ZÁKLADNÍ CHUTĚ KYSELÁ CHUŤ HOŘKÁ CHUŤ CHUŤ UMAMI
KYSELÁ CHUŤ • Kyselá chuť je pro člověka příjemná pokud není příliš silná. • Kyselé látky povzbuzují potřebné reflexy trávicího traktu a aktivují některé trávicí enzymy. V potravinách jsou přirozenou složkou nebo se dodávají, z těchto důvodů: • Kyselost v potravinách většinou souvisí s množstvím přítomných kyselin. Z chemického hlediska se kyseliny rozlišují podle aktivity protonu v roztoku tzv. pH. Slabé kyseliny mají pH mezi 3-7, zatímco silné 1-3. Toto rozlišení bohužel nelze použít na vnímání kyselé chuti. Například některé slabé organické kyseliny (např. octová v octu) chutnají mnohem kyseleji než minerální kyselina o stejném pH.
KYSELÁ CHUŤ • V potravinách jsou kyseliny přirozenou složkou nebo se dodávají z následujících důvodů: • Mají významné organoleptické vlastnosti a používají se jako aromatické látky (např. octová, kaprylová, jantarová, mléčná kyselina) • Jsou prekurzorem vonných a chuťových látek jako jsou například příslušné estery a laktony • Vykazují antimikrobní účinky a používají se jako konzervační prostředky (např. octová, dehydrooctová, propionová kyselina) • Jsou stabilizátory barvy (např. askorbová kyselina v masných výrobcích, citronová kyselina ve výrobcích z ovoce) • Působí jako sekvestranty (látky, které vytvářejí chemické komplexy s ionty kovů) a synergisty antioxidantů (např. ethylendiamintetraoctová, citronová, vinná, jablečná, askorbová, fosforečná kyselina
• Jsou látkami, které modifikují texturu (např. citronová kyselina umožňuje vznik některých pektinových gelů, srážení mléka chymosinem - laktózu a jiné sacharidy na kys. mléčnou inhibuje tvorbu krystalů v cukrovinkách) • Potlačují tvorbu zákalů (např. mléčná kyselina v nálevech fermentovaných oliv. Kvasinky a bakterie přemění cukry v olivách na kyselinu mléčnou, ktará dále sníží jejich hořkost a na druhou stranu přidá jejich charakteristickou naloženou chuť • Jsou činidly, která hydrolyzují proteiny (např. chlorovodíková kyselina při výrobě kyselých hydrolyzátů bílkovin) • Zvyšují resorpci železa ze stravy (např. citronová, mléčná, jablečná, jantarová a vinná kyselina - dostatek vitamínu C
NEJDŮLEŽITĚJŠÍ KYSELINY • Kyselina octová • dokonale mísitelná s vodou s ethanolem i dimethyletherem. • Její vodný roztok o koncentraci přibližně od 5 % do 18 % se nazývá ocet. Tradiční biotechnologie – 2 fermentační kroky 1) kvasinky – cukry na etanol 2) Acetobacter – etanol na kys. octovou
PODLE ZVYKLOSTÍ A DOSTUPNOSTI SUROVIN SE VYRÁBĚJÍ: • vinné octy (Francie, Itálie) • ovocné octy (Velká Británie, Německo, USA, Francie); • obilné octy sladové (Velká Británie); z ječmene nebo jiné obiloviny jde o produkt vzniklý bakteriální oxidací ethanolu v rokvašené sladové zápaře • lihové octy - octová fermentace zředěného lihu (ČR, Polsko, Německo, Rusko) • rýžové octy (Japonsko) se vyrábějí ze zcukřeného škrobu rýže
Balsámový ocet z Modeny: • speciální odrůdy hroznů (Trebiano, Lambrusco, Ancelotta, Sauvignon) • extrakce štávy - zahřívání na otevřeném ohni • startovací kultura = usazeniny kvasinek a baktérií z octa Mycoderma aceti • postupné zrání v dřevěných sudech (výrobní tajemství …) obvykle: kaštan, akát, třešeň, jalovec, dub • pro kvality DOC - min. doba 12 let !
