Zrakový smysl • Nezbytný při orientaci v prostoru. • Zrakem přijímáme více než 70 % informací. • Vnímání světla - Elektromagnetické záření 380-760 nm. • Součásti zrakového vjemu: jasnost (intensita osvitu), barevný tón, odstín, sytost barvy • Smyslovým orgánem je oko, složené z oční koule přídatných orgánů.
OKO Oko je velmi složitý párový orgán, který umožňuje vnímání světla, barev a usnadňuje orientaci v prostoru okolního prostředí. Párové spořádání umožňuje prostorové vidění. Každé oko vidí obraz předmětu poněkud jinak a v příslušné primární oblasti mozku se skládají v trojrozměrný obraz. Pomocné struktury oka: -okohybné svaly – u člověka je jich 6 a řídí pohyby oka -oční víčka –vnitřní plochu víček člověka kryje sliznice zvaná – spojivka -slzná žláza – slzy (asi 1ml/den) omývají a zvlhčují oko, obsahují baktericidní látky - obočí, řasy – tvoří ochranu oka
Rozdělení oka 1. Optický aparát 2. Světločivný aparát 3. Fotochemie vidění
1. Optický aparát Zajišťuje příjem a úpravu světelných paprsků tak, aby ve vhodné intenzitě dopadaly na světločivnou část oka. Oko – bělima (vnější část oční koule napojená na svaly), rohovka, čočka (se schopností akomodace), zornice, přední a zadní komorová voda a sklivec. - Rohovka – kromě ochranné funkce hraje důležitou roli při směrování obrazu, protože se na ní paprsky ohýbají pod různých úhlem a pak směřují přes čočku na sítnici tak, že vznikající obraz je obrácený – jak hlavou dolů, tak pravolevově. Nerovnost rohovky vede k oční vadě – astigmatismu – kdy vznikající obraz je neostrý. -Zornice (panenka) – kontroluje množství procházejícího světla. Zornice mění průměr od 1 do 8 mm, funguje tedy jako clona. Obě zornice reagují reflexně stejně, i když působíme pouze na jedno oko. Průměr zornice se mění činností dvou hladkých svalů. K rozšíření zornic dochází nejen reflexně, ale i po podání některých látek. -Duhovka je zbarvena přítomností pigmentu melaninu a určuje barvu očí. Mezi duhovkou a rohovkou je – přední oční komora, za duhovkou (před čočkou) je zadní oční komora. Obě komory jsou vyplněny komorovou vodou, která neustále protéká po povrchu čočky ze zadní do přední komory, kde se vstřebává.
Čočka – je přitisknuta na vnitřní stranu duhovky a je zavěšena na závěsných vazech – řasnatého tělesa. Úlohou čočky je usměrnit nejostřejší obraz na receptorové buňky sítnice. Zaostření se děje buď posunem celé čočky (nižší obratlovci) nebo akomodací (vyšší obratlovci). Při pozorování předmětů vzdálených méně než asi 5 m (u člověka) dochází k vyklenutí čočky – což zajišťuje akomodační sval – musculus ciliaris – vlivem parasympatiku, který je napojen na řasnaté těleso. Pro každé oko existuje – fixační bod daleký (maximálně vzdálený bod, který je ještě viděn ostře bez akomodace) a fixační bod blízky (je ještě viděn ostře s maximální akomodací). Trvalé pozorování blízkých předmětů je proto pro oko únavné. Čočka je tvořena transparentními buňkami, které se obnovují na její vnější straně – v jejím středu jsou tedy nejstarší. Centrální buňky také nejrychleji stárnou a později nejsou schopny akomodace. Takovou závadu je třeba řešit brýlemi. Čočkou se zobrazí na sítnici obraz skutečný zmenšený obrácený - Sklivec – rosolovitá hmota vyplňující vnitřek oka
2. Světločivný aparát Jeho funkcí je zachytit světelný paprsek a změnit energii fotonů na energii akčního potenciálu a umožnit tak nervové vedení této informace do mozku, kde dochází k vlastnímu vnímání světla. Světločivný aparát zahrnuje sítnici, která se skládá z receptorových buněk – tyčinek a čípků. Děti po narození přirozeně dalekozraké, neovládají akomodaci, vidí ostře předměty od vzdálenosti 25 cm. Schopnost úpravy čočky ve 3 měsících.
