SENZORICKÁ ANALÝZA
Vyučující: doc. Dr. Ing. Zdeňka Panovská doc. Ing. Kamila Míková CSc. Ing. Vojtech Ilko
PRAVIDLA PŘEDMĚTU • účast na přednáškách nepovinná – není vše ve skriptech, probírají se otázky z písemky • podklady přednášek na adrese: http://web.vscht.cz/panovskz/ účast na cvičení – min. 8 cvičení chodit včas, pozdní příchody narušují výuku.
LITERATURA Skripta • Senzorická analýza potravin Prof. J. Pokorný, Ing. Helena Valentová CSc. Dr. Ing. Zdeňka Panovská, • Senzorická analýza potravin – laboratorní cvičení není nutné Prof. J. Pokorný, Ing. František Pudil CSc., Ing. Helena Valentová CSc.
Kniha • Sensory Evaluation of Food. Principles and Practices Harry T. Lawless, H.Heymann
Zakončení – písemná zkouška
OBSAH PŘEDNÁŠEK • • • • • • • • • • • •
1. Úvod do předmětu základy senzorické analýzy 2. Metody senzorické analýzy I 3. Smyslové orgány, receptory 4. Chuťový smysl a základní chutě I 5. Chuťový smysl a další chutě II 6. Čich a vonné látky 7. Taktilní smysly – textura 8. Komodity I 9. Komodity II 10. Hodnocení kosmetických výrobků 11. Konzumentské testy 12. Předtermín - písemka
SENZORICKÁ ANALÝZA • je vědecká disciplína používaná k vyvolání, měření a analyzování reakcí těch charakteristik potravin a dalších materiálů, které jsou vnímány zrakovým, čichovým, chuťovým, sluchovým a hmatovým smyslem. (Definice dle EA – 4/09 Akreditace senzorických zkušebních laboratoří) • hodnocení potravin bezprostředně našimi smysly, včetně zpracování výsledků lidským centrálním nervovým systémem. • analýza probíhá za takových podmínek, kdy je zajištěno objektivní, přesné a reprodukovatelné měření (podstata každé vědecké disciplíny).
ANALÝZA POTRAVIN • Chemická analýza • kvalitativní nebo kvantitativní stanovení složek potravin. • Senzorická analýza • stanovení intenzity nebo stupně příjemnosti. • Využívá lidských smyslů. Nelze nahradit přístrojem.
HISTORIE SENZORICKÉ ANALÝZY • Historie vědního oboru • USA druhá světová válka, přijatelné potraviny pro armádu. • Evropa – Skandinávie - čtyřicátá léta – trojúhelníkový test. • První kniha o senzorické analýze – rok 1957 v Polsku (Tilgner). 1962 • Druhá kniha Masuyama a Miura (Japonsko 1962)
• Senzorická analýza se netýká jen potravin, ale také textilu, kosmetiky, nábytku, nádobí, domů, strojů, aut, atd…
DŮLEŽITÉ ORGANIZACE • ISO ( INTERNATIONAL STANDARDIZATION ORGANIZATION) • ASTM ( AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIAL) • ESN The European Sensory Network 18 členů z 15 ti evropských a 2 přidružených zemí.
•
• • • •
speciální: ICUMSA (CUKR) International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis AOCS American oil chemists society (TUKY) IDF (International dairy organization MLÉKO) IOCCC The International Office of Cocoa, Chocolate and Sugar Confectionery (ČOKOLÁDA) IOC (International coffee organization KÁVA)
VYBRANÉ NORMY DŮLEŽITÉ PRO ZAJIŠTĚNÍ KVALITNÍ PRÁCE V SENZORICKÉ LABORATOŘI • ČSN ISO 8539 (1988), Senzorická analýza obecná směrnice pro uspořádání senzorického pracoviště. • ČSN ISO 8586-1 (2002), Obecná směrnice pro výběr, výcvik a sledování posuzovatelů-Část 1: Vybraní posuzovatelé. • ČSN ISO3972 (1991), Senzorická analýza-Metodologie-Metoda zkoumání citlivosti chuti. • ČSN ISO 5496 (1992) senzorická analýza-MetodologieZjišťování a rozlišování pachů. • ISO 11037 Sensory analysis-General guidance and test method for assessmant of the colour food.
