Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici
LÁTKY PRODLUŽUJÍCÍ UCHOVATELNOST POTRAVIN Bakalářská práce
Vedoucí bakalářské práce
Vypracovala
Ing. Josef Balík, Ph.D.Eva
Jasinská
Lednice 2009
1
2
Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Látky prodlužující uchovatelnost potravin vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Zahradnické fakulty Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Lednici, dne 7. 7. 2009 Podpis:
3
Poděkování:
Mnohokrát děkuji panu Ing. Josefu Balíkovi, Ph.D. za metodické vedení, cenné informace a všechen čas, který mi věnoval.
4
OBSAH
1.
Úvod .......................................................................................................................... 7
2.
Cíl práce..................................................................................................................... 8
3.
Poznatky k řešené problematice ................................................................................ 9
3.1
Význam prodloužení uchovatelnosti potravin ................................................... 9
3.2
Druhy mikroorganismů a formy rozkladu potravin ......................................... 10
3.3
Rozdělení látek prodlužujících uchovatelnost potravin ................................... 12
3.3.1
Původní a přirozené konzervanty ............................................................. 12
3.3.2
Rafinované chemikálie ............................................................................. 16
3.4
Jiné nepovolené látky s konzervačním účinkem .............................................. 21
3.5
Omezení použití konzervantů podle potravinového práva............................... 22
3.5.1
Limity konzervovadel pro vybrané potraviny .......................................... 25
4.
Závěr........................................................................................................................ 27
5.
Souhrn...................................................................................................................... 28
6.
Resume .................................................................................................................... 28
7.
Použitá literatura...................................................................................................... 29
8.
Přílohy ..................................................................................................................... 31
1.
5
SEZNAM TABULEK A OBRÁZKŮ
Tabulka 1: Životnost mikroorganismů vůči kyselinám Tabulka 2: Antimikrobní spektrum kyseliny benzoové Tabulka 3: Formy a limitní hodnoty kyseliny sorbové, benzoové a p-hydroxybenzoové při výrobě potravin ze zahradnických produktů Tabulka 4: Oxid siřičitý, jeho sloučeniny a limitní hodnoty povolené při výrobě potravin ze zahradnických produktů Tabulka 5: Dusitany, dusičnany a další konzervanty povolené při výrobě potravin Obrázek 1 : Stabilita kyseliny sorbové vůči Aspergillus niger Obrázek 2: Srovnání kyseliny sorbové a oxidu siřičitého Obrázek 3: Působení kyseliny benzoové na Zygosaccharomyces bailii Obrázek 4: Působení sorbátu draselného na Alcaligenes viscolactis
6
2. ÚVOD Příjem potravy je jedním z nejdůležitějších aktivit živých organismů, jelikož není silnější pud než pud sebezáchovy. Příroda nás za tímto účelem vybavila schopností přijímat živiny, kterou tělo potřebuje k získání energie a stavebních látek nutných pro růst a obnovu buněk, tkání a orgánů. Potrava je jakákoliv chemická sloučenina složená z cukrů, tuků a bílkovin. Potravina je výrobek určený k výživě lidí, konzumovaný ústy v nezměněném nebo upraveném stavu. Potraviny zcela prosté škodlivých látek vůbec neexistují, a to ani kdyby se podařilo odstranit všechny chemikálie užívané v zemědělství a potravinářství, neboť takové látky jsou i přirozenou složkou některých rostlin. Představa, že vše, co se vyskytuje v přírodě, je nezávadné, je nesprávná a naivní. Protože jíst se musí průběžně, vznikla už u pračlověka myšlenka, jak uchovat potravinu na „horší časy“. Jedním z prvních způsobů uchování potravin bylo sušení a chlazení. (Klescht et al., 2006; Číhalík et al., 1991) Látky prodlužující uchovatelnost potravin jsou látky, které zamezují růstu mikroorganismů, které způsobují rozklad až toxicitu potravin. Tyto látky tvoří pouze část z celkového množství používaných přídatných látek. V posledních desetiletích se používají stále častěji. Je to i proto, že se stále spoléháme na různé polotovary a předpřipravená hotová jídla. Od potravin navíc očekáváme, že budou k dostání po celý rok a že budou mít dostatečně dlouhou dobu trvanlivosti. Různorodá strava s dostatkem čerstvých potravin zaručuje nejen přísun všech důležitých živin, ale také zatížení organismu konzervačními látkami. Syntetické chemické konzervanty nejsou hrozbou, existuje zde ale možnost výskytu alergických reakcí, ve zvýšených dávkách výskytu různých onemocnění. Na druhou stranu strach z požívání potravin zakonzervovaných aditivními látkami není zcela oprávněný. Evropská a národní legislativa s jednoznačně předepsanými limity, systém rychlého varování pro potraviny a krmiva RASFF, státní dozor a vědecké výbory jsou zárukou, proč prodáváné výrobky musí splňovat všechny předepsané limity a tímto být zdraví neškodlivé. (Klescht et al., 2006; Číhalík et al. 1991)
7
3. CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je pojednat o významu látek prodlužujících uchovatelnost potravin, rozdělit a charakterizovat tuto skupinu a pojednat o technologickém a legislativním omezením v jejich použití.
8
4. POZNATKY K ŘEŠENÉ PROBLEMATICE
4.1 VÝZNAM PRODLOUŽENÍ UCHOVATELNOSTI POTRAVIN Důvod konzervárenské technologie spočívá v obraně proti biochemickým a mikrobiologickým změnám potravin. Ve tkáních žijících organismů jsou látkové složky v dynamické rovnováze, která je určována druhem organismu. Biochemické změny, které v takovém plně žijícím organismu probíhají, jsou velmi významné, neboť určují konečnou jakost potravin. V konzervárenství nás však přímo zajímají teprve ty biochemické změny, které probíhají v plodinách, jež jsou již od mateřského organismu odděleny. Ve stárnoucích plodech a při získávání potravin ze živých rostlin se v rozličné míře přerušují cesty umožňující původní biochemické spojení. Tím dochází k pozvolnějšímu či energetičtějšímu porušování dosavadních rovnováh ve výměně látek, a k zásadnímu přerušení normálního sledu enzymových reakcích, které charakterizují smrt tkáně. Důsledkem toho nastávají změny jakosti plodin. Ovlivněna je jednak vnitřní hodnota a také vnější vlastnosti. Nežádoucí procesy se urychlují v místech mechanických poranění tkáně. Vedle výhodného látkového složení potravin jsou předpokladem biochemických změn i podmínky, za nichž je potravina skladována a
rozliční
aktivní
činitelé
vnějšího
prostředí
jako
je
teplota
a
vlhkost.
