Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin
Využití FT NIR spektrometrie k detekci přídatných látek v jogurtech. Diplomová práce
Vedoucí práce:
Vypracoval:
doc. Ing. Květoslava Šustová, Ph.D.
Bc. Lenka Křiváková
Brno 2011
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Využití NIR spektrometrie ke sledování přídatných látek používaných v mléčných výrobcích“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury.
Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
Dne…………………………………………… Podpis diplomanta……………………………..
PODĚKOVÁNÍ
Děkuji paní doc. Ing. Květoslavě Šustové, Ph.D. za cenné rady a připomínky při tvorbě diplomové práce. Dále patří mé poděkování paní Ladislavě Pospíškové za pomoc při laboratorním měření, Ing. Monice Kozelkové, Ing. Daniele Krupkové a Ing. Haně Konečné děkuji za pomoc při laboratorním měření a zpracování výsledků.
ABSTRAKT Diplomová práce pojednává o problematice přídatných látek ve vybraném kysaném mléčném výrobku – jogurtu. Přídatné látky jsou dnes poměrně diskutovaným tématem. Vyhodnocovány byly vzorky jogurtů s použitím dvou různých aditiv, a to den po výrobě a po čtrnácti dnech skladování. Rozdíly v použitých aditivech byly srovnávány pomocí výsledků, které poskytla chemická a senzorická analýza. Pro kvalitativní analýzu vzorků byla pomocí FT NIR spektrometru vybrána diskriminační metoda, která se prokázala jako vhodná pro detekci různých koncentrací obou aditiv v jogurtech.
klíčová slova: přídatné látky, jogurt, kysaný mléčný výrobek, modifikovaný škrob, hydrokoloidy, NIR spektroskopie
ABSTRACT The thesis deals with additives in a selected fermented dairy product – yoghurt. Additives are a frequently discussed topic these days. Yoghurt samples were evaluated using two different additives; one day after production and after fourteen days of storage. Differences in the additives used were compared with results provided by chemical and sensory analyses. For qualitative analysis of samples by the FT NIR spectrometer, we chose the discriminatory method that has proved to be suitable for detection of different concentrations of both additives in yoghurts.
Keywords: additives, yogurt, fermented milk product, modified starch, hydrocolloids, NIR spectroscopy
OBSAH 1
ÚVOD………………………………………………………………………………9
2
CÍL PRÁCE……………………………………………………………………….11
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED………………………………………………………….12 3.1
Mléko ............................................................................................................... 12
3.1.1
Fyzikální a chemické vlastnosti mléka ..................................................... 12
3.1.2
Získávání mléka a zpracování v průmyslu ............................................... 13
3.2
Mléčné výrobky ............................................................................................... 13
3.2.1
3.3
Kysané (fermentované) mléčné výrobky (KMV) ..................................... 15
3.2.1.1
Nutriční a biologická hodnota KMV................................................. 15
3.2.1.2
Technologie výroby KMV ................................................................ 16
3.2.1.3
Kysací schopnost ............................................................................... 17
Jogurty.............................................................................................................. 18
3.3.1
Výroba bílých jogurtů ............................................................................... 18
3.3.1.1
Suroviny ............................................................................................ 20
3.3.1.2
Příprava zákysu ................................................................................. 20
3.3.1.3
Standardizace mléka (úprava obsahu tuku a tukuprosté sušiny) ....... 21
3.3.1.4
Pasterace směsi .................................................................................. 22
3.3.1.5
Zrání směsi ........................................................................................ 22
3.3.1.6
Chlazení, uchovávání ........................................................................ 22
3.3.2
Technologie výroby – ochucené jogurty .................................................. 23
3.3.3
Fyzikální vlastnosti jogurtu ...................................................................... 24
3.4
Přídatné látky – aditiva..................................................................................... 26
3.4.1
Přídatné látky v KMV............................................................................... 28
3.4.1.1 3.4.2
3.5
Vliv stabilizačních látek .................................................................... 28
Přídatné látky v jogurtech ......................................................................... 30
3.4.2.1
Barviva .............................................................................................. 31
3.4.2.2
Konzervanty ...................................................................................... 32
3.4.2.3
Sladidla .............................................................................................. 32
Potravinářské hydrokoloidy ............................................................................. 33
3.5.1
Škrob......................................................................................................... 34
3.5.1.1
Chování škrobů ve vodě .................................................................... 35
3.5.1.2
Dělení modifikovaných škrobů ......................................................... 36
3.5.1.3 3.5.2
3.6
Ostatní hydrokoloidy ................................................................................ 38
3.5.2.1
Pektin................................................................................................. 38
3.5.2.2
Algináty ............................................................................................. 39
3.5.2.3
Agar ................................................................................................... 39
3.5.2.4
Karagenan.......................................................................................... 39
3.5.2.5
Guma karaya...................................................................................... 39
3.5.2.6
Guma guar ......................................................................................... 40
3.5.2.7
Xanthanová guma .............................................................................. 40
NIR spektroskopie............................................................................................ 40
3.6.1
Technika měření NIR spekter ................................................................... 41
3.6.2
Chemometrické metody pro NIR spektroskopii ....................................... 42
3.6.2.1
Kvalitativní analýza........................................................................... 42
3.6.2.2
Kvantitativní analýza......................................................................... 43
3.6.3
Přístroje pro měření NIR spekter .............................................................. 43
3.6.4
Výhody a nevýhody NIR spektroskopie................................................... 44
3.6.5
Aplikace NIR spektroskopie v mlékárenském průmyslu ......................... 45
3.6.5.1 4
NIR a hydrokoloidy........................................................................... 46
MATERIÁL A METODY………………………………………………………...48 4.1
MATERIÁL ..................................................................................................... 48
4.1.1 4.2
5
Souhrnné požadavky ......................................................................... 37
Jogurt ........................................................................................................ 48
METODY......................................................................................................... 49
4.2.1
Výroba jogurtu .......................................................................................... 49
4.2.2
Referenční analytické metody .................................................................. 49
4.2.2.1
Stanovení sušiny................................................................................ 49
4.2.2.2
Stanovení tuku ................................................................................... 50
4.2.2.3
Stanovení titrační kyselosti................................................................ 50
4.2.2.4
Stanovení aktivní kyselosti – pH....................................................... 51
4.2.3
Senzorická analýza ................................................................................... 51
4.2.4
FT-NIR spektroskopická analýza ............................................................. 52
VÝSLEDKY A DISKUZE………………………………………………………..53 5.1
Výsledky chemické analýzy............................................................................. 53
5.1.1
Jogurt s přídavkem aditiva A .................................................................... 53
5.1.2
Jogurt s přídavkem aditiva B .................................................................... 54
5.2
Senzorické a statistické vyhodnocení............................................................... 56
5.3
Analýza FT NIR spektrometrem...................................................................... 66
6
ZÁVĚR……………………………………………………………………………74
7
SEZNAM LITERATURY………………………………………………………...76
8
SEZNAM OBRÁZKŮ, TABULEK A GRAFŮ………………………………….82
9
PŘÍLOHY…………………………………………………………………………85
1 ÚVOD Přidávání různých látek do pokrmů, za účelem zlepšení chuti, vůně, vzhledu či trvanlivosti se datuje od pradávna. Sůl, ocet, kouř a různá koření se používají po tisíciletí. Do začátku tohoto století byl však počet chemických látek, používaných v potravinářství, značně omezený (VRBOVÁ, 2001). Použití přídatných látek před rokem 1989 bylo v ČR ve srovnání se zeměmi vyspělého světa do značné míry omezené. Tuzemské potraviny byly tedy „přírodnější“ či málo „chemizované“, na druhé straně jejich uživatelská hodnota a přitažlivost pro některé spotřebitele byla nižší než u potravin těchto zemí. Kdo z nás si teď vzpomene na uzeniny bez karagenanu, jogurty bez modifikovaných škrobů? Důvody byly ekonomické i čistě zdravotní. U těch druhých byla na počátku úvaha „používat tak málo, jak jen to je možné“ (KODL, TUREK, 1998). Počátkem dvacátého století rostla poptávka po trvanlivějších potravinách. Rostoucí znalosti chemických a fyzikálních pochodů, souvisejících s potravinami, pak umožňovaly vycházet této poptávce vstříc. Množství látek (barviv, konzervantů, aromat atd.) používaných v potravinářském průmyslu stále stoupalo a stoupá i nadále (VRBOVÁ, 2001). Přídatnými látkami se rozumí látky, které se bez ohledu na jejich výživovou hodnotu zpravidla nepoužívají samostatně ani jako potravina, ani jako charakteristická potravní přísada. Přidávají se do potravin při výrobě, balení, přepravě nebo skladování, čímž se samy stávají součástí konečné potraviny. Přídatné látky, které jsou v České republice povoleny k výrobě potravin lze přidávat do potravin pouze na základě jejich zdravotní nezávadnosti a za podmínek stanovených příslušnou vyhláškou. Kontrolou nad dodržováním českých právních předpisů pro používání přídatných látek je pověřena Státní zemědělská a potravinářská inspekce a Státní veterinární správa. Používání přídatných látek odpovídající předpisům ČR je proto bezpečné, při dodržení stanovených limitních hodnot neohrožuje zdraví spotřebitelů a odpovídá současným světovým
poznatkům
(WINKLEROVÁ,
2008).
Účinek
aditivních
látek
v
mlékárenských výrobcích se projevuje především v konzistenci (emulgátory, stabilizátory, zahušťovadla), senzorických vlastnostech ochucených tržních druhů (aromata, barviva, ochucující látky), údržnosti (antioxidanty) a v nutričních hodnotách vybraných potravin (vitamíny, přísady pro dietní výrobky) (KODET, ŠOTOLOVÁ, ŠTĚRBA, 1993).
9
Jogurtem rozumíme kysaný mléčný výrobek získaný kysáním mléka, smetany,
podmáslí nebo jejich směsi pomocí mikroorganismů (VYHLÁŠKA č.77/2003 Sb.). Na území Československa se začal jogurt průmyslově vyrábět v Radlické mlékárně v Praze roku 1910. Zmíněná mlékárna přinesla v roce 1934 převratnou novinku – jogurt s kousky ovoce, prodávaný pod chráněnou značkou JOVO (ZADRAŽIL, 2002). Jak historicky, tak komerčně, je jogurt jeden z nejpopulárnějšich výrobků s termofilními kulturami, kde typický maloobchodní vzorek obsahuje miliony životaschopných buněk Streptococcus thermophilus a Lactobacillus delbrueckii subs. bulgaricus (ROGINSKI, FUQUAY, 2003). NIR technologie se denně používá ve velkém množství laboratoří po celém světě pro nejrůznější aplikace. Blízká infračervená analýza již není analytická metoda, která může být používána pouze vysokými školami a výzkumnými ústavy. Stává se tak jedním z mála analytických postupů, které mohou poskytovat komplexní, vícesložkové informace o složení krmiv a potravinářských výrobků v reálném čase. Tato technika poskytuje informaci dostatečně rychle, aby účinně zlepšila moderní, elektronicky založenou, globální jakost výrobku a řídící systémy (MARTH, STEELE, 2001).
10
2 CÍL PRÁCE Cílem této diplomové práce bylo: - shromáždit literární rešerši týkající se problematiky výroby jogurtů, - shromáždit literární rešerši týkající se problematiky používání aditiv v kysaných mléčných výrobcích, - porovnat vliv dvou vybraných aditiv na chemickou a senzorickou kvalitu,
- posoudit, zda FT NIR spektrometrie je vhodnou metodou pro detekci těchto látek či nikoliv.
11
3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Mléko Mléko a mléčné výrobky mají ve výživě člověka jednu z nejdůležitějších úloh. 1 kg plnotučného mléka v denní normě zabezpečuje jednotlivé výživové složky přibližně takto: téměř 22 % energie, 30 % bílkovin (z toho 65 % živočišných), obsahuje dostatečné množství esenciálních aminokyselin kromě methioninu, 40 % tuku, 130 % Ca, 100 % P, 50 % K, 60 % Mg, 40 % Zn, 60 % I, 35 % vitaminu B1, 80 % B2, 15 % B6, 20 % A, 60 % vitaminů skupiny D, 40 % biotinu, 15 % vitaminu C. Je tedy v naší stravě nejvýznamnějším zdrojem vápníku a vitaminu B2. 3.1.1
Fyzikální a chemické vlastnosti mléka Mléko je vícesložková směs a současně polydisperzní systém 3 hlavních fází –
emulzní (tukové), koloidní (bílkovinné) a molekulové (laktóza, minerální soli). Krémově bílý nepřehlédnutelný vzhled mléka způsobuje mléčný tuk, kasein a částečně nerozpustný Ca3(PO4)3. Hustota mléka je průměrně 1,03 g/cm3. Čerstvé mléko je téměř neutrální, hodnota pH je v rozmezí 6,5 až 6,7. Pěnivost mléka souvisí s jeho nízkým povrchovým napětím a hromaděním se bílkovin na rozhraní fází mléko – vzduch.
Tab. 1 Chemické složení syrového kravského mléka (DRDÁK, 1996). Mléko (100g) Energie (kJ)
273
Vitaminy:
Voda (g)
87,6
A (mg)
0,029
Sušina (g)
12,4
B1 (mg)
0,052
Bílkoviny celkem (g)
3,25
B2 (mg)
0,203
Lipidy celkem (g)
3,73
C (mg)
1,8
Kyselina linolová (g)
0,09
D (mg)
0,0002
Sacharidy celkem (g)
4,7
E (mg)
0,09
Popel (g)
0,70
Niacin (mg)
0,11
Ca (mg)
121,6
Kyselina listová (mg)
0,0041
Fe (mg)
0,07
Kyselina pantotenová (mg)
0,33
Na (mg)
61
B6 (mg)
0,029
Mg (mg)
10
B12 (mg)
0,0006
P (mg)
92
Cl (mg)
118
K (mg)
144
Zn (mg)
0,48
J (mg)
0,0535
12
3.1.2
Získávání mléka a zpracování v průmyslu Jakost mléka (čistota, čerstvost a chemické složení) podstatně závisí od
podmínek jeho tvorby, v první řadě získávání a dalšího zacházení s ním, přičemž prvořadá je hygiena (DRDÁK, 1996).
Obr. 1 Stručné schéma výroby konzumního mléka (DRDÁK, 1996).
3.2 Mléčné výrobky Mléčné výrobky jsou složité multifázové systémy, skládají se hlavně z vody, sacharidů, bílkovin a tuků. Často se zpracovávají za extrémních tlakových a teplotních podmínek a většinou se před konzumací delší dobu skladují. K zabezpečení vyhovujících organoleptických vlastností, kvality a trvanlivosti výrobků je třeba při jejich výrobě použít aditivní látky s povrchově aktivními účinky - emulgátory a stabilizátory (KODET, 1993) a řadu dalších aditivních látek. Mléčné výrobky obsahují také bioaktivní sloučeniny, které kromě jejich nutričního významu mají také význam funkční. Některé mléčné bílkoviny mají antimikrobiální účinek (imunoglobuliny, laktoferin, laktoperoxidáza). Kromě toho, degradace mléčných bílkovin v průběhu fermentace mléka nebo jeho trávení vede ke vzniku bioaktivních peptidů s antihypertenzní, antitrombotickou a imunostimulační aktivitou. Navíc, mléčný tuk obsahuje konjugovanou kyselinu linolovou (CLA), specifickou mastnou kyselinu v produktech přežvýkavců, která by měla mít antikarcinogenní a imunostimulační účinek, a může snížit hmotnost tělesného tuku. Mléčné výrobky také přispívají ke spotřebě antioxidantů, jako jsou karotenoidy (betakaroten, lutein, zeaxanthin) nebo některých fenolických látek (izoflavony) (LUCAS, 2005).
13
Tab. 2 Členění mléka a mléčných výrobků na druhy, skupiny a podskupiny (KOMPRDA, 1999). druh mléko
skupina tekuté
smetana
zahuštěné sušené tekutá
podskupina odtučněné nízkotučné částečně odtučněné a polotučné plnotučné a selské
ke šlehání vysokotučná
zahuštěná sušená kysaný mléčný výrobek jogurtové mléko acidofilní mléko kefír kefírové mléko kysané mléko smetanový zákys kysaná smetana kysané podmáslí kysaný mléčný výrobek s bifidokulturou mléčný výrobek tepelně ošetřený po kysacím procesu mléčný výrobek obohacený přídavkem mlékařské kultury máslo mlékárenské máslo máslo se smetanovým zákysem máslo se sníženým obsahem tuku máslo s nízkým obsahem tuku máslo stolní pomazánkové máslo tvaroh měkký (odtučněný) nízkotučný (jemný) polotučný tučný tvrdý (ke strouhání) sýr přírodní
tavený
bílkovinný mléčný výrobek
syrovátkový kasein potravinářský kaseinát potravinářský koprecipitát mléčných bílkovin
14
termizovaný
nezrající terminovaný zrající zrající pod mazem zrající v celé hmotě s plísní na povrchu s plísní uvnitř hmoty dvouplísňový v solném nálevu (bílý) extra tvrdý tvrdý polotvrdý měkký nízkotučný vysokotučný
3.2.1
Kysané (fermentované) mléčné výrobky (KMV) KMV patří mezi tradiční mlékárenské výrobky. Jejich tržní sortiment je velmi
pestrý a neustále se rozšiřuje. KMV jsou velmi oblíbeny. Pro rozmanitost složení se mnohé z nich uplatňují v různých dietách a při léčebné výživě. Mají vhodné senzorické vlastnosti, delší trvanlivost než pasterovaná konzumní mléka a řadu předností z hlediska fyziologie výživy. Finální výrobky poskytují jemnou sraženinu mléčných bílkovin, jsou relativně rychle a snadno tráveny a přispívají k udržení rovnováhy střevní mikroflóry (LUKÁŠOVÁ, 2001). Kysané mléčné výrobky jsou výrobky získané kysáním mléka, podmáslí, smetany nebo jejich směsi za použití mikroorganismů mléčného kysání, tepelně neošetřené po kysacím procesu (JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004). Příznivé chuťové vlastnosti a vhodná konzistence umožňují nejrůznější kombinace kysaných mlék s řadou zchutňujících, želírovacích, ovocných, minerálních, vitamínových, vlákninových a jiných doplňků. Tyto kombinace jsou základem sortimentní pestrosti. Základní biochemický pochod při výrobě KMV je anaerobní přeměna laktózy na kyselinu mléčnou činností beta - galaktosidázy, kterou produkují bakterie mléčného kysání. 3.2.1.1 Nutriční a biologická hodnota KMV KMV jsou vhodné pro prakticky všechny populační skupiny. Obsahují všechny složky mléka (některé druhy KMV v technologicky upraveném množství), jsou organolepticky vhodné, sytivé a relativně snadno stravitelné (z žaludku odcházejí rychleji než sladké mléko). Při výrobě KMV startovací kultury přeměňují enzymaticky 20 – 30 % laktózy na kyselinu mléčnou, která sráží bílkoviny v jemných vločkách, zlepšuje využití vápníku, fosforu a železa, podporuje sekreci žaludečních šťáv a aktivitu pepsinu. Koncentrace kyseliny mléčné dosahuje 0,5 až 1 %. Další beta - galaktosidáza se uvolňuje lysí buněk kysacích kultur v intestinu, což zřejmě umožňuje konzumovat KMV při laktózové intoleranci. Nutriční (energetická) hodnota KMV·100 g-1 závisí na obsahu tuku, bílkovin a cukrů jednotlivých tržních druhů a pohybuje se v rozmezí asi od 130 do 800 kJ. Kysané mléčné výrobky, zejména však jogurty jsou vhodným nosičem pro minerální a vitamínové doplňky, z nichž zejména vápník je při trávení relativně snadněji resorbován (LUKÁŠOVÁ, 2001). 15
3.2.1.2 Technologie výroby KMV Výroba jednotlivých druhů KMV se odlišuje různými nároky na standardizaci mléčných směsí, na složení kultur a zákysů, na kultivační podmínky i jinak. Zásadně KMV mají obsahovat pouze mléčné bakterie řádově v koncentracích 106 až 108 v 1 ml. Splnění tohoto požadavku se dosahuje nároky na suroviny, pasterací mléka, pečlivou sanitací výrobního zařízení, použitím aktivních kysacích kultur a realizací výroby za nejvyšších hygienických podmínek. Vysoký ohřev přispívá k inaktivaci přirozených inhibičních látek, zejména lakteninů, aglutininů apod. Významné je též umrtvení specifických fágů. Vysoký stupeň denaturace beta - laktoglobulinu a alfa - laktalbuminu působí jejich vazbu na micely kaseinu. To vede ke zvýšení hydratační schopnosti kaseinu a fixaci vodní fáze v matrix kaseinu. Technologicky se tyto změny projeví zvýšením viskozity finálního produktu (LUKÁŠOVÁ, 2001).