- Receptorové buňky - v oku člověka je asi 120 – 130 milionů tyčinek a 6 – 7 milionů čípků. Každá receptorová buňka je spojena s dalším neuronem – bipolární buňkou a dále s - gangliovou buňkou. Sítnice se tedy skládá ze tří vrstev: - receptorové buňky - bipolární buňky - gangliové buňky Takové oko se nazývá – inverzní – světlo musí nejprve projít přes gangliovou a bipolární vrstvu a teprve potom dopadá na sítnici. Na sítnici rozlišujeme žlutou skvrnu (fovea) – místo s nejostřejším viděním, kde je vysoká koncentrace čípků a slepou skvrnu – odtud vychází zrakový nerv a sítnice je zde necitlivá.
Barevné vidění Podle fotopigmentu rozlišujeme 1 typ tyčinek. Tyčinky– jsou zodpovědné za černobílé vidění, protože jsou velmi citlivé na světlo, proto působí jako fotoreceptory v noci (při snížené intenzitě světla), ostrost vidění je ale slabá. Tyčinky jsou nejpočetnější na periferii sítnice, chybí v jejím centru. a 3 typy čípků – citlivé na červené, zelené a modré světlo. Čípky – jsou aktivní až při vyšší intenzitě světla, slouží tedy především ve dne a jsou citlivé na rozlišování barev.
Pigmenty jsou obsaženy v tzv. - vnějším segmentu receptorových buněk, vnitřní segment – obsahuje jádro a další části buňky. Barevný vjem světla vzniká smíšením všech typů receptorového vidění.
3. Fotochemie vidění Vnímání světla je zprostředkováno očním pigmentem, který zajišťuje přeměnu energie fotonu na akční potenciál. Pigment – rhodopsin, se skládá z – retinalu – aldehydu vitamínu A (což je alkohol retinol) konjugovaného s – opsinem. Opsin je transmembránový protein obsažený ve fotosenzitivních buňkách. Opsin je v každém ze 4 pigmentů jiný a určuje specifickou světelnou citlivost na všechny druhy světla – u tyčinek nebo na červenou, modrou a zelenou u čípků. Retinal – existuje ve dvou formách cis a trans – 11-cis izomer je nestabilní a jeho interakce s fotonem způsobuje strukturní změny vedoucí k tvorbě – metarhodopsinu.
Adaptace za šera a v noci se oko adaptuje – citlivost se zvýší 25 000 až 30 000 krát. To souvisí se syntézou rhodopsinu v tyčinkách. Stejně se oko adaptuje na světlo. Obnova rhodopsinu je pomalejší než jeho štěpení, adaptace na tmu je proto pomalejší než na světlo. Úplná adaptace čípků trvá asi 8 minut, tyčinek asi 30 minut (ve tmě je v oku nejvíce rhodopsinu – na světle se rozkládá).
Kognitivní paradox: mozek v obraze vyhledává známé tvary a předměty, záleží na tom, co objeví jako první…
Odlišná genetická výbava. Žena má více druhů očních čípků než muž, proto žena rozeznává více barevných odstínů.
Muži rozlišují většinou pouze základní barvy, u žen se můžeme setkat s výrazy, které lépe charakterizují jednotlivé odstíny, například olivová, smetanová, kaštanová apod.