(Görner et al., 2004; Kyzlink, 1980) Rozklad potravin je vyvolán činností mikroorganismů. Nemikrobní změny upravují zpravidla mikroorganismům životní podmínky pro rozvoj. Utajené změny nerozeznává spotřebitel zrakem, čichem ani jinými smysly, ale pouze laboratorním měřením. Přesto však mohou velmi vážně poškozovat vnitřní výživovou hodnotu plodin. Patří sem ztráty cukru, změny v obsahu dusíkatých látek, postupná ztráta vitamínů. Zřetelné změny pozorované smysly mohou již znamenat vážné zhoršení jakosti. Patří sem změny barvy, chuti a vůně a změny konzistence. Z barevných změn je nejobvyklejší nežádoucí tmavnutí světlých ovocných a zeleninových produktů a blednutí živých barev, změna jasně červených odstínů v hnědočervené. Pokud jde 9
o chuť a vůni, mohou ztrácet typičnost pro určité ovocné či zeleninové druhy, oslabovat se, přecházet v nevýraznost. Během skladování nebo zpracování bývá chuť a vůně nepříjemně ovlivněna vznikem cizích příchutí. Změnami konzistence rozumíme nejobvykleji měknutí, vadnutí a moučnatění. U vín a nálevů bývá závadou olejovatění nebo slizovatění. Zřetelné změny vnějších vlastností vedou ke znehodnocení i po stránce dieteické. (Görner et al., 2004; Kyzlink, 1980) Skutečný rozklad, který je nejzávažnější formou nežádoucích změn potravin, způsobují rozličné druhy mikroorganismů. Mikroorganismy jsou v podmínkách příslušných technologických procesech pří výrobě potravin nepostradatelným výrobním prostředkem, ale způsobují kažení, nepříjemnou chuť, pach či zdravotní nezávadnost surovin a hotových produktů. Zúčastňují se přitom určité charakteristické druhy a společenství mikroorganismů mající specifický charakter. Dochází také ke značným ztrátám výživných látek a energie a proto boj proti nežádoucí mikrobiální činnosti je nejpodstatnějším úkolem a významem látek prodlužující uchovatelnost potravin. Původně je v každé potravině z kvalitativního i kvantitativního hlediska pestrá směs mikroorganismů. Pocházejí z půdy, prachu, z míst na technologických nářadích a strojích, nečistých potrubích. Z mikroorganismů způsobující primární kontaminaci se účastní jen část, která vyhovuje vlastní potravině. Těmto mikroorganismům musí vyhovovat živiny, aktivita vody (av), hodnota pH, přistup kyslíku, teplota a čas potřebný na jejich růst a množení. (Görner et al., 2004; Kyzlink, 1980)
4.2 DRUHY MIKROORGANISMŮ A FORMY ROZKLADU POTRAVIN Bakterie jsou jednobuněčné prokaryotické organismy, které mají kulovitý, tyčinkovitý nebo vláknitý tvar. Různé druhy bakterií se liší poměrem délky buňky k šířce, takže se vyskytují jak druhy tvořící velmi krátké tyčinky podobné spíše kokům, tak i druhy s dlouhými tyčinkami připomínající krátká vlákna. Délka buněk se pohybuje v rozmezí od 1 do 3µm, šířka od 0,5 do 1,5 µm. Významným znakem bakterií je schopnost vytvářet po předchozím intenzivním množení spory. Spory, jevící se jako světlolomná, obtížně barvitelná tělíska uvnitř buňky, obsahují hmotu, v níž je voda konstitučně vázána, takže jsou fyziologicky suché, a proto velmi odolné vůči účinkům teploty. Bakterie bývají grampozitivní i gramnegativní. Jako grampozitivní se označují ty bakterie, jejichž usmrcené buňky po obarvení Gramovým barvícím roztokem a moření jodovým roztokem neztrácejí toto barvivo působením rozpouštědel. Naopak 10
u gramnegativních bakterií je toto barvivo vyplavováno. U těchto mikroorganismů často pozorujeme nesnášenlivost ke kyselosti a k abnormálně zvýšenému osmotickému tlaku prostředí a naopak je zde vysoká odolnost spor vůči záhřevům, jedovatým látkám, hladovění a vysychání. Rozeznáváme především rody Serratia, Pseudomonas, Clostridium, Xanthomonas, Acetobacter, Escherichia, Enterobacter, Microccocus, Staphylococcus, Streptococcus, Salmonella, Leuconostoc, Sarcina. (Aprai et al. 1977; Šilhánová, 2002) Plísně se botanicky přiřazují do systému pravých hub a skupin Phycomycetes, Ascomycetes a Deuteromycetes. Mají bělavé, rozvětvené podhoubí tvořené hyfami. V pokročilejších vegetačních stádiích produkuje podhoubí rozmnožovací jednotky, které vznikají na konidioforech nebo uvnitř sporangií. Plísně si často vystačí s malým množstvím živin, a to jak energetickým, tak dusíkatým i minerálním. Snášejí i vysoký osmotický tlak substrátu. Naproti tomu jsou vysloveně aerobní. Značná přispůsoblivost plísní k různým substrátům je dána jejich schopností tvořit indukované, adaptivní enzymy. Podle povahy prostředí mohou plísně vytvářet jak neškodné látky, tak vysoce toxické zplodiny. Plesnivění, jako forma rozkladu potravin, je porůstání potravin drobnými souvislými koloniemi rozličných plísní. Porosty bývají bělavé, vatovité, později zelenošedých až temných barev. (Kyzlink, 1980; Šilhánová, 2002) Kvasinky jsou heterotrofní eukaryotní mikroorganismy, náležící mezi houby. Mají schopnost zkvašovat většinu druhů monosacharidů, disacharidů, někdy i trisacharidů. Tvar buněk souvisí se způsobem rozmnožování, jež se dějě pučením nebo dělením. Nejčastěji je tvar elipsoidní, vejčitý až kulovitý. Dělíme je do skupin Ascomycetes (rod Saccharomyces, Zygosaccharomyces), Basidiomycetes (rod Filoba-sidium, Rhodosporidium) a rody u nichž není známa tvorba pohlavních spor (Candida). Buňky se skládají z polopropustné stěny tvořené polysacharidy a cytoplazmatické membrány s vakuoly, která obklopuje cytoplazma s jádrem. Kvasinky aerobních druhů se shlukují na povrchu substrátů jako kožky, mázdra nebo křís. (Kyzlink, 1980; Šilhánová, 2002) Bakteriální barevné změny jsou nepřirozeně červené skvrny na nekyselých potravinách, které vyvolává Serratia marcescens bizio, dále skvrny na rybách v oleji způsobené Serratia piscatorum, modré skvrny na mase vyvolávající Pseudomonas syncyanea. Mléčně bílé až nažloutlé skvrny a sliznaté povlaky na láku hub v octě způsobuje Acetobacter aceti. (Kyzlink, 1980) 11
Jako kvašení se obvykle označují mikrobiální procesy rozkladu organických hmot, mezi nimiž převládají aerobní nebo anaerobní redoxní přeměny bezdusíkatých látek, nejčastěji sacharidů nebo organických kyselin. Typické kvašení se obvykle projevuje zákalem a částečným odbarvením napadené tekutiny, tvorbou bublinek až pěny unikajících plynů, změnou chuti a vůně po kvasných produktech a je-li původcem procesu některý z křísových mikroorganismů, i vznikem kožky. (Kyzlink, 1980) Hnití je komplikovaný mikrobiální většinou anaerobní rozklad nekyselých nebo málo kyselých potravin, který se navenek projevuje odporným zápachem, hnědnutím a jinými barevnými změnami a macerací hnijící hmoty. Současně se hmota alkalizuje a vznikají plyny, které bývají příčinou bombáží plechovek. Závažným problémem bývají specifické toxiny, produkované určitými skupinami nebo druhy hnilobných organismů. Producenty takových toxinů jsou Clostridium botulinum, Salmonella paratyphi. (Kyzlink, 1980; Šilhánová, 2002)
4.3 ROZDĚLENÍ LÁTEK PRODLUŽUJÍCÍCH UCHOVATELNOST POTRAVIN 4.3.1 PŮVODNÍ A PŘIROZENÉ KONZERVANTY Chlorid sodný Konzervační účinek solení spočívá ve zvýšení osmotického tlaku vodných roztoků
rozpustných
částí
potravin,
tedy zvýšení
jejich
aktivity vody av.