UPLATNĚNÍ SENZORICKÉ ANALÝZY • • • • • • • •
Kontrola kvality. Testy skladovatelnosti, změny během skladování. Vývoj výrobků. Zlepšování výrobků a technologií. Vývoj aroma. Studium vnímání chutí, vůní, funkce smyslů Studium faktorů, které vnímání ovlivňují. Marketingové testy.
SMĚR VÝVOJE • • • • • • • • • •
• •
Požadavky zdravotního rázu se zaměřují na: Snížení obsahu tuku, soli Preferování přírodních technologií před umělými výrobami. Preferování zpracovávání čerstvé a mrazené suroviny před chemicky konzervovanou Fortifikaci potravin dieteticky žádoucími složkami (vláknina, vitamíny, lecitin, nenasycené mastné kyseliny a podobně). Gurmánský zážitek: Nápaditost, visuální a estetické pojetí Netradiční kombinace Návrat k „ domácím výrobám „ - masný průmysl. Orientace na exotickou kuchyni - čínská, italská, mexická, řecká, arabská. Nové technologie, ingredience Příchuti a kouřová arómata jako náhrada za časově náročný, zdravotně rizikový a nákladný proces uzení.
UPLATNĚNÍ ABSOLOVENTŮ • V potravinářských kontrolních laboratořích – (SZPI, Státní zdravotní ústavy ). • V potravinářském průmyslu (příjem surovin, výroba, vývoj, kontrola – součást podnikových laboratoří). • Supermarkety,atd. • V marketingu.
VYBAVENÍ SENZORICKÉ LABORATOŘE • Podle ISO norem • Laboratoř - boxy, osvětlení, odvětrání pachů, • Nádobí - speciální nádobí – olivový olej, víno, čaj, aj. • • • •
Obecné požadavky na nádobí: - stejný typ a velikost pro všechny hodnotitele - stejná barva - stejné značení (4 místný kód, typ písma, barva)
• • • • •
Požadavky na předkládané vzorky: - stejné množství vzorku - stejná teplota - anonymita vzorků, - randomizace vzorků - uvnitř bloků (abc, acb, bac, bca,cab) - mezi bloky
OPTIMÁLNÍ PODMÍNKY PRO SENZORICKÉ HODNOCENÍ Faktor
Optimální podmínky pro hodnocení
Hladina zvuku
kolem 40 dB, izolace dveří a oken
Teplota
21-23 °C, nejlépe klimatizace
Vlhkost vzduchu
40-70 %, v zimě vlhčí
Pohyb vzduchu
poznatelný jen o přestávkách, jinak klid
Pachy
ventilace, filtry
Zrakové vjemy
světle šedá nebo bílá, bez výzdob
Kontakt s lidmi
kóje, přehrazení
ZÁKLADNÍ POJMY • Konzument • osoba která obdrží nebo používá zboží. • Expert • osoba se značnou zkušeností a prokázanou schopností senzoricky posuzovat určitý produkt. • Hodnotitel (ASSESSOR) • osoba, která prošla školením a byla otestována její schopnost hodnotit.
• Panel • skupina osob, která byla poučena, zacvičena nebo má určité znalosti nebo schopnosti. Senzorický analytický panel představuje skutečný měřící přístroj a výsledky každé prováděné analýzy závisí na jeho členech.
TYPY HODNOCENÍ • Subjektivní hodnocení • metoda hodnocení, při které se dodržují takové podmínky, aby se individuální vlivy neeliminovaly nebo neminimalizovaly • Objektivní hodnocení • metoda hodnocení, při které se zvolí takové podmínky, aby s individuální vlivy co nejvíce eliminovaly nebo minimalizovaly • Absolutní hodnocení • psychofyzická metoda hodnocení, při které se nepředkládá vnější standard. Posudek je založen na absolutní intensitě vjemu či zkušenostech hodnotitele. • Srovnávací hodnocení • psychofyzická metoda hodnocení, při které se srovnává podnět nebo vzorek s jiným (standardním) vzorkem nebo podnětem. Srovnáváme intensitu nebo stupeň obliby.
