných výrobků. Uveden je sortiment extrudovaných výrobků, který se stále rozšiřuje. Součástí příloh je hodnocení senzorické jakosti trvanlivého pečiva, pod které legislativně spadají také extrudované výrobky. Fotografie extrudovaných výrobků jsou taktéž umístěny v příloze práce. Snahou bylo zpracování uceleného přehledu o procesu extruze. Tato neustále se vyvíjející technologie si určitě zaslouží větší pozornost než je jí v této době kladena. Je nutno zákazníky seznamovat s různými technologiemi výroby, aby měli možnost srovnání a volby, jestli např. právě extrudovaný výrobek je pro ně přijatelný či vhodný. Správný výběr potravin je bezesporu jeden z důležitých faktorů našeho zdraví.

- 45 -

5 POUŽITÁ LITERATURA BLÁHA, L., ŠREK, F. Suroviny pro učební obor Cukrář, Cukrářka. 1.vyd. Praha: Informatium, spol. s.r.o., 1999. 213 s. ISBN 80-86073-44-0.

BAVEC, F., BAVEC M.. Organic Production and Use of Alternative Crops. Fl, USA: CRC Press/Taylor and Francis Group, 2006. 214 s. ISBN 1-57444-617-7.

FOŘT, P.. Tak co mám jíst. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, a.s., 2007. 164 s. ISBN 978-80-247-1459-2.

HAMPL, J. a kolektiv. Jakost pekárenských a cukrárenských výrobků. 1. vyd. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1981. 232 s. ISBN 04-818-81.

HOUBA, M. a kolektiv. Poznejte pěstujte používejte brambory. 1.vyd. Kolín: Europlant šlechtitelská spol. s.r.o. Praha vlastním nákladem ve spolupráci s firmou Atelier Longin, 2007. 150 s. ISBN 978-80-239-9419-3.

HŘIVNA, L., PELIKÁN, M., HUMPOLA, J.. Technologie sacharidů. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 1999. 154 s. ISBN 80-7157-407-4.

CHLOUPEK, O., PROCHÁZKOVÁ, B., HRUDOVÁ, E. Pěstování a kvality rostlin. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 181 s. ISBN 807157-897-5.

INGR, I., POKORNÝ, J., VALENTOVÁ, H. Senzorická analýza potravin. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 1997. 201 s. ISBN 80-7157-283-7.

JAROŠOVÁ, A. Senzorické hodnocení potravin. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2001. 84 s. ISBN 80-7157-539-9.

KOLEKTIV AUTORŮ. Naučný slovník zemědělský 2. 1.vyd. Praha: Ústav vědecko technických informací, 1968. 1220 s. 07-005-68-04/11.

- 46 -

KOLEKTIV AUTORŮ. Naučný slovník zemědělský 6. 1.vyd. Praha: Ústav vědecko technických informací, 1976. 743 s. 07-002-76-04/11.

KUČEROVÁ, J. Technologie cereálií. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2004. 140 s. ISBN 978-80-7157-811-6.

KUČEROVÁ, J., NEDOMOVÁ, Š., BAČÍKOVÁ, H. Hodnocení vlivu doby a způsobu skladování na vlhkost a křehkost rýžovo-amarantových pufovaných biochlebíčků. In INGR, I. Sborník souhrnů sdělení XXXIII.semináře o jakosti potravin a potravinových surovin. 1.vyd. Brno: MZLU v Brně, 2006. s.13 – 14. ISBN 80-7157-930-0.

LAI, L. S., KOKINI, J. L. Physicochemical Changes and Rheological Properties of Starch during Extrusion. Biotechnology Progress, květen/červen 1991, svazek 7, číslo 3, s.251-266.

MARTINEZ, B. F., FIGUEROA, J. D. C., LARIOS, S. A. High Lysine Extruded Products of Quality Protein Maize. Journal of the Science of Food and Agriculture, červen 1996, svazek 71, číslo 2, s. 151-155.

MINDELL, E.. Jídlo jako lék. Přel. J. Radvanská. 2.vyd. Frýdek Místek: ALPRESS s.r.o., 1996. 364 s. ISBN 80-85975-55-6.

PRUGAR, J. a kol. Kvalita rostlinných produktů na prahu 3. tisíciletí. 1.vyd. Praha: Výzkumný ústav pivovarský a sladařský ve spolupráci s Komisí jakosti rostlinných produktů ČAZV, 2008. 327 s. ISBN 978-80-86576-28-2.

PŘÍHODA, J., HUMPOLÍKOVÁ, P., NOVOTNÁ, D. Základy pekárenské technologie. 1.vyd. Praha: Podnikatelský svaz pekařů a cukrářů v ČR, 2003. 363 s. ISBN 80-902922-16.

ROSICKÝ, B., SIXL, W. a kol. Salmonelózy. 1.vyd. Praha: SCIENTIA MEDICA, spol. s. r. o., 1994. 208 s. ISBN 80-85526-23-9.

- 47 -

SKOUPIL, J. Cukrářská výroba 1. 1. vyd. Praha: Podnikatelský svaz pekařů a cukrářů v ČR, 1997. 136 s. ISBN není

SKOUPIL, J. Cukrářská výroba 2. 1.vyd. Praha: Podnikatelský svaz pekařů a cukrářů v ČR, 1997. 148 s. ISBN není

SKOUPIL, J., PELIKÁN, M. Cukrářská výroba 3. 1.vyd. Praha: Podnikatelský svaz pekařů a cukrářů v ČR, 1999. 224 s. ISBN není

ŠAŠKOVÁ, D. Trávy a obilí. 1. vyd. Praha: Artia a.s. a Granit, 1993. 64 s. ISBN 8085805-03-0.

VELÍŠEK, J. Chemie potravin 1. 2.vyd. Tábor: OSSIS, 2002. 344 s. ISBN 80-8665900-3.

ODBOR STRATEGIE A ŘÍZENÍ OCHRANY A PODPORY VEŘEJNÉHO ZDRAVÍ MINISTERSTVA ZDRAVOTNICTVÍ ČR. Obiloviny ve výživě. Vademecum zdraví, zima 2007, roč. 3, s. 24 – 25.

ZPRAVODAJ SVAZU PRŮMYSLOVÝCH MLÝNŮ ČR. Extrudery v cereálním průmyslu. Mlynářské noviny, březen 2008, ročník XIX , číslo 1(125), s. 10 – 11.

POEX, 2009: Firma POEX, a.s. Velké Meziříčí zapůjčila materiály zpracované pro interní potřeby firmy. Dále jsou uvedeny informace, které byly nabyty během studijní praxe ve jmenovaném podniku.

Zákon č. 110/1997 Sb., O potravinách a tabákových výrobcích, ve znění pozdějších právních předpisů

Sbírka zákonů 333/1997 Sb., ve znění pozdějších právních předpisů http://www.dia-potraviny.cz/palmovyolej.html http://www.nutri-exact.cz/article_det.php?to=29

- 48 -

http://www.szpi.gov.cz/docDetail.aspx?docid=1000780&docType=ART&nid=11327 http://www.bezpecnostpotravin.cz/UserFiles/File/Publikace/Aditiva.pdf http://www.mlynvp.cz/produkty/produkty.htm

- 49 -

PŘÍLOHY

- 50 -