Mikroorganismy jsou ve svém růstu a metabolismu inhibované a plazmolýzou až devitalizované. Chlorid sodný může také působit na enzymy nepřímými chemickými vlivy. Inhibičně působí také snížení rozpustnosti kyslíku v důsledku zahuštění roztoku. (Kyzlink, 1980) V rozporu se zásadně inhibičním působením soli je u některých mikrobů i dosti značná tolerance. Některé formy dokonce určité koncentrace vyžadují a rozlišují se podle toho mikroby nehalofilní, které mohou prospívat jen v potravinách obsahujících nanejvýš 2% NaCl, mírně halofilní s optimem 5-20% a extrémně halofilní s tolerancí 20 až 30%. (Davídek, 1983)
12
Velmi citlivé na sůl jsou zejména mnohé patogenní bakterie. Příslušníci rodu Escherichia se přestávají množit již při 8 až 9% a hnilobné bakterie při 10 až 12% soli v prostředí. Clostridium botulinum přestává vegetovat při 5 až 10%. (Davídek, 1983) Druhovou tolerancí mikrobů k soli ovlivňují do jisté míry i podmínky jejich životního prostředí. Především jde o vlhkost, teplotu, kyselost a obsah bílkovin. Potraviny sušší, chladnější a kyselejší stačí za jinak stejných okolností konzervovat nižší solnou koncentrací než potraviny opačných vlastností. (Kyzlink, 1980) Při výpočtu obsahu soli v potravině z hlediska vlivu na hodnotu av se musí brát do úvahy obsah vody v produktu a obsah ve vodě rozpustných nízkomolekulárních látek. Hodnota av potraviny bývá proto obyčejně nižší než koncentrace soli vypočítané z jejího obsahu v produktu a vody v příslušné potravině. Silně se solí ryby, solené „na tvrdo“ 20 až 24% soli na vodu. Při mírném solení se přidává nejvíc 20%. Kaviár nebo jikry se solí na 6 až 8%. (Davídek, 1983; Kyzlink, 1980) Jedlá sůl zásadně sama nesteriluje a má-li sama o sobě dlouhodobě konzervovat, musí se použít ve vysokých koncentracích. Na kratší dobu však prodlužuje tržnost i slabší solení. (Kyzlink, 1980) Sacharidy Názvem sacharidy se označují polyhydroxyaldehydy a polyhydroxyketony, které obsahují v molekule minimálně 3 alifaticky vázané uhlíkové atomy. Většina monosacharidů a oligosacharidů má sladkou chuť, která se projevuje konformační změnou chuťového receptoru. (Davídek, 1983) Slazené potraviny se vyrábějí nejen ze senzorických důvodů, ale také z důvodů prodloužení jejich trvanlivosti. Konzervační účinek spočívá podobně jako při solení ve zvýšení osmotického tlaku a v krajním případě dochází k usmrcující plazmolýze. Spory neklíčí, ale neztrácejí schopnost vyklíčit, jakmile se osmotický tlak přiměřeně sníží. Konzervační účinky cukerných roztoků jsou mnohem větší než účinky roztoků, které mají podobný obsah sušiny, ale jsou na cukry nebo na jiné podobně působící látky chudé. (Hoza, Kramářová, 2008; Kyzlink, 1980)
13
Na konzervaci cukrem se používá převážně sacharóza nebo invertní cukr. Ten při stejném množství snižuje av hodnotu víc. Ještě účinnější je enzymatický hydrolyzát, který má vysoký podíl glukózy. (Hoza, Kramářová, 2008) Bakteriostatickou a mykostatickou účinnost cukrů stupňuje zvýšená kyselost a poměrný nedostatek dusíkatých látek v prostředí. Ke konzervaci džemů, marmelád a kyselých sirupů stačí obsah 60% cukru, kdežto nekyselé sirupy potřebují 80%. Rozdíl je hlavně v rezistenci vůči osmofilním kvasinkám a vůči plísním. (Kyzlink, 1980) Antibiotika produkovaná mikroorganismy Antibotika jsou metabolity mikroorganismů, živočichů a rostlin, které potlačují růst jiných mikroorganismů a virů. Dělíme je na terapeutické a průmyslné. Účinné protimikrobní koncentrace nikdy nezasahují veškerou mikroflóru. Není možno očekávat, že by určité antibiotikum působilo proti mikrobům toho druhu, který sám vyprodukoval. Prozatím se osvědčilo užívat antibiotika hlavně v kombinaci s jinými konzervačními zákroky. Pro konzervaci potravin připadají v úvahu jen antibiotika, která jsou pro člověka zcela neškodná, ta která se v trávicím traktu rozpadnou na základní složky. Mimoto nesmějí ovlivňovat mikroflóru trávicí a zažívací trubice, nesmějí mít použití ve zdravotnictví! Na léčebná antibiotika by si organismy zvykaly a selhávaly by terapeutické zákroky. Tím vším je výběr možných konzervačních antibiotik velmi omezen. (Hubáček, 1988; Kyzlink, 1980) Antibiotika bylo doporučeno kombinovat ke společnému konzervačnímu účinku nejen s termosterilací, ale i s radiokonzervací a jinými metodami. Velmi účelnou přirozenou aplikací antibiotik v potravinářství je zpracování potravin kvašením. Protihnilobné působení produktů bakterií mléčného kvašení je všeobecně známo a v poslední době byly prošetřeny též antibiotické vlastnosti mnoha kvasničných organismů, zejména vůči příslušníkům banální saprofytické mikroflóry kazící potraviny. V potravinářství se používá subtilin, nisin a tylosin. (Hubáček, 1988; Kyzlink, 1980)
Fytoncidy
14
Předností fytoncidů je malá škodlivost oproti antibiotikům, protože jde o složky konzumovaných potravin, které se často vyskytují ve vyšších koncentracích, než jaké je nutné ke konzervačním účelům. Další výhodou je omezená schopnost mikrobů navykat si na fytoncidy. Mnohé z nich jsou chuťově a pachově velmi výrazné. Méně stálé, těkavé fytoncidy není potřeba aplikovat přímo do ošetřované potraviny, ani na její povrch a stačí, nebo bývá účinnější vystavit potraviny pouze jejich parám. Pachově výrazné látky se senzoricky snášejí spíš s chutí a vůní zeleninových a masných pokrmů než s chutí výrobků z ovoce, a proto se používají hlavně při zpracování zeleniny a masa. Nejčastěji používané jsou allicin, allylisothiokyanan a tomatin. (Kyzlink, 1980; Velíšek, 1999) Etanol Bezbarvá kapalina typické vůně. Bod varu je 78,5°C a je lehce zápalný. Je výzmamým rozpouštědlem, surovinou pro výrobu acetaldehydu, kyseliny octové a mnoha jiných látek. Konzervace etanolem patří mezi metodu umělé alkoholizace a okyselování. Etanol je zásadně přímý jed mikroorganismů. Nejúčiněji působí v koncentracích 76% obj. Koncentrovanější alkohol mikroby vysušuje, a tím je činí odolnějšími. Přes jeho jedovatost se nemůže ani etanol řadit k činidlům vždy sterilujícím, protože spory mikrobů zůstávají často životaschopnými i při nejúčinnější koncentraci činidla. Koncentrace alkoholu, s nímž se pracuje v konzervárenství, mnohé mikroorganismy za vhodných okolností pouze ochromují, ale nezabíjí je. Velmi výhodné je, že zvlášť nebezpečné patogenní mikroby hynou již v poměrně velmi málo koncentrovaném alkoholickém prostředí. Salmonella typhosa při 8% obj., Serratia marcescens při 5% obj. Mikroorganismy, které mohou vegetovat v odvzdušněných hmotách, zastavují činnost zpravidla při méně než asi 13-14% obj. alkoholu v prostředí. Ke konzervaci ovocných tekutin mohou podstatně přispívat současně přítomné cukry. Z výrobku můžeme uvést alkoholizované ovocné šťávy, plody v lihu či likéry. Čistý líh, jehož se užívá k alkoholizování potravin, má 96 % obj. etylenu, nesmí být denaturován a musí odpovídat příslušné platné normě. Trvanlivost konzervace etanolem i jeho inhibující vliv na nemikrobiální nežádoucí změny potravin jsou sice velmi uspokojivé, metodu však nelze kladně hodnotit a doporučovat vzhledem na zdravotní škodlivost samotného etanolu. (Hubáček, 1988; Kyzlink, 1980)
15
Organické kyseliny Organickými kyselinami se rozumí konzervace kyselinami obsaženými ve větším množství v ovoci nebo získávanými ve velkém biologickými procesy, tedy konzervace kyselinou citronovou, mléčnou, vinnou, jablečnou, octovou (Tab. 1). Většina bakterií, zejména sporulující hnilobné bacily a klostridia, nesnášejí pH nižší než 4,0 - 4,3, kdežto rozvoj kvasinek, plísní a některých acidofilních bakterií zastavuje teprve silnější až velmi silné okyselení. Při tom jsou organické kyseliny často ohroženy některými mikroby, které je stravují a tak prostředí postupně odkyselují. K potlačení některých mikrobů stačí prostředí prostě okyselit, a to k pH 4,0. Mez, pod níž se nemnoží Clostridium botulinum, je 4,7. Proti acidofilním mikrobům je naznačené snížení neúčinné, nebo jen s doplňujícími konzervačními činiteli. (Kyzlink, 1980) Nejúčinnější kyselina octová potlačuje mikroby reakcí na buněčnou blánu. S klesajícím pH účinnost roste. Vyšší než 4-6 % koncentrace kyseliny octové působí na četné vegetativní formy bakterií smrtivě. Spory však snášejí ocet velmi dlouho. Uvážíme-li, že nemůžeme kyselost potravin libovolně zvyšovat, neboť obsah kyselin nemůže být z chuťových důvodů vyšší než 1,5-3%, vidíme, že připadá do úvahy jedině kyselina octová. Kyselina mléčná, citronová a vinná by potravinu před plísněmi zcela nezajistily.