• Kyselina citrónová • kyselina 2-hydroxy-1,2,3-propantrikarboxylová • ochucovací látka, hlavně u nealkoholických nápojů • Citrónová kyselina se hojně vyskytuje v ovoci (zvlášte v citrónech, kde tvorí 7 – 9 % sušiny), v menším množství je obsažena v ostatním ovoci, hlavne rybízu, v malém množství i v bramborách, obilí, ve stopách i v mléce a v mase. • S řadou vícesytných kationtu, např. se solemi v železnými a měďnatými, tvoří citrónová kyselina komplexy a proto se této kyseliny využívá k dezaktivaci stop težkých kovu. • Je to kyselina, která je silne hygroskopická, proto se musí skladovat v suchu nebo v hermeticky uzavřené sklenici se šroubovacím víčkem
• Kyselina benzoová C6H5CO2H • antimykotické činidlo, jako přírodní složka se vyskytuje v ovoci, mléčných výrobcích a balzámech. Používá se jako konzervační činidlo • Její soli (benzoan sodný, draselný, vápenatý) jsou mírně toxické (LD50 ≈ 0,5 g/kg) a používají se jako konzervační přísady • Konzervačný účinek spočívá v schopnosti kyseliny benzoové inhibovar růst kvasinek, baktérií a zvlášť plísní • Kyselina sorbová C6H8O2 • zabraňuje růstu plísní, kvasinek i některých kultur baktérií, které se mohou vyskytovat v sýrech, šťávách, marmeládách, džemech, víně či sušeném ovoci • Často se však používají jako aditiva spíše její soli (E 201 – E 203 – sorbany) a to proto, že kyselina sorbová je špatně rozpustná ve vodě • Kyselina mravenčí HCOOH – konzervace kyselých šťáv a dření.
• Kyselina dehydrooctová • v USA pro konzervaci dýní a k ošetření povrchu sýrů. • Kyselina propionová • mléčné výrobky (sýry typu Emmentál). • Kyselina mléčná • přirozený konzervační prostředek v jogurtech, kysaném zelí, olivách,... • Kyselina fumarová -trans-butendiová • inhibice mléčného kvašení vín. • Kyselina šťavelová • Kyselina fosforečná - při výrobě nealkoholických nápojů • Kyselina boritá a boritany - ve stopách v ovoci a víně a dalších rostlinných produktech , obsažena i v některých minerálkách.
• Kyselina jantarová • běžná složka téměř všech rostlinných i živočišných tkání. • vyskytuje se jako přirozená složka v ovoci, zelenině, v nealkoholických nápojích, mase, sýrech, medu, pivu… • může se vyrábět za pomoci mikroorganismu řízenou fermentací glukózy z kukuřice.
KVALITA I INTENZITA KYSELÉ CHUTI POTRAVIN A NÁPOJŮ JE OVLIVNĚNA ZEJMÉNA: • • • • •
chemickým složením teplotou texturou vůní a aromaty barvou
HOŘKÁ CHUŤ • Hořká chuť je obecně považována za signál, varující před potenciálně nebezpečnými potravinami, toxiny a jedy. • Hořké látky jsou významnou složkou především různých druhů alkoholických i nealkoholických nápojů (likérů, vermutů, vín, piva, toniku, kolových nápojů, čaje, kávy a kakaových nápojů). • Produkty s výrazně hořkou chutí vyvolávají nepříjemné chuťové podráždění, které však svým kontrastním působením podvědomě vyvolává představu příjemných pocitů, a tím zvětšuje chuť k jídlu a vylučování trávicích šťáv. • Blokátory hořké chuti (nukleotidy, adenosin monofosfát, přirozeně se vyskytující – inhibice gastducinu): přínos pro farmacii (léky), potravinářský průmysl (možno zredukovat množství cukru a soli).