PSYCHOLOGIE • věda, která studuje chování a duševní činnosti člověka, jako např. stavy vědomí, citové stavy, zážitky … • psychologie využívá pěti moderních přístupů: • Biologický přístup • snaha dát do souvislosti vnější chování s událostmi, které se odehrávají v těle, především v mozku a nervovém systému. Snaží se specifikovat neurobiologické procesy, které jsou podkladem pro duševní činnost a chování. • Behaviorální přístup • zabývá se chováním, vnějšími aktivitami organismu, které je možno pozorovat a měřit (pláč, smích, červenání …). John B. Watson - prosazoval názor, že samotné chování by mělo být předmětem psychologie pozorovatelné jakýmkoli vědcem zavrhuje tím introspekci.
• Kognitivní přístup (poznávací, sdělný) • zkoumá duševní procesy, jako je vnímání, úsudek, zapamatování, rozhodování, řešení problémů a vztahy těchto procesů k chování. Kognitivní přístup zčásti reaguje na behaviorismus. • Psychoanalytický přístup • základy položil Sigmund Freud. • zkoumá nevědomí - jeho procesy, jako jsou myšlenky, strach a tužby. Těchto procesů si sice není osoba vědoma, ale ovlivňují naše chování. • Fenomenologický přístup • zaměřuje se na subjektivní zkušenost a na osobní pohled jedince na události.
VNÍMÁNÍ • je poznávací proces, jehož výsledkem je vjem. Vnímáme zprostředkovaně smyslovými orgány a v mozku utváříme komplexní obraz bezprostředně působících předmětů a jevů ve vnějším světě ale i svého vlastního těla. • v prostředí, v němž se pohybujeme, vnímáme především pomocí smyslů okolí a sebe. • zdrojem vjemů jsou podněty, které musí být větší než práh našeho vnímání.
PROCES VNÍMÁNÍ
podnět
počitek + zkušenosti
vzruch v receptoru
zpracování v CNS
VJEM
přenos nervem do CNS
POČITEK A VJEM • počitek = proces při kterém stimulace receptorových buněk vysílá nervové impulsy do mozku • vjem = proces při kterém mozek interpretuje počitky, dává jim řád a význam.
ZÁKLADNÍ POJMY • Psychometrie • studie, při které se používají kvantitativní měřítka k vyhodnocení chování (vztah mezi intensitou podnětu a vjemu) • Thurstone Louis Leon - zakladatel psychometrie • Psychometrika • psychologická disciplína zabývající se měřením psychických vlastností, výkonů a stavů za použití kvantitativních metod. • Psychofyzika • studium vztahů mezi fyzikálními vlastnostmi podnětu a psychologickým měřítkem smyslové odezvy
DŮLEŽITÉ VZTAHY • • • • •
Weberův vztah Weber-Fechnerův zákon Beidlerův vztah Stevensův vztah Batesonův zákon
ZÁVISLOST INTENSITY VJEMU NA INTENSITĚ PODNĚTU Weberův vztah Relativní práh vnímání je konstantní: S1/S2 = k, kde: S1 = velikost výchozího podnětu S2 = podnět ještě rozeznatelný od S1 k = konstanta
na základě řady pokusů dospěl k: logaritmické závislosti - roste-li intenzita zvuku řadou geometrickou, roste úroveň hlasitosti při počitku řadou aritmetickou.