Tab. 3 Podmínky výroby vybraných fermentovaných mléčných výrobků (JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004). Výrobek
Použitá kultura
Inokulum
Teplota
Doba
(%)
(°C)
inkubace (h)
Jogurtové výrobky
Streptococcus salivarius subsp. thermophillus
Jogurtový zákys
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
Kysané mléko
Lactococcus lactis subsp. lactis
Kysaná smetana
Lactococcus lactis subsp. cremoris
Kysané podmáslí
Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum
Smetanový zákys
Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris
Acidofilní mléko
Lactobacillus acidophillus
Acidofilní smetana
1–2
42 – 45
3 – 3,5
1
21 – 23
16 – 18
1
37
12 – 16
Existují dva hlavní způsoby formace sraženiny, z nichž každá vede k jinému konečnému produktu. První se spoléhá výhradně na výrobu kyseliny pomocí startovací kultury, ta dává jemnou sraženinu s hodnotou pH mléka na úrovni cca 4. Tato "kyselá sraženina" udrží relativně vysokou vlhkost u výrobků s krátkou dobu trvanlivostí, jako je cottage sýr nebo jogurt. V těchto produktech, přínosem startovacích bakterií, které jsou již při počátku mléčného kvašení, je typická výroba kyseliny mléčné spolu s dalšími organickými kyselinami a metabolity. Druhá metoda formace sraženiny
16
zahrnuje použití syřidla, enzymového preparátu z žaludku telete, nebo jiného syřidlového materiálu (ANGOLD, BEECH, TAGGART, 1989). 3.2.1.3 Kysací schopnost Většina mikroorganismů se vyznačuje mimořádnou přizpůsobivostí na vnější podmínky, bakterie mléčného kysání jsou však na vnější podmínky vysoce citlivé. Proto hraje tak důležitou roli jakost a složení mléka jako živného prostředí. Kysací schopnost je rozhodujícím kritériem, zda v mléce bude zajištěn dobrý růst přidaných čistých mlékařských kultur potřebných pro zdárný průběh všech mikrobiologických procesů. Mléko musí obsahovat všechny potřebné složky pro rozvoj přidaných kultur a nesmí obsahovat žádné látky, které tento rozvoj potlačují - inhibiční látky (GAJDŮŠEK, 2004).
Tab. 4 Druhy živých mikroorganismů v KMV (VYHLÁŠKA č.77/2003 Sb.).
*) Pozn.: U jogurtových výrobků mohou být kromě základní jogurtové kultury přidávány kmeny produkující kyselinu mléčnou a pomáhající dotvářet specifickou chuťovou nebo texturovou charakteristiku výrobku. Musí však být zachován optimální poměr obou základních kmenů jogurtové kultury (VYHLÁŠKA č.77/2003 Sb.). 17
3.3 Jogurty 3.3.1
Výroba bílých jogurtů Jogurtem rozumíme kysaný mléčný výrobek získaný kysáním mléka, smetany,
podmáslí nebo jejich směsi pomocí mikroorganismů (VYHLÁŠKA č.77/2003 Sb.). Patří k nejrozšířenějším mléčným výrobkům v domácí i zahraniční produkci KMV. Tradičně se používají jogurtové zákysy s poměrem tyčinek a koků 1 : 1 až 1 : 2. Jogurty se dělí podle konzistence na pevné, krémovité (šlehané) a tekuté. Použité kultury se při zrání symbioticky ovlivňují. Lactobacillus delbruecki ssp. bulgaricus čátečně odbourává kasein, čímž uvolňuje valin, histidin, metionin, kyselinu glutamovou a leucin. Z těchto štěpů pak zejména valin působí stimulačně na rozvoj Streptococcus salivarius ssp. thermophilus. Streptokoky pak produkují kyselinu mléčnou a vytvoří příznivé prostředí pro rozvoj laktobacilů. Zvyšováním kyselosti se pak omezuje rozvoj streptokoků. Produkce kyseliny mléčné začíná asi po 30 minutách inkubace, tj. po prvním dělení použité mikroflóry. Aromatické látky, zejména acetaldehyd, vznikají později. Hodnota pH dosahuje po výrobě 4,5 až 4,2. Zlepšení konzistence (reologických vlastností) se u jogurtu dosahuje homogenizací celé směsi, nejen pouze tuku. Tento jev souvisí s rozsáhlou denaturací albuminu a globulinu a s částečnou homogenizací kaseinu. Tak se zlepšují hydratační vlastnosti albuminů a kaseinů (LUKÁŠOVÁ, 2001).
Obr. 2 Stimulace a inhibice růstu jogurtových bakterií (DRIESSEN, 1984).
18
Tab. 5 Látkové složení jogurtu (DRBOHLAV, 2002).
Tab. 6 Obsah mléčného tuku a sušiny tukuprosté u KMV (LUKÁŠOVÁ, 2001). Druh výrobku (KMV) Kysaná smetana Kysaná mléka včetně jogurtového Kysaná mléka odtučněná Podmáslí Jogurt bílý smetanový Jogurt bílý Jogurt se sníženým obsahem tuku Jogurt bílý nízkotučný nebo odtučněný
Obsah mléčného tuku v % Nejméně 10,0 Nejméně 0,5 Méně než 0,5 Méně než 1,5 Nejméně 10,0 Nejméně 3,0 Méně než 3,0 Méně než 0,5
19
Obsah sušiny tukuprosté v % hmotnosti.
Nejméně 8,0 Nejméně 7,0
Nejméně 8,2
3.3.1.1 Suroviny a) Pasterované mléko a smetana
Požadavky: -
Mléko odpovídající požadavkům legislativy
-
Nízký celkový počet mikroorganismů (CMP)
-
Nepřítomnost reziduí inhibičních látek (RIL)
-
Dobrá kysací schopnost mléka
b) Sušené odstředěné mléko c) Jogurtový zákys: Streptococcus salivarius subspecies thermophillus Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus
3.3.1.2 Příprava zákysu Postup: a) Použít lyofilizovanou nebo mraženou kulturu, dávkovat v množství vypočteném na požadovaný objem směsi (po naředění v menším množství mléka) do výrobníku. b) Připravit provozní zákys podle následujícího postupu: •
Připravit sterilní mléko některým z následujících postupů: −
Čerstvé mléko zahřát na 95 °C po dobu 30 minut a zchladit na teplotu 19 – 23 °C.
−
Čerstvé mléko sterilovat 20 minut při 121 °C a zchladit na teplotu 19 – 23 °C.
−
Použít obnovené mléko: 130 g Sunaru smísit s 900 ml destilované vody, sterilovat jako mléko čerstvé a zchladit na teplotu 19 – 23 °C.
•
Po ochlazení na inkubační teplotu 42 – 45 °C přidat k mléku 1 – 2 % jogurtové kultury.
•
Inkubovat směs při teplotě 42 – 45 °C po dobu 3,5 – 4,5 hodin do dosažení titrační kyselosti 42 – 50 podle SH (kultivační podmínky mohou být odlišné v závislosti na typu kultury).
•
Uchovávat při teplotě nejvýše 6 °C −
Zkontrolovat jakost zákysu: Kultivační zkouška – smyslové hodnocení, kyselost (dle SH), mikroskopické vyšetření.
20
3.3.1.3 Standardizace mléka (úprava obsahu tuku a tukuprosté sušiny) Lze zpracovat selské mléko s přirozeným obsahem tuku bez standardizace nebo obsah tuku a sušiny v mléce standardizovat. Postup: a) zjistit výpočtem požadované množství surovin
Výpočet: Lj
litry nebo kg mléka na výrobu jogurtu
Tj (%)
požadovaný obsah tuku v jogurtu
TPS (%)
požadovaná tukuprostá sušina jogurtu
K dispozici je: mléko o tučnosti tm (%) a tukuprosté sušině TPSm (%), smetana o tučnosti ts (%) a tukuprosté sušině TPSs (%), sušené mléko o tučnosti tsm (%) a tukuprosté sušině TPSsm (%) Bilanční rovnice pro výpočet: bilance litrů (kg)
x + x + z = Lj
bilance tuku
bilance TPS x
množství mléka v kg
y
množství smetany v kg
z
množství sušeného mléka v kg
b) provést standardizaci mléka ve výrobní nádobě nebo v jiné vhodné nádobě −
upravit přídavkem smetany tučnost mléka na požadovanou hodnotu tak, aby po zahuštění byl dosažen požadovaný obsah tuku
−
upravit obsah tukuprosté sušiny na obsah tukuprosté sušiny požadovaného tržního druhu jogurtu (sušina tukuprostá 9 – 17 %, sušina celková 12, 5 – 25,0 %) přídavkem vypočteného množství sušeného odstředěného mléka do mléka o teplotě 30 – 40 °C, za stálého míchání až do dokonalého rozpuštění přidaného sušeného mléka.
21
3.3.1.4 Pasterace směsi Postup: −
tukově a sušinově standardizované mléko pasterovat při teplotě: a) 95 °C s výdrží 5 minut pro výrobky s požadovanou sušinou 9,5 – 12 % b) 85 °C s výdrží 5 minut pro výrobky se sušinou nad 12 %
−
zchladit zahuštěnou pasterovanou směs na inkubační teplotu 42 – 45 °C
−
přimísit k pasterované směsi jogurtový zákys v množství 1 – 2 %
−
promíchat pasterovanou směs s jogurtovým zákysem (ve vhodné nádobě, se zapnutím míchadla na rychlost otáček 10/min, nebo v jiné nádobě pomocí vhodného míchadla).
3.3.1.5 Zrání směsi Lze použít metodu termostatovou – tradiční nebo tankovou – zrání ve výrobníku. Termostatová metoda: −
z výrobní nádoby pasterovanou, ochlazenou a inokulovanou směs vypouštět, plnit do sterilních skleněných nebo plastových obalů a uzavřít víčkem
−
naplněné obaly přemístit do termostatu nastaveného na teplotu 42 – 45 °C
−
inkubovat při teplotě 42 – 45 °C po dobu 2,5 – 3,5 hodin
−
zrání ukončit při dosažení titrační kyselosti 65 podle SH ochlazením v chladničce.
Tanková metoda: − směs ponechat ve výrobní nádobě po dobu 2,5 – 3,5 hodiny bez míchání − zrání ukončit při dosažení titrační kyselosti 65 podle SH ochlazením vodou z mezipláště v nádobě − promíchat zapnutím míchadla na rychlost otáček 10/min − plnit do sterilních skleněných obalů nebo jiných vhodných spotřebitelských obalů a uzavřít víčkem. pozn.: Ke sledování kyselosti se používá pH, před chlazením má jogurt pH 4,2 – 4,5. Po naplnění do obalů a vychlazení se kyselost podle použité kultury může snížit o 0,2 – 0,4 pH. Titrační kyselost je závislá na tučnosti a sušině jogurtu.
3.3.1.6 Chlazení, uchovávání Chlazení: Jogurty v obalech vychladit v chladničce na teplotu 4 – 6 °C. Uchovávání: Uchovávat v chladničce při teplotě 6 – 8 °C (JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004). 22
Pokud byl fermentační proces úspěšně dokončen, měl by mít jogurt životnost v 4 - 5 °C 2 - 3 týdny, avšak zahuštěný jogurt může být v chladničce skladován po dobu 4 – 6 týdnů. Tato jistota pramení ze skutečnosti, že přísné tepelné zpracování mléka, spolu s nízkým pH konečných produktů, činí jogurt extrémně bezpečný, pokud jde o veřejné zdraví, žádný z uznávaných patogenů nemůže přežít nebo růst pod pH 4,3 (ROGINSKI, FUQUAY, 2003). Vyšetření: −
smyslové hodnocení
−
obsah tuku, sušina tukuprostá, sušina
−
kyselost (dle SH)
−
druhy a počet mléčné mikroflóry v 1 g výrobku
−
kontaminující mikroflóra – kvasinky, plísně, aerobní sporuláty
3.3.2
Technologie výroby – ochucené jogurty Jsou to jogurty ochucené příměsí ovoce, džemů, ovocných sirupů nebo jiných
vhodných příměsí k bílému jogurtu. Postup: ochucený jogurt se připraví přídavkem ovoce, džemů nebo ovocných sirupů či jiných vhodných příměsí k bílému jogurtu na různém stupni rozpracovanosti. Ochucovací složka se přidá nebo rozmíchá. Pozn.: Našlehání jogurtů je možné v mlékárnách ve speciálních zařízeních typu Mondomix, před zráním jogurtů se přidává stabilizátor (JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004).
Z původních klasických jogurtů se vyvinula široká paleta výrobků různého obsahu tukuprosté sušiny (od 9 až po 17 %) a tuku (od 0,1 až po 30 %) s konzistencí tekutou – nápoje, krémovitou, nebo s pevným koagulátem a to buď klasické bílé jogurty, nebo ochucené jogurty, obsahující různé další nemléčné složky a to jak ochucující, tak i aromata, barviva a stabilizátory (GAJDŮŠEK, 2002).
23
Obr. 3 Schéma výroby kysaných mléčných výrobků (jogurtů) (ZADRAŽIL, 2002). 3.3.3 Fyzikální vlastnosti jogurtů Jogurt je síť seskupených kaseinových částic, do kterých byla část syrovátkových bílkovin vysrážená v důsledku tepelné denaturace. Síť obklopují tukové kuličky a sérum. Největší póry sítě mají velikost 10 µm. Existence souvislé sítě naznačuje, že jogurt je gel, viskoelastický materiál, vyznačující se poměrně malou mezí toku (asi 100 Pa). Srážený a míchaný jogurt mají výrazně odlišnou strukturu.
a) Pevnost jogurtu
Pevnost jogurtu je často odhadovaná ponořením sondy o dané hmotnosti a rozměrech, do výrobku na určitou dobu. Převrácená hodnota průniku hloubky je potom měřítkem tuhosti. Pevnost úzce souvisí s modulem pružnosti, ale spíše s mezí toku. Jeho hodnota závisí od způsobu měření, hlavně čase měření, a na produktech a procesech proměnných: 24
1. Obsah kaseinu v mléce: pevnost je přibližně úměrná třetí mocnině obsahu kaseinu. Rozdíly v obsahu kaseinu tak mohou mít na pevnost značný vliv. Odpařování mléka, přídavek odstředěného mléka, nebo částečná ultrafiltrace zvyšuje pevnost jogurtů. 2. Obsah tuku: čím vyšší je obsah tuku, tím větší oslabení gelu, protože tukové kapénky narušují síť. 3. Homogenizace: homogenizace mléka vede k větší pevnosti, protože tukové částice obsahují fragmenty kaseinových micel na povrchu pláště, kterými se může podílet na tvorbě sítě po okyselení. Objem frakce kaseinu se tedy efektivně zvýší. 4. Tepelné zpracování: tepelné ošetření mléka výrazně zvyšuje pevnost. Mléko se obyčejně zahřívá 5-10 min. na 85 – 90 °C. 5. Jogurtové kultury: pevnost finálních výrobků je ovlivněná použitou přidanou kulturou. Tyto rozdíly jsou zpravidla malé. 6. Kyselost: všeobecně platí, že jogurt je pevnější při nižším pH. Optimální pH je v rozmezí 4,1 – 4,6. 7. Inkubační teplota: čím je nižší a čím déle trvá, tím je finální produkt o hodně pevnější. 8. Teplota jogurtu: při nižší inkubační teplotě dávají jogurty větší pevnost. Vysvětlením je pravděpodobně to, že kaseinové micely se při snižování teploty zvětšují (a naopak).
b) Viskozita míchaného jogurtu Míchaný jogurt by měl být hladký a značně viskózní. Dynamická viskozita při dané rychlosti deformace míchaného jogurtu závisí na: 1. Pevnosti gelu před mícháním: pevnost je tím vyšší, čím větší je velikost částic po promíchání. 2. Intenzita míchání: čím intenzivnější míchání, tím nižší je dynamická viskozita, ale i jemnější produkt. Proto při velké pevnosti gelu je potřebné intenzivnější míchání, tím se výrobek stává řidším. 3. Synereze: větší synereze nastane pro promíchání, výrobek se stane méně viskózní a víc hrudkovitý. Tendence vykazovat synerezi je menší u pevnějšího gelu a při nižší inkubační teplotě. 4. Použití bakteriálních kmenů: je omylem předpokládat, že vyšší produkce (exo) polysacharidů vede k vyšší viskozitě jogurtů. Zvýšení viskozity je velmi malé a nekoreluje s produkcí polysacharidů. Naproti tomu se vyskytují značné rozdíly mezi kmeny. Zdá se, že je to hlavně kvůli kolísání v nehomogenitě gelu. Nehomogenní gel vytváří při míchání velké hrudky a homogenní gel viskózní a jemný jogurt. Jak bakteriální polysacharidy ovlivňují nehomogenitu gelu v současnosti není úplně jasné (WALSTRA, WOUTERS, GEURTS, 2006).
25
3.4 Přídatné látky – aditiva Do potravin se běžně přidávají látky, které prodlužují trvanlivost potravin, zvýrazňují nebo obnovují barvu potravin, zvyšují nebo regulují kyselost a zahušťovací vlastnosti, případně dodávají potravinám sladkou chuť bez použití řepného cukru. Všechny tyto látky se souhrnně nazývají přídatné látky (aditiva). Přítomnost látek přídatných, které byly v potravině použity, musí být uvedena na obale, a to v sestupném pořadí podle toho, v jakém množství jsou v potravině obsaženy (BUREŠOVÁ, 2008).
Na obalech potravin musí být vyznačeny všechny obsažené aditivní látky, a to pomocí kódu E a trojmístného čísla nebo jejich chemickým názvem (např. E 330 nebo kyselina citrónová). U každého aditiva též musí být vyznačen účel použití, tzv. kategorie přídatné látky (např. regulátor kyselosti E 330) (KUBÍKOVÁ, 2007). Identifikace číslem E znamená kód, pod kterým je přídatná látka označována v mezinárodním číselném systému. Číselný kód E je kód, pod kterým je přídatná látka označována úplně stejně na celém světě. Podobný číselný systém má Evropská unie i INS Codex Alimentarius. INS vychází ze systému EU. Označení kódem E rovněž znamená, že aditivní látka prošla hodnocením své bezpečnosti (VRBOVÁ, 2001).
Přídatné látky se dělí podle toho, k jakému účelu se používají do několika kategorií. U látek, které náležejí do kategorií antioxidanty, barviva, konzervanty, kyseliny, regulátory kyselosti, tavicí soli, kypřicí látky, náhradní sladidla, látky zvýrazňující chuť nebo aroma, zahušťovadla, želírující látky, modifikovaný škrob, stabilizátory, emulgátory, protispékavé látky, odpěňovače, lešticí látky, látky zlepšující mouku, musí být kromě názvu nebo kódu E uveden i název příslušné kategorie, do které látka patří. Některé přídatné látky spadají dle účelu použití do několika kategorií, ale uvádí se pouze název kategorie, která odpovídá účelu, pro který je látka v potravině použita (VRBOVÁ, 2001).
26
Tab. 7 Přehled funkčních skupin potravinářských aditiv a jejich popis. (www.bezpecnostpotravin.cz). funkční skupina (pro účely značení) 1. antioxidanty
popis
Prodlužují údržnost potravin a chrání je proti zkáze způsobené oxidací, jejímiž projevy jsou např. žluknutí tuků a barvené změny potraviny. 2. balící plyny Plyny jiné než vzduch, které se zavádějí do obalu před, během nebo po plnění potraviny do obalu. 3. barviva Udělují potravině barvu, kterou by bez jejich použití neměla, nebo obnovují barvu, která byla během technologického procesu poškozena nebo zeslabena. 4. emulgátory Vytvářejí nebo udržují stejnorodou směs dvou nebo více nemísitelných kapalných fází v potravině. 5. konzervanty Prodlužují údržnost potravin a chrání je proti zkáze způsobené činností mikroorganismů. 6. kyseliny Zvyšují kyselost potraviny nebo jí udělují kyselou chuť. 7. kypřící látky Látky nebo směsi látek, které vytvářejí plyny, a tak zvyšují objem těsta. 8. látky zlepšující mouku Látky jiné než emulgátory, které se přidávají k mouce nebo do těsta za účelem zlepšení pekařské kvality. 9. látky zvýrazňující chuť Zvýrazňují již existující chuť nebo vůni potraviny. a aroma 10. leštící látky Po nanesení na vnější povrch udělují potravině lesklý vzhled nebo vytvářejí ochranný povlak. Povlaky, které jsou jedlé, nebo které jsou snadno odstranitelné, se nepovažují za leštící látky. 11. modifikované škroby Získávají se chemickým zpracováním jedlých škrobů v nativním stavu nebo škrobů předtím pozměněných fyzikálními nebo enzymovými postupy nebo pozměněných působením kyselin, zásad nebo bělících činidel. 12. nosiče a rozpouštědla Užívají se k rozpouštění, ředění, disperzi (rozptylování) a jiné fyzikální úpravě přídatné látky, potravního doplňku a arómatu, aniž přitom mění jejich technologickou funkci nebo mají vlastní technologický efekt. Jejich užití usnadňuje manipulaci, aplikaci nebo použití přídatné látky. 13. odpěňovače Zabraňují vytváření pěny nebo snižují pěnění. 14. pěnotvorné látky Umožňují vytváření stejnorodé disperze plynné fáze v kapalné nebo tuhé potravině. 15. plnidla Přispívají k objemu potraviny bez významného zvýšení její energetické hodnoty. 16. propelanty Plyny jiné než vzduch, které vytlačují potravinu z obalu. 17. protispékavé látky Snižují tendenci jednotlivých částic potraviny ulpívat vzájemně na sobě. 18. regulátory kyselosti Mění nebo udržují kyselost nebo zásaditost potraviny. 19. sekvestranty Vytvářejí chemické komplexy s ionty kovů. 27
20. sladidla 21. stabilizátory
22. tavící soli 23. zahušťovadla 24. zpevňující látky 25. zvlhčující látky
26. želírující látky
Udělují potravinám sladkou chuť a nahrazují přírodní sladidla a med. Umožňují udržovat fyzikálně-chemické vlastnosti potraviny. Patří sem látky, které umožňují udržování homogenní disperze dvou nebo více nemísitelných látek v potravině. Patří sem i látky, které stabilizují, udržují nebo posilují existující zbarvení potraviny a látky, které zvyšují vazebnou kapacitu potraviny včetně tvorby příčných vazeb mezi bílkovinami (zasíťování), jež umožňuje spojení jednotlivých složek potraviny do konečné potraviny. Mění vlastnosti bílkovin při výrobě tavených sýrů, aby se zamezilo oddělení tuku. Zvyšují viskozitu potraviny. Vytvářejí nebo udržují pevnost a křehkost tkáně ovoce a zeleniny nebo reakcí s želírujícími látkami ztužují gely. Chrání potravinu před vysycháním tím, že působí proti účinkům vzduchu s nízkou relativní vlhkostí. Patří sem i látky, které podporují rozpouštění práškových potravin ve vodném prostředí. Udělují potravině texturu tím, že vytvářejí gel.