Poruchy zrakového vnímání Extrémní porucha je slepota. Výpadky zorného pole se nazývají anopie. Hemeralopie: porucha adaptace na tmu Abnormální citlivost na světlo se nazývá světloplachost. Nyktalopie: porucha adaptace na světlo Poruchy zaostřování jsou krátkozrakost, dalekozrakost, astigmatismus. Šeroslepost, většinou způsobenou sníženou tvorbou citlivých pigmentů, často následkem nedostatečného přísunu vitaminu A ve stravě Monochromatismus: vnímání okolí v odstínech 1 barvy
Poruchy barevného vidění Normální barevné vidění má asi 92 % populace. Více poruch barvocitu je u mužů (1 z 13 mužů a 1 z 250 žen). Monochromatismus: vnímání okolí v odstínech 1 barvy
• Barvoslepost (daltonismus, dyschromatopsie): vrozená, výskyt častější u mužů, ženy přenašečkami • Protanopie: nevidí červenou barvu • Protanomalie: vidí červenou barvu hůře • Deuteronopie: nevidí zelenou barvu, nebo má čípky, v nichž jsou zelené a červené pigmenty smíchány tak, že místo zelené a červené vidí žlutou barvu • Deuteranomalie: vidí zelenou barvu hůře • Tritanopie: nevidí modrou barvu • Tritanomalie: vidí modrou barvu hůře • Monochromatismus: vnímání okolí v odstínech 1 barvy
Testy k odhalení poruch barvocitu Ishihara test – založen na principu splývání záměnných barev.
.
Albert Henry Munsell • Profesor Albert Henry Munsell se narodil 6. ledna 1858 v Bostonu. • Vytvořil jeden z nejvíce používaných systémů uspořádání barev. Jeho základní principy zveřejnil v roce 1905 jako A Color Notation. • V roce 1915 publikoval The Munsell Atlas of Color, který obsahoval deset odstínových karet členěných podle světlosti a čistoty barev. ¨) • V únoru roku 1918 založil A. H. Munsell Color Company, Inc., • 28. června 1918 převzal po jeho smrti společnost syn a přejmenoval ji na Munsell Color Laboratory. • Ve spolupráci s National Bureau of Standards (USA) byla v roce 1929 vydána The Munsell Book of Color, která je často označována jako Munsell notation. Obsahovala dvacet odstínových kart.
Munselův atlas • V roce 1950 byl počet odstínových kart zdvojnásoben, tj. z 20 na 40. • V roce 1958 byla vydána publikace The Munsell Book of Color, Glossy Collection, která je určena pro lesklé barevné povrchy laků, plastů apod. • A v roce 1990 byly obě kolekce Munsellova atlasu doplněny o kolekci pastelových barev pod označením The Munsell Nearly Neutrals Collection, která je určena především pro design v oboru kosmetiky, interiéru a počítačového hardwaru. • V současné době jsou tak k dispozici tři kolekce: The Munsell Book of Color, Matte Collection –- má 1 270 jednotlivých barevných vzorků, The Munsell Book of Color, Glossy Collection – má 1 564 jednotlivých barevných vzorků a The Munsell Nearly Neutrals Colllection, která obsahuje 1 100 jednotlivých barevných vzorků [3].
Uspořádání Munsellova atlasu barev • Munsellův atlas barev je uspořádán tak, že každý jeho barevný vzorek má své specifické alfanumerické označení . T • oto označení vychází z předpokladu, že každou barvu je možné popsat třemi atributy: odstínem (H – hue), světlostí (V – value) a čistotou (C – chroma) v uzanci H V/C. • Odstíny jsou uspořádány do kruhu, který je členěn na 100 odstínů, z nichž je deset hlavních (pět základních odstínů podle Munsella – Red, Yellow, Green, Blue a Purple a pět směsných odstínů – Yellow-Red, Green-Yellow, Blue-Green, PurpleBlue a Red-Purple.
Testování osob na vnímání barev • Určení světelných signálů- slouží k hrubé orientaci (základní barvy).
• Pseudoizochromatické tabulky - obrazce různých barev o stejné světlosti se barvoslepému jeví jako stejnobarevné (nemocný čte jiný znak než zdravý).
• Nagelův anomaloskop – je modifikací spektroskopu, základem je rozpůlený kruh, v horní polovině se žlutou barvou, testovaný míchá směs červené a zelené barvy tak dlouho, až se dle jeho pohledu dosáhne stejné žluté barvy i v dolní půli kruhu.
