MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2008
Kateřina Dytrychová
-1-
Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin
Stanovení texturních vlastností cereálních výrobků Bakalářská práce
Vedoucí práce: Ing. Šárka Nedomová, Ph.D.
Vypracoval: Kateřina Dytrychová Brno 2008
-2-
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Stanovení texturních vlastností cereálních 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 diplomanta……………………….
-3-
PODĚKOVÁNÍ Za odborné vedení při vypracování této bakalářské práce děkuji Ing. Šárce Nedomové Ph.D.
-4-
ANOTACE Tato práce se zabývá hodnocením textury cereálních výrobků. Textura má dvě důležité a navzájem nezávislé oblasti a to oblast makro a mikrostruktury a dále oblast deformace a tahových vlastností. Z tohoto důvodu je textura v mnohých procesech průmyslového zpracování tou vlastností, která určuje charakter a kvalitu finálního produktu a je také určující z hlediska konstrukce technologického zařízení. Texturu lze vyjádřit pomocí fyzikálních veličin jako je pevnost v tahu a tlaku, pevnost ve střihu, viskozita, pružnost, plasticita, tvarovatelnost atd. K hodnocení textury lze použít jednak senzorickou analýzu ale k objektivnějšímu stanovení patří instrumentální metody hodnocení. Mezi používané instrumentální metody řadíme základní, empirické, imitativní, penetrometr, kompresimetr, zařízení na střihové a řezací testy a TPA-analýzu. V této práci je zpracován přehled o aplikaci měření cereálních výrobků jako test tvrdosti sušenek, analýza textury krájeného chleba, zkouška tažnosti u tortily, analýza snídaňových cereálií, měření textury chleba a měření pružnosti špaget. Tyto testy se prováděli pomocí příslušenství analyzátoru na bázi tříbodového ohybu, kompresimetru, kónického stlačovacího zařízení a dále pomocí TPA-analýzy. Výsledky získané hodnocením textury mohou být využity k optimalizaci výroby a způsob balení aj. a tím i prodloužení doby zachování svých charakteristických vlastností resp. doby minimální trvanlivosti.
Klíčová slova: textura, cereálie, cereální výrobky, struktura, měření textury
-5-
ANNOTATION My bachelor thesis is based on evaluation of the cereals texture. The texture has two important parts which are independent to each other. They are cold macro and micro structures and further the part of deformation and tension characteristics. Because of this reason the texture is the property which specifies the character and quality of the final product in many processes of the industrial processing. It is determining also from the structure technological provision point of view. We can express the texture by the physical property as firmness cut force, viscosity, elasticity etc. The analysis of the texture was evaluated on the cereals it means all kind of cereals. For the evaluation of the texture we can use also sensorial analysis but for the objective assessment we need instrumental methods. Common instrumental methods are pattern and cutting test and TPA-analysis. In my thesis is also mentioned the application of the cereals texture analysis as the test of cookies hardness, the analysis of bread texture, the proof of tortilla sensibility, the analysis of breakfast cereals, the spaghetti measuring. These proofs were made by the analysatore on the base of three-point bend compressimeter, conical compressive apparatus, and TPA-analysis. The obtained results can be used to optimize the production and packaging. It can lead to the prolonging the time of keeping the characteristic properties or more precisely the expenditure time.
Key words: texture, cereals, structure, analyzing of the texture
-6-
OBSAH 1
Úvod a cíl práce ........................................................................................................ 9
2
Literární přehled ..................................................................................................... 10 2.1
Historie zkoumání textury .............................................................................. 10
2.2
Základní texturní pojmy.................................................................................. 11
2.3
Definice textury .............................................................................................. 11
2.4
Rozdělení cereálií a cereálních výrobků ......................................................... 13
2.4.1 2.5
Pseoudocereálie a jejich využití pro cereální výrobky a snacky ............ 13 Dělení cereálních výrobků .............................................................................. 14
2.5.1
Pekařské výrobky.................................................................................... 14
2.5.2
Cukrářské výrobky.................................................................................. 15
2.5.3
Trvanlivé pečivo ..................................................................................... 16
2.5.4
Těstoviny ................................................................................................ 18
2.6
Texturní vlastnosti .......................................................................................... 18
2.6.1
Primární vlastnosti .................................................................................. 18
2.6.2
Sekundární vlastnosti.............................................................................. 20
2.6.3
Další texturní vlastnosti .......................................................................... 20
2.7
Instrumentální metody hodnocení texturních vlastností................................. 21
2.7.1
Základní instrumentální metody ............................................................. 22
2.7.2
Empirické metody................................................................................... 22
2.7.3
Imitativní metody.................................................................................... 22
2.7.4
Penetrometr............................................................................................. 22
2.7.5
Kompresimetr ......................................................................................... 23
2.7.6
Zařízení na střihové a řezací testy........................................................... 24
2.7.7
Mastikometr a texturometr...................................................................... 25
2.7.8
TPA......................................................................................................... 25
2.7.9
Nepřímé metody objektivního hodnocení textury .................................. 26
2.8
Klasifikace struktury potravin ........................................................................ 27
2.9
Senzorické hodnocení textury......................................................................... 29
2.9.1 2.10
Aspekty senzorické jakosti chleba.......................................................... 31 Textura cereálních výrobků ............................................................................ 32
2.10.1
Textura pekařských výrobků .................................................................. 32
2.10.2
Textura cereálií a snack výrobků ............................................................ 32
-7-
2.10.3 2.11
Textura těstovin ...................................................................................... 32
Aplikace analýzy textury cereálních výrobků ................................................ 32
2.11.1
Test tvrdosti u sušenky ........................................................................... 32
2.11.2
Analýza textury krájeného chleba........................................................... 34
2.11.3
Zkouška tažnosti u tortily ....................................................................... 36
2.11.4
Analýza textury snídaňových cereálií..................................................... 37
2.11.5
Hodnocení křehkosti a chrupavosti......................................................... 41
2.12
Textura chleba................................................................................................. 42
2.12.1
Měření textury u chleba .......................................................................... 42
2.12.2
Vliv buněčné struktury na texturu chleba ............................................... 43
2.12.3
Vliv surovin na texturu chleba................................................................ 44
2.12.4
Působení zpracování a uskladnění na texturu chleba.............................. 45
2.12.5
Zlepšení textury chleba........................................................................... 47
2.13
Přehled analyzátorů textury ............................................................................ 49
2.13.1
Analyzátor textury typ TA.XT plus ........................................................ 49
2.13.2
Typicky měřené vlastnosti textury u jednotlivých skupin výrobků
pomocí analyzátoru................................................................................................. 51 2.13.3
Příslušenství analyzátorů ........................................................................ 52
3
Závěr ....................................................................................................................... 55
4
Seznam literatury .................................................................................................... 57
-8-
1
ÚVOD A CÍL PRÁCE Člověk se od počátku živil potravou jak rostlinného tak živočišného původu,
která obsahovala všechny důležité živiny. Také dnes jsou tyto látky základem naší potravy. Podstatně se však změnil způsob její přípravy. V důsledku vzniku nových výrobních technologií a technik došlo ke vzniku širšího sortimentu výrobků, zvýšila se dostupnost potravin a také jejich trvanlivost. Tento pokrok však zahrnuje také negativní stránku způsobenou např. způsobem úpravy jednotlivých surovin, což vedlo ke snížení biologické hodnoty některých potravin. Cereálie bývali od pradávna hlavní součástí lidské potravy. Je řada důkazů o tom, že pěstování a zpracování obilovin patřilo mezi první kultivovanou lidskou činnost. Člověk si postupně obohacoval potravu vyrobenou ze šrotu a vody přídavkem dalších látek. Jedním z hlavních mezníků přípravy potravy bylo tepelné zpracování surovin tedy v případě cereálií je to hlavně výroba pečiva. Za dominantní změny ve výrobě pečiva ve 20. století lze považovat zvýšení podílu energeticky bohatších výrobků, koncentrace výroby a používání racionalizačních přípravků. Původní názor, že zvýšením energetické hodnoty se zvýší i jeho kvalita se projevil i svými negativními důsledky. Zvyšování sice vedlo ke zlepšování senzorických znaků pečiva a často i ke snižování „stárnutí“ ale naopak vede k negativnímu ovlivňování zdravotního stavu lidí, podílí se zejména na vznik tzv. civilizačních chorob jako např. obezita, cukrovka, srdečně cévní onemocnění atd. K ovlivňováni kvality cereálních výrobků přispívá nejen vyvíjení nových technologií ale hlavně široký sortiment potravních doplňků, které zvyšují jejich biologickou hodnotu, zejména přidávání vitaminů, minerálních látek aj. Velký vliv má také přidávání přídatných látek, které urychlují výrobu a tím zvyšují ekonomickou efektivnost výroby. V současné době převládají nad malými pekárnami velké průmyslové výrobny. Ty umožňují nabízet v důsledku velkovýroby výrobek za nižší cenu. Současní konzumenti stále více než cenu posuzují nejen senzorickou ale také nutriční hodnotu potravin. Významným aspektem senzorické hodnoty se stává vedle barvy, chutě a vůně také struktura (tvrdost x měkkost), která hodně ovlivňuje koupi zákazníka. Cílem mé bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše k tématu Stanovení texturních vlastností cereálních výrobků.
-9-
2
LITERÁRNÍ PŘEHLED
2.1 Historie zkoumání textury Hlubší zkoumání textury se rozvíjelo v souvislosti s rozvíjením požadavků na potravu. Začala se rozvíjet tzv. senzorická analýza. První základy senzorické analýzy byli položeny v 16. – 17. stol. jako empirické zkušenosti kuchařů. V 18. – 19 stol. fyziologové popisují smyslové orgány a jejich funkce (VÁLKOVÁ, 2004). První vědecké práce zabývající se texturou potravin byly publikovány koncem 19. a začátkem 20. století. K jejímu hodnocení využívaly jednoduché testovací přístroje, doplněné biochemickou analýzou, případně základním senzorickým hodnocením (BOURNE, 1982). V poměrně dlouhé době zkoumání textury se pojem textura spojoval se všeobecně přijatými, ale často nedokonale definovanými opisnými znaky jako jsou tvrdost, křehkost, konzistence, přilnavost aj. (KRKOŠKOVÁ, 1986). Následující etapy vývoje zkoumání textury byly zaměřeny zejména na eliminaci texturních defektů u ekonomicky významných potravinářských produktů. To vedlo k výzkumům orientovaným na jednotlivé komodity a k opomíjení souvislostí mezi jednotlivými skupinami produktů. Výsledkem bylo vytvoření vzájemně nekompatibilní nomenklatury pro jednotlivé produkty a vznik nejasností okolo definice textury jako takové (SZCZESNIAK, 2002). Kramer v roce 1955 navrhl klasifikovat organoleptickou kvalitu potravin ve shodě se smyslovými pocity, pomocí kterých se vnímají jejich rozdílné atributy. Organolopetickou kvalitu rozdělil podle smyslových vjemů na vzhled, vůni a texturu vnímanou hmatem a hmatovými receptory v dutině ústní. Ze senzorického hlediska se textura omezila na hmatový vjem a z fyzikálního hlediska na část reologie, která se zabývá deformací a dalšími vlastnostmi vyvolaných aplikací další sil . Termín textura je možno považovat za všeobecně přijatý na označování vlastností potravin, které vyvolávají hmatový vjem až od roku 1969 (KRKOŠKOVÁ, 1986). V současnosti se již na texturu nepohlíží jako na absenci defektů, ale jako na pozitivní kvalitativní vlastnost vyjadřující čerstvost, dokonalost přípravy potraviny, která přispívá k požitku z jídla (SZCZESNIAK, 2002).
- 10 -
2.2 Základní texturní pojmy Převážná část potravin představuje komplexní systémy, které mají přímý vztah mezi chemickým složením, fyzikální strukturou a fyzikálními vlastnostmi. Studium textury má tedy dvě důležité a navzájem nezávislé oblasti: − studium mikrostruktury a makrostruktury − studium deformace a tahových vlastností Prozkoumat texturu potravin je důležité ze třech důvodů: 1. pro zhodnocení odolnosti produktů proti mechanickému účinku 2. pro poznání mechanického chování potravin při konzumaci 3. pro stanovení vlastností produktů podobu zpracování, manipulace a uskladnění
V mnohých procesech průmyslového zpracování jako např. míchání, hnětení aj. jsou texturní vlastnosti potravin určující jak z hlediska konstrukce technologického zařízení tak z hlediska kvality finálního výrobku. Textura potravin velmi ovlivňuje názor spotřebitele hlavně u potravin s jemnou chutí, křehkých a chrupavých (KRKOŠKOVÁ, 1986).
2.3 Definice textury Textura je definována jako „senzorická a funkční manifestace strukturálních, mechanických a povrchových vlastností potravin, určitelných pomocí vizuálních, sluchových, dotykových a kinestetických smyslů“(ČSN ISO 110 36).
Takto definovaná textura vyjadřuje důležité skutečnosti, a to že: 1. je senzorická vlastnost, a proto může být vnímána a popsána jedině lidskými smysly. Instrumentální testování textury může analyzovat a kvantifikovat pouze určité fyzikální parametry, které musí být následně interpretovány z hlediska senzorické percepce, 2. je multi-parametrový atribut, ne pouze křehkost nebo žvýkatelnost, ale celá škála vlastností, 3. je odvozena ze struktury potraviny (molekulární, mikroskopické nebo makroskopické)
- 11 -
4. na jejím určení se podílí několik smyslů (nejdůležitější jsou smysly dotyku a tlaku) (SZCZESNIAK 2002).
Texturní složky dělíme do čtyř hlavních skupin: •
Mechanické – vztahují se k reakci výrobku na namáhání. Dělí se na pět základních charakteristik, tj. tvrdost, soudržnost, viskozita, pružnost a přilnavost (ČSN ISO 110 36). Vjemy vznikají již při manipulaci tj. krájení, roztírání, dotyk prsty a při konzumaci tj. žvýkání, mezi jazykem a patrem, polykání (ŠTĚTINA, 2007).