3.4.1 Přídatné látky v KMV Mlékárenství je u nás největším spotřebitelem potravinářských modifikovaných škrobů. Kysané mléčné výrobky, a to zejména krémovitého typu, jsou velmi náročné na stabilizační účinnost škrobů a chuťové vlastnosti. Tato oblast je výhradně řešitelná enzymově modifikovanými škroby (KODET, 1982). 3.4.1.1 Vliv stabilizačních látek K zajištění dobré jakosti a zvláště reologických vlastností kysaných mléčných výrobků lze s úspěchem použít přídavek stabilizačních látek. Stabilizátory v užším slova smyslu, používané v mlékárenském průmyslu, se dělí na živočišné a rostlinné. Z živočišných stabilizátorů se používá výhradně želatina a rostlinné se dále dělí na suchozemské a mořské. Mezi suchozemské patří nativní i modifikované škroby, deriváty celulózy, dextriny, pektiny, tragant, guar guma, arabská klovatina, moučka z jader lusku rohovníku (svatojánský chlebíček), karaya guma, a další. Mezi mořské hydrokoloidy se řadí agar, algináty, karagenany a další. Ke stabilizaci kysaných mléčných výrobků se doporučují především různé druhy nativních i modifikovaných škrobů kukuřičných, pšeničných, rýžových i bramborových. Dále se doporučují přídavky želatiny, pektinu, agaru a tragantu. V poslední době se
28
přidává hlavně moučka z jader lusku rohovníku a algináty. Ze syntetických stabilizátorů jsou vhodné karbonylmethylcelulosa a karbonylmethylškrob. V našich podmínkách jsou jako stabilizátory nejdůležitější škroby, které se v tuzemsku vyrábějí. Z modifikovaných škrobů se pro kysané mléčné výrobky nejlépe vhodné přeželatinové škroby, kyselé hydrolyzované škroby, oxidované škroby, škrobové estery, hydroxyalkylethery a karboxymethylethery škrobu i enzymově odbourané škroby. Přídavkem stabilizátorů lze vyrobit kysané mléčné výrobky s vynikajícími reologickými vlastnostmi. Hlavní působení hydratujících vazných prostředků spočívá v tom, že se aglomerací kaseinových micel snižuje kontrakční síla kaseinového koagulátu. Na druhé straně se zvyšuje odolnost koagulátu proti kontrakční síle, čímž se snižuje synereze spojená s odlučováním syrovátky. Kysané mléčné výrobky jsou pak homogennější, hladší, jemnější a stabilnější proti otřesům a tepelným výkyvům. Vázání vody umožňují hydratační vazby hydrokoloidů, zvyšování hydratační síly složek mléka a vytvoření molekulární síťovité struktury se složkami mléka; voda se pak nemůže pohybovat. Při výběru vhodné stabilizační látky se má přihlížet k takovým vlastnostem, jako jsou rozpustnost v závislosti na teplotě, bobtnavost, sklon k vytváření chuchvalců, rozsah kolísání jakosti, vliv na viskozitu, želírující schopnost, hladkost, schopnost ovlivnit hydrataci bílkovin v kyselém prostředí, možnost vyvločkování bílkoviny při různých hodnotách pH, tepelná stabilita, antioxidační účinky, účinky na chuť, nutná koncentrace apod. Podle zkušeností tuhost koagulátu příznivě ovlivňují agar, algináty a karboxymethylcelulosa. Při omezování kontrakčních sil a vázání vody se výrazně osvědčily přídavky pektinu a želatiny. Velmi dobré výsledky dávaly samozřejmě kombinace jednotlivých stabilizačních látek ve vhodném poměru. Z modifikovaných škrobů se ke zlepšení reologických vlastností kysaných mléčných výrobků osvědčily přeželatinované oxidované škroby obilní i bramborové a enzymově odbouraný škrob, který je za studena rozpustný a chuťově neovlivňuje výrobek ani při vysokých dávkách (HYLMAR, 1986).
29
3.4.2
Přídatné látky v jogurtech Tato skupina fermentovaných mléčných výrobků obsahuje „pouze“ několik
málo druhů přídatných látek. Většina ovocných jogurtů obsahuje barviva, která mají spotřebitele přesvědčit – často mylně – že je daný výrobek „plný ovoce“. Jedná se vesměs o přírodní barviva, u nichž většinou nejsou známy nežádoucí účinky. Téměř každý ovocný jogurt obsahuje také aromatické látky. Výrobce jejich skladbu tají (zákon mu to umožňuje). Snad všechny tzv. „light“ jogurty, tedy jogurty se sníženým obsahem využitelné energie, obsahují náhradní sladidla aspartam (E 951) a acesulfam K (E 950). Tyto jogurty jsou lákavé nízkým obsahem tuku a zanedbatelnou kalorickou hodnotou. Spotřebitel si žádá hustý, krémovitý jogurt. To je problém, protože po zapracování ovocné složky do jogurtu se jogurt stává tekutým. Výrobci tento problém řeší dvěma způsoby. Prvním je přidání sušeného mléka, někdy až v množství 15 %. Zvyšuje se tím ale kalorická hodnota a obsah laktózy. Další a mnohem více využívanou možností je přidat zahušťující látky, které mají stabilizovat krémovitou konzistenci jogurtu – potravinářské hydrokoloidy (VRBOVÁ, 2001). Stabilizátory jsou používány v jogurtu s cílem zlepšit soudržnost (zvýšit viskozitu) a snížit synerezi. Patří mezi ně želatina, škrob, pektin, algináty, karagenan, deriváty methylcelulózy, arabská guma, tragant, karaya, karubin (LBG) nebo guar (EVERETT, MCLEOD, 2005). Pro zlepšení viskozity se přidávají hydrokoloidy též do směsí, zejména při zpracování jogurtových směsí s nízkou sušinou (LUKÁŠOVÁ, 2001). Jogurty mohou mít dvě hlavní vady, změnu viskozity a/nebo vylučování séra (synereze). Tyto změny pravděpodobně vyplývají ze sezónních výkyvů v poměru bílkovin a iontů, i když tuk a celkové bílkoviny jsou upraveny na konstantní úrovni, ale zpracování, inkubační a skladovací podmínky by také měly mít účinek. Proti takovým vadám bývají někdy přidávány právě hydrokoloidy (KEOGH, O’KENNEDY, 1998).
Synereze – řada výrobků podléhá synerezi, tj. změně textury dané vypadáváním volné vody nebo obecně kapalné složky např. syrovátky a kontrakcí pevné složky (KODET, 1993). Synereze může být snížena zvýšením obsahu kaseinu mléka, a to snížením inkubační teploty a rychlosti acidifikace nebo přidáním stabilizátorů v interakci s kaseinovou sítí (EVERETT, MCLEOD, 2005). Ke stabilizaci ovocných složek dávkovaných do jogurtů se může např. použít: 3 % modifikovaného škrobu + 0,4 % pektinu (KODET, 1993). 30
Tab. 8 Použití přídatných látek v jogurtu (TAMINE, 2006). sladidla vysoko fruktózový kukuřičný sirup, fruktóza, med, aspartam a/nebo sukralóza
stabilizátory pektin, želatina, agar – agar, škrob (nemodifikovaný a modifikovaný), karagenan, karubin, guma guar, karboxymetylcelulóza a/nebo syrovátkový koncentrát
barviva annatto, briliantní modř FCF, kurkuma, briliantní čerň PN, červeň 2G, karamel nebo karmín
konzervanty nisin, K-nebo Nasorbát, kyselina sorbová, benzoát
3.4.2.1 Barviva Přednostně se používají přírodní barviva, jako např. tzv. barvící vitamín B2 a karoten (provitamín A), stejně jako barviva rostlinného původu. Sem patří často používané rostlinné barvivo Bixin (Annato, Orelan), vyráběné ze semen stromu Bixa orellana. Karoteny Karoteny jsou přírodní (či přírodně identická) oranžově žlutá barviva, která tvoří přirozenou složku lidské potravy. Karoteny účinkují současně jako antioxidanty. Beta – karoten je hlavním pigmentem mrkve, dále se přirozeně nachází v másle, sýrech, vojtěšce, řasách, sladkých bramborách a žlutě zabarvených obilninách. Jako potravinářské barvivo se však většinou používá synteticky vyráběný beta – karoten. Karoteny se používají v mléčných výrobcích, jogurtech, sýrech apod. Karoteny se spolu s annatem (E 160 b), anthaxanthinem (E 161 g) a beta-apo-8´karotenalem (E 160 e) řadí mezi tzv. karotenoidy, kam patří další stovky pigmentů. Pouze několik z nich je však lidské tělo schopno využít ke svému prospěchu. Mezi užitečné karotenoidy patří také karoteny a to zejména beta - karoten. Annato, Bixin, Norbixin Jedná se o jedno z nejstarších barviv, které se používají k barvení potravin, textilií a kosmetiky. Tento žlutý až červenooranžový přírodní karotenoid se získává ze semen stromu Bixa orellana L. Annato tvoří hlavně žlutooranžový bixin, který patří mezi karotenoidy a je rozpustný v olejích. Používá se proto v mléčných výrobcích. Ve vodě rozpustný norbixin je vhodný k barvení mléčných výrobků, zmrzlin, dezertů. Používá se také jako inkoust na značení potravin (VRBOVÁ, 2001). 31
Bixin:
Norbixin:
Obr. 4 Chemická struktura Bixinu a Norbixinu (FAO/WHO, 1970)
3.4.2.2 Konzervanty Kyselina sorbová Tato látka se přirozeně vyskytuje v mnoha rostlinách, pro potravinářské účely se však vyrábí synteticky. Jedná se o jedno z nejpoužívanějších konzervačních činidel, které zabraňuje růstu plísní, kvasinek i některých bakterií například v čerstvých sýrech. Protože je kyselina sorbová špatně rozpustná ve vodě, používají se často místo ní její soli, tzv. sorbany. Kyselina sorbová se v lidském těle snadno metabolizuje a považuje se za nejméně škodlivou potravinářskou konzervační látku. 3.4.2.3 Sladidla Aspartam Aspartam je syntetické sladidlo a látka zvýrazňující aroma. Látka je asi stoosmdesátkrát (100 až 200 krát) sladší než cukr a zanechává v ústech pocit sladkosti. Ve směsi s dalšími sladidly se ještě zvyšuje její sladivost. Používá se jako stolní nízkokalorické sladidlo a jako sladidlo v sypkých směsích pro výrobu nejen nízkokalorických, ale i běžných nápojů. Setkáme se s ním také ve žvýkačkách a v nízkokalorických mléčných výrobcích. Stolní sladidla a potraviny obsahující aspartam musí být na obalu označeny textem: „Obsahuje zdroj fenylalaninu“ (VRBOVÁ, 2001).
32
3.5 Potravinářské hydrokoloidy V dnešní době, kdy existují stovky zcela netradičních potravin, stovky netradičních postupů přípravy tradičních potravin, existují zcela nové požadavky na transport potravin, přípravu finálních jídel a na racionalizaci výživy. Protože se vlastnosti základních potravinářských surovin nemění, jediná možnost, jak upravovat texturu, je přídavkem plnidel, zahušťovadel, gelotvorných látek a stabilizátorů. Potravinářské hydrokoloidy jsou látky, které po rozpuštění nebo dispergaci ve vodě dávají hustý roztok nebo disperzi. V podstatě jsou v potravinách dva druhy hydrokoloidů. Jednak ty, které jsou normální součástí potravin a jsou již v potravině při její přípravě, to je škrob, lepek, bílkoviny masa, kolagen. Pak ty, které v původním systémů chybí, to jsou hydrokoloidy, které se do potravin přímo přidávají. Použití každé cizí látky v potravinách musí být samozřejmě ekonomické, v současné době dvojnásob. Jeden z hlavních cílů existence hydrokoloidů je zlepšovat ekonomiku produkce potravin. Hydrokoloidy jsou především dlouhé řetězce, rozpustné ve vodě za vzniku husté nebo řídké kapaliny, což je dané zejména polymeračním stupněm. Tato vlastnost, tj. hydratace ve vodě, je společná všem koloidům a je důvodem jejich použití. Viskozita (hustota) roztoku je dána jednak polymeračním stupněm (počet monomer neboli jednodušších molekul vázaný v jedné jediné makromolekule), jednak vlastnostmi monomerů. Vlastnosti hydrokoloidů jsou vlastně tedy dány reakcí s vodou. Buďto vodu více či méně vážou, nebo působí na zesítění vlastních polymerních řetězců na vytvoření třídimensionální sítě, která imobilizuje vodu uvnitř do formy pevné nehybné struktury.
Funkce potravinářských polymerů: Viskozita – po rozpuštění v systému potraviny stabilizuje nebo emulguje disperzní částice potraviny tak, že tyto vytvářejí texturu látky a zejména pak texturu reologicky stabilní. Pomocná funkce v potravině, je například u kysané krémovité smetany nebo jogurtů. Zde je viskozita dána vysrážením mléčných bílkovin; ale způsob jejich vysrážení a stabilita disperze je dána působením pomocného hydrokoloidu. Tvorba gelu – řada hydrokoloidů tvoří za určitých podmínek stabilní a pevné gely. Stabilizace suspenzí a disperzí – udržení suspenze ve stabilním stavu, tj. udržení pevných částeček v kapalné fázi ve stabilní suspenzi, je záležitost velmi aktuální. Tvorba emulzí – hydrokoloidy působí jako stabilizátory emulzí a ochranné koloidy. 33
Stabilizace pěny -
hydrokoloidy mohou působit jako stabilizátory pěn (KODET,
1993). 3.5.1
Škrob Škrob patří mezi fyziologicky a hospodářsky nejdůležitější polysacharidy.
Vzniká jako metabolický produkt v chloroplastech listů zelených rostlin, kde je degradován na rozpustné sacharidy. Z nich je poté v zásobních orgánech rostlin syntetizován škrob, který se ukládá v podobě škrobových zrn ve zvláštních organelách, amyloplastech (KADLEC, MELZOCH, VOLDŘICH, 2009). Většina
nativních
škrobů
je
směsí
amylózy
a
amylopektinu,
dvou
homopolysacharidů složených z molekul α-D-glukopyranosy v 4C1 konformaci. Vyskytují se obvykle v hmotnostním poměru 1 : 3 (VELÍŠEK, 1999). Škrobová zrna jsou nerozpustná ve studené vodě a liší se tvarem a velikostí podle svého původu. V suchém stavu mohou pohlcovat vzdušnou vlhkost. Důležitými aspekty funkčních vlastností škrobu jsou bobtnání škrobového zrna, mazovatění, vznik pevného gelu při ochlazování a retrogradace (KADLEC, MELZOCH, VOLDŘICH, 2009).
Obr. 5 Struktura amylózy a amylopektinu (CAMPBELL-PLATT, 2009).
Co je to vlastně „modifikovaný škrob“? Pod pojmem „modifikovaný škrob“ si představujeme škrobovou látku, která má vlastnosti přizpůsobené určitému cíli, popř. má vlastnosti cílevědomě pozměněné.
34
Škrob jako přirozený polymer má celou řadu původních vlastností, které si přinesl z biosyntézy v rostlině. Modifikační proces si klade za úkol pro daný účel použití některou vlastnost zvýraznit, jinou potlačit, nebo utvořit za udržení vlastností ostatních vlastnost zcela novou. 3.5.1.1 Chování škrobů ve vodě Chování škrobů ve vodném prostředí je velmi důležité a lze jej rozdělit na dva mechanismy – na přechod škrobu do hydratovaného stavu (peptizace, „rozpouštění“) a chování hydratované disperze.
a) Peptizace škrobu
Růstem teploty systému se zvyšuje rozpustnost volných a krátkých, zejména lineárních řetězců. Uvolněné a hydratované řetězce difundují do okolní vody a struktura zrna se nakypřuje a kapiláry se zvětšují. Zvýšení teploty do kritické oblasti, kdy se rozpadávají asociační vazby vodíkovými můstky, celá hmota škrobového zrna hydratuje, bez chemického zásahu (např. mícháním sytému) se však neporušuje. Nabobtnalé škrobové zrno tvoří trojrozměrnou síť, naplněnou volnou i hydratační vodou. Teprve mechanický zásah tuto strukturu porušuje a škrobová hmota se rozpadá na menší hydratované útvary. Pouze při velmi nízkých koncentracích (pod 0,25 %) lze docílit molekulární disperze. V praxi se to v podstatě nikdy nedaří. Míra rozpadu hydratovaných škrobových zrn spolu s průměrným polymeračním stupněm původního škrobu jsou rozhodujícími faktory reologického chování škrobových mazů a roztoků. Průběh peptizace („mazovatění“) škrobů nejlépe vystihují Brabenderovy křivky mazovatění, které zachycují průběh zdánlivé viskozity sytému škrob – voda v závislosti na vzrůstající, popř. klesající teplotě. Teplota, při které dochází k hlavnímu přechodu systému na hydratovaný, se obecně nazývá „bod mazovatění škrobu“.
b) Chování hydratovaných škrobových disperzí
Lze vytknout dvě hlavní oblasti vlastností – reologii a disperzní stabilitu. Důležitá je termodynamická stabilita hydratovaného škrobu, neboť drtivá většina modifikačních postupů se provádí právě k regulaci této vlastnosti.
35
Vodné hydratované disperze škrobů jsou zákonitě termodynamicky nestálé. Nejdůležitějším jevem, jenž v disperzích může probíhat v závislosti na čase nebo změně podmínek (např. teploty), je retrogradace. Za fyzikálně – chemické změny ve škrobových disperzích odpovídá především amylózová složka (ve vodném prostředí za stavu termodynamické stability ve formě spirály – poklesem teploty nebo postupem času dochází ke konformačním změnám, zejména k natažení spirály). Amylopektin je velmi stabilní. V závislosti na charakteru výchozí škrobové disperze může mít retrogradace dva možné průběhy s různými důsledky na konečnou strukturu systému. a) Nízkokoncentrované škrobové disperze (do 3 %) – v důsledku velké pohyblivosti disperzních částic orientace molekul a agregace na vločky, vypadávající ze systému. Původně čirý roztok se kalí a postupně dochází k sedimentaci vloček retrogradovaného škrobu. Retrogradaci zahájila amylóza a pak postupně strhla i část amylopektinu. Viskozita systému dále klesá. Děj je dlouhodobý (desítky hodin). b) Koncentrované škrobové roztoky – makromolekuly vzájemně velmi blízko a v důsledku vyšší viskozity systému jsou méně pohyblivé a neschopné orientace. Dochází k rychlým, náhodným spojením vodíkovými můstky zpravidla přes jednu nebo více molekul vody. Viskozita systému prudce roste a vzniká gel (KODET, 1982).
3.5.1.2 Dělení modifikovaných škrobů Podle společných technologických znaků je možno rozčlenit modifikované škroby do základních skupin: 1. chemická modifikace ve vodné suspenzi − hydrolyzované škroby − oxidované škroby − škrobové ethery − škrobové estery − zesítěné škroby 2. chemická modifikace v roztoku škrobu − hydrolyzované škroby − oxidované škroby − škrobové ethery 3. chemická modifikace škrobu suspendovaného v organickém rozpouštědle − škrobové ethery − škrobové estery
36
4. termochemická modifikace na suché cestě − odbourané škroby − oxidované škroby − škrobové estery − zesítěné škroby 5. termická modifikace v přítomnosti vody (KODET, BABOR,1991).
Obr. 6 Členění technologie modifikovaných škrobů podle chemických souvislostí (KODET, BABOR, 1991).