Obr. 3: Anomaloskop
Terminologie • Sytost – stupeň čistoty barvy odstínem (angl. Hue) Je to vlastnost, s jejíž pomocí běžně rozlišujeme jednu barvu od druhé. Barvy se v sousedním spektru mohou mísit a získat tak plynulý přechod. Například červená a žlutá vytvoří spektrum barev od červené přes oranžovou ke žluté • Jas – stupeň světlosti nebo tmavosti barvy srovnané s neutrální šedou ve stupnici v rozsahu od absolutně černé do absolutně bílé jasem (angl. Value, lightness) Popisuje vlastnost barvy podle měřítka "tmavá až světlá„ • Průhledný – popisuje předmět umožňující průchod světla a zřetelné rozlišení obrazů. • Průsvitný - popisuje předmět umožňující průchod světla avšak neumožňující rozlišení obrazů. • Opakní neumožňující průchod světla
Čirost •
světlo prochází přímým prostupem bez patrného rozptylu a nelze pozorovat pouhým okem viditelné částice. Při posuzování čirosti se zjišťuje: - průhlednost - zákal - viditelné rozptýlené částice
Průhledným nápojem prochází světlo převážně přímým prostupem a obrazy předmětů lze pozorovat zřetelně. Při posuzování čirosti , ve vztahu k průhlednosti se nápoj pozoruje ve zkušební sklence proti stejnorodému bílému pozadí a proti černému pozadí pokud potřebujeme zjistit přítomnost světlých částic Zákal je definován jako vizuálně vnímaná vlastnost, způsobená rozptýleným prostupem světla kapalinou a projevující se sníženou ostrostí obrazů předmětů pozorovaných kapalinou a snížením světlostí kapaliny. Zákal způsobený přítomnosti velmi jemných rozptýlených částic u něhož nastává patrná změna barvy je opalizující zákal neboli opalescence.
Barva •
Barvu definujeme jako psychofyziologický vjem zprostředkovaný lidským okem. Fyzici popisují barvu jako rozklad světla na jednotlivé barevné složky.
•
Úloha barvy - Informuje o kvalitě a nezávadnosti výrobku závadnosti x nezávadnost, ukazatel zralosti ovoce, čerstvosti potravin, správné technologické úpravy, atd. Neplatí vždy např. barva olivových olejů nevypovídá nic o jejich kvalitě, oleje se posuzují v modrých nádobkách tulipánového tvaru. Zrakově se člověk orientuje o velikosti a tvaru předmětu a geometrické makrostruktuře. Například rozložení svaloviny a tuku v masných výrobcích a nebo podílu vzduchových bublin v chlebu a nebo sýru
.
• Dále zrakem rozpozná barevný tón, intenzitu a sytost zabarvení. Ne jen celkové, ale i rozvržení barev na předmětu. Například barevné žíhání na jablku, postupné zčervenání na jahodách. Vyhodnocením barevného vjemu pak může posuzovat stupeň zralosti, upřesnit si identifikaci potraviny a další.
-Psychologicky ovlivňuje smyslové vnímání - chuť, textura, vůně... -
Podporuje sekrece žaludečních šťáv - atraktivní vzhled potraviny.
-Význam pro marketing – ovlivnění spotřebitele při výběru, zvýšení prodeje, zaměření na specifické skupiny zákazníků, barva obalů.
- Význam při vývoji nových výrobků – uplatnění moderních trendů. Obecně člověk preferuje barevné předměty před bílými, světlé před tmavými, červené před modrými.
Závislost vnímání barev na kultuře a životních podmínkách
Životní podmínky • Inuité (Eskymáci) dokáží rozeznat větší množství odstínů bílé a šedé • Obyvatelé pouští zase více odstínů okrové a žluté než běžný Středoevropan • Příslušníci kmene Berinno (Papua - Nová Guinea) rozeznávají pět odstínů mezi modrou a zelenou barvou, což většina západní populace nedokáže
Kulturní podmínky, jazyk • Angličtina má jedenáct slov pro základní barvy, • jazyk kmene Deni žijícího na Indonésii pouze dvě slova • Maďaři používají dva různé výrazy pro červenou barvu • Jazyk indiánského kmene Navajo má jedno slovo pro zelenou i modrou barvu, zatímco pro černou existují dva různé výrazy • bílá barva znamená pro běžného Evropana radost, čistotu,sňatek, zatímco na Dálném Východě bílé symbolizuje smutek a vážnost
Způsoby posuzování barvy potravinářských výrobků • Instrumentální metody – Spektrofotometrické – Kolorimetrické – Digitální analýza obrazu • Senzorická analýza – výsledky souvisí s kvalitou hodnotitelského panelu, hodnocení v hodnotitelských boxech při definovaném světle. • ČSN ISO 8586-1 (2002) Senzorická analýza. Obecná směrnice pro výběr výcvik a sledování posuzovatelů. Část 1 a 2: Vybraní posuzovatelé a Experti. • TN 560110 (1995) Senzorické zkoušení potravinářských výrobků Zkouška rozeznání intenzity zákalu nebo zbarvení kalných roztoků Zkouška schopnosti rozeznání intenzity barevných tónů
Potravinářská barviva Barviva jsou látky, které udělují potravině barvu, kterou by sama o sobě neměla a nebo obnovují barvu, která byla poškozena nebo zeslabena během výrobního procesu. Potravina tak získá lákavější vzhled.