Weber-Fechnerův zákon G. T. Fechner rozšířil platnost Weberova zákona až k nejnižší postřehnutelné intenzitě S0/S1 = k S1 = velikost výchozího podnětu . S0 = dolní podnětový práh Obecně pak platí výraz: R = S0 (1 + k)y,
kde R = intensita počitku, S0 = dolní podnětový práh podnětu k = konstanta a y je celistvé číslo. y = n (log R – S0), podle Weberova-Fechnerova zákona člověk vnímá objektivně měřitelné veličiny logaritmicky (intenzita vjemu je přímo úměrná logaritmu skutečně vnímané veličiny).
Stevensnův vztah Při příležitosti stého výročí Weber-Fechnerova zákona publikoval americký psycholog Stevens odlišný vztah. Vycházel ze svých výsledků, kdy pokusné osoby odhadovaly velikost plošných obrazců. Platil vztah : R = c . Sn
kde : R = intensita vjemu (počitku); S = intensita podnětu; c, n = konstanty. Po logaritmování výrazu se získá vztah : log R = n . log S + c Jako vysvětlení uvedl Stevens, že myšlení je uzpůsobeno tak, že se intensity hodnotí relativně, nikoli absolutně.
Stevensův zákon
Beidlerův vztah • Intensita počitku je úměrná intensitě podnětu. Tato závislost se např. osvědčila pro zvukové podněty. Weber-Fechnerův zákon platí hlavně pro nižší až střední koncentrace (intenzity podnětu). • Pro vyšší koncentrace platí vztah navrhovaný americkým vědcem Beidlerem • Senzoricky aktivní látky se adsorbují na povrch receptoru a zase se desorbují, takže platí obdobné vztahy, jako pro adsorpci R = c . R mx / ( C + k ) c koncentrace podnětu odpověď na podnět R
Batesonův zákon • druhý psychofyzický zákon. • doplňuje významně zákon Weberův-Fechnerův. • Batesonův zákon dále rozpracoval W. Z. Ehrenberg a je správné jej považovat za spoluautora - pokusně prokázal, že náš prožitek V toho,co zachycují naše smysly, je úměrný časové derivaci přicházejících signálů Rovnice:
Slovy lze předchozí rovnici vyjádřit takto: "Organismus reaguje na časovou derivaci vnímaných počitků."
PODNĚTOVÉ PRAHY • Dolní podnětový práh - při velmi nízkých intensitách smysly podnět nejsou schopny postřehnout a intensita počitku je proto nulová. • Práh rozpoznání - při intensitě podnětu o něco vyšší již je pokusná osoba schopna určit, o jaký počitek kvantitativně jde, např. jakou chuť má zkoušený roztok. • Rozdílový práh - nejmenší hodnota dvou podnětů, která lze postřehnout. • Práh nasycení - při dalším zvyšování intensity podnětu se nasytí všechna aktivní místa receptorů, takže se dalším růstem intensity (např. zvyšováním koncentrace) nedosáhne žádného znatelného zvýšení intensity podnětu.
SMYSLOVÉ VNÍMÁNÍ 3 hlavní části smyslového orgánu - receptorová část čidlo (receptor) - přijímá podněty z vnějšku i vnitřku těla podráždění receptoru – vzruch – tok iontů - přenos vzruchu od receptoru do nervové soustavy dostředivý nerv (centripetální nerv) – vede vzruch od receptoru do centrální nervové soustavy – nervové vlákno může být buď jedno, nebo vlákna z více receptorů se spojí do jednoho nervového vlákna -zpracování vzruchu v centrální nerovové soustavě 12 párů mozkových nervů – čichový, zrakový, trojklaný, jazykohltanový, obličejový, bloudivý, přídatný, podjazykový, okohybný, kladkový, odtahovací, sluchový
PŘEHLED NEJDŮLEŽITĚJŠÍCH PODNĚTŮ REGISTROVANÝCH LIDSKÝMI SMYSLY
Typ podnětu Elektromagnetické záření Mechanické síly Chemikálie Teplota