Tab. 9 Vaznost vody u různých materiálů (KODET, 1982). Materiál
Vaznost vody v g/g sušiny
Pšeničná mouka
5–6
Pšeničný škrob nativní
7 – 12
Bramborový škrob nativní
17 – 20
Bramborový škrob bobtnavý
25
Karboxymetylškrob
150
Karboxymetylškrob zesíťovaný
200
Roubovaný kopolymer škrobu
900
3.5.1.3 Souhrnné požadavky Potravinářské modifikované škroby: a) musí být stabilní vůči vlivům: •
vysokých teplot (sterilace, pečení, vaření),
•
nízkých teplot (zmrazování),
•
mechanického namáhání (mísení, homogenizace, plnění obalů),
•
chemickým (zejména kyselin);
37
b) musí v potravině bránit dělení fází: •
vločkování (koagulace),
•
synerezi (uvolňování séra, například syrovátky),
•
nesmí retrogradovat
c) musí mít zahušťovací schopnost; d) musí tvořit co možná nejvíce čiré pasty a gely (KODET, BABOR, 1991).
Kysané mléčné výrobky (krémovité smetany, jogurty) nevyhnutelně potřebují pomocný koloid jako stabilizátor a látku schopnou vázat přebytečnou vodu. Struktura kysaných mléčných výrobků je velmi jemná a vyžaduje výhradně velmi nízkoviskózní pomocnou látku. Struktura gelu kaseinu nesmí být porušena viskozitou přítomného škrobu. Zásadním problémem kysaných výrobků ve vztahu ke škrobu je chuť. Tyto výrobky nejsou aromatizovány ani přichucovány, a proto je nebezpečí vzniku škrobovité příchuti mimořádné. Pro tuto oblast mlékárenské výroby se hodí prakticky pouze enzymově modifikované škroby; jsou jednak chuťově přijatelné, především ale jejich přítomnost nenarušuje očekávanou strukturu a konzistenci tohoto typického mléčného výrobku (KODET, BABOR, 1991).
3.5.2
Ostatní hydrokoloidy
3.5.2.1 Pektin Pektin je hydrokoloid výlučně rostlinného původu. Základní struktura pektinu je tvořena lineárním řetězcem 25 – 100 jednotek α-D-galakturonové kyseliny spojených vazbou (1→4). Jsou částečně esterifikovány metanolem (TYKVARTOVÁ, 2008). V potravinářské praxi se za vysokoesterifikované pektiny považují takové, které jsou esterifikovány z 55 až 74 %, za nízkoesterifikované pak ty, jejichž stupeň esterifikace dosahuje 15 až 44 %. Rozpustnost pektinu ve vodě klesá se stoupajícím stupněm esterifikace a s rostoucí molekulovou hmotností. Pektin vzniká enzymovým štěpením z protopektinů (DAVÍDEK, JANÍČEK, POKORNÝ, 1983). Pektinové molekuly mají v prostředí neutrálním záporný elektrický náboj, a proto reagují s polymery nesoucími kladné náboje, např. s proteiny. Známé jsou interakce
mezi
kaseinem
a
vysokoesterifikovaným
pektinem.
Obě
tyto
makromolekulární složky se obvykle setkají v průmyslově vyráběných potravních koloidech a pektin zejména je doporučován jako stabilizátor kysaných mléčných nápojů. V kyselém prostředí pektin stabilizuje kasein (TYKVARTOVÁ, 2008). 38
3.5.2.2 Algináty Alginová kyselina je bílý až bíložlutý vláknitý prášek, ve vodě nerozpustný. S vodou velmi snadno bobtná. Sodná a amonná sůl, eventuálně i hořečnatá sůl jsou sice ve vodě rozpustné, avšak jejich rozpustnost klesá se zvyšující se molekulovou hmotností. Při pH 4 se tvoří nejviskóznější roztoky, se vzrůstající teplotou viskozita těchto roztoků mírně klesá. Alginová kyselina se vyrábí především z hnědých řas (Laminaria, Fucus, Macrocystis, Sagassum). Uplatňuje se jako zahušťovadlo, emulgátor a želírující prostředek. Používají se například pro výrobu jedlých obalů pro sýr. 3.5.2.3 Agar Agar se vyskytuje v přírodě v různých červených řasách ve formě vápenatých a hořečnatých solí. Průmyslově se získává extrakcí vodou z řas Galidum japonicum, Galidum corneum nebo Furcellaria fastigiata. Agar se rozpouští v teplé vodě, zatímco ve většině organických rozpouštědel je nerozpustný. Viskozita roztoků agaru je závislá na pH prostředí s přítomnosti elektrolytů. Rovněž při vyšších teplotách nastává degradace. 3.5.2.4 Karagenan Je přirozenou součástí červených řas, průmyslově se vyrábí extrakcí vodou a srážením etanolem z řasy Chondrus crispus nebo Gigartia stellata (DAVÍDEK, JANÍČEK, POKORNÝ, 1983). Existuje osm druhů frakcí, nejznámější jsou tři (kappa, iota a lambda). Liší se počtem a polohou sulfátových skupin na 3,6-anhydro-α-Dgalaktopyranóze. Sulfátové skupiny mají největší vliv na vlastnosti těchto hydrokoloidů. Snadno tvoří gely i s jinými hydrokoloidy (TYKVARTOVÁ, 2008). Potravinářský karagenan může obsahovat mono- a diglyceridy nebo polysorbát 80. Karagenan účinkuje jako zahušťovadlo, želírující látka, emulgátor a stabilizátor. Používá se ke stabilizaci mléčných výrobků (VRBOVÁ, 2001). 3.5.2.5 Guma karaya Guma karaya se získává z větví stromu Sterculia ureus rostoucího na horních rovinách Indie (VRBOVÁ, 2001). ADI pro gumu karaya je 12,5 mg/kg tělesné hmotnosti/den. Barva je velmi variabilní, od bezbarvé až po tmavě růžovo - hnědou a čím bledší, tím lepší a 39
kvalitnější. Guma je přidávána v potravinářském a textilním průmyslu jako stabilizátor a lepidlo (WOOD a kol., 2004). 3.5.2.6 Guma guar Je polysacharid - galaktomannan, získává se jako mouka z endospermu semen luštěniny Cyamopsis tetragonolobus. Polysacharidový řetězec je tvořen β-Dmannózovými jednotkami spojenými (1→4) vazbami a z vedlejšího řetězce α-Dgalaktózy spojenými vazbami (1→6). Celkové zastoupení těchto dvou monomerních jednotek je v poměru asi 2 : 1. Galaktózové substituenty jsou pravidelně rozděleny podél mannózového řetězce. Často se využívají v kombinaci s jinými koloidy, např. s karagenany (TYKVARTOVÁ, 2008). Patří mezi rozpustné vlákniny a účinkuje jako emulgátor, stabilizátor disperzí a zahušťovadlo, které s vodou vytváří husté roztoky. Guma guar se přidává do mražených krémů, kterým přidává na objemu, zlepšuje jejich texturu a zvyšuje odolnost vůči tepelnému šoku. Setkáme se s ním také v mléčných výrobcích (VRBOVÁ, 2001). 3.5.2.7 Xanthanová guma Je hydrokoloid mikrobiálního původu. Producentem extracelulárního xanthanu jsou bakterie rodu Xanthomonas (nejčastěji Xanthomonas campestris). Základní skelet xanthanu se podobá celulóze. Samotný xanthan netvoří gely, ale termoreverzibilní gel vzniká ve směsi s polysacharidy, např. s galaktomannany, glukomannany a κkaragenanem. Vznik gelu vyžaduje interakci molekul xanthanu (dihelixu) s nevětvenou strukturou molekuly polysacharidu (s jeho vazebnou zónou). Kvalitnější, elastické, soudržné gely vznikají z deacetylovaného xanthanu (TYKVARTOVÁ, 2008).
3.6 NIR spektroskopie Blízká infračervená spektroskopie (Near Infrared Spectroscopy, NIR) je nedestruktivní moderní analytická metoda využívající interakce mezi dopadajícím zářením a vrstvou materiálu vzorku. Patří do skupiny spektrálních metod. Je založena na interakcích elektromagnetického záření s hmotou, a to zejména takových, které jsou spojeny s výměnou energie mezi hmotou a zářením. Pokud látka absorbuje kvantum záření určitých vlnových délek, zvýší tím svoji vnitřní energii a pak jde o absorpční spektroskopii. V infračervené spektroskopii se tohoto procesu zúčastňuje celá molekula. 40
Infračervená spektroskopie je tedy jednou z metod molekulové spektrometrie. Infračervená spektrální oblast je vymezena vlnovými délkami 700 nm až 1 000 000 nm. Blízká infračervená spektrální oblast se nachází mezi viditelnou a střední infračervenou spektrální oblastí (SEIFERTOVÁ, 2005) a je vymezena vlnovými délkami v rozsahu 800 až 2500 nm, tj. vlnočty od 12500 do 4000 cm-1. Charakteristické absorpce v NIR oblasti jsou spojeny se svrchními tóny a kombinačními přechody valenčních a deformačních vibrací. Svrchní tóny a kombinační přechody způsobují rozšíření absorpčních pásů v NIR spektru. Spektrum je také ovlivněno okolím měřené vazby, tak je možné stanovit např. chlorid sodný, který sám není v NIR aktivní, ale působí na polohu absorpce vody. Z výše uvedeného vyplývá, že identifikace absorpčních pásů v NIR spektru je poměrně obtížná, proto se NIR spektroskopie nevyužívá k identifikaci látek na základě přiřazení absorpčních pásů jednotlivým funkčním skupinám, jak je obvyklé ve střední oblasti. NIR spektroskopie je z těchto důvodů vhodná především ke kvantitativní analýze, která je založena na celo - spektrálních metodách (ČURDA, KUKAČKOVÁ, NOVOTNÁ, 2002). 3.6.1
Technika měření NIR spekter Techniky měření NIR spekter lze v principu rozdělit na techniky měřící absorpci
záření po průchodu vzorkem (transmitance) a techniky měřící absorpci záření po odrazu paprsku od povrchu vzorku (reflektanci). Nejčastěji používanou technikou v NIR spektroskopii je difuzní reflektance. Difuzní reflektance je vhodná např. pro měření spekter suchých vzorků, které jsou tvořeny malými částicemi a v důsledku toho produkují difuzně reflektanční spektra. Měření transmitance je používáno nejčastěji pro získávání spekter kapalných, příp. kašovitých vzorků. Touto technikou lze měřit vlastnosti zakalených kapalin (např. mléka) i v průtočné kyvetě napojené na výrobní linku. Transflektační uspořádání je vhodné jen pro měření méně absorbujících vzorků. Pro techniku interaktance je ideální použití vláknové optiky, kterou lze měřit podpovrchové charakteristiky vzorků větší tloušťce. Jednoduchost a možnost přesunutí měření z laboratoře přímo do výroby je základem rostoucí obliby vláknové optiky. Přístrojová technika pro NIR spektroskopii se vyvíjela od filtrových přístrojů přes stále poměrně rozšířené disperzní spektrometry, které jsou však postupně nahrazovány přístroji s Fourierovou transformací (FT). FT NIR spektrometr má ve srovnání s disperzním spektrometrem řadu výhod, především vyšší rychlost snímání 41
spekter, lepší poměr signálu k šumu, vysokou vlnočtovou přesnost, velkou rozlišovací schopnost a konstantní rozlišení v celém rozsahu spektra. Nověji se také objevují přístroje s DAD (diode - array detector) (ČURDA, KUKAČKOVÁ, NOVOTNÁ, 2002). 3.6.2
Chemometrické metody pro NIR spektroskopii Pro stanovovanou složku musí být provedena kalibrace příslušného NIR
spektrometru pomocí vhodného souboru kalibračních standardů (nejméně 30 vzorků) o známém složení, které je určeno nezávislou analytickou metodou. Kalibrační vzorky by měly charakterizovat v maximální míře vlastnosti analyzovaných vzorků a měly by pokrývat celý koncentrační rozsah. Úzké koncentrační rozpětí kalibračních vzorků lze řešit přípravou modelových vzorků. Před kalibrací je obvykle nutná úprava spektrálních dat. Typická NIR spektra jsou charakterizována lineárním rostoucím trendem od kratších k delším vlnovým délkám, což je způsobeno rozptylem, který závisí na velikosti pevných částic vzorku a vlnové délce dopadajícího záření. Lineární trend lze odstranit 1. derivací spektra, používají se i derivace vyšší (ČURDA, KUKAČKOVÁ, NOVOTNÁ, 2002).
Chemometrické metody analýzy NIR spekter lze je rozdělit do tří skupin: 1. Matematická příprava k zachování hledané informace a potlačení vlivu vedlejších (nepodstatných) informací obsažených ve spektrech. Jsou to především normalizace, deprivatizace a „vyhlazování“ (smoothing). 2. Klasifikační metody, kterými lze vzorky setřiďovat do skupin podle spektrálních charakteristik. 3. Regresní metody, které slouží k propojení spektra s kvantifikovatelnými vlastnostmi vzorku. 3.6.2.1 Kvalitativní analýza Slouží ke klasifikaci vzorků podle jejich NIR spekter, např. k identifikaci a kvalifikaci surovin i konečných produktů. a) Automaticky probíhající klasifikační metody
K vizualizaci dat lze použít např. metodu hlavních komponent (PCA) s cílem snížit počet proměnných (scores) a vzorky zobrazit např. v malorozměrovém grafu (obvykle v oktaedru). 42
b) Automaticky neprobíhající klasifikační metody
Jsou to metody založené na korelacích nebo na měření vzdálenosti (distanční), linearní diskriminační analýza (LDA), dále ty, které kladou více důrazu na podobnost vzorků uvnitř třídy (např. SIMCA), diskriminační analýza částečných nejmenších čtverců (PLS–DA) a umělých neuronových sítí (ANN). ANN je nejmodernější metoda, jejíž algoritmy se dále vyvíjejí. Ze všech predikčních metod poskytuje nejlepší výsledky, avšak pro svou správnou funkci se ke kalibraci požaduje > 500 vzorků. Přední světoví výrobci NIR analyzátorů dodávají s přístrojem též kalibrační rovnice, vypracované z pečlivě vyselektovaných > 6 000 vzorků pro jeden hodnocený znak. 3.6.2.2 Kvantitativní analýza Nejstarším stanovením bylo stanovení obsahu vody ve vzorcích zrnin, a to díky dvěma výrazným absorpčním pasům pro vodu (při 1 450 a 1 940 nm). Z chemometrických postupů byla dříve hojně využívána vícenásobná lineární regrese (MLR). S vývojem výpočetní techniky však její význam postupně klesá. Jiným postupem je regrese na hlavních komponentách (PCR), zahrnujících v sobě 2 kroky: nejdříve se data zpracují pomoci PCA, pote MLR. PCA sice potlačuje spektrální kolinearitu, avšak hlavní komponenty nemusí korelovat se sledovanou vlastností (obsahem dané látky). Jinou metodou je regrese částečných nejmenších čtverců (PLS) a konečně ANN (MÍKA, 2008). 3.6.3
Přístroje pro měření NIR spekter Každý klasický NIR spektrometr se skládá ze vstupního prostoru pro vkládání
speciálních měřicích kyvet, z optického systému a transmitančního nebo reflektančního detektoru pro vyhodnocení signálu. Pro všeobecné schéma provádění NIR analýzy platí, že standardně upravený vzorek se nadávkuje do měřicí kyvety, umístí se do přístroje a optickým systémem se snímá NIR spektrum vzorku. S použitím vhodného softwaru je spektrum vzorku převedeno do kalibrační rovnice, ze které se statickými postupy vyhodnotí žádané parametry (SEIFERTOVÁ, 2005).
43
Pro měření v blízké infračervené oblasti je možné spektrometry rozdělit do tří základních skupin: •
Filtrové přístroje – vývojově nejstarší skupina přístrojů, které pracují pouze s určitými vlnovými délkami.
•
Disperzní přístroje – pomocí různě širokých štěrbin převádějí záření zdroje na monochromatické záření.
•
FT NIR spektrometry – zaznamenávají na detektoru tzv. interferogram, který je následně převeden Fourierovou transformací na infračervené spektrum.
V dnešní době jsou filtrové a disperzní přístroje téměř vytlačeny a používají se spektrofotometry založené na Fourierově transformaci (RŮŽIČKOVÁ, 2007). Rutinní měření Rutinní měření vyžadují, aby přístroj byl řádně nastaven. Denně se kontroluje (před začátkem měření) pomoci check cell. Diagnostika přístroje se provádí alespoň jednou za měsíc. Hladina pozadí (šum, anglicky noise) u NIR s monochromátorem se posuzuje jako BIAS adjustovaný na odmocninu průměrných čtverců (RMS) mezi dvojím scanováním (snímáním spekter) keramické referenční destičky, vyjádřeným ve formě jednotek mikrooptické hustoty (µOD) (MÍKA, 2008). 3.6.4
Výhody a nevýhody NIR spektroskopie
Výhody: -
Rychlost (spektrum může být získáno během desetiny sekundy).
-
Nepatrná nebo žádná příprava vzorku (pokud je nějaká příprava požadovaná, je obvykle poměrně jednoduchá).
-
Vícenásobné analýzy z jednoho měření (není nutné provádět testování vzorku pro každou složku).
-
Nedestruktivní měřící proces (analyzované vzorky je možné znovu analyzovat jinou metodou a dále je využít).
-
Snadná obsluha, zejména při použití řádně vyvinuté, nejlépe validované metody.
-
Jedno NIR spektrum vzorku lze použít ke kvalitativnímu i kvantitativnímu stanovení řady parametrů. 44
-
Hodí se pro analýzu vzorků s vysokým obsahem vody.
-
NIR oblast je propustná pro křemenný materiál, což umožňuje využití pro online monitoring výrobních procesů (umožňuje měření přes sklo).
-
Metoda není drahá (OZAKI, MCCLURE, 2006).
Nevýhody: -
Nehodí se ke stanovení obsahu minoritních látek ve směsích.
-
Naměřená spektra jsou hůře interpretovatelná, jejich vyhodnocení vyžaduje použití počítače s příslušným chemometrickým softwarem.
-
Věrohodnost kvantitativních výsledků závisí na přesnosti použité referenční metody, která má vliv na kvalitu kalibračního modelu.
-
3.6.5
Je třeba použít více kalibračních vzorků (HRNČÍŘOVÁ, 2009).
Aplikace NIR spektroskopie v mlékárenském průmyslu V současné době je pro analýzu mléka a mlékárenských výrobků preferována
spektroskopie ve střední IR oblasti (IR spektroskopie). Hlavní nevýhodou IR spektroskopie je silná absorpce vody, především v oblasti kolem 1650 cm-1, kde může zastínit užitečné absorpce bílkovin, močoviny a acetonu. NIR spektroskopie byla již v minulých letech uznána jako metoda vhodná pro analýzu složení především obilovin, krmiv a masa. Pro mléko a mléčné výrobky zatím NIR spektroskopie u nás není příliš rozšířená. Spektroskopie v NIR oblasti se v potravinářství a zemědělství jako jediných oborech uplatňuje už od 60. let (stanovení vody, proteinů, olejů a tuků, sacharidů). Další uplatnění našla ve farmacii, petrochemii, medicíně a při sledování životního prostředí. NIR spektroskopie se používá zejména pro stanovení hlavních složek, tzn. sušiny, bílkovin, tuku a sacharidů. Při analýze mléka a mlékárenských výrobků jsou to nejčastěji prováděné rozbory, a proto má NIR spektroskopie v této oblasti velký potenciál. Aplikace NIR spektroskopie je však mnohem širší a zahrnuje i stanovení senzorických a fyzikálně-chemických parametrů (hustota, bod tuhnutí, pH, velikost částic). Úspěšnost při využití NIR spektroskopie závisí nejen na kvalitě přístroje a jeho konstrukci, ale také na referenční metodě, standardní přípravě vzorku, jeho homogenitě a v neposlední řadě na kalibrační metodě (ČURDA, KUKAČKOVÁ, NOVOTNÁ, 2002). 45
NIR analýza mléka a mléčných produktů má tu výhodu, že tyto vzorky vykazují větší homogenitu a odtud chyba predikce je nízká. Tato rychlá a přesná analýza mléka na tuk, bílkoviny a celkový obsah sušiny se v mlékárenství v USA používá jako AOAC metoda. V zásadě, takto se stanovuje v mléce přicházejícím do mlékárny obsah tuku, bílkovin a laktózy a podle nich dodavatelům vyplacena cena, provádí standardizace mléka, které jde do výroby a sprejově sušených meziproduktů, v ukazatelích obsah tuku, bílkovin a sušiny, a analýza konečných produktů pro kontrolu, zda tyto vyhovuji zákonným předpisům a deklarovaným hodnotám na balení (MÍKA, 2008). 3.6.5.1 NIR a hydrokoloidy Metoda NIR má velký potenciál odhalit strukturální změny, a sledovat časovou a teplotní závislost na chování potravinářských hydrokoloidů během období přechodu solgel. Ačkoli fyzikálně - chemické vlastnosti vodných roztoků biopolymerů nemohou mít žádný přímý vztah s jejich NIR spektry, tyto fyzikálně - chemické vlastnosti mohou vysoce korelovat s jejich chemickými vlastnostmi (jako je složení a molekulární struktura), které mají přímý vztah s NIR spektry. Proto korelace nebo matematický model mezi fyzikálně-chemickými vlastnostmi a NIR spektry těchto biopolymerů mohou prokazovat, že umožňují předvídat (nebo určit) neznámé fyzikálně-chemické vlastnosti, založené na jejich spektra datech (HUANG, 2007).
46
Obr. 7 Rámcové schéma postupu NIR kalibrace (MÍKA, 2008).