I
účinná
kyselina
citronová,
aplikovaná
v chuťově
snesitelných
koncentracích, chrání potravinu jen dočasně, protože může být stravována specificky vyzbrojenými acidotvory. Aktuální kyselost a inhibiční schopnost kyselin bývá možné zvýšit přísadou NaCl, která nepřímo podporuje disociaci. Acidotvorním, zpravidla dokonale aerobním mikrobům, které za normálních okolností mohou stravovat organické kyseliny, se při konzervaci bráníme buď kombinacemi kyselin, nebo spojením s anaerobními podmínkami. Konzervační okyselování se zpravidla označuje jako marinování. (Kyzlink, 1980) 4.3.2 RAFINOVANÉ CHEMIKÁLIE Chemická konzervace neboli chemoanabioza či konzervace studenou cestou spočívá v přidání určitého množství chemicky působící látky, potlačující v potravině rozvoj mikrobů. Konzervační účinek se vyjadřuje jako podíl četnosti mikroorganismů násobené virulencí na odolnost prostředí. (Davídek, 1983; Velíšek, 1999)
16
Buněčná blána bývá napadena povrchově aktivními absorbovatelnými činidly, která obsahují hydrofobní skupiny. Jsou-li obsažena ve vodné disperzi, soustřeďují se na povrchu mikrobů. Takového činidla stačí přidat k potravině poměrně málo a účinek je přesto uspokojivý. Činidlo ruší funkce mikrobů buď poškozením samotné blány, anebo blanou prostoupí a škodí uvnitř buňky. (Davídek, 1983; Kyzlink, 1980) Činidla, která mají paralyzovat mikrobní endoenzymy, musí proniknout buněčnou blánou, což je často nesnadné. Patří sem kyselina benzoová, mastné kyseliny s kratším řetězcem, oxid siřičitý a některá antibiotika a fytoncidy. (Kyzlink, 1980) Činidla potlačující mikroby nepřímo tak, že pozmění a tím učiní nepřijatelným jejich životní prostředí nebo činidla, která jsou produktem mikrobní činnosti a inhibují proto, že jsou v okolí svých producentů nahromaděna, připadají v úvahu řidčeji než činidla předchozích skupin. Mohou to být látky jako kyselina L-askorbová, oxid uhličitý a kyselina mléčná. (Kyzlink, 1980) Oxid siřičitý Oxid šiřičitý a některé jeho sloučeniny se používají nejen jako konzervační prostředky, ale také jako antioxidanty, které prodlužují údržnost tak, že je chrání před znehodnocením způsobené oxidací, jejímž projevem je žluknutí tuků a dalších snadno se oxidujících látek. Tato látka je bezbarvý, ostře až dusivě páchnoucí plyn. Ochlazením se mění v bezbarvou kapalinu, která vře při -10,02°C a nevede elektrický proud. Molekula oxidu siřičitého je lomená a má strukturu podobnou ozónu. Aplikuje se také ve formě solí, a to buď jako siřičitan draselný, nebo jako pyrosiřičitan draselný (Tab. 4). Nejběžnější konzervační dávka SO2
je 0,125g na 100g konzervované hmoty.
Protimikrobní funkce je redukce dithioskupiny mikrobních apoenzymů a odnímání základních biochemických procesů. Schopnost oxidu siřičitého rychle se vázat s aldehydy znamená inhibici mikrobů, pokud je vázaná látka pro danou mikrobní vegetaci nepostradatelná. Po rozpuštění v tekutém podílu potravin se SO2 částečně váže na karbonylové sloučeniny a zbytek zůstává v roztoku jako molekulární H2SO3. Podle stupně kyselosti prostředí a podle obsahu vazebných látek se mezi jednotlivými formami SO2 stanoví rovnovážný vztah. V kyselejším prostředí pH>4 převládá podíl forem H2SO3 a H2SO3-, kdežto při vyšším pH SO32-. Proto není dovoleno ošetřovat nekyselé potraviny. Velmi nevýhodnou vlastností oxidu siřičitého je jeho nepříjemný 17
zápach a dráždivý účinek na sliznice dýchacích cest. Oxid siřičitý působí na konzistenci koagulačně a činí plody tvrdými, naproti hydrolytickému účinku na protopektiny, který způsobuje rozbředávání. Oxidem siřičitým lze konzervovat korýše, analogy masa, sušenou zeleninu, ovoce, houby, brambory, vína, pivo a hořčici. (Davídek, 1983; Hubáček, 1988; Klescht et al., 2006; Velíšek, 1999) Kyselina sorbová Kyselina sorbová CH3-(CH=CH)2-COOH, se požívá podle druhu potraviny v množství 200-2000 mg.kg-1 (Tab. 3). Aktivní formou je nedisociovaná kyselina, která je zhruba 10 až 600krát účinější než aniont. Výborně potlačuje plísně a kvasinky. Účinek souvisí zčásti s inhibicí dehydrogenáz účastnících se oxidace mastných kyselin, sulfhydrolových enzymů a zčásti i s interferencí s transportem látek cytoplazmatickými membránami. V potravinách může někdy docházet k autooxidaci za vzniku nestabilních hydroperoxidů. Hlavními konečnými produkty jsou ethanal a monoaldehyd fumarové kyseliny. V ovocných a rajčatových šťávách a protlacích s kyselostí do pH 4,5 inhibují plísňovou mikroflóru koncentrace 0,075%. Jinak jsou přijatelné koncentrace v nekyselých potravinách, jejichž pH se blíži 7 neúčinné, kdežto při pH 4 stačí dávka 0,05%. (Davídek, 1983; Kyzlink, 1980; Velíšek, 1999) U Aspergillus niger je stabilita kyseliny sorbové důkazem její neúčinnosti. V nepřítomnosti Aspergillus niger koncentrace kyseliny sorbové (1.0 mM) v médiu zůstala
konstantní
víc
než
72
hodin.