•
Geometrické (strukturální) – ty vlastnosti, které se vztahují k rozměru, tvaru a uspořádání částic výrobku (ČSN ISO 110 36). Vnímáme i zrakem nebo v ústech (ŠTĚTINA, 2007).
•
Povrchové – jsou ty vlastnosti, které se vztahují na počitky vyvolané vlhkostí anebo obsahem tuku. V ústech se rovněž vztahují na způsob, jakým jsou tyto složky uvolňovány (ČSN ISO 110 36).
•
Sluchové vjemy – např. křupavost (ŠTĚTINA, 2007)
Konzument např. posuzuje tvrdost pečiva na základě deformace, která je důsledkem působení tlaku prstů nebo síly, kterou musí vynaložit na žvýkání (VELÍŠEK, 1999a). Texturní vlastnosti můžeme vyjádřit pomocí fyzikálních veličin mezi které patří pevnost v tahu a tlaku, pevnost ve střihu, lisovací pevnost, viskozita, pružnost, plasticita, tvarovatelnost apod. Texturní vlastnosti vyjádřené fyzikálními parametry označujeme jako objektivní (KRKOŠKOVÁ, 1986). Textura lze zařadit mezi podskupinu reologických vlastností potravin. Aspekty textury související s některými fyzikálními (mechanickými) vlastnostmi poživatin se označují termínem konzistence (VELÍŠEK, 1999a). Elasticita a viskozita jsou charakteristickými vlastnostmi řady potravin (např. těsta a chleba), proto se často mechanické vlastnosti potravin označují jako viskoelastické vlastnosti (VELÍŠEK, 1999b). Do textury nepatří vlastnosti: optické, elektrické, magnetické, teplotní a tepelné. Textury nesouvisí s chemickými smysly vůně a chuti. Objektivní měření jen pomocí funkce hmotnosti, délky a času (www.oks.cz, 2007 ).
- 12 -
Z hlediska struktury jsou potraviny komplexní materiály. V mnohých případech se skládají ze směsi tuhých i kapalných složek např. tuhý materiál buněčných stěn, voda a koloidní kapaliny a vnitrobuněčné plyny (KRKOŠKOVÁ, 1986).
2.4 Rozdělení cereálií a cereálních výrobků Všechny druhy obilnin (cereálií) patří do čeledi lipnicovitých (Paoceae). Obilniny se rozdělují do dvou skupin podle biologických vlastností a znaků a podle požadavků na prostředí. Do I. Skupiny patří pšenice, ječmen, žito, oves a tritikale. Do II. Skupiny patří kukuřice, rýže, čirok, proso, mohár a čumiza (ŠOLLER et al., 1997). Důležitým předpokladem úspěchu cereálních výrobků a snacků jsou mj. rozšiřování sortimentu o nové typy výrobků. Z toho důvodu se rozšířilo přidávání do cereálních výrobků suroviny, které pocházejí ze skupiny pseudocereálií (KOPÁČKOVÁ, 1996). 2.4.1
Pseoudocereálie a jejich využití pro cereální výrobky a snacky Ve snaze o maximální pestrost, složení a nabídky cereálnlích výrobků se k jejich
výrobě ve stále větší míře používají i některé netradiční suroviny. V poslední době se z tohoto pohledu věnuje značná pozornost skupině plodin označovaných jako pseudocereálie. Mezi pseudocereálie je zařazován amarant, quinoa a pohanka. Co se týče samotného názvu psoudocereálie, není tento termín dosud přesně definován. Obecně se však můžeme říct, že tato kategorie zahrnuje plodiny, jejichž semena se mohou vzhledem ke svému složení, především k dominující škrobové frakci, používat jako částečná, v některých případech i úplná, náhrada chlebového obilí, kterému se do určité míry podobají i zvhledem (KOPÁČOVÁ, 1996) 2.4.1.1 Využití amarantu při výrobě cereálních výrobků a snacků Amarant se řadí mezi nejstarší kulturní plodiny, které staří Inkové a Aztékové pěstovali již před 5 – 8 tisíci lety. Pro potravinářské účely se pěstujeje jednak na semeno a také jako zelenina. Semena amarantu se využívají jako jedna z komponent zejména při výrobě chleba a pečiva, snacků, cereálních přesnídávek, těstovin atd. Největší možnosti uplanění nachází v pekařských a dalších cereálních výrobcích. Pro tyto účely se používají buď celá semena, neupravená zrna, expandovaná či vařená zrna a jako amarantová mouka. Celá neupravená semena amarantu jsou vhodná jako přídavek
- 13 -
zejména pro celozrnný chléb. Další uplatnění nachází v oblastech jako je dětská výživa, k přípravě různých kaší, polévek, dětských sušenek aj. (KOPÁČOVÁ, 1996). 2.4.1.2 Využití pohanky při výrobě cereálních výrobků a snacků V Evropě se pohanka převážně zpracovává na kroupy a lámanku, z nichž se připravují různé druhy kaší, sladkých i slaných. Pohanka se často uplatňuje v RTE cereálních přesnídávkách a snack výrobcích, vyráběných extruzní technologií. V severní Americe se pohanka používá k výrobě lívanců, dále se přidává do cereálních přesnídávek a je komponentou vícezrných druhů chleba, těstovin atd. tradičním pohankovým pokrmem v Japonsku jsou pohankové nudle soba nebo sobakiri, které se připravují ze směsi pšeničné a pohankové mouky. Speciální druhy nudlí s jemnou texturou obsahují pohankovou mouku s přídavkem amylopektinového škrobu nebo jemně mleté pšenice durum (KOPÁČOVÁ, 1996).
2.5 Dělení cereálních výrobků Mezi cereální výrobky patří: pekařské výrobky, cukrářské výrobky, trvanlivé pečivo a těstoviny (KUČEROVÁ, 2004). 2.5.1
Pekařské výrobky Mezi pekařské výrobky zahrnujeme: chléb, běžné pečivo a jemné pečivo.
Pekařské výrobky jsou členěny a definovány dle vyhlášky Mze č. 333/1997 Sb. ve znění dalších novel, což je prováděcí předpis zákona č. 110/1997 Sb. Definice těchto výrobků viz. tab. 1. (KUČEROVÁ, 2004).
Tab. 1 Definice pekařských výrobků ( KUČEROVÁ, 2004)
- je pekařský výrobek kypřený kvasem, popř. droždím, o Chléb
hmotnosti min. 400 g s výjimkou krájeného, ve tvaru veky, bochníku nebo formový - je tvarovaný pekařský výrobek, vyrobený z pšeničné nebo
Běžné pečivo
žitné mouky, přísad a přídatných látek, který obsahuje méně než 8,2 % bezvodého tuku a méně než 5 % cukru, vztaženo na celkovou hmotnost mlýnských obilních výrobků
- 14 -
Pšeničný chléb
- je výrobek obsahující min. 90 % hmotnostních mlýnských
nebo pšeničné
výrobků z pšenice
pečivo Žitný chléb nebo žitné pečivo Žitno pšeničný
- je výrobek, obsahující minimálně 90 % žitných mlýnských výrobků - je výrobek, v jehož těstě musí být podíl žitných mlýnských
chléb nebo žitno
výrobků vyšší než 50 % a pšeničných vyšší jak 10 %
pšeničné pečivo
z celkové hmotnosti mlýnských výrobků
Pšenično žitný
- je výrobek, v jehož těstě musí být podíl pšeničných
chléb nebo pšenično žitné
mlýnských výrobků min. 50 % a žitných vyšší než 10 % z celkové hmotnosti mlýnských výrobků
pečivo Celozrnný chléb
- je výrobek, jehož těsto musí obsahovat z celkové hmotnosti
nebo celozrnné
mlýnských výrobků min. 80 % celozrnných mouk nebo
pečivo Vícezrnný chléb
- je výrobek do jehož těsta sou přidány mlýnské výrobky
nebo vícezrnné
z jiných obilovin než pšenice a žita, luštěniny nebo olejniny
pečivo Speciální druh chleba nebo pečiva
Běžné pečivo mléčné
2.5.2
upravených obalových částic z obilky
v celkovém množství min. 5 % - je výrobek, který obsahuje kromě mlýnských výrobků z pšenice a žita další složku, jako obiloviny, olejniny, luštěniny nebo brambory v množství min. 10 % z celkové hmotnosti mlýnských výrobků - obsahuje mléko v množství odpovídajícímu min 1,7 % mléčné sušiny vztaženo na celkovou hmotnost mlýnských výrobků
Cukrářské výrobky Mezi cukrářské výrobky patří ty výrobky, jejichž základem jsou pekařské
výrobky, které jsou dohotoveny pomocí náplní, polev, ozdob a kusového ovoce. Cukrářské pečivo dělíme na: − Jemné kynuté pečivo – toto pečivo má výraznější vůni a chuť a delší životnost. Do této skupiny patří vánočky, mazance, štoly, koláče, koblihy a některé speciální druhy (pagáček, různé druhy veček aj.). - 15 -
− Výrobky z tuhých tukových těst (křehké pečivo) – těsto má nepružnou, téměř drobivou strukturu a při pečení se stává křehkým. Těsta dělíme do tří základních skupin: linecká těsta, vaflová a linecká třená − Čajové a pařížské pečivo − Jádrové a pálené hmoty – např. věnečky s náplní, karamelový větrník aj. − Listová těsta (KUČEROVÁ et al., 2007) 2.5.3
Trvanlivé pečivo Trvanlivé pečivo je pekařský výrobek který se vyznačuje dlouhodobou
trvanlivostí (min. 2 měsíce) a skladovatelností. Vyznačuje se širokým sortimentem výrobků. Řadíme sem i snack výrobky. Od pekařských výrobků se odlišují v požadavcích na surovinu a technologii výroby např. většina výrobků se balí hned ve výrobě,výrobky mají nízký obsah vlhkosti (max. 6 % kromě piškotů 8 %, perníků 16 %) dále se lišší složením mouky (nižší obsah lepku) (KUČEROVÁ et al., 2007). Mezi trvanlivé pečivo řadíme: − Sušenky – nejrozšířenější druh, v těstě se nesmí plně vytvořit lepková struktura (sušenky tvrdé) (KUČEROVÁ et al., 2007). Sušenky se dělí podle skladby surovin na měkké (biskvity), obsahující 15 – 50 % tuku a tvrdé (keksy) (KUČEROVÁ, 2004) − Oplatky – druhý nejrozšířenější druh, jsou vyráběny z velmi řídkého těsta s nízký obsahem tuku a cukru. Našlehané těsto se peče v tenké vrstvě v tzv. „pečících kleštích“, po upečení a odležení se upečené pláty potírají náplní a řežou na různé tvary a velikosti. Povrch se může polévat polevou, následuje chlazení, řazení a balení (KUČEROVÁ et al., 2007). − Perníky – pro výrobu perníků se používá pšeničná mouka, která se zadělává invertovaným sirupem. Těsto se nechává několik dnů odležet pro docílení zvýšení výšky perníkového korpusu. Po upečení se velká část perníku potahuje čokoládovou nebo cukrovou polevou (KUČEROVÁ et al., 2007). − šlehané hmoty - vyznačují se jednoduchou recepturou, rychlým výrobním postupem a mechanickým nakypřením. Hlavní operací je šlehání zpravidla vaječných bílků za přidání mouky a cukru, našlehaný vzduch při pečení - 16 -
expanduje a vytvoří jemnou pórovitou strukturu.V této skupině zcela dominuje dětský piškot dále je do této skupiny zahrnováno: kokosky, vaječný pasiáns atd. (KUČEROVÁ et al., 2007). Skupina suchary, preclíky a tyčinky: − Suchary – výrobky z těsta kypřeného chemicky nebo biologicky, které se po upečení krájejí na plátky a restují (KUČEROVÁ, 2004). − Preclíky – výrobky z těsta, kypřené chemicky nebo biologicky které musí být při pečení prosušeny v celém objemu (KUČEROVÁ, 2004). − Tyčinky – nesladké pečivo k nápojům. Patří sem soletky- tenké, průměr cca 5mm, před pečením se ponoří do louhové lázně pro získání hnědé barvy a lesku, dále Grahamovy tyčinky – pečou se ve formách s drážkami. Oboje jsou obvykle sypány hrubou solí i jinak ochucené (KUČEROVÁ et. al, 2007).
Skupina snack výrobky se dělí na 4 skupiny: pečené a pražené výrobky, smažené výrobky, expandované výrobky a přesnídávkové směsi. 1. Pečené a pražené výrobky – u pečení napomáhá kypření výrobků tím, že v těstě vytvořený plyn expanduje. Při pražení jde o prudké zahřívání přičemž materiál popraská a zvětší se objem. Patří sem:
Crackery - výrobky z laminovaných těst kypřených chemicky nebo biologicky
Pražená kukuřičná zrna
Pražené ořechy
2. Smažené výrobky – k nakypření výrobku dochází buď expanzí vody nebo expanzí plynu. Jsou to hlavně lupínky z brambor a lupínky z kukuřice 3. Expandované výrobky – jedná se o mechanicko-termický způsob nakypření. Vzniká suchý a křehký výrobek struktury tuhé pěny. Rozeznáváme tři skupiny výrobků: - pufované – burisony - extrudované polotovary - extrudované výrobky 4. Přesnídávkové směsi („breakfest cereals“) – zahrnují různé sušené obilní kaše, instanční ovesné vločky i vločky z jiných obilnin a suché směsi, dále vločky z kukuřičné krupice („corn flakes“) a musli (PELIKÁN, 2001)
- 17 -
2.5.4
Těstoviny Těstoviny jsou potraviny vyrobené tvarováním nekynutého a chemicky
nekypřeného těsta. Do podskupin patří sušené těstoviny, nesušené teštoviny, plněné těstoviny, zmrazené těstoviny a dále balené vakuově nebo v inertní atmosféře (KUČEROVÁ, 2004).