Hořké látky • Dělení hořkých látek v potravinách podle původu: • přirozené složky určitých potravin • látky vznikající při zpracování a skladování potravin chemickými reakcemi nebo činností vlastních enzymových systémů. • Látky vznikající v důsledku kontaminace některými mikroorganismy • potravinářská aditiva. • Alkaloidy • organické dusíkaté sloučeniny zásadité povahy, které se vyskytují v rostlinách a vyznačují se zpravidla silnými farmakologickými účinky • obvykle jeden nebo více heterocyklických kruhů • chemicky se navzájem velmi liší, mají velmi různý farmakologický a toxický účinek
Skupina látek
Příklad
Soli
oxid vápenatý, síran vápenatý, jodid draselný
Estery a laktony
ethylester benzoové kyseliny
Heterocyklické sloučeniny obsahující A
pyridin, 4-aminopyridin, imidazol
Deriváty amoniaku
tetraethylamonium
Močoviny, thiomočoviny
sulfonylmočovina
Karbamáty
fenylthiokarbamid (PTC)
Saponiny
theafolisaponin
L-amino kyseliny
Arg, Pro, Leu, Ile
Flavonoidní glykosidy
naringin, neohesperidin
Alkaloidy
kofein, strychnin, chinin
Terpenoidy
některé diterpeny, triterpeny
Acetyl deriváty cukrů
oktaacetát sacharosy
Humulony a lupulony
isohumulon
Kyanogenní glykosidy
amygdalin
Lokální anestetika
prokain, novokain, xylokain
hořečnatý,
síran
HOŘČINY • Mezi hořčiny se řadí takové sloučeniny obsažené v rostlinách, které jsou hořké a současně nemají žádný další nápadný farmakologický význam. • Hořčiny se z drogy neisolují, ale používají se ve formě extraktů, výluhů, tinktury či vína. • Drogy využívající se pro svůj obsah hořčin se nazývají amara a v přiměřených dávkách zlepšují chuť k jídlu, podporují sekreci žaludečních šťáv a jejich kyselost.
• Zeměžluč menší (Centaurium erythraea RAFN.), jednoleté či dvouleté byliny, jejíž kvetoucí nať se sbírá a je složkou čaje Stomaran. • Pelyňek pravý Artemisia absinthium L.), vytrvalé rostlině rozšířené všude po střední a jižní Evropě, • Dalšími významnými složkami drogy jsou intenzivní hořčiny absinthin (je jen v nadzemních částech rostliny) a artabsin, aglykony glykosidů guajanolidů, s číslem hořkosti kolem 10 mil. • Hořec žlutý (Gentiana lutea L.) a ostatní hořce jsou vytrvalé statné byliny dosahující stáří až 60 let.
ČÍSLO HOŘKOSTI • číslo hořkosti je definováno jako reciproká hodnota zředění sloučeniny, tekutiny nebo extraktu , které chutná ještě hořce. • Stanoví se porovnáním s chinin-hydrochloridem jehož číslo hořkosti je 200 000 • nejvyšší zjištěné číslo hořkosti – amarogencin 58 000 000 v hořci
HOŘKÉ LÁTKY PIVA • Nejdůležitější složkou chmele a chmelových výrobků jsou pryskyřice, které jsou zdrojem hořké chuti piva • přispívají k tvorbě pivní pěny • účastní se řady biochemických reakcí v průběhu pivovarského procesu. • Pryskyřice jsou tvořeny řadou chemicky podobných složitých látek, z nichž nejdůležitější jsou α-hořké kyseliny • L - hořká kyselina /humulon/ je nejvýznamnější složkou, neboť poskytuje nejvíc hořkosti.
• Hořkost našich piv se pohybuje v průměru okolo 30 IBU (= mezinárodních jednotek hořkosti; jednotka se rovná 1 ml hořkých látek v litru piva). • Pivo obsahuje až 40 mg/l hořkých látek. • Hořké chmelové látky podporují sekreci žluče, čímž příznivě ovlivňují trávicí proces a zvyšují chuť k jídlu.