Jakmile
byly
smíchány
spory
(105 spor.ml-1 média) s kyselinou (1.0 mM) na 24 hodin, koncentrace kyseliny byla nižší než minimální detekční limit 45 µM. Koncentrace v médiu byla konstantní prvních 6 hodin než spora zasáhla a poté stále ubývala, až po 18 hodinách klesla o 95% (Obr. 1). Tato kyselina tedy nepotlačuje působení hub, zvláště Aspergillus niger. (Plumridge et al., 2004) Působení sorbátu draselného či benzoanu sodného na Alcaligenes viscolactis již účinky přineslo. Alcaligenes viscolactis je původcem vzniku šlemu v pasterovaném mléce. Efektně lze snížit počet těchto mikroorganismů koncentrací 1,0 mg.ml-1 (Obr. 4). Při koncentraci 2,0 a 3,0 mg.ml-1 byla produkce Alcaligenes viscolactis výrazně redukována. (Matrin et al., 1972)
18
Dusitany Kromě funkce stabilizátorů barvy masa mají dusitany také antimikrobní účinky, a to zvláště při použití spolu se solí. Nejúčinější je v prostředí o pH 5,0 až 5,5. Význam proto mají u nesterilních masných výrobků jako husí játra a anglická slanina, neboť inhibují růst bakterií Clostridium botulinum. Účinnost závisí na pH prostředí, protože je úměrná koncentraci kyseliny dusité (HNO2). Jako stabilizátory barvy masa se používají také dusičnany. Použití dusičnanů a dusitanů (Tab. 5) je povoleno ve formě dusitanu draselného a dusitanu sodného při výrobě potravin pouze ve směsi se solí, která obsahuje maximálně 0,35% NaNO2. (Velíšek, 1999; Klescht et al., 2006; Vyhláška č. 4/2008 Sb.)
Kyselina benzoová Kyselina benzoová (lat. acidum bensoicum) je nejjednodušší aromatická jednosytná karboxylová kyselina. Za normálních podmínek bezbarvá až bílá krystalická látka. Jedná se o slabou kyselinu. Využívá se jako konzervační prostředek, léčivo proti kožním infekcím a je velice důležitým prekursorem v organické syntéze. (Kyzlink, 1980; Velíšek, 1999) Kyselina benzoová se průmyslově vyrábí oxidací toluenu kyslíkem za katalýzy kobaltu nebo manganistanu draselného. Reakce probíhá s velmi vysokými výtěžky a vychází z lehce dostupného prekursoru. Další způsob výroby spočívá v dekarboxylaci kyseliny ftalové. (Velíšek, 1999) Většina kvasinek a plísní je inhibována nedisociovanou kyselinou o koncentraci 500-1000 mg.kg-1 (Tab. 2,3). Některé bakterie inhibuje již množství 100-200 mg.kg-1. Koncentrace kyseliny benzoové na kvasinku Zygosaccharomyces bailii (Obr. 3) vyšší jak 400 mg.kg-1 (40 mM) stimuluje fermentaci a až dávka 1000 mg.kg-1 (100 mM) fermentaci inhibovala. I přes tuto koncentraci bylo intracelulární pH redukováno jen částečně. (Warth, 1991) Vzhledem k tomu, že kyselina benzoová je poměrně slabá, nevyžaduje k náležitému působení při obvyklých koncentracích tak značně kyselá prostředí. Nelze 19
ji však aplikovat do potravin nekyselých, zpravidla se považuje za hraniční pH 4,5. V prostředí poměrně velmi kyselých ovocných hmot, tj. při pH 2,5, stačí ke konzervaci docela nepatrné dávky, kolem 0,02 až 0,03%. V prostředí, které má kyselost běžného ovoce (pH 3,5-4) stačí k potlačení plísní, jež jsou vůči kyselině benzoové zvlášť citlivé, koncentrace 0,08%. K potlačení kvasinek 0,1-0,15%.
Uvádí se, že pro účinnou
konzervaci kyselinou benzoovou v neutrálním prostředí by bylo zapotřebí 300krát vyšší koncentrace činidla než při pH kolem 3. (Davídek 1983; Kyzlink, 1980; Velíšek, 1999) Kyselinu benzoovou je možno v povolených i nižších koncentracích rozeznat po chuti. Přísadu 0,1% pozná i mnohý laik a zkušené nebo zvlášť citlivé osoby poznají přísadu 0,05% i méně. Vzhledem k tomu, ze tato kyselina je za horka těkavá, můžeme ji z vroucích roztoků částečně vyvařit. Svaří-li se roztok přibližně na 1/3 hmotnosti, přičemž koncentrace netěkavé sušiny stoupne asi 3krát, vzroste koncentrace kyseliny benzoové asi 2krát. Z toho plyne, že se nikdy nesmí konzervovat běžnými dávkami protlaky či šťávy určené k zahušťování, neboť by v nich po provedeném procesu překročil obsah konzervovadla nejen míru povolenou platnými předpisy, nýbrž mnohdy i hranici zdravotní neškodnosti! Hraniční rozpustnost kyseliny benzoové ve vodě a vodných roztocích je 0,21% při 17,5 °C. Protože se obvyklé konzervační dávky této mezi velice blíží, bylo by rozpouštění samotné kyseliny velice obtížné. V konzervační technologii se proto pracuje se sodnou solí kyseliny benzoové, která je ve vodě dobře rozpustná. (Kyzlink, 1980; Velíšek, 1999)
Kyselina propionová Kyselina propionová a její sodná a vápenatá sůl vzniká při různých kvasných procesech a řadí se k nižším mastným kyselinám. Používá se především proti plísním v pekárenském průmyslu a proti nitkovosti chleba a pečiva. Její antimikrobiální účinek souvisí s neschopností plísní a některých bakterií metabolizovat tříuhlíkaté zbytky. Přírodně se nachází v pivu, sýrech a mléčných produktech. Rozmezí použitelnosti je 1000-3000 mg.kg-1.