2.6 Texturní vlastnosti 2.6.1
Primární vlastnosti
2.6.1.1 Tvrdost Nejčastěji používaným přídavným jménem v souvislosti s tvrdostí jsou měkký, pevný (tuhý) a tvrdý. Z fyzikálního hlediska jde o sílu, která je potřebná pro dosažení dané deformace. Techniky senzorického hodnocení spočívá ve vložení vzorku mezi stoličky (tuhý) nebo mezi jazyk a patro (polotuhý) a rovnoměrně se skousne. Posuzuje se síla potřebná ke stlačení potraviny (VÁLKOVÁ, 2004). 2.6.1.2 Soudržnost Nejpoužívanější slova při hodnocení soudržnosti jsou lámavost (lámavý, praskavý, křehký, křupavý, drobivý), žvýkatelný (poddajný, žvýkatelný, houževnatý), gumovitost (krátký, moučnatý, prstovitý, gumovitý). Z fyzikálního hlediska je to míra, do které může být vzorek deformován, aniž by se rozrušil. Ze senzorického hlediska je to stupeň, do kterého může být vzorek stlačován mezi stoličkami, než se rozruší (VÁLKOVÁ, 2004). 2.6.1.3 Viskozita Viskozitu nejčastěji vystihují přídavná jména jako tekutý, řídký, viskózní (hovorově hustý). Z fyzikálního hlediska jí můžeme označit jako odpor vůči toku. Odpovídá síle potřebné ke stažení tekutiny ze lžíce na jazyk nebo k rozetření na podklad. Technika senzorického hodnocení se provádí následovně. Lžíce obsahující vzorek se vloží těsně před ústa a srknutím se stáhne tekutina ze lžíce na jazyk. Posuzuje se
síla
potřebná
ke
stažení
tekutiny
na
(VÁLKOVÁ, 2004).
- 18 -
jazyk
rovnoměrným
způsobem
2.6.1.4 Pružnost Z fyzikálního hlediska se jedná o míru, do jaké se deformovaný materiál vrací zpátky do stavu před deformací poté, co byla deformující síla odejmuta. Působí-li na tuhé těsto vnější síla může způsobit deformaci, jejíž rozsah a trvání závisí na řadě činitelů. Síla způsobující deformaci těsta vztažená na jednotku plochy se nazývá napětí. To může být např. tlakové či tahové, které se značí symbolem σ. Mezi napětím působícím v tlaku nebo tahu σ a relativním prodloužením materiálu (deformací v tahu nebo tlaku, ε) je přímá úměrnost. Konstantou této úměrnosti je modul pružnosti E. E=σ/ε Čím je hodnota E menší, tím je materiál elastičtější. Hodnoty E potravin závisí na mnoha faktorech. U chleba např. na době skladování (viz tab. 2), druhu mouky, přídavku emulgátorů atd. (VELÍŠEK, 1999b). Tab. 2 Hodnoty modulu pružnosti E u chleba (VELÍŠEK, 1999b) Potravina Chléb čerství Chléb téměř čerství Chléb starý
Modul pružnosti E (MPa) 0,005 0,01 0,02
Technika senzorického hodnocení se provede vložením vzorku mez patro a jazyk (polotuhý) nebo mezi stoličky (tuhý) a částečně se stlačí, po uvolnění síly se posuzuje stupeň a rychlost návratu do původního stavu (VÁLKOVÁ, 2004). 2.6.1.5 Přilnavost ( Lepivost) Z fyzikálního pohledu můžeme definovat přilnavost jako práci, která je potřebná k překonání přitažlivých sil mezi povrchem potraviny a povrchem dalšího materiálu, se kterým potravina přichází do styku (CIVILLE a SZCZESNIAK, 1973). Při senzorickém hodnocení se vzorek umístí na jazyk, přitlačí na patro a posuzuje se síla potřebná k jeho odstranění (VÁLKOVÁ, 2004).
- 19 -
2.6.2
Sekundární vlastnosti
2.6.2.1 Lámavost (křehkost) Z fyzikálního hlediska označujeme lámavost jako sílu, kterou se materiál láme; je to výsledek vysokého stupně tvrdosti a nízkého stupně soudržnosti (CIVILLE a SZCZESNIAK, 1973). Ze senzorického hlediska provádíme hodnocení vložením vzorku mezi stoličky a rovnoměrně se skousne až se rozdrobí, zlomí nebo roztříští. Posuzuje se síla, při níž se vzorek rozpadne (VÁLKOVÁ, 2004). 2.6.2.2 Žvýkatelnost Z fyzikálního hlediska označujeme žvýkatelnost jako energii vynaloženou ke žvýkání pevné potraviny na stav vhodný k polykání; je to výsledek tvrdosti, soudržnosti a pružnosti (CIVILLE a SZCZESNIAK, 1973). Při senzorickém hodnocení se vzorek vloží do úst a zpracovává jedním žvýknutím za 1 s silou srovnatelnou se silou potřebnou k proniknutí gumovitou cukrovinkou za 0,5 s. Posuzuje se energie nebo počet žvýknutí
potřebných
k úpravě
vzorku
do
stavu
vhodného
pro
spolknutí
(VÁLKOVÁ, 2004). 2.6.2.3 Gumovitost Z fyzikálního hlediska je to energie potřebná k rozrušení polotuhých potravin na stav vhodný k polknutí, výsledek nízkého stupně soudržnosti (CIVILLE a SZCZESNIAK, 1973). Technika senzorického hodnocení spočívá ve vložení vozorku do úst, kde se zpracovává jazykem proti patru. Posuzuje se rozsah manipulací nezbytných k rozmělnění potravy (VÁLKOVÁ, 2004). 2.6.3
Další texturní vlastnosti
Přehled dalších texturních vlastností potravin a jejich definice jsou uvedeny v tab. 3.
Tab. 3 Přehled dalších texturních vlastností potravin (ADAM et al., 1988) Vlastnost
Definice Fyzikálně nedefinovaná vlastnost materiálu, který při působení
Měkkost
vnější síly vykazuje značnou pružnou i nepružnou deformaci Práce potřebná k rozrušení vzorku, vztažená na jednotku
Houževnatost
objemu
- 20 -
Definice
Vlastnost
Dáno rozdílem granulometrického složení před manipulací a po Drobivost
ní Měří se např. jako velikost vlhké oblasti po třech po sobě
Šťavnatost
následujících skousnutích. A jedná se o objem kapalné fáze, vyloučené působením určité síly
Drsnost Krájitelnost
Vlastnost povrchu zjištěná hmatem Vyjadřuje odpor proti krájení za definovaných podmínek Pocit při přijímání potravy ústy nebo míra odporu vnímaná
Mazlavost
hmatem
Rozmělněnost
Míra rozpojení částic potraviny
Roztíratelnost
Síla potřebná k roztírání za definovaných podmínek
2.7 Instrumentální metody hodnocení texturních vlastností Instrumentální hodnocení textury je rychlé, objektivní a dobře opakovatelné. Je zde nutná „kalibrace“ a to pro koleraci se senzorickým hodnocením (mocninový vztah) a definici mezních hodnot přijatelnosti (ŠTĚTINA, 2007). Většina instrumentálních metod na hodnocení textury je založená na mechanických testech, které zahrnují měření odolnosti potravin silám, které jsou větší než gravitace. Veškerá zařízení, která se na tento účel používají se skládají v podstatě ze čtyřech základních prvků: − ze sondy, která je v kontaktu s potravinou; může se jednat o plochý píst, pár stříhajících čelistí, penetrační kužel, přerážející klín, vřeteno, nůž anebo souprava řezných drátů; − z pohonného mechanismu zabezpečujícího pohyb sondy ve vertikálním a horizontálním směru nebo rotační či pákový pohyb, a to konstantní anebo variabilní rychlostí. Tyto mechanizmy bývají rozličné, od jednoduchých zařízení se závažím po složitější systémy; − ze snímacího prvku, který detekuje odpor potravin proti aplikované síle (řezání, střihu, stlačování apod.). Podle sondy a typu jejího pohybu to může být jednoduchá pružina anebo složitější měřící převod deformace;
- 21 -
− z odčítacího systému, kterým může být stupnice pro maximální sílu, osciloskop, zapisovač průběhu síly a vzdálenosti, anebo průběhu křivky závislosti síla – čas, případně elektronický regulátor.
Mechanické měření textury mají většinou destruktivní charakter, protože aplikovaná síla přesahuje hranici pevnosti testované potraviny (KRKOŠKOVÁ, 1986). Instrumentální metody se dělí na základní, empirické a imitativní (ŠTĚTINA, 2007). 2.7.1
Základní instrumentální metody Základní instrumentální metody stanovují dobře definovatelné reologické
veličiny (např. viskozita, modul přužnosti, relaxační čas …). U základních metod jsou přesně definovatelné rozměry vzorku a plocha a směr působení síly. Mezi výhody patří dobrá kalibrace. Mezi nevýhody patří špatná kolerace se senzorickými metodami. Základní metody jsou pomalé s neúplnou charakterizací textury (ŠTĚTINA, 2007). 2.7.2
Empirické metody U empirické metody se jedná o stanovení mechanické veličiny (tj. síla, rozměr,
rychlost deformace) za definovaných podmínek. Tyto metody jsou jednoduché, rychlé, vhodné pro rutinní kontrolu. Je zde dobrá kolerace se senzorickými metodami. Lez použít i velký vzorek. Touto metodou se obvykle měří pouze jedna veličina. Touto metodou se získá neúplná charakterizace textury (ŠTĚTINA, 2007). 2.7.3
Imitativní metody Jedná se o měření mechanických veličin za podmínek imitujících namáhání
vzorku při konzumaci, manipulaci apod. Tato metoda dobře koleruje se senzorickými metodami, dále poskytuje dobrou charakterizaci textury. Na měření má vliv příprava vzorku, vlastnosti sondy, způsob deformace a rychlost. Používá se často malá velikost vzorku (ŠTĚTINA, 2007). 2.7.4
Penetrometr Penetrometr představuje nejstarší a nejdéle používanou skupinu přístrojů na
měření textury. Jeho princip je založen na pronikání sondy (ve formě jehly, zaostřeného klína, kužele anebo pístu) přes testovaný materiál, přičemž se měří síla potřebná na dosáhnutí dané hloubky průniku nebo celkové délky průniku. Čím větší sílá je potřebná, anebo čím menší je penetrační hloubka, tím odolnější je materiál. Rozeznáváme dva - 22 -
druhy penetrometru a to: s konstantním zatížením a s konstantní rychlostí. Oba dva typy se používají pro více druhů potravin. Jedním z nejstarších typů penetrometrů jsou tlakové testery např. MagnessovTaylorův přístroj. Jedná se o ručně ovládaný přístroj s pružinovým ukazatelem síly. Konstrukční vyhotovení tohoto penetrometru s konstantní rychlostí je jednoduché. Jeho nevýhodou je, že síla se aplikuje manuálně a proto kontrola rychlostí její aplikace je slabá přičemž zjišťované hodnoty jsou ovlivnitelné typem potraviny a rozměrem sondy (KRKOŠKOVÁ, 1986). 2.7.5
Kompresimetr Toto zařízení testuje odolnost potravin proti stlačení. U kompresimetru lze měřit
sílu potřebnou na vyvolání dané deformace anebo deformaci způsobenou danou silou. Testovaný materiál se při testech nepropichuje, nepřeráží a obvykle se nedosahuje ani hranice pevnosti. Kompresimetr se dělí do několika skupin v závislosti od typu kontaktu povrchu sondy s povrchem vzorku. Vyskytují se tyto variace: − Plochý píst, který stláčí plochý povrch vzorku − Zakřivený píst, který stláčí plochý povrch − Plochý píst, který stláčí zakřivený povrch Kompresimetr se nejvíce využívá při měření pružnosti chleba. Rozsah komprese pod konstantním zatížením se udává jako index měkkosti a síla potřebná k dosáhnutí dané deformace jako index tvrdosti. Nejznámější přístroj této kategorie byl Bakerův kompresimetr. Při modernějších variantách se síla, potřebná na kompresi, zaznamenává pomocí zapisovačů a měřícího převodu, čímž se měření stává přesnější. Hlavní pozornost u kompresimetru je třeba věnovat tomu, aby píst nepřerazil vzorek a nedošlo k současnému projevu komprese a střihové síly. Píst by měl být podle možnosti větší než vzorek a vzorek by měl mít rovný a hladký povrch, aby plocha, která je v kontaktu s pístem, byla konstantní a známá. U kompresimetru je zajímavá možnost stlačování vzorku mezi dvěmi paralelními plotnami. Vyžaduje to přípravu vzorku o přesně známých rozměrech. Bylo zjištěno, že dva hlavní problémy kompresivních testů jsou v boční nestabilitě a v koncovém zpomalení. Na obr. 1 je znázorněn kompresimetr se dvěmi paralelními plotnami. Oba tyto jevy vyplývají z nerovnoměrného rozdělení napětí. Z praktického hlediska to znamená využití kompresimetru pro testování relativně tenkých vzorků (KRKOŠKOVÁ, 1986).
- 23 -
Obr. 1 Zařízení na kompresi mezi dvěma paralelními plotnami (KRKOŠKOVÁ, 1986) 2.7.6
Zařízení na střihové a řezací testy
2.7.6.1 Warner-Bratzlerův přístroj Warner-Bratzlerův přístroj je zařízení s jedním střihovým nožem. Zařízení se skládá z 1mm tlusté kovové plotny s trojúhelníkovým otvorem do kterého se upevní válcovitý vzorek (KRKOŠKOVÁ, 1986). 2.7.6.2 Kramerův střihací lis Krameriův střihací lis se skládá ze štěrbinové komory kterou se hydraulickým pohonem protlačuje 10 kovových nožů. V komoře se uskuteční stlačení, střih a protlačování. Zapisovač zaznamená 2 druhy informací, a to: maximální sílu, indukovanou výškou píku a práci, znázorněnou plochou pod křivkou. Prostřednictvím toho střihacího lisu bylo zjištěno, že potraviny, jako bílý chléb nebo křehký koláč, mají poměr síly k hmotnosti konstantní (KRKOŠKOVÁ, 1986).