MIMICKÉ A CITOVÉ REAKCE NA CHUŤ A JEJICH MODULACE SMUTKEM A RADOSTÍ • chutě vyvolávají specifické mimické reakce • emoce modulovaly hodnocení chuti, ne však mimické reakce na chuť • hodnocení sladké chutě ovlivněno emočním stavem • hodnocení hořké a sladko hořké chutě neovlivněno emočním stavem
HOŘKÉ LÁTKY VZNIKAJÍCÍCH PŘI SKLADOVÁNÍ A ZPRACOVÁNÍ POTRAVIN • • • •
Chlazení a mražení Pražení, var a zahřívání Enzymatické procesy Mikrobiální nákaza
• Chlazení a mrazení • Některé typy zelenin při chladírenském skladování hořknou. Příkladem může být karotka, při jejím skladování za snížené teploty vzrůstá obsah isocumarinu. Zmrazení některých citrusových plodin vede k nahromadění naringinu především do dužniny plodu a výrazné zhořknutí dříve téměř sladkého plodu
• Pražení, var a zahřívání • Tvorba hořkých látek je podporována také zvýšením teploty. • Při pražení některých plodin (káva, kakaové boby) dochází také ke zvýšení hořkosti těchto surovin. Zde záleží na přísné technologické kázni a znalosti procesu, aby vznikla dobrá surovina vhodná pro další zpracování či přímé použití. • Při pražení sladu k výrobě tmavých piv (teplota pražení 210 oC) vznikají hořké diketopiperaziny.
• Enzymatické procesy • Při pečení či vaření v páře dochází často ke změnám v lipidů. Může to být způsobeno oxidací lipidů či lipolytickými enzymy. Také v tomto případě může dojít ke tvorbě hořkých (např: mák) • Proces proteolýzy je dalším příkladem vzniku hořkých látek. Zejména v procesu fermentace mléčných výrobků (výroba sýrů) nebo sojových výrobků vznikají hořké peptidy enzymatickým štěpením bílkovin. Hořkost způsobují především koncové aminokyseliny -Leu-Phe-OH. Hořkost sýrů je způsobena interakcemi pepsinu se syřidlem a některými enzymy mléčných bakterií (Strptococcus lactis a Streptococcus cremoris). • Jogurty hořknou v důsledku proteolytické aktivity Lactobacillus bulgaricus. • Při výrobě polévkových koncentrátů se hořké látky tvoří v procesu hydrolýzy v závislosti od koncentrace aminokyselin a teploty. Vyšší obsah lyzínu se projevil vyšší hořkostí výrobku
• Mikrobiální nákaza • Hořkost červeného vína mohou způsobovat produkty bakterií, plísní a kvasinek. (Z glycerolu vzniklý divinylglykol je hořkou látkou). • Napadení plísněmi Alternaria a Fusaria například u rajčat způsobí jejich hořknutí. Takto vzniklé látky mohou být až pětkrát hořčí než chinin. • Plísně Fusaria lateritium způsobuje také hořknutí jablek (skvrnitost jablek). Růžovou hnilobu a hořknutí jádrového ovoce způsobuje Trichothecium roseum.
HOŘKOST LÁTEK PROP A PTC • •
• • • •
PROP (6-n-propylthiouracil) a PTC (fenylthiomočovina) jsou látky vhodné pro studium vnímání hořké chuti. Obě tyto sloučeniny obsahují skupinu N-C=S, která je pravděpodobně zodpovědná za hořkou chuť. PROP Sumární vzorec: C7H10N2OS Molekulová hmotnost: 170,2288 g/mol Bod tání: 219°C
O HN S
N H
CHUŤ UMAMI • Glutaman sodný se široce používá v potravinářském průmyslu jako ochucovadlo. Velmi široké použití má v čínské kuchyni. • Glutaman sodný je sodná sůl aminokyseliny – kyseliny glutamové. Kyselina glutamová je neesenciální aminokyselina, která se považuje za mozkové "palivo". Obvykle ji získáváme z potravy, jejím bohatým zdrojem je pšenice. Kyselina glutamová reaguje v mozku s jedovatými sloučeninami čpavku (amoniaku) a detoxikuje je. Detoxikací vzniká glutamin, který podporuje mozkovou činnost.