Nejčastěji se využívá pro trvanlivost baleného chleba, pečiva
a cukrářských výrobků. (Davídek, 1982; Hubáček, 1988) Dimethyldikarbonát 20
Je nejnovější konzervační látka používaná ke konzervaci nápojů, účinná proti bakteriím a kvasinkám. Svým účinkem inhibuje enzymy jako acetátkinázu a dekarboxylázu. Konečný výrobek nesmí obsahovat zjistitelné množství látky. Rozkladem může vzniknout toxický metanol. Ve vínech je povoleno maximální množství 200 mg.l-1. Při sledování účinku DCMC v této koncentraci na sladších vínech o různé koncentraci etanolu (8 a 10%) a různé teplotě bylo působení na kvasinku Saccharomyces cerevisiae nejúčinnější při zahřátí vína na 30°C a alkoholizací 10%. Touto problematikou se zabývá Nařízení komise ES č. 643/2006, v české legislativě zatím uveden není. (Porter, Ough, 1982) Parabeny Parabeny neboli estery kyseliny parahydroxybenzoové, z nichž jsou jako konzervanty používány ethylester 1,4-C6H4.OH.CO.OC2H5 a propylester 1,4C6H4.OH.CO.OC3H7, jsou činidla, která inhibují mikroby účinkem na buněčnou blánu. Účinkují zejména proti plísním a kvasinkám, méně proti gramnegativním bakteriím. Protože v roztocích nedisociují, jsou dobře použitelné jak v kyselém, tak i v mírně alkalickém prostředí. Jejich antimikrobní účinnost vzrůstá s délkou alkylového zbytku, čímž však na druhé straně klesá jejich rozpustnost ve vodě a tím možnost praktického použití. Používají se v rozmezí 500-1500 mg.kg-1 (Tab. 3). Proti nedisociovaným podílům jsou estrery slabými konzervanty. (Kyzlink, 1980; Velíšek, 1999)
4.4 JINÉ NEPOVOLENÉ LÁTKY S KONZERVAČNÍM ÚČINKEM Kyselina mravenčí je velmi silná organická kyselina palčivé chuti a vůně. Je bezbarvá, s bodem varu 100,9 °C, která se užívala ke konzervaci kyselých ovocných šťáv a dření, jejichž barva je odvozena od anthokyanů, a které proto není vhodné konzervovat oxidem siřičitým. Protimikrobní účinnost se připisuje jejím reakcím se složkami buněčné blány a hlavně konkurenční inhibicí endoenzymů. Poměrně spatně potlačuje některé plísně, ale je velmi účinná proti bakteriím. (Velíšek,1999; Kyzlink, 1980) Kyselina salicilová má bod tání 158,3°C, bod varu je 211°C. Dobře je rozpustná v etanolu. Tvoří bezbarvé jehličkovité krystaly. Kyselina salicilová byla, pokud se jedná 21
o nedisociovaný podíl, zvlášť účinným konzervovadlem. Princip spočívá v obsazení aktivních skupin mikrobních enzymů při tvorbě panthotenové kyseliny, v rušení vazby apoenzymu a koenzymu v kvasných enzymech a v rušení funkce buněčné blány. (Hubáček, 1988; Kyzlink, 1980) Diethylester kyseliny pyrouhličité byl určen jako konzervační látka pro ovocné šťávy, nealkoholické nápoje, víno a pivo. Působí na kvasinky v prostředí o pH nižším než 4. Ve vodném nebo alkoholickém prostředí je velmi nestálý. Ve vodě se rozkládá na etanol a oxid uhličitý. Bylo zjištěno, že DKP reaguje snadno s amoniakem za vzniku karbamátů, které jsou karcinogenní, a proto je tato látka v současné době zakázána. (Davídek, 1983) Epoxidy se uplatňovaly pouze u potravin s nízkým obsahem vody. Používaly se v plynné fázi a po určité době působení se odstraní jiným plynem nebo za sníženého tlaku. Epoxidy jsou reaktivní cyklické ethery, které ničí všechny formy mikroorganismů včetně spor. Nitrofurylakrylová kyselina působí baktericidně a fungicidně. Používala se ke konzervaci ryb. Její zdravotní nezávadnost nebyla jednoznačně prokázána, zejména z hlediska genetického. (Davídek, 1983)
4.5
OMEZENÍ POUŽITÍ KONZERVANTŮ PODLE POTRAVINOVÉHO PRÁVA
Legislativa je zákonodárná moc, oprávnění vydávat zákony. Zákon je soubor právních norem, který přijímá zákonodárce a jenž má obecnou závaznost. Ústředním bodem potravinářské legislativy a následné kontroly dodržování je zajištění jakosti a zdravotní nezávadnosti potravin. Základním, klíčovým a majoritním dokumentem v naší problematice je zákon o potravinách a tabákových výrobcích. (Komprda, 1999) Zákon č. 418/2000 Sb. o potravinových a tabákových výrobcích říká, že potraviny jsou látky určené ke spotřebě člověkem, a to v nezměněné formě nebo v podobě upravené jako jídlo nebo nápoj. Nepatří sem léčiva a omamné látky. Surovinami jsou zemědělské, lesní, mořské a jiné produkty určené pro výrobu potravin nebo potraviny určené k dalšímu zpracování. Klíčovým pojmem je zde zdravotní nezávadnost potravin. Výsadní postavení zdravotní nezávadnosti je vyjádřeno skutečností, že v zákoně je jakost a zdravotní 22
nezávadnost striktně rozlišována, a to i pokud jde o výši sankcí. Porušení ustanovení týkajících se zdravotní nezávadnosti je postihováno daleko přísněji než nesplnění požadavků obecně jakostních. Samozřejmě, že smyslem zákona je ochrana spotřebitele nejen před potravinami zdravotně závadnými, ale též falšovanými, nesprávně označenými a nejakostními v obecném slova smyslu. (Zákon č. 418/2000 Sb.) Látky
přídatné
se
nepoužívají
samostatně
jako
potravina
nebo
jako
charakteristická potravní přísada. Jsou to látky, které se záměrně přidávají do potravin při jejich výrobě, balení, přepravě a skladování a mohou se stát součástí potraviny. (Komprda, 1999) Vyhláškou č. 4/2008 Sb., kterou se stanoví druhy a podmínky použití přídatných látek a extrakčních
rozpouštědel při výrobě potravin se určují nejvyšší přípustné
množství NPM a nezbytné množství NM pro dosažení zamýšleného technologického účinku při zachování správné výrobní praxe. Hodnota NPM se posuzuje ve většině případů ve stavu uvedení potraviny do oběhu. Není-li hodnota NPM v příloze vyhlášky uvedena, je možno použít přídatné látky podle principu nezbytného množství. Mezi přídatné látky řadíme antioxidanty, konzervanty, barviva, kyseliny, regulátory kyselosti, tavící soli, kypřící prášky, náhradní sladidla, látky zvýrazňující chuť a vůni, zahušťovadla, želírující látky, modifikované škroby, stabilizátory, emulgátory, nosiče, rozpouštědla, protispékavé látky, leštící látky, balící plyny, propelanty, odpěňovače, pěnotvorné látky, zvlhčující látky, plnidla, zpevňující látky, sekvestranty, látky zlepšující mouku. (Vyhláška č. 4/2008 Sb.) Přídatné látky mohou být povoleny pouze za předpokladu, že je prokázána jejich technologická potřeba a účelu nelze dosáhnout jinými ekonomickými nebo technologickými prostředky a v navrhovaných množstvích nepředstavují žádné zdravotní riziko pro spotřebitele a nemohou je uvádět v omyl. Přítomnost přídatné látky v potravině není povolena v potravinách pro počáteční a pokračovací kojeneckou výživu a výživu malých dětí, nezpracovaných potravinách, medu, neemulgovaného tuku a oleje, másla, pasterovaného nebo sterilovaného mléka a smetany, neochucených kysaných mléčných produktů, balených vod, kávy, nearomatizovaného čaje, cukru, sušených těstovin, neochuceného podmáslí. (Vyhláška č. 4/2008 Sb.) 23
Přídatné látky, které nejsou určeny přímému spotřebiteli, musí být na obalu čitelně, jednoznačně a nesmazatelně označeny názvem přídatné látky včetně jejího číselného kódu E, v případě směsi přídatných látek musí být tyto údaje uvedeny v sestupném pořadí podle hmotnostního podílu látek ve směsi. Musí být označeny slovy „pro potraviny" a údajem o procentuálním zastoupení každé složky, označením šarže, obchodním jménem a sídlem výrobce, balírny nebo prodejce. Musí také obsahovat návod k použití v případě, že by jeho neuvedení znemožnilo správné použití přídatné látky, údajem o množství, údajem o skladování nebo uchovávání, pokud charakter výrobku takové údaje vyžaduje. O zařazení potravin a použití přídatných látek ve sporných případech rozhoduje Komise Evropských společenství za pomoci Stálého výboru pro potravinový řetězec a zdraví zvířat. (Vyhláška č. 4/2008 Sb.) Podle Evropského společenství je potravinářky přídatnou látkou látka, která není obvykle určena ke spotřebě jakožto potravina a ani není obvykle používána jako charakteristická složka potraviny, a jejíž záměrné přidání do potraviny je z technologického důvodu. Hodnoty koncentrací a skupin přídatných látek se shodují s českou legislativou, avšak v dokumentech ES se nacházejí i výjimky v tradičních potravinách, kdy některé státy jako Francie u lanýžů, si mohou zachovat zákaz některých kategorií přídatných látek. (Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1331/2008, č. 1333/2008) Požadavky na označování jsou také shodné, každá členská země je musí mít v mateřském jazyce.