47
4 MATERIÁL A METODY 4.1 MATERIÁL Diplomová práce se zabývá využitím NIR spektroskopie pro možnou detekci přídatných látek – hydrokoloidů – v jogurtech. Všechny charakteristiky použitých surovin, provedené analýzy a výsledky měření jsou uvedeny v následující části práce. 4.1.1 Jogurt Na výrobu bylo použito polotučné mléko Vian, různé koncentrace dodaných aditiv A a B a zákysová kultura. Mléko: -
Složení:
Tab. 10 Složení polotučného mléka Vian pro výrobu jogurtů Průměrné výživové hodnoty
Ve 100 ml
Energetická hodnota
190 kJ / 45 kcal
Bílkoviny
3,3 g
Sacharidy
4,8 g
Z toho cukr
4,8 g
Tuky
1,5 g
Z toho nasycené mastné kyseliny
1,0 g
Vláknina
0,0 g
Sodík
0,04 g
-
Tepelné ošetření – UHT (147°C, 1- 2s),
-
Homogenizované
-
Způsob balení – Tetrapackový obal
-
Prodávající Kaufland Česká republika, země původu: Německo
Aditiva Aditivum A a B (výrobce si nepřeje být jmenován, rovněž si nepřeje uvádět názvy aditiv).
Zákysová kultura Lactoflora – Sušená jogurtová kultura.
48
4.2 4.2.1
METODY Výroba jogurtu Den před výrobou byla provedena sterilace skleniček a kádinek na aditiva při
102 °C 30 minut. Do malého množství studeného mléka kvantitativně převedeme navážené množství aditiva A nebo B o známé koncentraci (0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 %) a dobře promícháme, až do úplného rozpuštění aditiva. Sám výrobce doporučuje dávkování aditiv 1 – 3 %. Přelijeme spolu se zbytkem mléka z krabice do hrnce předem vypláchnutého destilovanou vodou. Mléko s aditivem přivedeme k varu a provedeme vysokou pasteraci dle pokynu výrobce aditiv, tj. 90 °C po dobu 6 minut. Poté vychladíme na optimální teplotu 43 °C a provedeme zaočkování 1,5 % jogurtovou kulturou. Dobře promícháme v celém objemu mléka a následně plníme do skleniček. Na hrdlo skleniček dáme PARAFILM pro zajištění sterility a dobrých hygienických podmínek a následně uzavřeme víčkem. V termostatu necháme zrát cca 4 hodiny při 43 °C.
4.2.2
Referenční analytické metody
4.2.2.1 Stanovení sušiny Stanovení sušiny bylo prováděno metodou se ZnO. Při klasickém postupu sušení může určitá část vytvořených kyselin vytěkat. Proto se přidává k mléku oxid zinečnatý. ZnO se předem vysouší ve váženkách s víčkem po dobu 1 hodiny při 102 ± 2 °C. Navažuje se cca 1,0 g jogurtu s přesností na 0,1 mg do váženky s víčkem, vloženou tyčinkou a 2 g vysušeného ZnO. Vzorek se rozetře se ZnO a 5 ml vody a vysouší se při 102 ± 2 °C do dosažení konstantní hmotnosti (nejprve však 2 hodiny a 10 minut) tak, aby byl rozdíl max. 1 mg (ČSN ISO 13580). Současně se stanovuje kyselost odměrným roztokem NaOH (0,1 mol/l) za použití fenolftaleinu jako indikátoru, dle ČSN ISO 11869. Spotřeba se přepočte na % kyseliny mléčné. Údaj slouží k výpočtu korelačního členu A na ztrátu vody v důsledku neutralizace kyselosti jogurtu přídavkem ZnO.
Výpočet: % sušiny = (100*b/a) + A a, b – hmotnost vzorku před (a) a po vysušení (b) 49
A – korekční člen, vypočítaný ze zjištěné kyselosti vyjádřené v % kyseliny mléčné a vztahu: 1 g kyseliny mléčné = 0,1 g, dosazovaný za A Poznámka: při titraci na stanovení korekčního členu se navažuje 10 g vzorku + 10 ml vody a spotřeba při titraci (x) v ml se přepočte na: % kyseliny mléčné = (x·0,9)/ navážka (g). 4.2.2.2 Stanovení tuku Stanovení obsahu tuku se provádí acidobutyrometrickou metodou. Do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navažuje vzorek diferenčně např. injekční stříkačkou v množství 8 – 11 g a přidá se tolik vody, aby objem vzorku + vody byl 11 ml. U jogurtů, které mají vyšší obsah sušiny se nejprve na kyselinu navrství 3 ml vody tak, aby se s ní nesmíchala, a teprve pak se navažuje 5 – 6 g jogurtu. (Musíme dát pozor, aby se nesmočilo hrdlo.). Výsledek se vyjadřuje v hmotnostních %. Výpočet: obsah tuku v hmotnostních % (x) se vypočítá ze vzorce: x = (c*11,33)/ (a - b) a – hmotnost stříkačky se vzorkem v g b – hmotnost stříkačky po vyprázdnění vzorku do butyrometru c – obsah tukového sloupce odečtený na škále butyrometru (ČSN 57 0530) 4.2.2.3 Stanovení titrační kyselosti Základní metodou hodnocení u většiny mléčných výrobků je spotřeba odměrného roztoku NaOH (0,25 mol/l) na neutralizaci kysele reagujících látek na indikátor fenolftalein ve 100 ml (resp. 100 g vzorku). U jogurtů navažujeme 50 g s přesností na 0,1 g (u výrobků s vysokou kyselostí jen 25 g). K důkladně rozmíchanému vzorku se přidá pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu, zamíchá se a titruje se do slabě růžového zabarvení nebo zabarvení srovnávacího roztoku (k 50 ml vzorku se přidá 1 ml síranu kobaltnatého). Zabarvení musí vydržet 1 minutu. Výsledek titrační kyselosti se vyjadřuje jako spotřeba odměrného roztoku NaOH (0,25 mol/l) na 100 ml (nebo 100 g) vzorku, tj. podle Soxhlet – Henkela (SH) (ČSN 57 0530). Čerstvé neporušené mléko má titrační kyselost v rozmezí 6,8 – 7,2 dle SH. 0,1 % kyseliny mléčné odpovídá zvýšení titrační kyselosti o 4,4 dle SH (KADLEC, MELZOCH, VOLDŘICH, 2009). 50
4.2.2.4 Stanovení aktivní kyselosti – pH Aktivita H+ iontů. Čerstvé mléko má pH v rozmezí 6,6 – 6,8. Jeho hodnota přímo určuje vliv kyselosti na složky mléka (disociaci kyselin a solí, konformaci bílkovin, aktivitu enzymů apod.), ovšem v slabě kyselé oblasti je poměrně málo citlivá na tvorbu kyselin mikroorganismy, protože mléko vykazuje výrazné pufrační vlastnosti s maximem při pH 5,5 (KADLEC, MELZOCH, VOLDŘICH, 2009). Aktivní kyselost se stanoví pomocí citlivého pH - metru a vhodné elektrody. Provede se kalibrace pH-metru podle návodu: nejprve na pufry s pH 7, poté s pH 4. Kyselost mléčných výrobků se stanoví ponořením elektrody do vzorku, po ustálení údaje na displeji se odečte pH vzorku. Před uložením do úschovného roztoku se elektroda opláchne destilovanou vodou a osuší (ČSN 57 0530). 4.2.3
Senzorická analýza Senzoricky byly vzorky posuzovány vždy minimálně 7 hodnotiteli na Ústavu
technologie potravin Mendlovy univerzity v Brně. Před vlastním senzorickým hodnocením byly jogurty vytemperovány na pokojovou teplotu, aby plně vynikly všechny senzorické vlastnosti. K hodnocení byla použita nestrukturovaná 10 - ti cm grafické stupnice, u které byly popsány krajní body. Hodnoceny byly tyto deskriptory: uvolňování syrovátky, příjemnost barvy, konzistence (viskozita), textura, intenzita kyselé vůně, celková příjemnost vůně, cizí vůně, intenzita kyselé chuti, intenzita sladké chuti, celkový dojem a cizí chuť. Hodnotitelé na připraveném formuláři (Příloha 1) označili na stupnici očíslované body dle svých preferencí. Hodnotitelé senzoricky hodnotili jogurty den po výrobě a po 14 dnech skladování jogurtů. Vzorky byly předkládány v náhodném pořadí koncentrací. Ze získaných hodnot byla sestavena tabulka a do ní vypočten aritmetický průměr pomocí MS Excel. Rovněž byly pomové MS Excel vytvořeny pro vybrané deskriptory paprskové (pavučinové) grafy, do kterých byly pro názornost zaneseny průměrné hodnoty aditiva A po 1 dnu fermentace, aditiva A po 14 dnech fermentace, aditiva B po 1 dnu fermentace, aditiva B po 14 dnech fermentace, kde okrajovými body byli koncentrace aditiv.
Statistické zpracování Ze získaných hodnot byl pomocí MS Excel vypočítán aritmetický průměr, směrodatná odchylka, variační koeficient, minimum a maximum. 51
4.2.4
FT-NIR spektroskopická analýza FT-NIR spektrometr Nicolet Antaris je přístroj s Fourierovou transformací.
Spektra vzorků jsou snímána v rozsahu 12 500 – 400 cm-1 vlnočtů (1000 – 2500 nm – vlnových délek) cca 1 – 2 min. Přístroj může měřit v režimu reflektance (odraz paprsku od povrchu vzorku na integrační sféře), transmitance (průchod světla vzorkem – kyvetový prostor) a v režimu interaktance (záření procházející vzorkem – SONDA – vláknová optika). V kyvetovém prostoru lze využít řadu kyvet a transportních cel, pro snímání nehomogenních vzorků na integrační sféře je určeno nástavné zařízení Sample Cup Spinner pro rotaci vzorků. Přístroj je vybaven InGaAs detektorem a CaF2 beamsplitterem (dělič paprsků), jako zdroj záření slouží halogenová žárovka. Na začátku se programově nastaví počet jednotlivě snímaných spekter a spektrální rozlišení. Pak je proměřeno pozadí oproti standardu (zlatý terčík), které je opakovaně snímáno v různých časových intervalech během vlastního měření vzorků. Poté je každý vzorek snímán několikrát a pro kalibraci je použito průměrné spektrum. Spektrum každého vzorku je snímáno opakovaně během jednoho měření. Spektra byla ukládána ve formátu log (1/R). Tyto jednotky zobrazují množství infračervené energie absorbované vzorkem při reflexním vzorkování. Na měření spekter, ukládání, úpravu a zpracování optických dat byl použit osobní počítač se softwarem Result integration. Z tohoto programu jsou průměrná spektra transformována do programu TQ analyst. Výhodou NIR spektroskopie je, že jedno spektrum slouží pro vyhodnocení všech složek (v případě kalibrace) nebo vlastností u stanovovaného vzorku (v případě DA). Pro vyhodnocení vzorků na základě kvalitativního hlediska byla programem TQ analyst použita diskriminační analýza (DA). Pro analýzu byly použity vzorky jogurtů s aditivy A a B, po jednom dnu fermentace. Vzorek jogurtu se v Petriho misce položil přímo na integrační sféru a analyzoval se.
52
5 VÝSLEDKY A DISKUZE Jogurty s přídavkem aditiva A a B o koncentraci 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3 % vyrobené v laboratorních podmínkách byly podrobeny chemické a senzorické analýze a měření pomocí FT NIR spektrometru. Výsledky měření jsou uvedeny v následující části práce.
5.1 Výsledky chemické analýzy U vzorků s aditivem A a B v koncentracích 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3 % byla provedena chemická analýza (titrační kyselost, aktivní kyselost, obsah tuku, sušina, obsah kyseliny mléčné) a výsledné hodnoty byly zaznamenány do tabulek č. 11 a 12.
5.1.1
Jogurt s přídavkem aditiva A U jogurtů s použitím hydrokoloidem A docházelo k problémům již při samotné
výrobě. Aditivum se velmi špatně rozpouštělo v mléce, i přes uvedené pokyny výrobcem, tj. rozpuštění v malém množství studeného mléka. Při následné vysoké pasteraci se pak zřejmě nedostatečně rozpuštěné aditivum často připalovalo, zejména při vyšších koncentracích. Tohle bylo velmi dobře pozorovatelné zejména u koncentrace 2 % a vyšší. Tato skutečnost, nedostatečně rozpuštěné aditivum a následné připalování má zřejmě za následek některé výkyvy v měření. Toto je velmi dobře pozorovatelné při stanovení obsahu sušiny, kde s rostoucí koncentrací aditiva v jogurtu se zvyšuje % sušiny. Tato linearita je však porušena u koncentrace 2,5 %. Hodnota pH se pohybovala v rozmezí hodnot 4,14 – 4,33. Obsah tuku se pohyboval nejčastěji okolo 1,7 %. Titrační kyselost se v průběhu čtrnáctidenní fermentace zvýšila v průměru o 13 °SH. Jak je patrné z tabulky č. 11, u vzorků s aditivem A byl potvrzen statisticky průkazný rozdíl v titrační kyselosti a obsahu kyseliny mléčné pro jogurty s různou koncentrací aditiva. Linearita hodnot však není zcela přesná, což může být způsobeno nedokonalým rozmícháním zákysové kultury v mléce, a tudíž i nerovnoměrným prokysáním vzorku.
53
Tab. 11 Výsledky chemické analýzy pro jogurty s aditivem A c (%)
pH 0 0,5 0,75 1 1,5 2 2,5 3
5.1.2
°SH 4,23 4,14 4,32 4,28 4,20 4,24 4,23 4,33
°SH po 14 tuk (%) 42,06 46,63 42,89 43,50 48,45 51,44 51,65 48,45
53,30 61,03 52,16 55,36 64,33 65,67 65,98 58,86
1,69 1,68 1,61 1,68 2,03 1,73 1,67 1,66
sušina (%) mléčná kys. (%) 11,1832 0,9186 11,4591 1,0236 11,7429 0,9474 11,8216 0,9531 12,1719 1,0755 13,1467 1,1368 13,0055 1,1483 13,3112 1,0277
Jogurt s přídavkem aditiva B Hydrokoloid B se na rozdíl od hydrokoloidu A daleko lépe rozpouštěl ve
studeném mléce, tudíž nedocházelo tolik k připalování při vysoké pasteraci. Obsah sušiny se zvyšoval s rostoucím % aditiva. Stejně jako u aditiva A nebyla prokázána závislost obsahu aditiva na změny pH, jeho hodnota se pohybovala v rozmezí 4,22 – 4,55. Obsah tuku se tentokrát pohyboval v rozmezí 1,6 – 1,7 %. Titrační kyselost se v průběhu čtrnáctidenní fermentace zvýšila v průměru o 12 °SH. V tabulce č. 12 byl rovněž potvrzen statisticky průkazný rozdíl v titrační kyselosti a obsahu kyseliny mléčné pro jogurty s různou koncentrací aditiva, nicméně linearita hodnot však není opět zcela přesná.
Tab. 12 Výsledky chemické analýzy pro jogurty s aditivem B c (%)
pH 0 0,5 0,75 1 1,5 2 2,5 3
°SH 4,29 4,41 4,51 4,55 4,33 4,22 4,47 4,22
°SH po14 42,27 40,62 42,27 37,94 47,94 54,33 50,10 61,44
55,46 51,24 47,63 45,88 63,92 70,82 65,67 75,26
54
tuk (%) 1,60 1,62 1,61 1,62 1,64 1,64 1,67 1,60
sušina (%) 11,2116 11,4319 11,5842 11,6616 11,9428 12,3786 12,6669 12,9622
mléčná kys. (%) 0,9034 0,9000 0,8910 0,8460 1,0294 1,2118 1,0945 1,2943
De BRABANDERE, de BAERDEMAEKER (1999) se věnovali kontinuálnímu měření pH, které bylo prováděno v průběhu fermentačního procesu jogurtu. V experimentu sledovali různé podmínky, jako obsah sušiny, tepelné zpracování mléka, startovací kultury a teploty inkubace. Procento sušiny nemělo vliv na vývoj pH. Sterilizace mléka vedla ke zvyšujícímu se vývoji pH. Inkubační teploty, které byly nižší, než optimální, způsobily zpomalení vývoje pH. LUKÁŠOVÁ (2001) uvádí, že hodnota pH dosahuje po výrobě 4,5 až 4,2. Tohoto rozmezí hodnot bylo dosaženo ve všech vzorcích jogurtů, kromě koncentrace 0,5 %, kde byla hodnota pH 4,14. WALSTRA, WOUTERS, GEURTS (2006) však uvádí, že jogurt je pevnější při nižším pH a za optimální hodnotu pH považují rozmezí 4,1 – 4,6. Vliv rostoucí koncentrace hydrokoloidu na hodnotě pH prokázán nebyl. BOHAČENKO a kol. (2007) se ve své práci věnovali fermentaci směsí laktosy a laktulosy kmenem Lactobacillus acidophilus. Dle jejich prezentovaných výsledků lze usuzovat na různý průběh využívání sacharidů a tvorby kyseliny mléčné při fermentaci čisté laktosy a laktulosy, tudíž i v mé práci lze usuzovat na tuto skutečnost a konstatovat, že aditivum A i B neobsahuje živiny, které by mohly bakterie mléčného kysání využít při své fermentaci k tvorbě kyseliny mléčné, a tudíž nelze očekávat, že s rostoucím obsahem aditiva v jogurtu poroste i % kyseliny mléčné. FORMAN (1996) také uvádí, že obvyklá koncentrace vyprodukované kyseliny mléčné po fermentaci je 0,6 – 1,2 %, tuto hodnotu splňují všechny vyrobené vzorky. Dle Vyhlášky č. 77/2003 Sb., kterou se stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky, mražené krémy a jedlé tuky a oleje, má bílý jogurt se sníženým obsahem tuku obsahovat méně než 3 % tuku, což vzhledem k použití polotučného mléka na výrobu jogurtů splnily všechny vzorky, obsah tuku se pohyboval v rozmezí 1,6 – 2 %, nejčastěji však okolo 1,7 % u aditiva A a 1,6 – 1,7 % u aditiva B.
Tyto analýzy byly prováděny jako doplňkové a sloužily spíše jako informativní podklad k senzorickému hodnocení.
55
5.2 Senzorické a statistické vyhodnocení Posuzovatelé obdrželi k senzorickému vyhodnocení vzorky jogurtů s aditivy A a B a předtištěný formulář (příloha 1) s nestrukturovanými 10 - ti cm grafickými stupnicemi, u kterých byly popsány krajní body. Hodnoceny byly tyto deskriptory: uvolňování syrovátky, příjemnost barvy, konzistence (viskozita), textura, intenzita kyselé vůně, celková příjemnost vůně, cizí vůně, intenzita kyselé chuti, intenzita sladké chuti, celkový dojem a cizí chuť. Jogurty byly ohodnoceny den po fermentaci a 14 dní po fermentaci. Statisticky byly pomocí Microsoft Excel vypočteny tyto funkce: minimum (MIN), maximum (MAX), průměr, směrodatná odchylka (SMODCH.P) a rozptyl (VAR.P). Byla provedena analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95 %. Aritmetický průměr je mírou centrální tendence. Jde o nejčastěji používanou charakteristika střední hodnoty. Vypočítá se jako podíl součtu všech individuálně naměřených hodnot v souboru a počtu členů souboru. Aritmetické průměry všech koncentrací (ANONYM a). Směrodatná odchylka je míra průměrné vzdálenosti hodnot dat od jejich průměru. Jestliže jsou hodnoty všechny blízko k průměru, pak je směrodatná odchylka nízká (bližší k nule). Jestliže je mnoho hodnot velmi odlišných od průměru, pak směrodatná odchylka je vysoká (dále od nuly). Jestliže všechny hodnoty dat jsou si rovny, pak směrodatná odchylka bude nulová (ANONYM b). Variační koeficient - chceme-li posoudit, je-li variabilita malá nebo velká, porovnáme směrodatnou odchylku s průměrem, výpočtem (ANONYM c).
Hodnoty, které posuzovatelé do dotazníků uvedli, byly zpracovány do tabulek, z kterých byly poté vypočteny jednotlivé statistické ukazatele. V příloze 2 v tabulce č. 21 je pro příklad uvedena tabulka s hodnotami pro aditivum A, koncentraci 0 %, den po fermentaci. Výsledky základních statistických ukazatelů uvádí tabulky č. 13 – 16. Rovněž byla pomocí Microsoft Excel provedena analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95 % pomocí funkce ANOVA: dva faktory bez opakování. Výsledky této analýzy dat znázorňují tabulky č. 17 – 20. Pro analýzu byly u každého aditiva použity aritmetické průměry všech hodnot, které hodnotitelé zaznamenali do dotazníků.
56
Tab. 13 Statistické vyhodnocení jogurtů s aditivem A - den po fermentaci. Koncentrace
0%
0,5 %
0,75 %
min
max
prům.
Var.p
Smod ch.p
min
max
prům.
Var.p
Smod ch.p
min
max
prům.