Příslušný smyslový receptor zrakové receptory sluchový, taktilní, kinesthetické receptory, smysl pro bolest, čichové a chuťové receptory, vodní smysl, smysl pro bolest smysl pro teplo, smysl pro chlad, smysl pro bolest
ROZDĚLENÍ RECEPTORŮ • Receptor je makromolekula specializovaná na přenos informace, je definován jako vazebné místo s funkčními vztahy. • Dle prostředí, ze kterého přijímají informace: • Exteroreceptory přijímají podněty z vnějšího prostředí • Interoreceptory přijímají podněty z vnitřního prostředí • proprioreceptory – přijímají podněty ze svalů, šlach, kloubů – jsou to svalová vřeténka a šlachová tělíska • enteroreceptory – informují o vnitřních orgánech
•
Dle druhu podnětu
•
Chemoreceptory • jsou citlivé na chemické vlastnosti sloučenin • zařazujeme mezi ně smysly čich, chuť
• Mechanoreceptory • podnětem je mechanické působení na citlivá zakončení smyslových buněk • vnímají dotek, tlak • Termoreceptory • tepelná a chladová tělíska v kůži i uvnitř těla • Fotoreceptory • citlivé na světelné záření (tyčinky, čípky) • Receptory bolesti (nocireceptory) • volná nervová zakončení v kůži a vnitřních orgánech
RECEPTORY DĚLÍME NA CYTOPLASMATICKÉ, ORGANELOVÉ A MEMBRÁNOVÉ • Membránové: • ionotropní: • receptory-iontové kanály • chemicky ovládané • napěťově ovládané • metabotropní • receptory spojené s G-proteiny • receptory s enzymatickou aktivitou • Intracelulární
RECEPTORY, KTERÉ FUNGUJÍ NA MEMBRÁNĚ: • Dělíme podle mechanismu rozpoznání ligandu a přenosu signálu do tří hlavních skupin: • receptory s tyroxin-kinázovou aktivitou (receptory pro růstové faktory, insulin atd.) • plazmalematické receptory – jsou součástí kanálů pro ionty, jejich propustnost je řízena agonisty nebo antagonisty (typické pro buňky vzrušivé tkáně) • receptory spřažené s G-proteiny • První rodina tvoří receptory pro malé ligandy (většinou aminokyselina a jejich deriváty), typická je sekvence DR-Y • Druhá rodina - receptory pro peptidové půdovky (asi hormony, např. kalcitonin) • Třetí rodina receptory spřažené s G-proteiny (metabotropic glutamate receptor, mGluR family)
NERVOVÁ SOUSTAVA • Centrální nervová soustava • Mozek a mícha • Přijímá informace ze smyslových orgánů a zpracovává je. • Řídí činnost kosterní svaloviny a další tělesné funkce. • Myšlení, paměť,… • Periferní (somatická) nervová soustava • Hlavové a míšní nervy • Předávají informace ze smyslů do CNS a z CNS do výkonných orgánů (kosterních svalů). • Vegetativní (autonomní) nervová soustava • Dva kmeny (sympatikus a parasympatikus) • Řídí činnost vnitřních orgánů (především hladké svaloviny). • Zrychlují a zpomalují tep.
• Mozek (ENCEPHALON) • je uložen v dutině lebeční a tvoří jej šest částí : • velký mozek- přední mozek (mozkové polokoule, čichový mozek), mezimozek, střední mozek • zadní mozek- mozeček, most, prodloužená mícha • • • •
Mícha na povrchu bílá hmota (převažují axony) uvnitř šedá hmota (převažují těla a dendrity) za každým obratlem odstupuje jeden pár míšních nervů
• Prodloužená mícha a most • navazuje na páteřní míchu a má podobnou stavbu i funkci • centrum dýchání a srdeční činnosti • Mozeček • Střední mozek • souhra zraku a sluchu • Mezimozek • řízení žláz s vnitřní sekrecí • Koncový mozek • Mozková kůra • miliardy neuronů, zprohýbána do mnoha závitů • v přední části obou hemisfér centra pro řízení činnosti výkonných orgánů (motorická oblast) • v zadní části oblast smyslová (centra zraku, sluchu, hmatu a dalších smyslů)