- 24 -
2.7.7
Mastikometr a texturometr Mastikometr napodobuje procesy žvýkání. Původní Volodkovičův mastikometr
vystřídal denturo-tenderometr. Tento přístroj používal kompletní soupravu lidských zubů, umístěných na Hanauovim artikulátoru, který byl poháněn elektromotorem. Napodobovali se žvýkací pohyby v ústech. Odpor potravin se zaznamenával párem tenzometrů, namontovaných na rameno pohybující horní čelistí. Později přišlo zjednodušené vyhotovení, kde zuby byly nahrazeny písty se soustavou pláten a u kterého byly zapisovač a snímací prvek umístěny v prostoru vzorku. Výsledkem je naměřená křivka závislosti síla – čas představující kontinuální záznam spektra textury testovaného materiálu. Texturní parametry jako tvrdost, soudržnost, křehkost, pružnost a přilnavost je možno odečítat přímo z křivky a parametry jako gumovitost a žvýkatelnost je možno vypočítat. Tímto přístrojem je možno stanovit několik texturních charakteristik v jednom testu, a proto ho lze nazvat jako regulérní měřící zařízení pro více veličin. Tento přístroj se dá použít na celou paletu potravin za použití pístů rozlišných materiálů, různé velikosti a tvaru, aby se dosáhlo co největšího přiblížení silám, kterým podléhá potravina v ústech (odhryznutí předními zuby, rozmělnění třenovými zuby, stlačování mezi jazykem a podnebím apod.). 2.7.8
TPA Jedná se o multikomerční tzv.„Analýzu profilu textury“ (TPA; Texture Profile
Analysis). Tato analýza využívá stlačování vzorku ve dvou cyklech a ke stlačování dochází určitou rychlosti (www.instron.com, 2007). Je dána maximální síla odporu – měří se na kolik procent lze vzorek stlačit z původního objemu. Je dáno procento původního objemu na které má být vzorek stlačen a měří se zde síla potřebná ke stlačení vzorku a dále se měří síla nutná k rozpadnutí vzorku (VÁLKOVÁ, 2004). Průběh křivky při TPA analýze je uveden na obr. 2 (www.instron.com, 2007).
- 25 -
Obr. 2 TPA analýza (www.instron.com, 2007)
Obrázek č. 2 zachycuje působení síly za jednotku času během dvou kompresí. V první části křivky je znázorněna křehkost (fructurablility) (N), což je síla potřebná k dosažení prvního významného zlomu na křivce. Druhý vrchol křivky při první kompresi představuje tvrdost (hardness) (N), což je maximální síla dosažená během první komprese potřebná k dosažení deformace vzorku. Plocha A3 zobrazuje lepivost (adhesiveness) (N.mm), což je práce potřebná k překonání síly vznikající mezi povrchem vzorku potraviny a povrchem zatěžovací desky, se kterou potravina přichází do kontaktu. Plocha A4 vyjadřuje pružnost (springiness), což je činná deformační délka v mm druhého stlačení dělená výškou vzorku.Plocha A1 a A2 zobrazují soudržnost (cohesiveness), což je poměr ploch energie druhého cyklu k energii prvého cyklu. Mezi veličiny zjistitelné při TPA patří gumovitost (N), která se zjistí vynásobením tvrdosti a soudržnosti. Další veličinou je žvýkatelnost, která se zjistí ze vzájemného vztahu gumovistosti a pružnosti (vynásobením) (VÁLKOVÁ, 2004). 2.7.9
Nepřímé metody objektivního hodnocení textury Mezi tyto nepřímé metody patří metody chemické, enzymové, mikroskopické
postupy a dále fyzikální, při kterých se nepoužívá aplikace mechanické energie. Nepříme metody mají omezené použití (KRKOŠKOVÁ, 1986).
- 26 -
2.7.9.1 Mikroskopické metody Textura přímo závisí na způsobu uspořádání složek a strukturálních prvků ve vnitřní stavbě potraviny. Mikroskopické metody zprostředkovávají obraz struktury materiálu, jsou velmi užitečným nástrojem při studiu textury. Mikroskopické metody jsou časově náročné a vyžadují zkušeného odborníka. Vlastní pozorování se provádí na světelných, fázových a elektronových mikroskopech. Výhodou těchto postupů je, že lze získat přímé údaje o strukturních prvcích, jejich geometrickém seskupení a charakter struktury (KRKOŠKOVÁ, 1986). 2.7.9.2 Fyzikální metody Mezi fyzikální metody patří nedestruktivní metody. Ve výrobě pečiva se stanovuje hustota šlehaného těsta, která má přímou souvislost s objemem a kvalitou finálního výrobku. Hustota šlehaného těsta je definována jako poměr daného objemu těsta ke stejnému objemu vody. Dalším fyzikálním parametrem, který souvisí s texturou chleba, koláčů a jiných pekařských výrobků je objem. Mezi další nepřímé metody hodnocení textury, které se nepoužívají tak často patří propustnost světla, měření elektrického odporu, měření tepelné vodivosti a také měření ozařováním (KRKOŠKOVÁ, 1986).
2.8 Klasifikace struktury potravin Pojem struktura se týká způsobu uspořádání množství podobných nebo odlišných prvků, jejichž vazby do jednoho celku a vztahy mezi jednotlivými prvky. Má význam organizační a konstruktivní. V konstruktivním významu struktury vystupuje stavební a hierarchický aspekt. Stavebním aspektem jsou vnitřní přirozené stavební principy specifických struktur. Stavební prvky jsou navzájem spojené určitým geometrickým uspořádáním a energetickým spojením (chemické vazby), podle kterých je možno je rozeznávat. Základní struktury potravin lze rozdělit na tyto skupiny: •
Vláknité struktury (maso, ryby, vláknitá zelenina)
•
Vrstevnaté struktury (cukrárenské výrobky)
•
Masivní kapalné nebo tuhé struktury (mléko, sýr)
Systémy mohou být homogenní nebo heterogenní a roztoky pravé nebo koloidní. V tab. 4 jsou uvedené elementární struktury. Na obr. 3 jsou znázorněné možnosti tvorby
- 27 -
homogenních
struktur.
Heterogenní
struktury se tvoří
podobným
způsobem
(KRKOŠKOVÁ, 1986). Tab. 4 Elementární struktury (KRKOŠKOVÁ, 1986)
Typ struktury
Geometrické uspořádání
Chemické vazby
Agregáty
Náhodné uspořádání
Žádné vazby, pouze tření související s gravitací
Nerozvětvená Lineární uspořádání vlákna Rozvětvená Lineárně s náhodným vlákna rozvětvením Dvojrozměrná Plošné uspořádání lineárních rovinná mřížka náhodně pospojovaných prvků Trojrozměrná rovinná mřížka
Krystalická struktura
Bipolární vazby Bipolární a multipolární vazby Bipolární a multipolární vazby, nestabilní proti pohybu v rovinném úhlu
Prostorové uspořádání lineárních náhodně pospojovaných strukturních prvků
Bipolární a multipolární vazby, nestabilní proti pohybu v rovinném úhlu
Symetrické prostorové uspořádání pravidelně pospojovaných strukturních prvků
Bipolární a multipolární vazby, stabilní proti pohybu v prostorovém úhlu
Pojem struktury zahrnuje tedy makrostrukturu, viditelnou volným okem, mikrostrukturu, detekovatelnou světelným mikroskopem a ultrastrukturu, kterou je možno rozeznat pod elektronovým mikroskopem. Pochopitelně ultrastrukturu, mikrostrukturu a makrostrukturu nelze přímo rozlišovat. Zobrazení struktury na těchto třech úrovní pozorování se odlišují v měřítku (mm, µm, nm). Každé z těchto zobrazení dává informace o chemickém, fyzikálně-chemickém a biochemickém charakteru struktury prvku. Pozorování mikro a makrostruktury umožňuje pohled na biologické a technologické aspekty tvorby a přeměny struktury (KRKOŠKOVÁ, 1986).
- 28 -
Obr. 3 Typy heterogenních složených struktur (KRKOŠKOVÁ, 1986)
2.9 Senzorické hodnocení textury Smyslové vnímání textury závisí na deformaci, která je výsledkem aplikace tlaku, tak na povrchových vlastnostech produktu, jako je drsnost, hladkost nebo lepkavost. Konzument si může utvořit představu o textuře potraviny při dotyku, ale nejlépe indukují texturu pocity vyvolané kontaktem potravy s měkkými a tvrdými částmi úst. Podle funkční důležitosti je hmatový vjem hned na druhém místě po zrakových vjemech. Pocity přijímané v různých zakončení hmatových epitelových a pokožkových nervů vznikají v důsledku podnětů působících na povrchu pokožky v podobě jemného dotyku, tlaku anebo tření.receptory souboru dotykových smyslů, nacházející se ve sliznici a pokožce, mezi sebou těsně spolupůsobí. - 29 -
Mezi smyslové orgány zapojené do mechanizmu žvýkání se dělí podle umístění v dutině ústní na do tří skupin: − receptory povrchové struktury úst, a to na tvrdém a měkkém podnebí, na jazyku a dásních − receptory nacházející se kolem kořenů zubů − receptory ve svalech a šlachách (KRKOŠKOVÁ, 1986) Při hodnocení textury se uplatňují dva nezávislé aspekty a to osoba, která konzumuje posuzovanou potravinu a potravina samotná (KRKOŠKOVÁ, 1986). Mezi podmínky pro senzorické hodnocení patří vhodná zkušební místnost, která obsahuje zkušební prostor, přípravný prostor, kancelář, šatnu odpočívárnu a WC. Vhodná teplota je pro posuzování potravin teplota mezi 18 - 23°C a relativní vlhkost 75%. Jedním z významných činitelů při senzorické analýze je hodnotitel. Hodnotitelé musí vyhovovat výběrovým kritériím, které jsou předmětem normy ISO 8586-1 a normy ISO 8586-2, která se týká expertů. V mládí je citlivost největší, ale mladému hodnotiteli chybí zkušenosti. Nejvyšší schopnost pro senzorické hodnocení je mezi 18 – 40 lety. U hodnotitele se také provádí zkouška na rozeznání textury. Ke zkouškám rozlišení textury tuhých vzorků se používá většinou sada standardů (např. válečků z plastické hmoty), jejichž texturní charakteristiky se mohou stanovit fyzikálními metodami. K vyjádření stupně zjišťované vlastnosti (např. tvrdosti, soudržnosti, viskozity, elasticity, plasticity, přilnavosti, křehkosti a žvýkatelnosti) se použije např. stupnicových metod (nejčastěji bodové nebo grafické stupnice) (JAROŠOVÁ, 2001). První reakce na texturu je dotyková, když se potraviny dotkneme rukou, lžičkou, vidličkou nebo nožem (např. ostré zlomení koláče v ruce). V této fázi se vykoná první posouzení textury a potravinu lze již na základě tohoto označit za nevyhovující. Následuje fáze vložení potraviny do úst, kde se láme, rozdrobí a roztrhá zuby, tře mezi jazykem a podnebím, promíchává se slinami, rozemele mezi zadními zuby a poté následuje polknutí. Při polykání hodnotíme snadnost polknutí a zbytky v ústech. Fyziologické reakce na texturu potravin v ústech může přivodit psychologické stavy prudkého odporu anebo přání další konzumace. Vnímání textury v ústech se popisuje jako souhrn vědomích i podvědomích procesů a tento vjem je výraznější tehdy, když není naplněno očekávání (KRKOŠKOVÁ, 1986).
- 30 -
Hodnocení textury je dynamická proces. Reakce potravin na namáhání měříme pomocí kinesteze, což je poloha, pohyb a napětí částí těla, vnímána nervy a orgány svalstva, šlach a kloubů. Dále můžeme měřit pomocí somasteze, což jsou počitky tlaku (dotyku) a bolesti, vnímaná receptory v kůži, rtech, sliznici úst a jazyka. Geometrické vlastnosti jsou vnímány dotykovými receptory. Hodnotíme granulaci, což je velikost a tvar částic např. hladký, křídový, moučnatý, zrnitý. Dále hodnotíme uspořádání, což je tvar a orientace částic výrobku (vláknitá, buněčná, krystalická, pufovaná) (ČSN ISO 11036). Příklad postupu pro hodnocení textury je uveden v příloze č. 1. a mechanické vlastnosti a technika jejich stanovování je uvedena viz příloha č 2. 2.9.1
Aspekty senzorické jakosti chleba Při senzorickém hodnocení chleba a pečiva se posuzují dvě skupiny znaků –
vnitřní a vnější. Struktura kůrky patří mezi vnější znaky. Měla by být křehká, stejnoměrně silná (3-4 mm) a má pozvolna přecházet do střídky. Nemá být tvrdá ani gumovitá. Jemné prasklinky v ostře ohraničených čtvercových ploškách (tzv. parcelace) jsou znakem dobře vypečeného a vychlazeného chleba. Vlastnosti střídky, jako pórovitost, struktura a pevnost na řezu, patří mezi vnitřní znaky. Pórovitost zahrnuje množství, velikost a uspořádání pórů ve střídce. Póry mají mít stejný tvar, tenké stěny a přibližně stejnou velikost (2-4 mm). Struktura pórovitosti ovlivňuje i barvu střídky různým rozptylem odraženého světla, hrubě pórovitá střídka se jeví jako tmavší. Jemná pórovitost a tenké stěny pórů přispívají k lepší stravitelnosti výrobků. Struktura střídky má být pevná s přiměřenou vlhkostí, současně však pružná a u pečiva kyprá. Střídka nesmí obsahovat žádné nečistoty, žmolky mouky nebo těsta, závadou jsou trhliny ve střídce, velké dutiny, vlhké jádro či brousek (zpravidla u dolní kůrky). Pevnost v řezu (krájitelnost) souvisí se strukturou střídky, nesmí být lepivá, příliš suchá ani drobivá (INGR, 1997). Hodnocení pomocí senzorického panelu je nákladné a zdlouhavé (www.instron.com, 2007).