Ve společenství je zaveden jednotný postup pro posuzování,
povolování a používaní aditiv a proto se zákony České republiky neliší od Nařízení Evropské unie. Forma předpisů není totožná, ale dosti podobná. Evropská nařízení jsou rozdělěna na články oproti našim paragrafům a také jsou vyjádřena ve dvou sloupcích. Jednotkové míry jsou shodné podle SI soustavy. Nařízení Evropského parlamentu a Rady ES zabývající se touto problematikou jsou: č. 1331/2008, kterým se stanoví jednotné povolávací řízení pro potravinářské přídatné látky, potravinářské enzymy a látky určené k aromatizaci potravin, č.1333/2008 o potravinářských přídatných látkách, č.10/1089/EHS o stanovení nezávadnosti potravinářky přídatných látek, č.89/107/EHS o potravinářky přídatných
24
látkách povolených do potravin určených pro lidskou potřebu. (Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1331/2008, č. 1333/2008, č. 10/1089/EHS, č. 89/107/EHS) Zdrojem mezinárodních potravních standartů je Codex Alimentarius vydávaný FAO/WHO. V Evropě jsou zdrojem direktivy EEC (European Ecomonic Community), v USA organizace FDA (Food
and Drug Administration). Problematikou aditiv,
kontaminantů a přírodních toxinů v potravinách se komplexně zabývá Codex Committee on Food Aditives and Contaminants (CCFAC). (Velíšek, 1999)
4.5.1 LIMITY KONZERVOVADEL PRO VYBRANÉ POTRAVINY Kyselina sorbová má maximální rozmezí použitelnosti 200-2000 mg.kg-1. Nižší hodnoty 200-300 mg.kg-1 se používají v látkách kapalného skupenství. Největší dávky konzervační látky, což je 1000-2000 mg.kg-1, se přidávají do bramborového těsta, vařené červené řepy a sušeného ovoce (Tab. 3). Stejně se využívá i kyselina benzoová, kromě
nejnižší
použitelné
dávky
v nápojích,
která
činí
150
mg.kg-1.
Ethylparahydroxybenzoát, methylparahydroxybenzoát a jejich sodné soli jsou určeny především ke konzervaci cukrovinek a neextrudovaných snacků v rozmezí 1000-1500 mg.kg-1. (Vyhláška č. 4/2008 Sb.) Sušené ovoce může také obsahovat nejvyšší povolený limit oxidu siřičitého a jeho sloučenin (Tab. 4). Vyšší koncentrace SO2 800 mg.kg-1 se může použít také u mletého křenu a výrobků z něj. Střední hodnoty obsahují ovocné náplně plněného pečiva, proslazené ovoce a zelenina, hořčice a sušená zelenina. V malém množství lze použít oxid siřičitý do džemů, marmelád, škrobů a neextrudovaných snacků. Z alergenního hlediska může oxid siřičitý vyvolat bolení hlavy, průjem a reakce u astmatiků, u kyseliny sorbové se žádné určité reakce neprokázaly i když také alergenem je. Po porovnání obou konzervantů je zřejmé, že používané dávky oxidu siřičitého jsou nižší než u kyseliny sorbové, avšak každá z látek má svá specifika použitelnosti (Obr. 2). Oxid siřičitý se nedá použít ke konzervaci sýrů, pečiva a tuků, a naopak kyselinu sorbovou nepoužíváme u džemů, marmelád, piva a hořčice. (Vyhláška č. 4/2008 Sb.)
25
Dusitany a dusičnany se v produktech ze zahradnických produktů vyskytují ve velmi omezeném množství (Tab. 5). Jejich hlavní úloha spočívá v přídávání do masných výrobků. (Vyhláška č. 4/2008 Sb.)
26
5. ZÁVĚR Existuje široká škála látek prodlužujících údržnost potravin. Porovnáme-li však požadavky na jakost konzervujících chemikálií se skutečnými vlastnostmi užívaných, platnými zákony povolených konzervovadel, musíme konstatovat, že žádné z nich plně nevyhovuje. Především není vždy uspokojivá účinnost, zejména při aplikaci v nekyselých prostředích, pro která vlastně vhodná chemikálie neexistuje. Ani v kyselých prostředích nepůsobí však jednotlivá konzervovadla dostatečně energicky na všechny druhy mikrobů. Nespornou výhodou je jednoduchost, nenáročnost a možnost snadného zakonzervování velkých množství potravin. Druhy používaných chemických sloučenin se stále mění. Některé jsou dnes již zakázané (kyselina mravenčí, kyselina salicilová, diethylester kyseliny pyrouhličité), jiné jsou povolené již řadu let (kyselina sorbová, kyselina benzoová) a další jsou úplnými novinkami (dimethyldikarbonát). Každá látka má rozličné limity použitelnosti. Navíc jsou markantní rozdíly v samotném dávkování do různých druhů a typů potravin. Dávkování závisí na konzistenci výrobku, obsahu vody ve finálním stavu, procentuálním poměru látkového složení, na použití jiné konzervárenské technologie a konečném balení. Posuzujeme-li zdravotní neškodnost, jsou povolené limity činidel vyhovující.
27
6. SOUHRN Práce byla vypracována v letech 2008/2009 na Ústavu posklizňové technologie zahradnických produktů Zahradnické fakulty v Lednici, Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně. Práce pojednává o problematice látek prodlužujících uchovatelnost potravin. V první části jsou popsány důvody konzervace potravin, rozdělení mikroorganismů a způsoby rozkladu. V druhé kapitole je uveden přehled konzervantů a charakteristika základních skupin. Poslední stať se zabývá legislativním omezením v používání konzervačních látek na české a evropské úrovni. Klíčová slova: potravina, mikroorganismus, konzervační látka, potravinové právo
7. RESUME The work was created in years 2008/2009 on the Department of Post-harvest technology of horticulture products, the Faculty of Horticulture in Lednice, the Mendel University of Agriculture and Forestry in Brno. The work represents the problems with the preservatives. In the first part the reason to canning food, characterizing microorganisms and the ways of degeneration is described. The next one represents the preservatives and depicts the basic group. Finally we can see Czech and European lawmaking. The keywords: food, micro-organism, preservative, food law
28
8. POUŽITÁ LITERATURA
ARPAI, J., BARTL, V. 1977. Potravinárska mikrobiológia. Bratislava: Alfa. COLLINS, E. B. 1971. Preservatives in diary food. Journal of Dairy Science, 54, 148-152. ČÍHALÍK, J., HAJŠLOVÁ, J. a spol. 1991. Zdravotní nezávadnost potravin. Praha: SNTL. DAVÍDEK, J. a kolektiv. 1977. Laboratorní příručka analýzy potravim. Praha: SNTL. DAVÍDEK, J., JANÍČEK, G., POKORNÝ, J. 1983. Chemie potravin. Praha: SNTL. GÖRNER, F., VALÍK, Ľ. 2004. Aplikovaná mikrobiológia poživatin. Bratislava. Malé centrum. HOZA, I., KRAMÁŘOVÁ. D. 2008. Potravinářská biochemie I. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. HUBÁČEK, J. a kolektiv. 1988. Chemie pro vysoké školy zemědě -lské. Praha: SNTL. KLESCHT, V., HRNČIŘÍKOVÁ, I., MANDELOVÁ, L. 2006. Éčka v potravinách. Brno: Computer Press. KOMPRDA, T. 1999. Legislativa a kontrola potravin. Brno: MZLU v Brně. KYZLINK, V. 1980. Základy konzervace potravin. Praha: SNTL. MARTIN, H.J., SU CHUNG, K. S., OGROSKY, L. 1972. Inhibition of growth of Alcaligenes viscolactis by some common food preservatives. Journal of Dairy Science, 55, 1179-1181. PLUMRIDGE, A., HESSE, S.J.A. 2004.