Var.p
Smod ch.p
0,00
6,70
2,37
4,11
2,00
0,00
7,40
1,16
5,30
2,30
0,00
8,00
5,29
9,31
3,05
4,10
9,90
7,40
3,10
1,76
6,30
10,00
8,39
0,99
0,99
4,70
9,95
7,48
2,78
1,67
1,60
5,60
3,30
1,82
1,35
1,30
6,00
3,64
2,84
1,69
2,20
9,20
4,43
4,25
2,06
0,30
3,30
1,70
1,20
1,10
0,10
2,30
1,30
0,48
0,69
0,00
6,30
2,12
3,83
1,96
1,40
5,90
3,77
1,80
1,34
2,70
8,40
5,73
2,64
1,62
0,75
7,20
4,72
3,20
1,79
5,10
8,80
6,80
1,65
1,29
2,30
9,20
7,31
3,64
1,91
5,15
10,00
6,93
1,93
1,39
0,00
4,80
0,73
2,18
1,48
0,00
1,60
0,34
0,23
0,48
0,00
1,20
0,46
0,28
0,53
0,70
7,85
3,94
6,69
2,59
1,80
7,80
6,15
2,73
1,65
1,60
7,45
4,45
4,50
2,12
0,50
4,50
2,13
1,89
1,38
0,30
2,70
1,70
0,56
0,75
0,00
5,50
1,83
2,56
1,60
celkový dojem
1,90
8,70
5,73
3,96
1,99
3,80
8,80
7,41
2,15
1,47
2,70
9,00
6,17
3,64
1,91
cizí chuť
0,00
6,40
1,12
3,58
1,89
0,00
2,60
0,63
0,73
0,85
0,00
5,80
0,83
3,17
1,78
funkce Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita) textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti
1% Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita) textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
1,5 %
0,00
5,90
1,87
3,94
1,99
0,00
2,70
0,56
0,67
0,82
0,00
7,30
3,72
6,47
2,54
4,50
9,90
7,73
2,03
1,42
5,00
8,90
7,69
1,35
1,16
2,90
9,95
7,37
4,14
2,03
4,80
8,90
7,40
2,09
1,45
4,35
7,40
6,58
1,09
1,05
4,00
9,70
6,21
3,33
1,82
0,30
9,35
2,68
8,47
2,91
0,10
8,40
5,88
5,45
2,34
1,10
6,70
4,08
2,77
1,67
0,60
8,75
5,38
5,88
2,43
3,60
9,00
6,32
3,58
1,89
0,75
7,20
4,37
3,75
1,94
5,10
8,80
8,02
1,18
1,08
3,10
8,60
6,27
4,27
2,07
4,30
10,00
6,82
3,13
1,77
0,00
5,05
0,69
2,42
1,56
0,00
6,00
1,58
2,84
1,69
0,00
3,00
0,78
1,11
1,05
4,10
8,45
6,41
1,88
1,37
1,10
8,70
5,17
5,93
2,44
0,05
8,20
5,22
8,16
2,86
0,50
3,10
1,99
0,71
0,84
0,30
7,40
2,55
4,76
2,18
0,00
4,30
1,47
2,12
1,46
4,35
8,30
6,65
1,66
1,29
3,10
8,40
5,99
2,49
1,58
1,80
7,20
4,44
3,81
1,95
0,00
5,90
1,62
2,97
1,72
0,10
4,30
1,27
1,60
1,26
0,00
5,40
1,43
3,40
1,84
2,5% Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita) textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
2%
3%
0,00
7,05
3,36
5,86
2,42
0,00
8,40
1,33
6,58
2,57
5,20
9,95
7,49
2,76
1,66
4,30
9,00
7,52
1,83
1,35
5,50
10,00
7,26
1,88
1,37
7,60
9,90
8,93
0,61
0,78
2,35
7,30
4,61
2,73
1,65
0,00
9,80
3,69
7,93
2,82
1,55
7,20
4,49
3,37
1,84
1,90
7,10
4,11
3,71
1,93
4,20
10,00
6,51
2,90
1,70
4,30
8,80
6,38
2,43
1,56
0,00
4,00
0,83
1,68
1,30
0,00
4,20
0,62
1,71
1,31
0,65
8,00
5,18
6,26
2,50
0,50
8,60
4,66
8,71
2,95
0,00
3,90
1,35
1,42
1,19
0,50
6,00
2,18
2,80
1,67
2,20
6,65
4,78
1,54
1,24
0,90
7,70
4,33
5,26
2,29
0,00
6,80
1,51
4,77
2,18
0,00
5,50
2,26
3,83
1,96
57
Tab. 14 Statistické vyhodnocení jogurtů s aditivem A – 14 dní po fermentaci. Koncentrace funkce Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita) textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
0% min
max
0,5 %
prům.
Var.p
Smod ch.p
min
max
textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
Smod ch.p
min
max
prům.
Var.p
Smod ch.p
8,35
3,82
7,51
2,74
0,00
9,30
5,29
10,54
3,25
2,80
7,80
4,78
3,16
1,78
2,00
9,30
5,38
5,29
2,30
4,50
9,30
7,10
3,31
1,82
5,90
9,20
7,96
1,18
1,09
1,90
5,50
4,07
1,20
1,10
1,80
7,50
4,50
4,67
2,16
3,50
8,60
6,64
2,87
1,69
1,30
7,70
3,89
5,26
2,29
1,90
7,50
4,50
3,91
1,98
0,30
6,50
2,58
5,93
2,43
0,10
8,00
4,32
6,58
2,57
0,10
8,55
5,39
6,28
2,51
1,00
8,20
5,83
4,82
2,19
1,60
7,40
4,99
2,68
1,64
2,75
6,50
4,61
1,75
1,32
4,80
8,30
6,66
1,93
1,39
0,00
8,20
1,96
7,80
2,79
0,00
6,40
2,24
7,60
2,76
0,00
3,30
0,69
1,18
1,08
4,60
9,90
7,93
2,74
1,66
1,60
9,50
7,06
7,46
2,73
0,80
9,00
6,67
6,49
2,55
0,00
0,85
0,34
0,10
0,31
0,00
3,40
0,76
1,09
1,05
0,00
3,90
0,93
2,07
1,44
0,00
4,60
2,07
2,03
1,42
0,00
4,25
1,91
1,59
1,26
1,15
8,20
4,35
5,01
2,24
0,00
8,40
4,28
9,74
3,12
0,00
7,80
4,09
6,67
2,58
0,00
6,55
2,78
5,27
2,30
1,5 %
2%
0,00
8,70
3,78
9,65
3,11
0,00
8,00
2,53
8,30
2,88
2,00
7,70
4,39
3,81
1,95
3,10
9,30
6,51
3,75
1,94
3,10
9,30
6,85
4,42
2,10
7,00
9,20
8,37
0,42
0,65
1,50
8,35
4,31
6,01
2,45
1,80
9,20
5,96
5,18
2,28
4,60
9,15
6,69
1,76
1,33
1,60
5,35
3,37
1,80
1,34
0,90
6,60
3,67
4,26
2,06
0,30
6,90
3,04
5,97
2,44
0,10
8,00
5,31
6,31
2,51
0,10
8,00
4,91
6,24
2,50
2,40
7,85
6,04
3,21
1,79
4,50
7,30
5,67
1,09
1,04
3,80
8,00
5,63
2,13
1,46
5,10
8,40
7,09
1,73
1,32
0,00
2,90
0,73
0,91
0,96
0,00
6,60
1,38
4,59
2,14
0,00
3,00
0,91
1,31
1,14
3,90
9,90
7,46
4,00
2,00
2,30
10,00
8,05
5,20
2,28
3,30
9,50
7,53
3,65
1,91
0,00
1,35
0,69
0,20
0,45
0,00
2,20
0,70
0,68
0,83
0,00
2,80
1,09
1,41
1,19
0,00
6,00
2,50
3,19
1,79
0,30
7,60
3,34
5,63
2,37
2,30
7,80
4,58
2,82
1,68
0,00
7,80
4,56
8,88
2,98
0,00
8,90
4,13
10,32
3,21
0,00
6,90
2,34
4,81
2,19
2,5% Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita)
Var.p
0,40
1% Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita)
0,75 %
prům.
3%
1,20
7,10
3,64
5,00
2,24
0,00
9,10
1,90
9,29
3,05
5,90
9,20
7,96
1,18
1,09
2,00
8,90
6,01
5,46
2,34
4,60
9,55
7,84
2,10
1,45
5,80
9,90
7,33
2,09
1,45
0,30
7,10
2,99
5,89
2,43
2,30
8,50
4,46
3,81
1,95
4,80
7,20
5,74
0,57
0,76
0,10
6,10
3,94
3,92
1,98
4,55
8,90
6,88
2,23
1,49
4,00
8,25
5,92
3,01
1,73
0,00
3,55
0,72
1,37
1,17
0,00
5,20
1,54
4,09
2,02
0,80
9,60
6,59
7,51
2,74
3,75
9,60
7,47
4,93
2,22
0,00
2,00
0,83
0,50
0,71
0,00
2,20
0,94
0,58
0,76
2,30
8,30
4,67
4,04
2,01
0,00
9,00
3,03
7,74
2,78
0,00
7,40
2,19
5,86
2,42
0,00
9,90
4,30
10,60
3,26
58
Tab. 15 Statistické vyhodnocení jogurtů s aditivem B - den po fermentaci. Koncentrace funkce Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita) textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
0% min
max
0,5 %
prům.
Var.p
Smod ch.p
min
max
textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
Smod ch.p
min
max
prům.
Var.p
Smod ch.p
8,30
6,91
0,99
0,99
0,00
8,10
5,81
5,45
2,33
2,60
9,80
6,38
4,20
2,05
5,00
8,10
6,73
1,09
1,05
2,20
7,60
5,23
4,27
2,07
2,40
7,40
5,24
3,96
1,99
0,10
5,30
2,47
4,12
2,03
1,80
8,10
4,51
3,51
1,87
1,60
4,90
2,86
1,59
1,26
0,50
4,10
1,96
1,58
1,26
1,20
7,10
4,21
4,35
2,09
1,20
6,10
3,69
3,69
1,92
3,00
7,30
5,54
1,93
1,39
2,00
7,00
4,09
2,93
1,71
2,00
6,60
4,31
3,23
1,80
5,10
9,20
6,87
1,72
1,31
2,00
8,00
5,00
3,35
1,83
4,10
6,90
5,49
0,77
0,88
0,00
3,25
0,88
1,01
1,00
0,00
8,30
1,47
6,99
2,64
0,00
4,30
1,00
1,89
1,37
0,60
7,85
3,96
5,44
2,33
2,20
5,50
3,96
1,09
1,04
0,70
8,40
3,98
5,82
2,41
0,20
4,60
1,94
3,02
1,74
0,00
5,30
2,40
4,42
2,10
0,00
5,80
2,37
5,36
2,32
2,50
10,00
5,65
3,84
1,96
1,10
7,70
4,90
4,90
2,21
1,10
6,10
4,30
3,32
1,82
0,00
5,75
1,23
4,19
2,05
0,00
4,70
1,15
2,15
1,47
0,00
3,10
0,96
1,13
1,06
1,5 %
2%
4,00
8,30
6,81
2,36
1,54
2,25
7,50
4,61
2,79
1,67
1,10
6,80
3,95
3,06
1,75
3,50
7,80
6,29
1,72
1,31
3,60
7,90
6,86
1,62
1,27
4,30
8,50
7,10
1,61
1,27
1,10
6,00
3,94
1,91
1,38
2,70
8,80
5,92
3,32
1,82
4,20
8,70
6,70
2,81
1,68
0,90
6,40
4,13
2,31
1,52
0,50
3,70
2,09
1,23
1,11
0,70
5,30
3,49
3,01
1,73
2,00
6,40
4,72
2,01
1,42
3,30
8,90
5,27
2,72
1,65
2,20
5,55
3,52
1,44
1,20
0,80
8,50
4,01
5,29
2,30
4,30
9,00
6,51
2,46
1,57
5,55
8,40
7,33
1,03
1,01
0,00
8,80
2,06
9,51
3,08
0,00
6,60
1,77
4,36
2,09
0,00
2,00
0,48
0,42
0,65
0,45
6,30
3,68
2,76
1,66
3,55
8,20
5,63
3,19
1,79
3,10
6,20
4,46
0,80
0,90
0,00
4,60
2,73
3,65
1,91
0,00
3,20
1,34
0,98
0,99
0,00
3,70
1,77
1,14
1,07
1,10
7,10
4,50
2,87
1,69
2,30
8,60
5,93
3,30
1,82
4,90
7,90
6,37
1,10
1,05
0,00
3,50
0,75
1,28
1,13
0,00
6,60
1,42
4,12
2,03
0,00
2,10
1,03
0,40
0,63
2,5% Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita)
Var.p
5,75
1% Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita)
0,75 %
prům.
3%
1,20
5,80
4,24
2,25
1,50
0,30
4,70
2,53
2,25
1,50
6,40
8,50
7,27
0,41
0,64
4,20
8,40
7,23
1,74
1,32
2,80
8,10
5,81
3,49
1,87
4,40
8,90
6,56
1,87
1,37
0,10
6,40
3,54
6,09
2,47
1,00
8,00
3,40
6,23
2,50
1,90
7,30
3,91
3,67
1,92
2,20
8,00
4,87
3,44
1,85
4,30
7,90
6,34
1,47
1,21
4,20
8,10
6,16
1,47
1,21
0,00
6,30
1,30
4,34
2,08
0,00
5,80
1,56
2,96
1,72
2,40
8,60
5,04
3,62
1,90
3,60
9,20
6,71
2,92
1,71
0,00
2,90
1,30
0,74
0,86
0,00
3,60
1,14
1,36
1,17
2,50
8,50
6,05
3,54
1,88
0,00
8,00
4,64
5,62
2,37
0,00
3,40
0,97
1,33
1,15
0,00
6,70
2,36
6,62
2,57
59
Tab. 16 Statistické vyhodnocení jogurtů s aditivem B – 14 dní po fermentaci. Koncentrace funkce Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita) textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
0% min
max
0,5 %
prům.
Var.p
Smod ch.p
min
max
textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
textura intenzita kyselé vůně celková příjemnost vůně cizí vůně intenzita kyselé chuti intenzita sladké chuti celkový dojem cizí chuť
Smod ch.p
min
max
prům.
Var.p
Smod ch.p
8,50
6,73
4,83
2,20
4,20
7,10
5,63
1,11
1,06
0,00
7,50
3,12
6,48
2,55
3,40
8,50
6,36
3,43
1,85
5,80
9,20
7,45
0,97
0,98
3,80
8,60
7,01
2,03
1,42
1,60
5,20
2,83
1,39
1,18
3,00
7,20
5,31
2,32
1,52
1,90
5,70
3,05
1,60
1,26
0,10
6,00
2,93
3,92
1,98
0,00
5,10
2,71
2,32
1,52
0,00
6,00
2,55
3,47
1,86
2,50
5,70
4,29
1,22
1,11
2,20
7,00
4,69
2,41
1,55
1,90
8,65
5,24
4,42
2,10
3,30
8,80
6,45
3,16
1,78
5,00
8,40
6,48
1,00
1,00
4,70
8,20
6,22
1,52
1,23
0,00
7,40
1,29
6,27
2,50
0,00
2,10
0,44
0,43
0,65
0,00
5,30
0,88
2,85
1,69
6,90
8,90
7,99
0,37
0,61
0,20
8,40
6,30
5,77
2,40
0,70
8,40
5,30
4,46
2,11
0,00
0,60
0,29
0,06
0,24
0,00
3,10
1,30
0,93
0,96
0,20
4,30
1,86
1,28
1,13
0,60
4,40
2,60
2,07
1,44
2,50
7,00
5,19
1,64
1,28
3,20
7,50
5,26
1,68
1,30
0,35
8,80
4,02
10,21
3,20
0,15
4,30
1,68
1,56
1,25
0,00
6,00
1,43
3,55
1,88
1,5 %
2%
3,30
7,20
5,80
1,37
1,17
0,80
6,50
4,37
3,23
1,92
1,70
6,40
3,15
2,31
1,52
5,80
9,20
7,36
0,85
0,92
6,00
8,50
7,21
0,53
2,08
4,60
8,75
6,90
1,69
1,30
3,20
6,20
4,76
1,18
1,09
2,40
8,10
4,85
3,65
1,99
5,90
7,75
6,73
0,32
0,57
0,00
5,50
2,48
2,41
1,55
0,10
6,90
3,69
6,92
2,72
1,70
8,90
5,11
8,22
2,87
1,50
6,50
4,81
2,61
1,62
2,50
7,60
5,30
3,01
1,88
3,00
7,55
5,79
2,23
1,49
5,20
7,80
6,49
0,96
0,98
3,50
7,35
5,57
1,71
1,73
1,80
7,00
4,74
2,58
1,61
0,00
1,90
0,41
0,35
0,59
0,00
3,40
0,85
1,32
1,21
0,00
6,60
1,40
4,38
2,09
0,20
7,40
3,94
3,82
1,96
8,40
9,70
8,87
0,21
2,54
6,70
9,20
8,17
0,57
0,75
0,20
4,00
2,28
2,03
1,43
0,00
0,60
0,21
0,04
0,21
0,00
1,00
0,35
0,12
0,34
3,00
7,30
5,46
1,65
1,29
0,00
3,10
1,54
1,24
1,11
0,00
6,40
1,96
3,46
1,86
0,00
5,30
1,79
2,92
1,71
0,60
8,10
5,06
8,28
2,97
0,00
7,70
3,59
7,39
2,72
2,5% Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita)
Var.p
1,65
1% Uvolňování syrovátky příjemnost barvy konzistence (viskozita)
0,75 %
prům.
3%
0,00
5,90
3,10
3,75
1,94
0,00
3,40
1,59
2,01
1,42
6,20
9,20
7,54
0,94
0,97
4,50
8,50
6,60
1,79
1,34
5,50
9,05
7,59
1,08
1,04
4,20
8,95
6,58
2,34
1,53
1,50
4,90
3,84
1,00
1,00
0,10
8,10
4,86
9,23
3,04
5,00
8,10
6,90
1,14
1,07
2,50
7,20
5,31
3,22
1,79
2,00
7,20
4,04
2,96
1,72
2,80
7,35
4,79
2,21
1,49
0,00
7,90
1,93
7,23
2,69
0,00
5,00
1,18
2,62
1,62
7,80
9,70
9,13
0,41
0,64
8,20
9,90
9,30
0,36
0,60
0,00
0,50
0,18
0,03
0,19
0,00
0,50
0,11
0,03
0,17
0,00
6,00
1,41
3,89
1,97
0,00
3,10
1,34
0,96
0,98
0,00
8,50
3,09
8,82
2,97
0,00
9,10
4,90
13,09
3,62
60
Tab. 17 Analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95% pro aditivum A, den po fermentaci.
Zdroj variability Řádky Sloupce Chyba
SS Rozdíl 483,91 11 6,1789 7 99,693 77
Celkem
589,78
Hodnota P MS F F krit 43,992 33,978 0,0000 1,9153 0,8827 0,6818 0,687 2,131 1,2947
95
Tab. 18 Analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95% pro aditivum A, 14 dní po fermentaci.
Zdroj variability Řádky Sloupce Chyba
SS Rozdíl MS F 372,58 10 37,258 44,237 5,4491 7 0,7784 0,9243 58,956 70 0,8422
Celkem
436,98
Hodnota P F krit 0,0000 1,9689 0,4933 2,1435
87
Tab. 19 Analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95% pro aditivum B, den po fermentaci.
Zdroj variability Řádky Sloupce Chyba
SS Rozdíl MS F 274,65 10 27,465 26,583 3,5225 7 0,5032 0,4871 72,322 70 1,0332
Celkem
350,49
Hodnota P F krit 0,0000 1,9689 0,8409 2,1435
87
Tab. 20 Analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95% pro aditivum B, 14 dní po fermentaci.
Zdroj variability Řádky Sloupce Chyba
SS Rozdíl MS F 371,58 10 37,158 19,682 2,7873 7 0,3982 0,2109 132,15 70 1,8879
Celkem
506,53
87
61
Hodnota P F krit 0,0000 1,9689 0,9819 2,1435
Analýzou rozptylu pomocí funkce ANOVA jsme získali tabulky č. 17 – 20. Je patrné, že analýzou rozptylu na hladině spolehlivosti 95% lze výsledky hodnot jednotlivých deskriptorů považovat za statisticky průkazné (hodnota P – 0,0000), tyto hodnoty byly uvedeny v tabulce v řádcích. Jako statisticky neprůkazné funkce ANOVA zhodnotila hodnoty ve sloupcích, což je logické, protože ve sloupcích byly pod sebou uvedeny různé deskriptory.
Deskriptory byly zpracovány do pavučinového grafu, kde okrajovými body byly koncentrace aditiva a do grafu byly pro přehlednost vyznačeny obě aditiva, a to den i čtrnáct dní po fermentaci. Nejdůležitější deskriptory jsou graficky zpracovány do grafů č. 1 – 5, zbylé grafy jsou součástí přílohy 3 (graf č. 7 -10).
Graf 1 Senzorické hodnocení konzistence (viskozity) jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
Při vyhodnocení deskriptoru konzistence v grafu č. 1 je na první pohled patrné, že nejhustší konzistenci mělo aditivum A jeden den po fermentaci o koncentraci 3 % a poté 1 %. Je vidět, že jogurt s aditivem B nedosahoval dle hodnocení posuzovatelů takové viskozity jako jogurt s aditivem A.