- 31 -
2.10 Textura cereálních výrobků 2.10.1 Textura pekařských výrobků Pro objektivní stanovení texturních vlastností se používají přístroje. Slouží k porovnání tvrdosti a lámavosti křehkého chleba a sušenek, dále k měření tvrdosti sušenek řezáním. Také k porovnání odolnosti čokoládou polévaných sušenek ze dvou různých výrobních šarží vůči řezání čepelí nože, měření odolnosti sušenek vůči ohybu nebo ukousnutí, měření pevnosti sušenkového těsta penetrací cylindrickou sondou, měření střídky pečiva kompresí cylindrickou sondou, měření těsta a kvality lepku, měření lepivosti těsta, měření mohutnosti kynutí těsta vlivem činnosti kvasnic za použití cylindrické sondy a neposlední řadě k měření tvrdosti a pružnosti moučníků skladovaných pro tři časová období (www.oks.cz, 2007). 2.10.2 Textura cereálií a snack výrobků Na cereálních a snack výrobcích se provádí testy porovnáním tvrdosti cereálních tyčinek střihem, dále porovnání tvrdosti „chrupavých“ a „žvýkacích“ cereálních tyčinek střihem, porovnání tvrdosti a chrupavosti cereálních snídaní po zalití mlékem, porovnání textury křehkých výrobků objemovou kompresí za použití Ottava cely. Dále se měří lámavost extrudovaných výrobků za použití Krameriovy cely s 5ti ostřími. Také se provádí testy na zjištění tvrdosti hranolků, na měření lámavosti chipsů a na měření tvrdosti a lámavosti preclíků (www.oks.cz, 2007). 2.10.3 Textura těstovin Stanovení pevnosti těstovin se provádí porovnáním dvou šarží gnocchi těstovin kompresí, porovnáním mezního napětí/síly sušených těstovin lasagne tříbodovým ohybem, porovnáním lepivosti těstovin vařených v měkké a tvrdé vodě, porovnáním elasticity (nebo pevnosti v tahu) nudlí, porovnáním tvrdosti a lepivosti nudlí za použití cylindrické sondy a stanovení mezního napětí sušených špaget (www.oks.cz, 2007).
2.11 Aplikace analýzy textury cereálních výrobků 2.11.1 Test tvrdosti u sušenky Pro rychlé získání charakteristických rysů tvrdosti a křehkosti sušenek byla použita metoda tříbodového ohybu (viz obr. 4). Analýza byla provedena analyzátorem textury typ TMS-Pro. Test se prováděl do okamžiku, kdy došlo k prasknutí sušenky (viz
- 32 -
obr. 5) za vzniku celistvé zlomeniny. Při tomto testu byli hodnoceny 3 vzorky - příliš měkký, ideální a příliš tvrdý (www.foodtechcorp.com, 2007).
Obr. 4 Tříbodové ohnutí sušenky (www.foodtechcorp.com, 2007)
Obr. 5 Sušenky užité k analýze (www.foodtechcorp.com, 2007) 2.11.1.1 Využití dat získaných z pokusu Údaje, které se získají z toho testu mohou být využity pro přizpůsobení výrobku při jeho manipulaci během výroby, pro optimalizaci doby míchání, pro optimalizaci pečícího tvaru a pro optimalizaci výchozího obsahu vody. Tato metoda ukazuje jasně rozdíly mezi měkkými a tvrdými vzorky (viz obr. č. 6). Rozdíl mezi měkkým a ideálním produktem je menší. Deformace přerušení ideálního a měkkého vzorku je mnohem větší než u tvrdého vzorku. Toto se také odráží v charakteristických rysech, kde se tvrdé, mnohem více křehké, vzorky zlomí velmi rychle v porovnání s jejich měkčími protějšky (www.foodtechcorp.com, 2007).
- 33 -
Obr. 6 Graf tvrdosti sušenek (www.foodtechcorp.com, 2007)
2.11.2 Analýza textury krájeného chleba Cílem analýzy bylo zjistit texturní vlastnosti krájeného chleba v průběhu tří dnů s ohledem na míru oschnutí. Toto testu bylo využito ke zjištění doby trvanlivosti. V této analýze byla testována chlebová střídka. Při analýze muselo být vzato v úvahu:
- složení a preparát - enviromentální vystavení a balení - umístění zkušební plochy na vzorku - výrobní postup - symetrie vzorku
Parametry jako jsou soudržnost, tvrdost a pružnost jsou získávány ze struktury chlebové střídky. Opakovatelnost byla zajištěna během kritického výběru vzorků. Plátky chleba byly vybrány tak, aby se eliminovali přirozené změny v produktu a byly použity plátky sobě nejbližší. Tři plátky chleba byli vyjmuty z příčného řezu (typický průřez) porcovaného bochníku (viz obr. 7). Průběh stlačení chlebové střídky je znázorněno v obr. č 8 (www.foodtechcorp.com, 2007).
- 34 -
Obr. 7 Porcovaný chléb (www.foodtechcorp.com, 2007 )
Obr. 8 Stlačení chlebové střídky (www.foodtechcorp.com, 2007)
2.11.2.1 Vyhodnocení dat získaných při analýze V souvislosti
s pružností
může
být
analýza
pomocí
přístrojů
využitá
k optimalizaci formace, balení a trvanlivosti. Data týkající se tvrdosti, které byly naměřeny při testování střídky můžou vést k předpovědi průběhu chování střídky např. pevnější struktury mohou zlepšit manipulaci během krájení nebo během automatizované výroby sendvičů. Bylo zjištěno, že struktura střídky chleba je měkká, vlhká a pevná (viz obr. 9). Když u testování dojde k malým deformacím (zvláště u čerstvého výrobku), tak to ukazuje na extrémně ohebné charakteristické rysy. Jako oschlý vykazuje chléb více viskózního, nenavratitelného chování. Plátky chleba v analyzátoru jsou vystavěny deformaci až do 50 % (viz obr. 8). Pokud se parametr pružnosti snižuje, dochází ke zvyšování skladovatelnosti výrobku.
- 35 -
Všechny tři charakteristické rysy objektivně určí fyzikální vlastnosti ze střídky pro účely rozvoje a obvyklé kontroly jakosti.
Obr. 9 Grafické vyjádření charakteristických parametrů střídky chleba (www.foodtechcorp.com, 2007) 2.11.3 Zkouška tažnosti u tortily Smyslem tohoto testu bylo zjistit tažnost u tortily. Tento test byl prováděn bez použití speciálního přípravku, pouze pro demonstrativní účely. K testu bylo použito 5 vzorků, které byli získány z běžně kupované bortily (El Paso Brand). Zkouška pružnosti byla provedena na přístroji In-spect 2200 Bench-Top ve vertikální poloze a tento přístroj byl vybavený manuálním mechanickým svěračem. Přístroj byl dále vybaven siloměrem na 10 liber a získávání informací probíhalo pomocí HandSpring Visitor a autopříslušenství Targus. Testování probíhalo rychlostí přibližně 10 palců za minutu. Graf (viz obr. 10) ukazuje výsledky 5 testovaných vzorků. Malé nesrovnalosti ve tvarech křivek mohou být způsobeny nedokonalostmi ve vzorcích. S řádným upnutím vzorku mohou zkoušky tažnosti tortily poskytnout užitečné informace co se týče konzistence a čerstvosti tortil (www.instron.cz, 2007 ).
- 36 -
Obr. 10 Výsledky zkoušky tažnosti u tortily (www.instron.cz, 2007 ) 2.11.4 Analýza textury snídaňových cereálií Existuje mnoho příkladů, kde změny v textuře potravin vedli ke změně jejich kvality. Mezi tyto změny patří např. změknutí instantních nudlí v polévce. Je možné určit časový interval, přes který nedocházi v potravině ke změně kvality. V mnoho případech je tento interval dobré maximalizovat. Měření může objektivně určit účinky na změny v potravině což představuje cenný nástroj k zachování kvality potravin. Hotové snídaňové cereální výrobky jsou navržené tak, aby byly konzumovány v nádobě s mlékem. Hlavním parametrem těchto cereálních snídaní je jejich schopnost udržet křehkou strukturu zatímco jsou ponořené v mléce. Změny ve struktuře jsou zhodnoceny časem, a výsledek je dán časem po který si výrobek udrží křehkost. Křehkost je parametr popisující dualitu textury lámáním jídla. Při subjektivním hodnocení se nám křehkost jeví jako po sobě jdoucí lámání, které je způsobeno silou aplikovanou během žvýkání. Lámání je v ústech způsobeno a pociťováno vlivem kolísání mechanické síly a dále ho pociťujeme skrz sluch, protože působení síly vyvolává zvukové projevy. Ačkoli mokré (např. jablka) a suché jídlo (např. bramborové čipsy) smícháme, mohou být křupavá, ale zdrojem křehkosti pro každé je navzájem různý. Tato zkouška se týká křupavosti snídaňových cereálií a jiného sušeného křupavého jídla. Takovéto „křupavá jídla“ jsou složeny ze sacharidů ve skelné formě.
- 37 -
Faktory, které ovlivňují teplotu skelné přeměny sacharidů, a tím i křehkost, jsou obsah vody a molekulární váha. Vznik vícenásobných zlomenin u těchto snídaňových cereálií je ovlivněn různorodostí morfologických rysů včetně buněčné struktury, prostorového uspořádání atd. Křehkost je ztracena v nádobě s tekutinou následkem absorpce vlhka. Zvýšený obsah vlhkosti snižuje modul pružnosti a lámavosti, a dále způsobuje ztrátu křehkosti a chrupavosti v důsledku ztráty skelné struktury. Tento účinek vlhkosti na texturu křehkých produktů byl již široce zkoumán. Většina práce se soustředila na absorpci vlhka ze vzduchu během skladování za používání nasycení solí a tím ovládanou vodní aktivitou. Bylo zjištěno, že snídaňové cereálie ztrácejí svou křehkost při vodní aktivitě 0,5, což odpovídá 7% vlhkosti. Ztráta křehkosti v nádobě s tekutino je popisována jako rychlý hromadný proces, který zahrnuje souběžnou absorpci vlhkosti a absorpci nebo ztrátu látek rozpustných v tekutině. Rychlost absorpce vlhkosti závisí na teplotě a složení roztoku stejně jako na složení a struktuře cereálního výrobku.Bylo zjištěno, že Weibullův pravděpodobnostní model popisuje tyto procesy. Mnohé inovace míří k prodloužení zachování charakteristických vlastnosti výrobků v míse prostřednictvím změny výrobního procesu, morfologie obilí, změnou ingrediencí anebo přidáním povrchových nátěrů. Instrumentální techniky pro měření texturních parametrů mají
mnoho
výhod
oproti
smyslovým
technikám,
zahrnující
objektivnost,
opakovatelnost a nižší cenu. Instrumentální techniky jsou děleny do tří kategorií: založené na pozorování, napodobující a elementární. Metody měření křehkosti mohou být považované za napodobující děje cítěné v ústech. Byla popsána metoda, která využívá řezacího tlaku, kde vrcholová síla ukazuje na stupeň křehkosti. Nízké hodnoty vrcholové síly byla přiřazeny ke křehkým produktům. Byly použity vzorky o hmotnosti 15 g, které nechal nasáknout vodou po známou dobu a následně provedl kompresi pomocí analyzátoru textury a použil vrcholovou sílu pro změření křehkosti. Poslední dobou Stable Micro Systems vyvíjí zařízení na měření založené na Ottawa cele. Speciálně navržená vodotěsná deska drží vzorek ponořený v mléce na požadovanou dobu, po které je kapalina rychle uvolněna do spádového podnosu. Tato navrhovaná metoda požívá vzorek o hmotnosti 30 g stlačený o 5 mm/s do 50 mm ( ze začínající výšky 60 mm nad deskou) a s pužitím TA.HDi analyzátorem textury (tento nástroj je schopný změřit množství až do 500kg) se současným záznamem dat o 400 bodech za sekundu.
- 38 -
Křupavá jídla budou vykazovat zvuky vyšší než 5 kHz, zatímco chroupavá jídla produkují hluboké zvuky s vzcholem mezi 1,25 až 2 kHz. U křehkých jídel se také využívá silové deformační křivky (GREGSON, 2002). 2.11.4.1 Senzorická hodnocení snídaňových cereálií Životaschopnost cereálií v míse s tekutinou je smyslový parametr související s délkou, po kterou si jsou schopné snídaňové cereálie udržet souvou křekhost, poté co byli ponořeny do mléka. Použitá metoda byla navržená tak, aby poskytla výsledky, které odpovídají vnímání typických spotřebitelů. Každému členu z 15členého neodborného panelu byli odebrány hodinky a každý dostal do mísy 30 gramů cerealií, které byli zality 200 ml mléka. Členové panelu již dříve tento typ cereálií konzumovali. Vymezení "životaschopnosti" v míse
bylo jako časový úsek, po který snídaňová
cereálie udržela svou křehkost, zatímco byla ponořená v mléce. Hodnotitelé začínali současně, hodnotili strukturu v pravidelných intervalech konzumací několika vloček najednou. Každý z hodnotitelů si zaznamenal dobu v kterou si povšiml, že cereálie ztratila svou křehkou strukturu a takto prováděli opakovaně (obvykle 3krát) dokud nebyli spokojeni se svou odpovědí. Z těchto údajů byla poté vypočítána směrodatná odchylka a vhodnou matematickou metodou se vypočítala "životaschopnost" (GREGSON, 2002). 2.11.4.2 Navrhovaný instrumentální způsob Tato metoda může být také využita jako objektivní způsob sledování změn v textuře jako je funkce času. Pro tuto metodu se použije upravená Ottawova cela s vodotěsnou úložnou deskou, kde se jednotlivé experimety provádějí v 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 150 a 180 s. Výsledky změn v textuře jsou znázorněny grafem viz. obr. 11. Poté se analyzuje křivka vrcholové síly kde se pro následné vyhodnocení použije Weilbullova rovnice, prostý exponenciál a upravený exponenciál (vzorce pro výpočet viz tab. 10) (GREGSON, 2002).