• Alergie, pro níž se vžilo označení "syndrom čínských restaurací". Jejímiprojevy jsou žíznivost, zvracení, zadržování vody, ztuhlé svaly, bušení srdce,závratě, bolesti hlavy a studený pot. • Dnes jsou přirozenými zdroji nositelů umami chuti (tj. bez E čísla) • v západních civilizacích hojně používaná zralá rajčata, sardelové pasty (ančovičky), parmazán, lanýži, omáčky na bázi sóji či rajského protlaku včetně proslulé Worcesterové omáčky i jejího příbuzného kečupu. • Asijští kuchaři používali řasu Laminaria japonica, ve které je zvýšená koncentrace glutamátu sodného k dochucování téměř všech jídel
ŠTIPLAVOST • česnek a cibule patří do druhu Allium NH3 H2O pyruvic acid O S alliin
O
NH2 S
CO2H
allinase
OH sulfenic acid
dimerise
S
S
allicin
isomerise O S+ thioaldehyde S-oxide
S
O
S allyl disulfide
propionaldehyde
garlic oil
onion oil
KOVOVÁ CHUŤ A JEJÍ SENZORICKÉ HODNOCENÍ • • • •
Nositelé kovové chuti dvojmocné soli kovů volně v prostředí, úmyslně přidávány různé senzorické vlastnosti • železo: nejintenzivnější kovová chuť • měď: převažuje hořká • zinek: hořký a svíravý • vápník a hořčík: primárně hořký, s dodatečným vnímáním slané, kyselé a sladké
• Výskyt • ve vodách • sladidla: např. acesulfam K • v mnoha potravinách - např. oleje, obilné a mlékárenské produkty, pivo (jde o nežádoucí kontaminaci)
VNÍMÁNÍ KOVOVÉ CHUTI • • • •
jde o kombinovaný počitek čichově – chuťový vjem závisí na koncentraci vnímání se mění s časem čich je důležitý pro odlišení nízkých koncentrací
STANDARDNÍ LÁTKA PRO HODNOCENÍ KOVOVÉ CHUTI • ČSN ISO 3972 • heptahydrát síranu železnatého: FeSO4.7H2O • při nízkých koncentracích má kovovou, svíravou nebo sladkou chuť • ve vyšších koncentracích hořkou a trpkou chuť • práh citlivosti je individuální záležitostí, necitlivější jedinci mohou být až 6400 x citlivější v chuti síranu železnatého ve vodě než ti méně citliví
PRAHY CITLIVOSTI PRO VNÍMÁNÍ KOVOVÉ CHUTI c [mg/l]
Metoda stanovení
Voda
FeSO4.7H2O
27,57
trojúhelníková zkouška
deionizovaná
FeSO4.7H2O
7,9
ASTM EE-679
přírodní minerální
FeSO4.7H2O
39,76
3-AFC
deionizovaná
FeSO4.7H2O
100--200 100
trojúhelníková zkouška
destilovaná
FeCl2.4H2O
13,12
trojúhelníková zkouška
deionizovaná
FeCl2.4H2O
173,96
3-AFC
deionizovaná
Fe[HOCH2(CHOH)4 CO2]2.2H2O
9,88
trojúhelníková zkouška
deionizovaná
ELEKTRONICKÝ JAZYK • analýza netěkavých sloučenin Pole senzorů – komerčně dostupných 25 různých senzorů, (měření potenciometrických rozdílů, mezi senzorem a Ag/AgC Elektrodou, senzor – tuk/polymerové membrány, různě nabité na elektrický náboj) • vyhodnocení dat - PCA analýza, • Využití – hořkost piva, chuť kávy, mléko, minerální vody (nelze CO2), studium synergistických a antagonistických účinků látek • Výhody : možnost snížení práce lidského panelu zdravotní hlediska možnost testování „nepříjemných“ sloučenin vyloučení nejednotnosti hodnocení
ORGANOLEPTICKÉ VLASTNOSTI AMINOKYSELIN A PEPTIDŮ • Podle organoleptických vlastností dělíme AK • Sladké – glycin, alanin, threonin, prolin, hydroxyprolin • Kyselé – asparagová, glutamová • Hořké – AK s hydrofobním postranním řetězcem, leucin, isoleucin, fenylalanin, tyrosin, tryptofan • Indiferentní – ostatní AK • Sladkou chuť pak mají dipeptidy odvozené od asparagové kyseliny a aminomalonové kyseliny. Slanou chuť hydrochloridy dipeptidů L- ornithyltaurinu, L- lysylthaurinu.