62
Graf 2 Senzorické hodnocení intenzity kyselé vůně u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
Hodnocení intenzity kyselé vůně dle grafu č. 2 bylo poměrně vyrovnané u všech vzorků. Nejintenzivnější kyselou vůni vykazoval vzorek jogurtu s aditivem B, 14 dní po fermentaci a s koncentrací 2,5 % aditiva.
Graf 3 Senzorické hodnocení intenzity kyselé chuti u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
Ze senzorického hodnocení vyšlo najevo, že všechny vzorky byly poměrně velmi kyselé chuti (graf č. 3). Nejkyselejší byl vzorek s aditivem B, 14 dní po fermentaci a s koncentrací 3 a 2,5 %. Nejméně kyselé se kupodivu jevily hodnotitelům vzorky se stejným aditivem, ovšem den po fermentaci. Ovšem i v den po fermentaci se hodnotitelům jevila nejkyselejší koncentrace 3 %. Z grafu č. 3 je patrné, že hodnotitelé vždy poznaly zvýšenou kyselost 14 dní po fermentaci.
63
Graf 4 Senzorické hodnocení celkového dojmu jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
Nejlepší celkový dojem na posuzovatele udělal vzorek jogurtu s aditivem A, den po fermentaci a koncentrací 0,5 % a dále 1 % aditiva, jak je možné vidět na grafu č. 4. U vzorku aditiva B to byly koncentrace 2 % a 2,5 %, rovněž den po fermentaci. Je patrné, že na celkový dojem jogurtu má vliv délka fermentace, vzorky s 14 - ti denní fermentací nedosahovaly zdaleka takového dojmu jako vzorky den po fermentaci. Nejhůře dopadly dle hodnocení posuzovatelů vzorky s aditivem B, 14 dní po fermentaci a větším obsahem aditiva – 1 %, 2,5 %, 3 %.
Graf 5 Senzorické hodnocení cizí chuti jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
Při hodnocení cizí chutě ve vzorcích jogurtů (graf č. 5) hodnotitelé uváděli, že cizí chutě obsahovaly zejména vzorky 14 dní po fermentaci, a to jak u aditiva A, tak i u aditiva B. Toto může být způsobeno vznikem dalších aromatických látek při fermentaci. 64
MODLER a kol. (1983) porovnávali osmnáct nízkotučných jogurtových mlék, připravených ze všech kombinací šesti druhů proteinů (tři kaseinové a tři syrovátkové produkty) a tři proteinové koncentrace (0,05; 1,0 a 1,5 % přidaných bílkovin) čtyřmi fyzikálními a čtyřmi senzorickými vlastnostmi. Kromě zvyšujícího se množství bílkovin vzrostla i pevnost gelu a snížila se synereze. Obecně platilo, že kaseinové jogurty byly pevnější s menší synerezí, než jogurty na základě syrovátkových bílkovin. Kaseinové bílkoviny, zejména kaseinát sodný, tvořily jogurty, které měly obecně horší hladkost a vzhled než želatina. Syrovátkové proteinové koncentráty s přidáním 1,0 a 1,5 % bílkovin tvořily jogurty obecně lepší než kaseinové produkty, ať už co se týče vzhledu nebo hladkosti. Technologie úpravy byly významné pro všechny proměnné kromě pH. Interakce mezi proteinovým typem a procentem proteinu byla významná pro měření pevnosti gelu, titrační kyselost, hladkost a vzhled, ale nebyla významná pro synerezi, pH, senzorickou pevnost a smyslovou kyselost. SOUKOULIS, PANAGIOTIDIS, KOURELI, TZIA (2007) uvádí, že chuť a textura jsou nejvýraznější faktory, které ovlivňují kvalitu a příjemnost jogurtu a fermentovaného mléka. Mnoho parametrů ovlivňuje chuť a texturu jogurtu, jako například startovací kultury, inkubační teploty, podmínky zpracování (např. tepelné zpracování, homogenizace) a kompoziční vlastnosti mléčného základu. Tepelné ošetření mléka je považována za rozhodující faktor pro tvorbu textury. Zahřívání podporuje denaturaci syrovátkových bílkovin, takže je možné spojení s kaseinovými micelami. Syrovátkové bílkoviny jsou vázány na kaseiny pomocí disulfidické vazby a hydrofobní interakce. Použití časově - teplotního režimu v rozmezí 8 až 85 °C po dobu 30 minut na 90 až 95 °C po dobu 5min je považováno za adekvátní pro výrobu vysoce kvalitního jogurtu. Jogurt připravený z tepelně neošetřeného nebo nedostatečně tepelně ošetřeného mléka, se vyznačuje špatnou strukturou, slabým gelem a pevností, a zvýšeným uvolňováním syrovátky. Přídavek hydrokoloidů je způsobem ke zvýšení pevnosti a viskozity jogurtu. Funkčnost hydrokoloidů je prokázána jejich schopností vázat vodu, reagují s mléčnými složkami (zejména bílkovinami), a stabilizují bílkovinné sítě, které zabraňují volnému pohybu vody. HARPER a kol. (1991) prováděli senzorické hodnocení u vzorků běžných bílých jogurtů. Deset vyškolených odborníků hodnotilo intenzitu senzorických deskriptorů od 17 komerčních běžných jogurtů a 153 spotřebitelů, kteří konzumují běžný jogurt alespoň jednou za měsíc, hodnotili stejné jogurty. Byl zde široký rozsah v hedonickém 65
hodnocení spotřebitelů u všech smyslových faktorů s významnými rozdíly pro vzhled a sladkost. Spotřebitelé naznali drtivou většinu vzorků jako příliš kyselé, a ne dost sladké. Hedonická hodnocení pro sladkost, kyselost, vzhled, chuť a texturu byla v pozitivní korelaci s celkovou představou. Vzorky hodnocené jako nejlepší v celkovém hodnocení chuti měly kyselost v měřítku nejblíže na "tak akorát". Spotřebitelské reakce na hedonické hodnocení a určené faktory se lišily podle pohlaví respondentů. Hodnocení pro všechny deskriptory byly výrazně odlišné. Kyselost, s vysokou intenzitou hodnocení, byla nejdůležitější v popisu obyčejný jogurt. Vzorky hodnocené nejpříznivěji označili spotřebitelé jako vzorky s nižší intenzitou kyselosti, acetaldehydu, slanosti a hořkosti a vyšší intenzitou hodnocení pro sladkost, mléčnost a vařivou chuť. Titrační kyselost a pH byly v korelaci s mnoha určovanými deskriptory důležitými pro přijatelnost spotřebitele. Lepší kontrola pH jogurtu by vedla k příznivějším úrovním kyselosti, které by měly zvýšit přijatelnost pro spotřebitele.
Nejlepší hodnocení celkového dojmu měl vzorek jogurtu s aditivem A, jeden den po fermentaci a obsahoval 0,5 % aditiva. Tento vzorek byl posuzovateli ohodnocen jako vzorek s nízkým obsahem cizích chutí, rovněž intenzita kyselé chuti byla u tohoto procenta aditiva posouzena jako nízká.
5.3 Analýza FT NIR spektrometrem Vzorky jogurtů byly analyzovány FT NIR spektrometrem (příloha 5) a jako metoda pro zhodnocení, zda tento přístroj je schopný detekovat přídatné látky a rozdíly mezi nimi, byla vybrána diskriminační analýza. Je to spektrální klasifikační technika, na jejímž základě můžeme určit, do jaké třídy či skupiny známých standardů neznámý vzorek patří. Výsledkem DA je jméno třídy nebo skupiny, které jsou hodnocenému spektru nejpodobnější. Při definici třídy materiálu pomocí více kalibračních standardů vzniká v kalibračním modelu shluk bodů – tzv. KLASTR (Nikolet CZ, 2010). Cílem práce bylo posoudit, zda pomocí diskriminační analýzy je NIR spektroskopie schopna rozlišit jednotlivé druhy hydrokoloidů (A a B), které byly přidány do vyrobených jogurtů a dále posoudit, zda je možné rozeznat přídavky koncentrací přidávaných hydrokoloidů (A a B). Z proměřených vzorků byla nejprve získána spektra (obr. č. 8, 10, 13, 17), která byla následně vyhodnocována pomocí diskriminační analýzy.
66
Při první diskriminační analýze jsme porovnávali spektra jogurtů s přídavkem hydrokoloidu A a hydrokoloidu B (obr. 8).
Obr. 8 NIR spektra jogurtů s přídavkem hydrokoloidu A (červená) a hydrokoloidu B (fialová).
Při porovnávání spekter jogurtů došlo k vytvoření klastrů, a i k tvorbě tzv. diskriminačního kříže, což značí, že FT - NIR spektrometr dokázal spolehlivě od sebe rozlišit jogurty s přídavkem hydrokoloidu A nebo hydrokoloidu B (obr. 9).
Obr. 9 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem hydrokoloidu A (□) a hydrokoloidu B (∆).
67
Hydrokoloid A Dalším krokem našeho zkoumání bylo, zda FT-NIR zachytí rozdíl mezi jednotlivými přidanými koncentracemi hydrokoloidu A. Jednalo se o koncentrace: 0 %, 0,5 %, 0,75 %, 1 %, 1,5 %, 2 %, 2,5 %, 3 %. Při porovnávání všech spekter různých koncentrací hydrokoloidu A (obr. 10) došlo k vytvoření klastrů, a téměř u všech i k tvorbě diskriminačního kříže, což značí, že FTNIR spektrometr spolehlivě zachytil rozdílné přídavky koncentrací. Ukázku zachycení rozdílů lze vidět na obr. 11 a 12. Rovněž lze na těchto obrázcích vidět, že přístroj je schopen rozeznat i jiné koncentrace (označeny kolečkem), ovšem neumí k nim přiřadit hodnoty, protože diskriminační analýza slouží pro kvalitativní analýzu vždy 2 látek mezi sebou.
Obr. 10 NIR spektra jogurtů s přídavkem koncentrací 0,5%; 0,75%; 1% a
1,5%
hydrokoloidu A. Z obr. 10 nelze na první pohled rozeznat viditelné rozdíly mezi koncentracemi aditiv 0,5; 0,75; 1 a 1,5 %.
Obr. 11 Diskriminační analýza jogurtů přídavkem koncentrací 1% (□) a 0,5% (∆) hydrokoloidu A. 68
Diskriminační analýza spolehlivě dokázala rozlišit přídavek 1 % a 0,5 % aditiva A. Na obr. 11 je vidět, že FT NIR spektrometr rozpoznal i koncentraci aditiv 0,75 % a 1,5 %.
Obr. 12 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 0% (□) a 2% (∆) hydrokoloidu A. FT NIR spektrometr dokázal spolehlivě rozpoznat 0 % a 2 % přídavek aditiva A, rozpoznal rovněž spolehlivě 0,75 %, 1 % a 1,5 % koncentraci (obr. 12) U koncentrací 2 % - 2,5 % (obr. 14) a 2,5 - 3% se diskriminační kříž nevytvořil. Vytvořily se pouze klastry, což značí, že lze od sebe tyto koncentrace rozlišit, ale s menší spolehlivostí, než v ostatních případech.
Obr. 13 NIR spektra jogurtů s přídavkem koncentrací 2 (fialová) a 2,5% (červená) hydrokoloidu A.
69
Obr. 14 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 2% (□) a 2,5% (∆) hydrokoloidu A.
Hydrokoloid B Při zjišťování citlivosti FT - NIR spektrofotometru na rozlišení rozdílů mezi přidanými koncentracemi (0 %, 0,5 %, 0,75 %, 1 %, 1,5 %, 2 %, 2,5 %, 3 %) hydrokoloidu B, byly zjištěny následující výsledky.
Obr. 15 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 0% (□) a 2% (∆) hydrokoloidu B. Při porovnávání všech spekter různých koncentrací hydrokoloidu B došlo opět k vytvoření klastrů, ale tvorba diskriminačního kříže byla přítomna jen v některých případech (obr. 15). 70
U koncentrací 0,75 % - 1 %; 0,75 % - 1,5 %; 1 % - 1,5 % (obr. 18) a 2,5 – 3 % se diskriminační kříž nevytvořil. Vytvořily se pouze klastry, což značí, že lze od sebe tyto koncentrace rozlišit, ale s menší spolehlivostí, než v ostatních případech. Na obr. 16 můžeme vidět, že se klastery porovnávaných koncentrací míchají s klastery dalších koncentrací, což značí, že si jsou spektra podobná a pro jejich rozpoznání by bylo potřeba naměřit více vzorků s těmito koncentracemi.
Obr. 16 Diskriminační analýza jogurtů přídavkem koncentrací 0,75% (□) a 3% (∆) hydrokoloidu B.
Obr. 17 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 1% (modrá) a 1,5% (červená) hydrokoloidu B.
71
Obr. 18 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 1% (□) a 1,5% (∆) hydrokoloidu B. Z těchto výsledků můžeme usuzovat, že u koncentrací lišících se od sebe jen o 0,25 % až 0,5 % je citlivost FT-NIR spektrofotometru menší než u koncentrací lišících se o více jak 1 %.
Diskriminační analýzu využili ve své práci RŮŽIČKOVÁ
a kol. při hodnocení
napadení gloedosporiovou hnilobou u dvou odrůd jablek pomocí NIR spektroskopie. Záměrem pokusu bylo, aby došlo k rozdělení nepoškozených plodů a plodů infikovaných. U obou odrůd byl rozdíl spekter pro zdravé a nemocné plody velmi zřetelný. Z výsledků práce bylo patrné, že diskriminační analýza je vhodnou metodou pro rozlišení spekter podle kvality. Cíle práce ŠUSTOVÉ (2007) bylo posoudit vliv teplot měření složení kravského mléka pomocí NIR spektroskopie. Zjišťován byl možný rozdíl u 90 vzorků syrového kravského mléka temperovaného ve vodní lázni na teploty 20 °C, 21 °C, 23 °C a 25 °C. Vzorky mléka byly proměřeny na přístroji FT NIR Antaris. Všechna získaná spektra při každé teplotě mléka byla podrobena také diskriminační analýze. Výsledkem bylo rozvržení do klastrů, které by mělo odpovídat vybraným teplotám měření. Je tedy zřejmé, že teplota může výrazně ovlivnit měření, proto je žádoucí při měření pomocí NIR spektrometru dodržovat stejné teploty stanovení. GUTIÉRREZ a kol. (2009) použily plynovou chromatografii ke stanovení triacylglycerolů v mléce a nemléčném tuku. Hodnoty triacylglycerolů byly podrobeny diskriminační analýze pro detekci a kvantifikaci nemléčného tuku v mléčném tuku. 72
Byly analyzovány dvě skupiny mléčného tuku: A) mléčný tuk z centrálních oblastí Mexika (n = 216) a B) ultrapasterovaný mléčný tuk od 3 zemědělských podniků (n = 36), stejně jako vepřové sádlo (n = 2), hovězí lůj (n = 2), rybí tuk (n = 2), arašídový (n = 2), kukuřičný (n = 2), olivový (n = 2), a sójový (n = 2). Vzorky syrového mléka byly falšovány nemléčným tukem v poměru 0, 5, 10, 15, a 20 %. První získaná diskriminační analýza umožnila správné zařazení 94,4 % vzorků s obsahem < 10 % falšování. Hodnoty
triacylglycerolů
ultrapasterovaných
mléčných
tuků
byly
hodnoceny
diskriminační analýzou, která prokázala, že jeden podnik přidával nemléčný tuku do svých výrobků v 80 % analyzovaných vzorcích. ČURDA, KUKAČKOVÁ, NOVOTNÁ (2002) tvrdí, že ideálně se NIR spektroskopie hodí k analýze vzorků s vysokým obsahem vody. Kvalitativní analýza založená na NIR spektrech slouží také k identifikaci či klasifikaci souborů vzorků. Ke kontrole kvality vybraných mléčných výrobků – jogurtů využila NIR spektroskopii ve své diplomové práci i BARTOŠÍKOVÁ (2008). Obsahy složek byly měřeny FT NIR spektrometrem. Měřeny byly složky jogurtů s příchutí – rozmixované a nerozmixované. S využitím diskriminační analýzy bylo možno rozlišit rozdíly mezi těmito jogurty. LIU a kol. (2006) využili NIR v kombinaci s multivariační analýzou ke klasifikaci zeměpisného původu obchodních vín Tempranillo z Austrálie a Španělska. Vína (n = 63) byla testovány ve VIS a NIR oblasti (400 do 2500 nm. Provedená diskriminační analýza správně zařadila 72 % australských vín a 85 % španělských vín. Tyto výsledky ukazují na potenciál využití VIS a NIR spektroskopie v kombinaci s chemometriií jako rychlou metodu pro klasifikaci Tempranillo vín dle jejich zeměpisného původu Data z blízké infračervené (NIR) byla také použita NAVRÁTILEM a kol. (2004) pro on-line sledování fermentace jogurtu a filmjölk (švédský jogurt- z kyselého mléka) v průmyslových podmínkách. Prezentované výsledky ukazují, že NIR má potenciál pro rychlé on-line monitorování a hodnocení kvality fermentace jogurtů.
73
6 ZÁVĚR Cílem diplomové práce bylo posoudit, zda FT NIR spektrometrie je vhodnou metodou pro detekci přídatných látek v jogurtech. Přídatné látky dnes zajímají stále více lidí, což lze odvodit i ze značného rozšíření různých tiskovin týkajících se nevhodnosti jejich příjmu (SYROVÝ, 2009). Důležité pro vypracování práce bylo studium dostupné odborné literatury týkající se problematiky výroby jogurtů a používání aditiv v těchto kysaných mléčných výrobcích. V tomto oblíbeném mléčném výrobku je možné se setkat pouze s vybranými skupinami přídatných látek a to se sladidly (aspartam), barvivy (annatto), konzervanty (kyselina sorbová) a stabilizátory, zejména hydrokoloidy. Jogurty pro chemickou analýzu, senzorickou analýzu a NIR spektroskopii byly vyráběny v laboratorních podmínkách z polotučného trvanlivého mléka, ošetřeného UHT záhřevem, s přídavkem sušené jogurtové kultury Lactoflora společnosti Milcom, fermentací v obalu a různým obsahem aditiva A a B v koncentracích 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3 %. Z referenčních analytických metod byly prováděny tyto: obsah tuku, sušina, titrační kyselost (°SH), aktivní kyselost (pH). U vzorku s aditivem B se obsah sušiny zvyšoval s rostoucím % aditiva. Stejně jako u aditiva A nebyla prokázána závislost obsahu aditiva na změny pH. Byla prokázána statisticky průkazná závislost koncentrace aditiva a titrační kyselosti, nicméně s ne zcela pravidelnou linearitou. Při senzorickém hodnocení byli hodnotitelům předkládány vzorky v různém pořadí, všech koncentrací, obou aditiv, den i čtrnáct dní po fermentaci. Z vytvořených pavučinových grafů je patrno, že nejhustší konzistenci mělo aditivum A jeden den po fermentaci o koncentraci 3 %. Jogurt s aditivem B nedosahoval dle hodnocení posuzovatelů takové viskozity jako jogurt s aditivem A. Všechny vzorky byly poměrně velmi kyselé chuti. Nejkyselejší byl vzorek s aditivem B, 14 dní po fermentaci a s koncentrací 3 % a poté 2,5 %. Nejméně kyselé se kupodivu jevily hodnotitelům vzorky se stejným aditivem, den po fermentaci. Po čtrnácti dnech fermentace byla u jogurtů zjištěna zvýšená kyselost. Nejlepší celkový dojem na posuzovatele udělal vzorek jogurtu s aditivem A, den po fermentaci a koncentrací 0,5 % a dále 1 % aditiva. U vzorku aditiva B to byly koncentrace 2 % a 2,5 %, rovněž den po fermentaci. Tudíž lze konstatovat, že na celkový dojem jogurtu má vliv délka fermentace. Nejhůře
74
dopadly dle hodnocení posuzovatelů vzorky s aditivem B, 14 dní po fermentaci a větším obsahem aditiva – 1 %, 2,5 %, 3 %. Pro detekci aditiv v jogurtech byla vybrána blízká infračervená spektroskopie (NIR). Tato nedestruktivní moderní analytická metoda je založena na interakcích elektromagnetického záření s hmotou, a to zejména takových, které jsou spojeny s výměnou energie mezi hmotou a zářením. Blízká infračervená spektrální oblast je vymezena vlnovými délkami v rozsahu 800 až 2500 nm. Pro kvalitativní vyhodnocení spekter byla vybrána diskriminační analýza. Je to spektrální klasifikační technika, na jejímž základě můžeme určit, do jaké třídy či skupiny známých standardů neznámý vzorek patří. Při definici třídy materiálu pomocí více kalibračních standardů vzniká v kalibračním modelu shluk bodů – tzv. KLASTR. Cílem práce bylo posoudit, zda pomocí diskriminační analýzy je NIR spektroskopie schopna rozlišit jednotlivé druhy hydrokoloidů (A a B), které byly přidány do vyrobených jogurtů a dále posoudit, zda je možné rozeznat přídavky koncentrací přidávaných hydrokoloidů (A a B). Při porovnávání spekter jogurtů s aditivy A a B došlo k vytvoření klastrů, a i k tvorbě tzv. diskriminačního kříže, což značí, že FT - NIR spektrometr dokázal spolehlivě od sebe rozlišit jogurty s přídavkem hydrokoloidu A nebo hydrokoloidu B. Při porovnávání všech spekter různých koncentrací hydrokoloidu A došlo k vytvoření klastrů, a téměř u všech i k tvorbě diskriminačního kříže, což značí, že FT-NIR spektrometr spolehlivě zachytil rozdílné přídavky koncentrací. Rovněž lze říci, že přístroj je schopen rozeznat i jiné koncentrace, ovšem neumí k nim přiřadit hodnoty, protože diskriminační analýza slouží pro kvalitativní analýzu vždy 2 látek mezi sebou. Při porovnávání všech spekter různých koncentrací hydrokoloidu B došlo opět k vytvoření klastrů, ale tvorba diskriminačního kříže byla přítomna jen v některých případech. U koncentrací 0,75 % 1 %; 0,75 % – 1,5 %; 1 % - 1,5 % a 2,5 – 3 % se diskriminační kříž nevytvořil. Vytvořily se pouze klastery, což značí, že lze od sebe tyto koncentrace rozlišit, ale s menší spolehlivostí, než v ostatních případech. Klastery porovnávaných koncentrací se míchaly s klastery dalších koncentrací, což značí, že si jsou spektra podobná a pro jejich rozpoznání by bylo potřeba naměřit více vzorků s těmito koncentracemi. Z těchto výsledků můžeme usuzovat, že u koncentrací lišících se od sebe jen o 0,25 % až 0,5 % je citlivost FT-NIR spektrofotometru menší než u koncentrací lišících se o více jak 1 %. Závěrem lze konstatovat, že FT NIR spektroskopie je vhodnou metodou pro detekci přídatných látek v jogurtech, ovšem za nutnosti naměření většího počtu vzorků.