- 39 -
Obr. 11 Výsledky změn v textuře po uplynutí určitého času (GREGSON, 2002)
Tab. 10 Weibullova rovnice, prostý a upravený exponenciál (GREGSON, 2002)
Použitím této metody se určí "životaschopnost" testované snídaňové cereálie. S pomocí této metody by bylo možné určit objektivně účinek změn ve výrobním procesu nebo ve změně ingrediencí. To by mohlo být také využito při zkoumání - 40 -
hydratace a následných změn ve struktuře dalších potravinářských výrobků, například krekrů v polévkách, rovněž změny ve struktuře zeleniny během vaření (GREGSON, 2002). 2.11.5 Hodnocení křehkosti a chrupavosti Stanovit křehkost i chřupavost bylo vždy obtížné smyslovými i instrumentálními prostředky. Obecně platí, že křehký produkt se rozbije při malé deformaci. Křehkost je znepokojujícím faktorem při balení a přepravě výrobku. Při zjišťování křehkosti pomocí přístrojů se měří vzdálenost v které se produkt rozbije (zlomí, přeruší). Chrupavost je typicky zjišťovaný parametr pro jídlo jako jsou např. smažené bramborové lupínky, hranolky atd. V praxi se často řeší otázka, zda by měl být produkt jemnější anebo tvrdší. V běžné praxi to znamená, že lze výrobek udělat tvrdší pro odolávání větším silám, ale oproti tomu jemnější (měkčí) produkt je více pružný a tak méně náchylný k rozbití způsobenému otřesy během výrobního procesu. Obr. 12 ukazuje způsob, jakým je chrupavost a křehkost různých výrobků vyhodnocována graficky pomocí analyzátoru. V grafu je znázorněno jak produkty odolávali deformačním silám. Výrobky T a V jsou pevné, ale kulatost jejich křivky naznačuje, že jsou více pružný než křehký. Výrobek T vykazuje vysoký počáteční odpor, který je následován křivkou, která naznačuje, že by mohlo jít o produkt jako silné smažené bramborové hranolky, které nabízejí strukturní odpor díky chrupavému obalu (www.texturetechnologies.com, 2007).
Obr. 12 Vyhodnocení křehkosti a chrupavosti u neznámých výrobků (www.texturetechnologies.com, 2007)
- 41 -
2.12 Textura chleba 2.12.1 Měření textury u chleba Jako u většiny jídel je textura chleba a dalších obilných produktů popisována v rámci jejich smyslových vlastností. Subjektivní metoda posuzování senzorických vlastností může být použita (HANSEN a SESTER, 1990), ale častěji používanou metodou je objektivní hodnocení. Je možná i kombinace subjektivního a objektivního hodnocení, čehož může být využito pro vzájemné ověřování. Mezi klíčové znaky, spojené s čerstvostí, patří měkkost střídky a její schopnost obnovit svůj tvar poté, co byla vystavená deformační síle. Ke zhodnocení tohoto jevu je nejrychlejší test, který využívají hlavně běžní spotřebitelé a to zmáčknutí chleba mezi prsty. Zkušenosti a podvědomý trénink spotřebitele vede k tomu, že spotřebitel odmítne chleba, který je tvrdý při dotyku anebo který zůstane stlačený poté, co zmáčknutí povolilo. Tento subjektivní test, který se provádí za použití hmatu a zraku, může být pohotově potvrzen i v ústech. Tento výsledek není překvapující a mnoho objektivních testů, sloužících k hodnocení textury chleba, je založeno na různých variantách stlačení a deformace. Objektivní hodnocení pomocí stlačení může být provedeno dvěma způsoby. V prvním způsobu hodnocení chléb podléhá standardní tlakové síle a měří se zde dosažené vzdálenosti při stlačení anebo v druhém případě se chléb stlačí na standardní vzdálenost a měří se síla potřebná k dosažení této vzdálenosti. V praxi jsou používány obě tyto metody (CAUVIAN, 2004). 2.12.1.1 Měření pomocí kompresimetru a kónického stlačovacího tělesa U kompresimetru se využívá stlačení chlebové střídky, o známé tloušťce, mezi dvěma plochými paralelními deskami za použití standardní váhy. Tento přístroj zaznamenává vzdálenost mezi paralelními deskami. Druhá metoda která využívá pro své hodnocení princip stlačení je testování pomočí kužele s definovaným úhlem. Toto zařízení bylo podobné kompresimetru, ale v tamto případě byla váha způsobující stlačení přenášena na desku, která je zavěšena dole pod vzorkem a kužel tlačí střídku chleba směrem dolu. Mechanismus se od kompresimetru lišil místem působení zátěže. V obou případech byly zjišťovány informace sloužící ke zjištění pružnosti vzorku.
- 42 -
Po odstranění síly, která působila na vzorek, se měřil poměr výšky chleba před a po stlačení. Ke zjištění pružnosti se nyní používají automatické přístroje, které vyhodnocují výsledky pomocí počítačového programu. Mezi výhody automatického přístroje patří i to, že tlaková síla je stejná až do okamžiku dosažení stanoveného stupně stlačení. Tento postup se také využívá při hodnocení měkkosti nebo pevnosti kde se hodnotí síla, která je požadovaná ke stlačení do daného stupně. Obvykle používaný stupeň stlačení u chleba je 25 – 40% z původní tloušťky vzorku (CAUVIAN, 2004). 2.12.1.2 Měření texturních vlastností chleba pomocí TPA Tento test může být využíván ke stanovení více vlastností chlebové střídky. Při hodnocení pomocí TPA je vzorek vystaven dvojímu stlačení po sobě (viz. kapitola 2.7.7). Příklad zaznamenané stopi při zkoušení střídky chleba a koláče na 25% stlačení pomocí TPA je uveden v obr. 13. V podstatě byl TPA navržen ke stimulování procesů při kousání a žvýkání. Nicméně v případě mnohých chlebů hustota střídky při průřezu není stejná. Pro takové by bylo ideální znát hustotu vzorku v místě testování. Toho může být dosaženo prostřednictvím technologie, kde známe tloušťku chlebového plátku a kde válcová fréza známého průměru je schopná vypočítat jeho hustotu z jeho váhy (CAUVIAN, 2004).
Obr. 13 Příklad zaznamenané stopy TPA ze střídky koláče a chleba při stlačení na 25 % (CAUVAIN, 2004) 2.12.2 Vliv buněčné struktury na texturu chleba Donedávna nepatřila buněčná struktura mezi ty vlastnosti, který by mohli být pohotově a objektivně měřeny. Díky rozvoji techniky byl vynalezen nový analyzátor známý jako C-Cell (vyvinutý CCFRA) s funkcí změřit mnoho rysů buněčných rozměrů a tloušťku buněčných stěn. Takovéto data mohou být využita k poskytnutí
- 43 -
komplexnějších údajů o tom, jak mohou být strukturní vlastnosti chleba změněny (CAUVIAN, 2004). 2.12.3 Vliv surovin na texturu chleba Strukturní vlastnosti všech cereálních výrobků jsou odvozeny od kvality přísad, jejich vzájemné kombinace a používání. V chlebu tvoří charakteristickou strukturu pšeničný protein zvaný gluten. Gluten tvoří síť malých vzduchových bublinek a udržuje je v těstě, kde se později rozpínají plynem, který je produkován při kvašení droždí. Pekaři jsou schopni utvářet glutamové struktury z pšeničné mouky, vody, kvasnic a dalších funkčních přísad. Změny vedoucí ke zlepšení zadržování kvasných plynů přinášejí větší objem chleba a z tohoto důvodu i měkčí bochník, který působí na spotřebitele čerstvějším dojmem. Utváření vhodné struktury glutenu s dobrou schopností zadržovat kvasný plyn je základ pro zlepšení struktury chleba. Mezi faktory které můžou přispět ke zlepšení řadíme vlastnosti mouky a rozsáhlé zlepšující přísady do chleba (CAUVIAN, 2004). 2.12.3.1 Vliv vlastností mouky na texturu chleba Sledujeme vliv vlastnosti mouky na konečnou texturu výrobku. Zadržování plynů a tedy i objem se zlepšuje se zvyšováním obsahu bílkovin v mouce. Používaný protein může být buď původní (obsažen v pšenici) anebo přidaný ve formě sušeného glutenu. S kvalitou obilných bílkovin se mění i schopnost zadržovat plyny, což může mít vliv na střídku chleba. Další vlastnosti mouky mohou souviset s enzymatickou aktivitou (obvykle alfa-amylasou) (CAUVIAN, 2004). 2.12.3.2 Vliv zlepšujících přísad Rozsáhle funkční přísady mohou být přidány do těsta za účelem zlepšit jeho pekařské vlastnosti (WILLIAMS a PULLEN, 1998). Existuje řada přísad, které mají vliv na zadržování kvasných plynů, čímž nepřímo ovlivňují strukturu výrobku. V několika případech mohou nastat změny ve struktuře v závislosti na jiné změně znaku produktu. Nejčastější pozorovaná změna na textuře (za použití zlepšovacích prostředků) je zvýšení počáteční měkkosti chleba. Tyto změny jsou znatelné při přidání oxidačního činidla kys. askorbové, tuku, emulgátorů a řada aktivních enzymů jako např. alfaamyláza (CAUVIAN, 2004).
- 44 -
2.12.4 Působení zpracování a uskladnění na texturu chleba Na texturu chleba má silný vliv hustota a pórovitost střídky. Z toho se dá předpokládat, že mají důležitý vliv ty aspekty zpracování těsta, které mění objem a buněčnou strukturu. Důležité pro rozvíjení zpracování těsta je míchání, zvláště jeho intenzita. Je nutné vědět, že zvýšení intenzity míchání těsta zvyšuje objem chleba a měkkost střídky. Toto je důležitý vztah pro výrobní procesy, takové jako je například Chorleywood Bread Process (CBP) (CAUVAIN, 2004). Za použití CBP je možné dosáhnout stejného objemu chleba a měkkosti střídky s nižším obsahem bílkovin v mouce, než by bylo požadováno v ostatních výrobních procesech. Kombinace velikosti bublin ve střídce a tloušťky buněčných stěn, jsou klíčové faktory v určování struktury chleba. Ve zpracování těsta jako u CBP je finální buněčná stěna velkou měrou určena velikostí plynových bublin učleněných během míchání těsta. V případě CBP je možné během míchání v mixéru, s proměnlivým tlakem, ovládat plynové bubliny v těstě. Pěkná, jednotná buněčná struktura je podporována při použití podtlaku, zatímco více rozdílných struktur může vzniknout při použití vyššího tlaku (CAUVAIN et al., 1999). V tzv. Pressure-Vacuum mixéru je možné měnit tlak během míchání a tak přímo ovlivnit buněčnou strukturu chleba (CAUVAIN, 1995). Obměna velikosti buněk ve střídce ovlivňuje strukturu. Obecně platí, že pěknou, jednotnou strukturu střídky doprovází tenké buněčné stěny, které dávají střídce měkkost. Na druhé straně větší velikost buňky se silnými buněčnými stěnami dávají pevnější střídku. Změny plynové bubliny mohou nastat i během výroby, kde tyto změny mají nepříznivý vliv na strukturu chleba.
Rheologické vlastnosti těsta jsou rozhodující
k zajištění, že bubliny, které vznikli během míchání, jsou udržitelné v jejich požadované formě. Rheologické vlastnosti těsta jsou nevyhovující tehdy, když jsou glutenové membrány poškozené během hnětení, což může vést ke ztrátě plynových bublin nebo k jejich sloučení ve velkou bublinu (CAUVAIN, 2004). Poškození těsta během hnětení se nejčastěji projevuje jako tmavě zbarvená a pevná místa ve střídce. To je přímý důsledek tlustých buněčných stěn, které se vytvořily. Buňky o větší velikosti jsou charakteristické pro produkty jako např. bagety. V tomto případě vede naříznutí střídky k povzbuzení utváření chrupavé nebo tvrdé vnější kůrky.