The Weak acid preservative sorbic acid
inhibits conidial germination and mycelial growth of Aspergillus niger through intracellular acidification. Applied and Environmental Microbiology, 70, 3506-3511.
29
PORTER, L. J., OUGH, C. S. 1982. The Effects of Ethanol, Temperature, and Dimethyl Dicarbonate on Viability of Saccharomyces Cerevisiae Montrachet No. 522 in Wine. American Journal of Enology and Viticulture, 33, 222-225. VELÍŠEK, J. 1999. Chemie potravin 3. Tábor: OSSIS. ŠILHÁNOVÁ, L. 2002. Mikrobiologie pro potravináře a technology. Praha: Academia. WARTH, A, D. 1998. Effect of benzoic acid on growth yield of yeasts differing in their resistance to preservatives. Applied and Environmental Microbiology, 54, 2091-2095. WARTH, A, D. Mechanism of action of benzoic acid on zygosaccharomycetes bailii: Effects on glycolytic metabolite levels, energy production, and intracellular pH. Applied and Environmental Microbiology, 57, 3410-3414.
Právní předpisy: Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1331/2008, kterým se stanoví jednotné povolovací řízení pro potravinářské přídatné látky, potravinářské enzymy a látky určené k aromatizaci potravin Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1333/2008 o potravinářských přídatných látkách Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 10/1089/EHS o stanovení nezávadnosti potravinářky přídatných látek Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č.89/107/EHS o potravinářky přídatných látkách povolených do potravin určených pro lidskou potřebu Zákon č. 418/2000 Sb. o potravinových a tabákových výrobcích Vyhláška 4/2008 Sb., kterou se stanoví druhy a podmínky použití přídatných látek a extrakčních rozpouštědel při výrobě potravin
30
9. PŘÍLOHY
31
Tabulka 1:
Životnost mikroorganismů vůči kyselinám (Kyzlink, 1980)
Kyselina
Životní činnost bakterií přestala při koncentraci (%)
Plísně přestaly růst při koncentraci (%)
Octová Mléčná Citronová Vinná
0,048 0,27 0,15 0,09
0,84 8,1 37,8 25,5
Tabulka 2:
Antimikrobní spektrum kyseliny benzoové (Velíšek, 1999) Antimikrobní spektrum benzoové kyseliny
Mikroorganismus baktérie Bacillus cereus Escherichia coli Lactobacillus sp. Lysteria monocytogenes Micrococcus sp. Pseudomonas sp. Streptococcus sp. kvasinky Candida crusei Debaromyces hansenii Pichia membranefaciens Hansenula sp. Rhodotorula sp. Saccharomyces bayanus Zygosaccharomyces sp. plísně Aspergillus sp. Bysochlamys nivea Cladosporium herbanum Mucor racemousus Penicillium sp. Rhizopus nigricans
pH
Minimální inhibující množství v mg.dm-3
6,3 5,2-5,6 4,3-6,0 5,6 5,5-5,6 6 5,2-5,6
500 50-120 300-1800 2000-3000 50-100 200-480 200-400
4,8 4,8 4,8 4 4 4 4,8
300-700 500 700 180 100-200 330 1000-4800
3-5,5 3,3 5,1 5 2,6-5,0 5
200-4000 500 100 30-120 30-2000 30-120
32
Tabulka 3: Formy a limitní hodnoty kyseliny sorbové, benzoové a p-hydroxybenzoové povolené při výrobě potravin ze zahradnických produktů (Vyhláška č. 4/2008 Sb.)
Koncentrace mg.kg-1
Číslo E
Látka
E 200 E 202 E 203 E 210 E 211 E 212 E 213 E 214 E 215 E 218
kyselina sorbová sorbát draselný sorbát vapenatý kyselina benzoová benzoát sodný benzoát draselný benzoát vapenatý ethylparahydroxybenzoát ethylparahydroxybenzoát sodná sůl methylparahydroxybenzoát methylparahydroxybenzoát sodná sůl
E 219
Ochucené nápoje na bázi vína
200 200 200 -
Alkoholické nápoje s Ochucené obsahem Džemy, rosoly, nealkoholic alkoholu méně než ké nápoje marmelády 15% kromě vína a piva 300 200 300 200 300 200 150 200 500 150 200 500 150 200 500 150 200 500 -
-
-
33
Sušené ovoce
Vařená červená řepa
Olivy
Brambor ové těsto
Balené pečivo
1000 1000 1000 -
2000 2000 2000 2000 -
1000 1000 1000 500 500 500 500 -
2000 2000 2000 -
2000 2000 2000 -
-
-
-
-
-
Cukro vinky Neextr s udova vyjimk né ou snacky čokolá dy 1000 1500 1000 1500 1000 1500 1000
1500
Tabulka 4: Oxid siřičitý, jeho sloučeniny a limitní hodnoty povolené při výrobě potravin ze zahradnických produktů (Vyhláška č. 4/2008 Sb.)
Koncentrace mg.kg-1 Číslo E
Látka Neextrudov ané snacky
Škroby
Džemy, rosoly, marmelády
Sušená zelenina
Ovoce a Mletý křen a zelenina v výrobky z něj octě
Sušené ovoce
Ovocné náplně plněného pečiva
Proslazené ovoce a zelenina
Hořčice
E 220
oxid siřičitý
50
50
50
150-400
800
100
500-2000
100
100
250
E 221
siřičitan sodný
50
50
50
150-400
800
100
500-2000
100
100
250
E222
hydrogensiříčitan sodný
50
50
50
150-400
800
100
500-2000
100
100
250
E 223
disiřičitan sodný
50
50
50
150-400
800
100
500-2000
100
100
250
E 224
disiřičitan draselný
50
50
50
150-400
800
100
500-2000
100
100
250
E 226
siřičitan vapenatý
50
50
50
150-400
800
100
500-2000
100
100
250
E 227
hydrogensiřičitan vapenatý
50
50
50
150-400
800
100
500-2000
100
100
250
E 228
hydrogensiřičitan draselný
50
50
50
150-400
800
100
500-2000
100
100
250
34
Tabulka 5: Dusitany, dusičnany a další konzervanty povolené při výrobě potravin ze zahradnických produktů (Vyhláška č. 4/2008 Sb.)
Koncentrace mg.kg-1 Číslo E
E 249 E 250 E 251 E 252 E 231 E 232 E 234 E 235 E 239 E 242 E 280 E 281 E 282 E 283 E 284 E 285
Látka
dusitan draselný dusitan sodný dusičnan sodný dusičnan draselný orthofenylfenol orthofenylfenolát sodný Nisin Natamycin hexamethylentetramin dimethyldikarbonát kyselina propionová propionát sodný propionát vápenatý propionát draselný kyselina boritá tetraboritan sodný
Citrusové plody (ošetření povrchu)
Ochucené nealkoholické nápoje
Balené pečivo
Masné výrobky
12 12 -
200 -
1000-3000 1000-3000 1000-3000 1000-3000 -
10-500 10-500 10-500 10-500 -
35
Obrázek 1: Stabilita kyseliny sorbové vůči Aspergillus niger (Plumridge et al., 2004)
Obrázek 2: Srovnání kyseliny sorbové a oxidu siřičitého (Vyhláška č. 4/2008 Sb.) 36
Obrázek 3: Působení kyseliny benzoové na Zygosaccharomyces bailii (Warth, 1988)
Obrázek 4: Působení sorbátu draselného na Alcaligenes viscolactis (Matrin. et al., 1972)
37