75
7 SEZNAM LITERATURY ANGOLD, R., BEECH, G., TAGGART, J., Food biotechnology (Cambridge studies in biotechnology; 7), Cambridge University Press, 1989, 171 s., ISBN 0-521-26631-9
BARTOŠÍKOVÁ, H., Využití NIR spektrometrie k hodnocení kvality vybraných mlékárenských výrobků, diplomová práce, Mendlova univerzita Brno, 2008 BOHAČENKO I., PINKROVÁ J., PEROUTKOVÁ J., PECHAČOVÁ M., Fermentace směsí laktosy a laktulosy kmenem Lactobacillus acidophilus, Chemické Listy 101, 2007, 911−915 s., ISSN 1213-7103 BRABANDERE, A.G., BAERDEMAEKER, J.G., Effects of process conditions on the pH development during yogurt fermentation, Journal of Food Engineering Volume 41, Issues 3-4, 1999, Pages 221-227
CAMPBELL-PLATT, G., Food science and technology, Wiley – Blackwell, 2009, 508 s., ISBN 978-0-632-06421-2 ČSN 57 0530, Metody zkoušení mléka a tekutých mléčných výrobků, 108 s
ČSN ISO 11869, Jogurt – stanovení titrační kyselosti. Potenciometrická metoda, 12 s.
ČSN ISO 13580, Jogurt – stanovení obsahu celkové sušiny (referenční metoda),12 s.
ČURDA L., KUKAČKOVÁ O., NOVOTNÁ M., NIR spektroskopie a její využití při analýze mléka a mléčných výrobků, Chemické listy 96, 2002, 305 – 310 s., ISSN 12137103
DAVÍDEK, J., JANÍČEK, G., POKORNÝ, J., Chemie potravin, SNTL Praha, 1983, 632 s.
DRBOHLAV, J., VODIČKOVÁ, M.; Tabulky látkového složení mléka, ÚZPI Praha, 2002, 84 s., ISBN 80-7271-005-2
76
DRDÁK, M. a kol., Základy potravinárskych technológií, Malé centrum Bratislava, 1996, 512 s., ISBN 80-967064-1-1
DRIESSEN F.M., International Dairy Federation, Bulletin No.179, 1984, 107-115 s.
EVERETT, D., MCLEOD, R., Interactions of polysaccharide stabilisers with casein aggregates in stirred skim-milk yoghurt, International Dairy Journal 15, 2005, 1175– 1183 s., ISSN: 0958-6946
FAO/WHO, Specifications for the identity and purity of some food colours, emulsifiers, stabilizers, anti-caking agents and certain other foof additives, FAO nutrition meetings report series no.46B, WHO/Food add./70.37, Rome, 1970, 138 s. FORMAN, L., a kol, Mlékárenská technologie II, VŠCHT Praha, 1996, 228 s., ISBN 80-7080-250-2
GAJDŮŠEK, S., Laktologie, MLZU Brno, 2003, 84 s., ISBN 80-7157-657-3
GAJDŮŠEK, S., Mlékařství II., MZLU Brno, 2002, 142 s., ISBN 80-7157-342-6
GUTIÉRREZ, R.,
VEGA, S., DÍAZ,
G.,
SÁNCHEZ, J., CORONADO, M.,
RAMÍREZ, A., PÉREZ, J., GONZÁLEZ, M., SCHETTINO, B., Detection of non-milk fat in milk fat by gas chromatography and linear discriminant analysis, Journal of Dairy Science Volume 92, Issue 5, 2009, s. 1846-1855
HARPER S.J., BARNES, D.L., BODYFELT, F.W., MCDANIEL M. R., Sensory Ratings of Commercial Plain Yogurts by Consumer and Descriptive Panels, Journal of Dairy Science Volume 74, Issue 9, 1991, s. 2927-2935
HRNČÍŘOVÁ, K., Využití NIR spektroskopie při kontrole jakosti másla, Diplomová práce, Brno, 65 s., 2009
HUANG, Y. a kol., Characterization of sol–gel transitions of food hydrocolloids with near infra-red spectroscopy, LWT 40, 2007, 1018–1026 s., ISSN: 0023-6438 77
HYLMAR, B., Výroba kysaných mléčných výrobků, SNTL Praha, 1986, 212 s.
JANŠTOVÁ, B., HOLEC, J., Hygiena a technologie mléka a mléčných výrobků. Návody k praktické výuce v mlékařské dílně, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, 2004, 71 s., ISBN 80-7305-486-8
KADLEC, P., MELZOCH, K., VOLDŘICH, M. a kol., Technologie potravin. Co byste měli vědět o výrobě potravin, KEY Publishing s.r.o. Ostrava, 2009, 536 s., ISBN 97880-7418-060-6
KEOGH, M., O’KENNEDY, B., Rheology of stirred yogurt as affected by added milk fat, protein and hydrocolloids, Journal of food science - Volume 63, No. 1, 1998, 108 – 112 s., ISSN 0022-1147
KODET, J., BABOR, K., Modifikované škroby, dextriny a lepidla, SNTL Praha, 338 s., 1991, ISBN 80-03-00554-X
KODET, J., ŠLECHTA, L., ŠTĚRBA, S., Modifikované škroby; 167 s., VÚPP Praha, 1982
KODET, J., ŠOTOLOVÁ, I., ŠTĚRBA, S., Plnící, zahušťovací, gelotvorné a stabilizační
látky
pro
potraviny
(potravinářské
hydrokoloidy),
Středisko
potravinářských informací Praha, 1993, 236 s., ISBN 80-85120-32-1
KODL, J., TUREK, B., Přídatné a aromatické látky, kontaminanty a potravní doplňky v nové: potravinářské legislativě. Rukověť pro potravinářský průmysl ČR., Ústav zemědělských a potravinářských informací, Praha, 1998, 64 s., ISBN 80-86153-67-3 KOMPRDA, T., Legislativa a kontrola potravin, MZLU Brno, 1999, 169 s., ISBN 807157-360-4.
KUBÍKOVÁ, M., Aditiva – zlepšující přípravky do potravin, Potravinářská revue 1/2007, AGRAL s.r.o Praha, 33-35 s., ISSN 1801-9102
78
LIU, L., COZZOLINO D., CYNKAR, W.U. , GISHEN, M., COLBY, C.B. Geographic classification of Spanish and Australian tempranillo red wines by visible and nearinfrared spectroscopy combined with multivariate analysis, J. Agric. Food Chem. 54 (18), 2006, s. 6754–6759
LUCAS, A. a kol., Nutritional quality of dairy products and human helth, Indicators of milk and beef quality, EAAP publication, No.112, 2005, 163-166 s., ISBN 9076998485
LUKÁŠOVÁ, J., Hygiena a technologie mléčných výrobků, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, 2001, 180 s., ISBN 80-7305-415-9
MARTH, E.H., STEELE, J.L., Applied Dairy Microbiology, Marcel Dekker New York, 2001, 736 s., ISBN 0-8247-0536-X MÍKA V. a kol., Spektroskopie v blízké infračervené oblasti (NIR). (Výběr praktických aplikací v zemědělství), Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha, 2008, 48 s., ISBN 978-80-87011-53-9
MODLER, H.W., LARMOND, M.E., LIN, C.S., FROEHLICH, D., EMMONS, D.B., Physical and Sensory Properties of yogurt Stabilized with Milk Proteins, Journal of Dairy Science, Volume 66, Issue 3, 1983, s. 422-429
NAVRÁTIL, M., CIMANDER, C.,
MANDENIUS, C.F.,
On-line multisensor
monitoring of yogurt and filmjölk fermentations on production scale, Journal of Agricultural and Food Chemistry 52, 2004, s. 415–420
OZAKI, Y., MCCLURE, W.F., Near infrared spectroskopy in food science and technology, Hoboken, 2006, 408 s., ISBN 978-0-471-67201-2
ROGINSKI, H., FUQUAY, J. W., Encyclopedia of dairy sciences : Volume two, Academic Press London, 2003, 2097 s., ISBN 0-12-227235-8 RŮŽIČKOVÁ, J. a kol., Hodnocení napadení gloeosporiovou hnilobou u odrůdy jablek Idared a Golden delicious reinders pomocí NIR spektroskopie, Mendlova univerzita Brno, 2006 79
RŮŽIČKOVÁ, J., Aplikace NIR spektrometrie v kontrole kvality zemědělských materiálů a produktů, Disertační práce, Brno, 2007 SOUKOULIS, C., PANAGIOTIDIS, P., KOURELI, R., TZIA, C., Industrial Yogurt Manufacture: Monitoring of Fermentation Process and Improvement of Final Product Quality, Journal of Dairy Science 2007, Vol. 90, Issue 6, 2641-2654 s.
SYROVÝ, V., Tajemství výrobců potravin, Integrál Brno 2009, 127 s., ISBN 80903137-9-5
ŠUSTOVÁ, K., Posouzení vlivu teplot měření složení kravského mléka pomocí FT NIR spektroskopie, Mendlova univerzita v Brně, 2007, ISSN 1211-8516
TAMINE, A.Y., Fermented milks, Blackwell publishing Oxford, 2006, 280s., ISBN 0632-06458-7
TEPLÝ, M. a kol., Výroba sýrů, kaseinů a kaseinátů, SNTL Praha, 1985, 192 s.
TYKVARTOVÁ, D. a kol., Výběr hydrokoloidů pro stabilizaci jakosti termizovaných smetanových sýrů, Potravinářská Revue 2/2008, AGRAL s.r.o Praha, 74-75 s., ISSN 1801-9102
VELÍŠEK, J., Chemie potravin 1, OSSIS Tábor, 1999, 328 s., ISBN 80-902391-3-7
VRBOVÁ, T., Víme co jíme aneb průvodce „ Éčky ” v potravinách, EcoHouse Praha, 2001, 268 s., ISBN 80-238-7504-3
VYHLÁŠKA č.77/2003 Sb., kterou se stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky, mražené krémy a jedlé tuky a oleje
WALSTRA, P.,WOUTERS, J., GEURTS, T., Dairy science and technology. 2. vyd. Boca Raton: CRC/Taylor & Francis, 2006, 782 s., ISBN 0-8247-2763-0
80
WOOD, R. a kol., Analytical methods for food additives, CRC Press Cambridge, 2004, 258 s., ISBN 1-85573-722-1
ZADRAŽIL K., Mlékařství, Česká zemědělská univerzita, agronomická fakulta a ISV nakladatelství Praha, 2002, 125 s., ISBN 80-86642-15-1
Internetové zdroje: ANONYMa,
Směrodatná
odchylka,
[online]
[cit.
12.4.2011],
dostupné
z:
12.4.2011],
dostupné
z:
http://smerodatna-odchylka.navajo.cz/ ANONYMb,
Aritmetický
průměr,
[online]
[cit.
http://www.wikiskripta.eu/index.php/Aritmetick%C3%BD_pr%C5%AFm%C4%9Br ANONYMc,
Variační
koeficient,
[online]
[cit.
12.4.2011],
dostupné
z:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Sm%C4%9Brodatn%C3%A1_odchylka BUREŠOVÁ, P., Přídatné látky (aditiva), 2008, [online] [cit. 15.3.2011], dostupné z: http://www.szpi.gov.cz/docDetail.aspx?docid=1005724&docType=ART&nid=11324 KVASNIČKOVÁ, A., ICBP: Potravinářská aditiva, 2008, [online] [cit. 15.3.2011], dostupné z http://www.bezpecnostpotravin.cz/UserFiles/File/Kvasnickova/2_Deleni_PA.pdf
SEIFERTOVÁ, E., NIR: k analýze obilovin a pícnin, 2005, [online] [cit. 15.3.2011], dostupné
z:
http://www.agroweb.cz/rostlinna-vyroba/NIR:-k-analyze-obilovin-
a%20picnin__s44x21805.html
WINKLEROVÁ, D., Přídatné látky v potravinách. Legislativní východiska pro hodnocení výrobků z hlediska zdravotní nezávadnosti, 2008, [online] [cit. 4.4.2011], dostupné z: http://www.szu.cz/tema/bezpecnost-potravin/pridatne-latky-v-potravinach-1
81
8 SEZNAM OBRÁZKŮ, TABULEK A GRAFŮ Seznam obrázků Obr. 1 Stručné schéma výroby konzumního mléka Obr. 2 Stimulace a inhibice růstu jogurtových bakterií Obr. 3 Schéma výroby kysaných mléčných výrobků (jogurtů) Obr. 4 Chemická struktura Bixinu a Norbixinu Obr. 5 Struktura amylózy a amylopektinu Obr. 6 Členění technologie modifikovaných škrobů podle chemických souvislostí Obr. 7 Rámcové schéma postupu NIR kalibrace Obr. 8 NIR spektra jogurtů s přídavkem hydrokoloidu A a hydrokoloidu B) Obr. 9 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem hydrokoloidu A (□) a hydrokoloidu B (∆) Obr. 10 NIR spektra jogurtů s přídavkem koncentrací 0,5%; 0,75%; 1% a 1,5% hydrokoloidu A Obr. 11 Diskriminační analýza jogurtů přídavkem koncentrací 1% (□) a 0,5% (∆) hydrokoloidu A Obr. 12 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 0% (□) a 2% (∆) hydrokoloidu A Obr. 13 NIR spektra jogurtů s přídavkem koncentrací 2 a 2,5% hydrokoloidu A Obr. 14 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 2% (□) a 2,5% (∆) hydrokoloidu A Obr. 15 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 0% (□) a 2% (∆) hydrokoloidu B. Obr. 16 Diskriminační analýza jogurtů přídavkem koncentrací 0,75% (□) a 3% (∆) hydrokoloidu B Obr. 17 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 1% a 1,5% hydrokoloidu B Obr. 18 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 1% (□) a 1,5% (∆) hydrokoloidu B Obr. 19 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 2% (□) a 1,5% (∆) hydrokoloidu A Obr. 20 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 0,5% (□) a 1 % (∆) hydrokoloidu A 82
Obr. 21 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 0,5% (□) a 1,5 % (∆) hydrokoloidu A Obr. 22 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 1% (□) a 2,5 % (∆) hydrokoloidu B Obr. 23 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 2% (□) a 2,5 % (∆) hydrokoloidu B Obr. 24 FT-NIR spektrometr Nicolet Antaris
Seznam tabulek Tab. 1 Chemické složení syrového kravského mléka Tab. 2 Členění mléka a mléčných výrobků na druhy, skupiny a podskupiny Tab. 3 Podmínky výroby vybraných fermentovaných mléčných výrobků Tab. 4 Druhy živých mikroorganismů v KMV Tab. 5 Látkové složení jogurtu Tab. 6 Obsah mléčného tuku a sušiny tukuprosté u KMV Tab. 7 Přehled funkčních skupin potravinářských aditiv a jejich popis Tab. 8 Použití přídatných látek v jogurtu Tab. 9 Vaznost vody u různých materiálů Tab. 10 Složení polotučného mléka Vian pro výrobu jogurtů Tab. 11 Výsledky chemické analýzy pro jogurty s aditivem A Tab. 12 Výsledky chemické analýzy pro jogurty s aditivem B Tab. 13 Statistické vyhodnocení jogurtů s aditivem A - den po fermentaci Tab. 14 Statistické vyhodnocení jogurtů s aditivem A – 14 dní po fermentaci Tab. 15 Statistické vyhodnocení jogurtů s aditivem B - den po fermentaci Tab. 16 Statistické vyhodnocení jogurtů s aditivem B – 14 dní po fermentaci Tab. 17 Analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95% pro aditivum A, den po fermentaci
Tab. 18 Analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95% pro aditivum A, 14 dní po fermentaci Tab. 19 Analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95% pro aditivum B, den po fermentaci Tab. 20 Analýza rozptylu na hladině spolehlivosti 95% pro aditivum B, 14 dní po fermentaci
83
Tab. 21 Příklad senzorického hodnocení vybraných deskriptorů pro 0% aditiva A, den po fermentaci. Hodnoceno devíti posuzovateli.
Seznam grafů Graf 1 Senzorické hodnocení konzistence (viskozity) jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 2 Senzorické hodnocení intenzity kyselé vůně u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 3 Senzorické hodnocení intenzity kyselé chuti u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 4 Senzorické hodnocení celkového dojmu jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 5 Senzorické hodnocení cizí chuti jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 6 Senzorické hodnocení uvolňování syrovátky u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 7 Senzorické hodnocení příjemnosti barvy u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 8 Senzorické hodnocení textury u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 9 Senzorické hodnocení celkové příjemnosti vůně u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
Graf 10 Senzorické hodnocení intenzity sladké chuti u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci
84
9 PŘÍLOHY
85
SEZNAM PŘÍLOH Příloha č. 1 Senzorický dotazník Příloha č. 2 Příklad senzorického hodnocení vybraných deskriptorů Příloha č. 3 Pavučinové grafy ostatních deskriptorů Příloha č. 4 Diskriminační analýza Příloha č. 5 Přístrojové vybavení, laboratorní měření
86
Příloha č. 1 Senzorický dotazník
87
Příloha č. 2 Příklad senzorického hodnocení vybraných deskriptorů hodnotitel 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
deskriptor uvolňování syrovátky
0,85
1,30
0,50
1,60
3,30
4,40
6,70
2,65
0,00
příjemnost barvy
7,05
8,55
8,70
8,45
7,85
7,10
4,10
9,90
4,90
konzistence (viskozita)
1,75
1,60
5,60
4,00
5,20
3,20
2,20
2,65
3,50
textura
2,40
2,50
2,60
1,00
0,30
0,30
3,30
0,50
2,40
intenzita kyselé vůně
3,30
5,30
2,70
1,40
4,50
3,70
2,65
4,50
5,90
celková příjemnost vůně
5,40
7,00
5,70
5,85
7,75
8,80
5,10
8,50
7,10
cizí vůně
0,80
0,00
4,80
0,90
0,00
0,00
0,10
0,00
0,00
intenzita kyselé chuti
1,15
1,40
2,10
5,00
5,00
7,85
7,70
4,60
0,70
intenzita sladké chuti
1,90
2,60
4,50
4,40
0,50
1,25
0,70
1,80
1,50
celkový dojem
4,60
7,10
6,90
7,10
6,80
4,35
1,90
8,70
4,10
cizí chuť
1,00
0,20
0,85
6,40
0,35
0,50
0,00
0,10
0,70
Tab. 21 Příklad senzorického hodnocení vybraných deskriptorů pro 0% aditiva A, den po fermentaci. Hodnoceno devíti posuzovateli.
Příloha č. 3 Pavučinové grafy ostatních deskriptorů
Graf 6 Senzorické hodnocení uvolňování syrovátky u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
Graf 7 Senzorické hodnocení příjemnosti barvy u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
88
Graf 8 Senzorické hodnocení textury u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
Graf 9 Senzorické hodnocení celkové příjemnosti vůně u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
Graf 10 Senzorické hodnocení intenzity sladké chuti u jogurtů s obsahem aditiv 0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 a 3% pro aditiva A i B, den i 14 dní po fermentaci.
89
Příloha č. 4 Diskriminační analýza
Obr. 19 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 2% (□) a 1,5% (∆) hydrokoloidu A.
Obr. 20 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 0,5% (□) a 1 % (∆) hydrokoloidu A.
90
Obr. 21 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 0,5% (□) a 1,5 % (∆) hydrokoloidu A.
Obr. 22 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 1% (□) a 2,5 % (∆) hydrokoloidu B.
91
Obr. 23 Diskriminační analýza jogurtů s přídavkem koncentrací 2% (□) a 2,5 % (∆) hydrokoloidu B
příloha č. 5 Přístrojové vybavení, laboratorní měření
Obr. 24 FT-NIR spektrometr Nicolet Antaris
92
93