Nejvíce používaným způsobem je povzbuzení kvašení droždí před
vlastním tvarováním těsta. Takovéto podmínky zpracování jsou důležité proto, že velké - 45 -
plynové buňky, které jsou zadržovány v těstě, by byli jinak ztraceny. Utváření křupavé kůrky bagety je povzbuzováno tím, že bagetu „vaříme“ v páře v ranných stupních vypékání. Použití vlhkosti a tepla povzbuzuje enzymatickou aktivitu, která přeměňuje škrob v dextriny, což vede k vytvoření „pozlátka“ a přispívá ke křehkosti kůrky (CAUVIAN, 2004). 2.12.4.1 Změny v textuře chleba během skladování Čerstvě upečený chléb má jiné vlastnosti než ten, který byl po krátkou dobu uskladněn. Povaha a velikost změn závisí na podmínkách ve kterých byl produkt držen. Jestliže byl rozbalený, tak je ve většině případech vysušen, z důvodu odpaření vlhkosti. Poměr vlhkosti, která se ztratila z produktu, je částečně závislá na obsahu vody v produktu a v atmosféře. Ztráta probíhá rychleji, když je vodní aktivita aw nižší v prostředí než v produktu (CAUVAIN, 2004). U baleného chleba bude ztráta vlhkosti pomalejší, nicméně i tak bude skladovatelnost výrobku omezená možným výskytem plísně (PATERAS, 1998). Vznik plísně na povrchu chleba je možný, protože vodní aktivita je dostatečně vysoká aby mohla růst. Obvykle je aw mezi 0,90 – 0,98 (CAUVAIN, 2004). Na konci procesu pečení je obsah vody a aw v kůrce příliš nízký, aby byl možný růst plísně. Během skladování se vlhkost pohybuje z oblasti vlhké střídky k suché kůrce. U rozbaleného chleba se vláha vypařuje do atmosféry, ale u zabaleného je dosažená rovnováha mezi střídkou, kůrkou a prostředím v obale chleba. Souhrnně mají tyto změny za následek snížení drobivosti. Vytváří se zde potenciál pro růst plísní, absorpce vlhkosti kůrkou způsobuje to, že chleba ztrácí svou křehkost. Tato změna snižuje smyslovou hodnotu u spotřebitele, protože spotřebitel očekává, že kůrka bude tvrdá a navíc se produkt jeví jako „vyčichlý“. Dá se snížit ztráta křehkosti kůrky zabalením chleba do obalu, který bude mít dírky. Malé dírky v obalu zajišťují únik části vlhkosti, která odchází ze střídky do kůrky, a kůrka zůstává tvrdá a křupavá. Nicméně ztráta vlhkosti má pro střídku ten výsledek, že se vysouší a stává se tvrdou. U výrobků, při jejichž výrobě se používá více surovin, existuje značný potenciál pro stěhování vlhkosti z a do střídky z dalších surovin. Takovým příkladem je například sendvič. Je jen málo složek sendviče, které by měli vyšší vodní aktivitu než chléb. Takovým příkladem je salát. Sendvič dělaný se salátem je během skladování často vlhký, což vede ke zvyšování vlhkosti chlebové střídky. V případech, že okolní složky budou mít nižší vodní aktivitu než chlebová střídka, může dojít ke ztrátě vlhkosti střídky a chléb bude
- 46 -
tvrdý. Nanesení másla nebo margarínu na povrch chleba znázorňuje pokus o vytvoření vodotěsného povrchu střídky a tím i minimalizaci putování vody do nebo z částí chleba. Oschlý chléb můžeme popsat jako chléb, který ztratil svou čerstvost. To zahrnuje několik různých změn: − Ztráta vlhkosti střídky a kůrky, zvláště je-li produkt rozbalený − Ztráta křehkosti kůrky, což se nejpravděpodobněji bude vyskytovat, když bude chléb zabalen − Zvýšení drobivosti chleba obvykle souvisí s obsahem vody − Zvýšení pevnosti střídky − Změny chuti, obvykle ztráta − Změny vůně, obvykle ztráta Dokonce u chleba, který je před ztrátou vlhkosti chráněn obalem, dojde k progresivnímu vzrůstu pevnosti střídky se stoupající dobou uskladnění. Tato náhlá změna je nejčastěji označována jako tzv. okorání a vzniká díky změnám v krystalické struktuře škrobu (PATERAS, 1998). Pšeničný škrob podstupuje několik změn během procesu výroby a skladování. Proces tzv. „rekrystalizace“ nastává během uskladnění a jen znám jako zpětný pohyb vlhkosti ze střídky. Velikost a poměr rekrystalizace závisí na několika faktorech a na podmínkách uskladnění. Existují potencionální způsoby zlepšení, které by mohly být aplikovány, ale které pouze zpomalý proces rekrystalizace. Také chlazení a mražení může zbrzdit jak vývoj mikrobiálních procesů tak ztrátu vlhkosti. Rychlost osychání chleba se zvyšuje v závislosti na skladovací teplotě. Nejvyšší ztráta vlhkosti je při teplotě cca 4 °C. To je špatné, protože chlazení se využívá k zamezování mikrobiálního růstu v sendviči, což je teplota, kde bude chleba osychat nejrychleji. Tento efekt částečně vysvětluje, proč chuť chleba není vždy výrazná. Při mražení se předejde mikrobiální aktivitě a osychání chleba, ale pravý akt mražení a tání je shodný s chlazením. Chleba rychle oschne, protože musí dvakrát přejít přes teplotu, která je optimální pro osychání a to jednou při mražení a podruhé při tání (CAUVIAN, 2004). 2.12.5 Zlepšení textury chleba Při snaze zlepšení textury se vychází ze tří hledisek: − Změna struktury chleba - 47 -
− Změna a zlepšení uskladnění − Používání alternativních výrobních procesů Tyto hlediska mají významný vliv na změnu objemu chleba, jeho hustoty a na buněčnou strukturu. Ve většině případech zlepšení směřuje směrem k vyprodukování měkčí střídky na začátku doby skladování, takže i když rychlost osychání během skladování zůstává stejná, spotřebitel nabude dojmu, že produkt je čerstvější. Ukázka takových případů je používání oxidačních činidel a emulgátorů. Jedna stránka technologie výroby chleba, které není často porozuměno, je to, jak může zlepšení textury chleba souviset se zlepšením hustoty v příčném řezu chleba. Pečlivé zkoumání hustoty střídky odhalilo, že střídka má nejvyšší hustotu směrem ke kůrce a nejmenší hustotu směrem do středu střídky. Vyšší hustota směrem ke kůrce je způsobena tím, že uvnitř byla střídka stlačována proti tuhé kůrce v ranných stupních pečení, především, jestliže byl produkt pečen v pekáči (WIGGINS, 1998). Nízká hustota ve středu střídky je dána nízkou odolností při stlačení, ať už při subjektivním nebo objektivním hodnocení. Rozdílná hustota v příčném řezu bochníku chleba je hlavní hledisko textury, a ty výrobní technologie, které tohoto aspektu nejsou schopné dosáhnout, jsou komerčně neschopné růstu. Jednotná hustota na příčném řezu bochníku způsobuje to, že chléb je při doteku pevný a působí jako oschlý. Některé techniky výroby chleba se snaží záměrně dosáhnout změny v hustotě příčné řezu chleba. Jedna taková výrobní technika je známá jako tzv. „čtyř kusové tvarování“ ve kterém jsou bubliny v těstě přeorientovány. Ukázka této metody je na obrázku č. 14. Tato technika je nejčastěji vidět při výrobě sendvičového chleba (CAUVIAN, 2004).
Obr. 14 Metoda čtyř-kusového tvarování (CAUVIAN, 2004)
- 48 -
Osychání chleba nelze zabránit, přesto můžeme snížit jeho rychlost. Mechanismus, kterým může být toto dosaženo, zahrnuje rychlost rekrystalizace škrobu během skladování. Snížení rychlosti tvrdnutí může být dosaženo optimalizací vlhkosti v pečeném produktu (ZELESNAK, HOSENEY, 1986) přidáním emulgátoru jako je např. monostearový glycerol, tepelně stabilní alfa-amyláza, lipáza, ošetření alkoholem, nebo přídavkem cukru. Příklad účinku cukru je například u koláče, kde maximální rychlost osychání je kolem 21 °C. Velké množství „pekařství“, jako jsou v obchodních domech, zařízeních při čerpacích stanicích, restauracích a v hotelech zakládají svou výrobu chleba na přerušovaném procesu pečení. V pekárenském průmyslu se tato výroba nazývá „částečné“ pečení. Chléb je v podstatě částečně upečen již při prvním pečení, ale nemá ještě své typické zbarvení. Takto upravený produkt je stabilní vůči obvyklé mikrobiální činnosti, a tak může být uskladněný. Chléb bude oschlý, což znamená, že ztratí chrupavost a střídka bude tvrdá. Aby chléb mohl být servírován a podáván, musí podstoupit druhé pečení, které tyto nepříznivé změny, které nastaly během skladování, změní. Střídka bude měkčí, což je způsobeno retrogradací škrobu. Do jisté míry se vrací i chrupavost, povrch chleba ztmavne, takže jeví podobné vlastnosti jako čerství chléb. Po druhém pečení bude chléb rychleji osychat a střídka bude dříve tvrdá. To znamená, že skladovatelnost částečně pečených výrobků po druhém pečení může být měřena spíše v hodinách než dnech (CAUVIAN, 2004).
2.13 Přehled analyzátorů textury Pro objektivní hodnocení textury slouží přístroje nazývané analyzátory (www.oks.cz, 2007). 2.13.1 Analyzátor textury typ TA.XT plus Tento typ umožňuje: − plně programovatelné vícestupňové zkoušení - možnosti definovat jednotlivé sekvence pohybu ramene při různých rychlostech a vzdálenostech. − Vícekanálový sběr dat - možnost připojení periferního zařízení − Konstantní zatížení a řízená rychlost namáhání-možnost změny rychlosti v závislosti na velikosti vzorku − Vysoká rychlost průběhu testu: až 40 mm/s, může být dosaženo při použití 5 a 30 kg tenzometru
- 49 -
− Vysoká rozlišovací schopnost − Autodetekce tenzometru a „filtrace“ síly − Software: registrovaný 32bitový software Texture exponent (snímání reálných dat v čase grafické zobrazení dat, uložení dat, výpočty a řada dalších funkcí)
Technické parametry analyzátoru typu TA.XT plus jsou uvedeny v příloze č.3 Schéma tohoto analyzátoru je zobrazeno viz obr. 15 a fotografie analyzátoru je uvedena viz obr. 16 (www.oks.cz, 2007).
Obr. 15 Schéma analyzátoru textury typ TA.XT plus (www.oks.cz, 2007)
Obr. 16 Analyzátor textury typ TA.XT plus (www.oks.cz, 2007)
- 50 -
Mezi výhody měření na analyzátoru textury patří: •
Široký rozsah použití
•
Výměna sondy a nástavce
•
Časová nenáročnost měření
•
Zpracování záznamů počítačovým programem (automatizace vyhodnocování, statistické zpracování, grafické výstupy…)
•
Aplikační podpora
•
Záznam celého průběhu měření
•
Objektivní měření pomocí přístroje a přesně definovaných fyzikálních veličin a jednotek (www.oks.cz).
2.13.2 Typicky měřené vlastnosti textury u jednotlivých skupin výrobků pomocí analyzátoru U pekárenských výrobků měří analyzátor textury např. k : − Tuhost, měkkost - např. kobliha, pečiva, croissantů, sušenek, krekrů, koláčů. − Tažnost - např. těsta, lepku, nevařených těstovin, tortill, palačinek. − Křehkost/lámavost - např. krekrů, střídy pečiva, vařených těstovin. − Lepivost - např. těsta, pekařských náplní. U cereálií slouží k měření např.: − Chrupavost/lámavost - např. cereálních snídaní a tyčinek, extrudovaných výrobků. − Tvrdost- např. cereálních snídaní a tyčinek, zrn, extrudovaných výrobků. − Tuhost- např. ovesné kaše. − Síla potřebná k prasknutí - např. tortill U těstovin slouží např. k měření: − Tvrdost - pro sledování vlivů změn ingrediencí, výroby nebo procesních parametrů na texturu. − Pevnost nevařených těstovin - může mít vliv na stabilitu při transportu. − Pevnost vařených těstovin - indikující „potřebu kousání“ při konzumaci. − Lepivost vařených těstovin - dává představu o množství uvolněného škrobu a tak o strukturních vlastnostech a přípravě
- 51 -
− Pevnost v tahu − Tažnost − Ohebnost- např. nevařených špaget U snack výrobků se jedná např. o (www.oks.cz, 2007): − Chrupavost- např. bramborových lupínků, tortill, chipsů, preclíků. − Roztíratelnost- např. stolních pomazánek, arašídového másla. − Pevnost/pevnost v tahu - např. pizzy, tortill. − Tažnost/elasticita - např. tortill. 2.13.3 Příslušenství analyzátorů 2.13.3.1 Tříbodový ohyb - HDP/3PB Toto malé zařízení tříbodového ohybu umožňuje různé nastavení šířky podpěry do 70 mm a může se na něm měřit vzorek o šířce až 80 mm. Nástavec je umístěn na kovovém stolku a měří charakteristiky lomu (křehkosti) produktu. Typické aplikace zahrnují měření čerstvosti zeleniny a odolnost pečiva vůči lomu, sušenek a čokoládových tyčinek. Měření lámavosti pečiva pomocí tříbodového ohybu je znázorněn v obr. 18. Obr. 17 znázorňuje tříbodový ohyb pomocí HDP/3PB. Toto zařízení se skládá z 1 základny se dvěmi nastavitelnými podpěrami a jednoho tlačného dílu (www.oks.cz, 2007).
Obr. 17 Tříbodový ohyb pomocí HDP/3PB (www.oks.cz, 2007)
- 52 -
Obr. 18 Měření lámavosti pečiva pomocí tříbodového ohybu (www.oks.cz, 2007) 2.13.3.2 Volodkevichovy čelisti - HDP/VB Tento nástavec provádí test simulující činnost řezáků zakousávajících se do potraviny. Skládá se z horní a dolní čelisti, která je upevněna do kovové základny. Vzorek je umístěn do spodní čelisti a simulace kousnutí se realizuje stlačením horní čelisti střihem do vzorku. Obr. 19 zobrazuje Volodkevichovy čelisti – HDP/VB. Tento nástavec se skládá z 1 horní čelisti, z 1 spodní čelisti a z 5 mm imbusového klíče (www.oks.cz, 2007).
Obr. 19 Volodkevichovy čelisti – HDP/VB (www.oks.cz, 2007) 2.13.3.3 Zařízení pro měření pružnosti špaget - A/SFR Měří se charakteristiky komprese a pružnosti nevařených špaget, u kterých nás zajímá možná vlastní křehkost způsobená vlastnostmi pšenice durum nebo nesprávným sušením. Testovaný vzorek se umisťuje mezi horní a dolní podpěru, které mají se středu otvory. Horní podpěra je přímo připojena k tenzometru a spodní k základně analyzátoru textury. U testovaných vzorků o délce 100 mm se měří průměrná síla a vzdálenost, ve
- 53 -
které dojde ke zlomu. Je věnována pozornost fluktuaci síly před konečným zlomem, který indikuje křehkost. Měření dávají dobré hodnocení vhodnosti produktu k balení a transportu. Měření odolnosti vůči ohybu a zlomu u nevařených špaget za použití zařízení pro měření pružnosti, používající grafický záznam, znázorňuje obr. 21, obr. 20 znázorňuje zařízení pro měření pružnosti špaget - A/SFR. Tento nástavec se skládá z 1 horního a 1 dolního podpěru.
Obr. 20 Zařízení pro měření pružnosti špaget - A/SFR (www.oks.cz, 2007)
Obr. 21 Měření odolnosti vůči ohybu a zlomu u nevařených špaget za použití zařízení pro měření pružnosti(www.oks.cz, 2007 )
- 54 -
3
ZÁVĚR Podstatou veškerých činností potravinářského průmyslu je zabezpečit výrobu
dostatku
potravin
s vysokými
organoleptickými
a
výživovými
vlastnostmi
progresivními a efektivními průmyslovými metodami. Neustále se rozvíjejí nové moderní formy velkokapacitní výroby zaměřené tak, aby se surovina zpracovala co nejefektivněji tj. bez zbytku. Textura, jako vnější projev struktury, je důležitým organoleptickým atributem potravin a také určující technologickou vlastností při jejich zpracování. V mnohých procesech průmyslového zpracování jako např. míchání, čerpání, hnětení a jiné, jsou texturní vlastnosti potravin určující jak z hlediska konstrukce technologického zařízení tak z hlediska kvality finálního výrobku. Textura je velice důležitá a velmi ovlivňuje názor spotřebitelů nejen u potravin s křehkého a křupavého charakteru. Texturu vnímá každý konzument a právě textura může rozhodujícím způsobem ovlivnit přijmutí nebo odmítnutí potraviny. Z tohoto důvodu je důležitá při vývoji nových druhů potravin. Dosáhnout přijatelnou texturu bývá často hlavním problémem při vývoji výrobků z nových zdrojů a proto se často využívá jako kritérium na posouzení zpracovatelských postupů. Textura byla dlouho zanedbávanou organoleptickou vlastností, protože má velmi komplexní charakter a jen těžko je jí možno objektivně měřit. Z tohoto důvodu se objevují těžkosti při používání texturních charakteristik na kontrolu a hodnocení kvality potravin, která vyplývá z nedostatečných vědomostí o textuře potravin. Pří výrobě cereálních výrobků se využívá řady technologických procesů s cílem efektivního využití surovin, dosažení nízkých nákladů a optimální doby trvanlivosti po kterou si výrobek ještě uchová své charakteristické vlastnosti. Procesy „stárnutí“, které probíhají ve struktuře výrobku, jsou velmi rychlé hlavně u běžného a jemného pečiva. Z tohoto důvodu je nevyhnutelné poznat změny, kterým podléhají potravinářské materiály při manipulaci a zpracování. Používáním příslušných surovin při výrobě lze tyto procesy zpomalit. Z hlediska „stárnutí“, pečiva a jiných cereálních výrobků, je důležitý způsob balení a skladování jak na straně výrobce tak na straně spotřebitele. Textura je nejen fyzikální vlastností, ale její vnímání může být ovlivněno chemickými a psychologickými faktory a dokonce i kulturně společenskými aspekty. Poznatky získané o textuře jsou využívány ke konstrukci technologických zařízení, dále se využívají při zlepšování procesů a také pří řízení a zvyšování
- 55 -
efektivnosti produkce. Textura tedy ovlivňuje jakost potravin a proto je nutno se jí dále intenzivně zabývat.
- 56 -
4
SEZNAM LITERATURY ADAM, M.: Manuál fyzikálních vlastností potravin, VÚPP, 1988, 1.vydání s. 49 – 54. Analýza textury, O.K. Servis BioPro [online], [cit. 27.listopadu 2006]. Dostupné na World Wide Web:
Benefits of Instrumented Food Texture Analysis, Instron [online], [cit. 25. října 2007]. University Ave [Norwood U.S.A]. Dostupné na World Wide Web: BOURNE, M. C.: Effects of temperature on firmness of raw fruits and vegetables. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1982 (47), ISSN: 1097-0010. CAIRNES P., MILES M. J., MORRIS V. J.: Studies of the effect of the sugars ribose, xylose and fruktose on the retrogradation of wheat starch gels by X-ray diffraction. Carbohydrate Polymers. 1991, 16 (4), 355-365. ISSN 0144-8617. CAUVIAN S. P.: Improving the texture of bread. Texture in food. Woodhead Publishing, Cambridge, 2004, 432 – 450. ISBN 1-85573-724-8. CAVIAN S. P.: Controling the structure: the key to duality. South African Food Review. 1995, 22 (2), April/May, 51-53. ISSN 1013-3666. CAUVIAN S. P., WHITWORTH M. B., ALAVA J. M.: The evolution of bubbles structure in bread doughs and its effects on bread structure. Bubbles in Food. 1999, 85-8. CIVILLE, G. V., SZCZESNIAK, A. S.: Guidilines to training a texture profile panel. Journal of Texture Studies. 1973, 4, 204-223. ISSN 0022-4901. ČSN ISO 11036, Senzorická analýza – Metodologie – Profil textury, Český normalizační institut.
- 57 -
GREGSON, C. M., LEE, T. C.: Evaluatio of numerical algorithms for the instrumental measurement of bowl-life and changes in texture over timo for readyto-eat breakfast cereals. Manuscrip received August 15, 2002; in final form November 12, 2002 [online], [citováno 30.10.2007]. Dostupné z World Wide Web:
HANSEN, L. S., SETSER, C. S.: Texture evaluation of baked products using Desriptive Sensory analysis. Dough Rheology and Baked Product Texture. 1990, New York, Van Nostrand Reinhold, 573-96. ISBN-10: 0442317964. Hardness Testing of Biscuit, Food technology corporation [online], [cit. 1.srpna 2007] Last update 28.september 2007. Dostupné na World Wide Web: INGR, I., POKORNÝ, J., VALENTOVÁ, H.: Senzorická analýza potravin. 1.vydání, 1997, Brno: MZLU, 95 – 96, ISBN 80-7157-283-7. JAROŠOVÁ, A.: Senzorické hodnocení potravin. 1.vydání, 2001, Brno: MZLU, 6 – 22, ISBN 80-7157-539-9.
KOPÁČOVÁ, L.: Pseudocereálie a možnosti jejich využití pro cereální výrobky a snacky. Potravinářství 94. Ústav zemědělských a potravinářských informací, odpovědný redaktor Benešová, L., 1996, 1.vydání, 131 – 144, ISBN 80-85120-53-4. KRKOŠKOVÁ, B.: Textúra potravín. ALFA s SNTL, 1986, 1.vydání, 63-003-86. KUČEROVÁ, J.: Technologie cereálií. MZLU, 2004,1.vydání, 75 – 115, ISBN 807157-811-8. KUČEROVÁ, J., PELIKÁN, M., HŘIVNA, L.: Zpracování a zbožíznalství rostlinných produktů. MZLU, 2007,1.vydání, 20 – 42, ISBN 978-80-7375-088-6. PATERAS, I.: Bread Spoilage and Staling. Technology of Breadmaking. 1998, London, Blackie Academi & Professional, 240-61. ISBN-10: 083421685X.
- 58 -
PELIKÁN, M.: Zpracování obilnin a olejnin. MZLU, 2001, 2.vydání nezměněné, 120 – 123. ISBN 80-7157-525-9. Quantity Brittleness and Crispiness, Texture technologies corporatin [online], [cit. 30. září 2007] updated june 2007. Dostupné na World Wide Web: SZCZESNIAK, A. S.: Texture in a sensory properte. Food Quality and Preference. 13 (2002), 215 – 225. Dostupné na World Wide Web: ŠOLLER, J.: Biologická charakteristika obilnin. Speciální tytotechnika : rostlinná výroba. EKOPRESS, 1997,1.vydání, 22 – 23, ISBN 80-86119-04-1. ŠTĚTINA, J.: Fyzikální vlastnosti potravin [online]. Poslední úpravy 2.12. 2007, [citováno 12.2.2008]. Dostupné z World Wide Web: Texture Profile of Sliced BreadCrumbs. Food technology corporation [online], [cit. 1.srpna 2007] last update 28. september 2007. Dostupné na World Wide Web: Tortilla Tensile Tests. Insron [online], [cit. 6. října 2007]. University Ave [Norwood U.S.A]. Dostupné na World Wide Web: Types of Food Testing Fixtures. Instron [online], [cit. 25. října 2007]. University Ave [Norwood U.S.A]. Dostupné na World Wide Web: VÁLKOVÁ, V.: Senzorické hodnocení potravin – cvičení, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, Fakulta hygieny a ekologie, 2004
- 59 -
VELÍŠEK, J.: Chemie potravin 1. OSSIS, 1999, 1.vydání, 2 – 3., ISBN 80-9023913-7. VELÍŠEK, J.: Chemie potravin 2. OSSIS, 1999, 1.vydání, 135 – 136., ISBN 80902391-4-5. VELÍŠEK, J.: Látky upravující texturu. Chemie potravin 3. OSSIS, 1999, 1.vydání, 191 – 197. ISBN 80-902391-5-3. WIGGINS C.: Proving, baking and cooling. Technology of Breadmaking. 1998 London, Blackie Academic & Professional, 120-48. WILLIAMS T., PULLEN, G.: Functional ingredients. Technology of Breadmaking. 1998, London, Blackie Academic & Professional, 45-80. ZELESNAK, HOSENEY, The role of water in the retrogradation of wheat starch gels and bread crumb. Cereals Chemistry. 1986, 63 (5), 407-11. Vyhláška MZe č. 333/1997 Sb., příloha číslo 9 – Požadavky na jakost [online], [cit. 10.4.2008], Dostupné na World Wide Web:
- 60 -
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1.
Zařízení na kompresi mezi dvěma paralelními plotnami (KRKOŠKOVÁ,1986)
Obr. 2.
TPA analýza (www.instron.com, 2007)
Obr. 3.
Typy heterogenních složených struktur (KRKOŠKOVÁ, 1986)
Obr. 4.
Tříbodové ohnutí sušenky (www.foodtechcorp.com, 2007)
Obr. 5.
Sušenky užité k analýze (www.foodtechcorp.com, 2007)
Obr. 6.
Graf tvrdosti sušenek (www.foodtechcorp.com, 2007)
Obr. 7.
Porcovaný chléb (www.foodtechcorp.com, 2007 )
Obr. 8.
Stlačení chlebové střídky (www.foodtechcorp.com, 2007)
Obr. 9.
Grafické vyjádření charakteristických parametrů střídky chleba (www.foodtechcorp.com, 2007)
Obr. 10.
Výsledky zkoušky tažnosti u tortily (www.instron.cz, 2007 )
Obr. 11.
Výsledky změn v textuře po uplynutí určitého času (GREGSON, 2002)
Obr. 12.
Vyhodnocení křehkosti a chrupavosti u neznámých výrobků (www.texturetechnologies.com, 2007)
Obr. 13.
Příklad zaznamenané stopy TPA ze střídky koláče a chleba při stlačení na 25 % (CAUVAIN, 2004)
Obr. 14.
Metoda čtyř-kusového tvarování (CAUVIAN, 2004)
Obr. 15.
Schéma analyzátoru textury typ TA.XT plus (www.oks.cz, 2007)
Obr. 16.
Analyzátor textury typ TA.XT plus (www.oks.cz, 2007)
Obr. 17.
Tříbodový ohyb pomocí HDP/3PB (www.oks.cz, 2007)
Obr. 18.
Měření lámavosti pečiva pomocí tříbodového ohybu (www.oks.cz, 2007)
Obr. 19.
Volodkevichovy čelisti – HDP/VB (www.oks.cz, 2007)
Obr. 20.
Zařízení pro měření pružnosti špaget - A/SFR (www.oks.cz, 2007)
Obr. 21.
Měření odolnosti vůči ohybu a zlomu u nevařených špaget za použití zařízení pro měření pružnosti (www.oks.cz, 2007 )
- 61 -
SEZNAM TABULEK Tab. 1.
Definice pekařských výrobků ( KUČEROVÁ, 2004)
Tab. 2.
Hodnoty modulu pružnosti E u chleba (VELÍŠEK, 1999b)
Tab. 3.
Přehled dalších texturních vlastností potravin (ADAM et al., 1988)
Tab. 4.
Elementární struktury (KRKOŠKOVÁ, 1986)
Tab. 5.
Weibullova rovnice, prostý a upravený exponenciál (GREGSON, 2002)
- 62 -
PŘÍLOHY
- 63 -
SEZNAM PŘÍLOH 1. Postupu pro hodnocení textury 2. Mechanické vlastnosti textury a technika jejich stanovování 3. Technické parametry analyzátoru typu TA.XT plus 4. Tabulka analyzátorů textury
- 64 -
1. Postupu pro hodnocení textury (VÁLKOVÁ, 2004)
- 65 -
2. Mechanické vlastnosti textury a technika jejich stanovování (VÁLKOVÁ, 2004)
- 66 -
3. Technické parametry analyzátoru typu TA.XT plus (www.oks.cz, 2007)
Rozsah síly
+/- 5 kg
+/- 30 kg
+/- 50 kg
Citlivost
0,1 g
0,1 g
0,1g
Tenzometry
vyměnitelné přímo uživatelem; u všech tenzometrů jsou archivovány jejich kalibrační a identifikační údaje prostřednictvím ”onboard” pevné paměti
Rychlost posunu
0,01-40 mm/s (20 mm/s při maximálním rozsahu 50 kg)
ramene Přesnost rychlosti
méně než 0,1%
posunu ramene Rozsah nastavení
0,001-295 mm
Přesnost
0,001 mm
Uživatelské kanály
filtrovaná síla
20 bit
vzdálenost
24 bit
nefiltrovaná síla
16 bit
Rychlost pořízení dat
až 500 bodů za sekundu (pps) pro každý uživatelský kanál
Filtrovaná síla
oversampled při 8000 vzorcích za sekundu a digitálně filtrováno na 500 pps při 20 bitovém rozlišení
Vnější přístrojové
čtyři kanály RS485 používají standardní průmyslový
kanály
protokol MODBUS; každý kanál je pro jeden vzorek registrován během 10 s při 16 bitech; takto upravený vyhovuje podmínkám pro vnější měření teploty, vlhkosti apod.
Provozní teplota
0–40 °C
Provozní prostření
laboratorní podmínky, odolnost proti prachu
Čistá hmotnost
16,2 kg
PC rozhraní
sériový port RS232 při 115200 BAUD
Napětí
univerzální vstupní napětí
Aktualizace softwaru
FLASH aktualizace prostřednictvím PC
- 67 -
4. Fotografie analyzátorů textury (www.oks.cz, 2007)
lepivosti těsta
tažnosti těsta, kvality lepku
pevnosti
měkkosti
měkkosti
tvrdost pečiva
chrupavosti
chrupavosti
tažnosti a pružnosti listového pečiva
síly k překrojení čok. polevy
pevnosti a lepivosti cukrovinek
pevnosti gelu ve stupních bloom
pevnosti gelu více vzorků umístěných na otočné desce
chrupavosti polevy žvýkacího draže
lepivosti a tažnosti např. medu, karamelu
pevnosti v tahu nebo pružnosti plátkových žvýkaček
pevnosti v tahu u cukrovinkářských pásků
elasticity a mezního napětí nudlí i špaget
pevnosti a lepivosti vařených těstovin
pevnosti špaget AACC standardní metodou
ohebnosti a stlačitelnosti nevařených špaget
pevnosti v tahu u pizzy
povrchový zvukový detektor pro testování křehkých výrobků
- 68 -
- 69 -