Potravinářská barviva musí splňovat tyto požadavky: -v používaných koncentracích zdravotně nezávadná, legislativa přesně stanovuje pravidla přibarvování potravin - nesmí nepříznivě ovlivnit ostatní organoleptické vlastnosti přibarvené potraviny, zejména chuť a vůni -musí mít vysokou barevnou mohutnost a být dobře rozpustná ve vodě -nesmí docházet k interakcím s jinými složkami potravin - barvivo musí být stálé vůči změnám pH, oxidačně redukčním vlivů, vůči světlu, teplu a u pevných potravin i vůči vlhkosti - v neposlední řadě musí být i ekonomicky dostupné a přijatelné
Rozdělení barviv barviva přírodní Jsou to velmi rozmanité chemické látky rostlinného a živočišného původu, které mají nejrůznější funkce, dále anorganické pigmenty z přírodních zdrojů (vápenec, anatas (oxid titaničitý)
- barviv přírodně identická se získávají chemickými reakcemi, ale jejich struktura je na rozdíl od barviv řazených mezi barviva syntetická totožná se strukturou barviv přírodních. Příkladem je např. syntetický β-karoten (provitamin A) a riboflavin (vitamin B2), které mají zároveň funkci vitaminů. - barviva syntetická. . Některé druhy potravin se nesmějí přibarvovat vůbec. Vesměs jde o základní potraviny jako je např. mouka, mléko, chléb, minerální a stolní vody, cukr, maso, drůbež, ryby, vejce, oleje a tuky živočišného a rostlinného původu, nezpracované potraviny, potraviny určené pro kojence a malé děti, dětská výživa, med, ovocné šťávy a nektary. Pro máslo se mohou používat pouze karoteny. Podrobné požadavky na používání barviv stanoví část 5 vyhlášky č. 53/2002 Sb.
Povolená barviva v ČR Číslo 100 102 104 110
Barvivo kurkumin tartrazin chinolinová žluť žluť SY
120
košenila, karmíny, kys. karmínová
122 124 129 131 132 133 142 151 155 160d 160e
azorubin ponceau 4R červeň Allura AC patentní modř V indigotin brilantní modř zeleň S čerň BN hněď HT lykopen beta-apo-8´-karotenal
160f
etylester kys. beta-apo-8´-karotenové
161b
lutein
Výhody a nevýhody syntetických barviv a) výhody – jsou levnější a stabilnější než přírodní, – většinou - ne však vždy - mají intenzivnější barvu než přírodní, – lze zajistit stálý odstín barvy, – neovlivňují chuť a vůni potravin, – různými kombinacemi jednotlivých barviv lze získat řadu odstínů. b) nevýhody – azobarviva (nejčastější zástupci potravinářských syntetických barviv) se snadno redukují ionty kovů a některými redukčními činidly (např. oxidem siřičitým nebo kyselinou askorbovou) na bezbarvé produkty, – působením UV záření dochází k odbarvení některchý barviv (indigotin a erythrosin), – syntetická barviva (především azobarviva) se dávají do souvislosti s některými reakcemi přecitlivělosti (především kožní a dýchací projevy) a negativními projevy u dětí (hyperaktivita).
Barevné změny potravin
Barvu potraviny, než se dostane ke konzumentovi, může ovlivnit a pozměnit mnoho faktorů. V některých případech se může jednat i o barevné změny žádoucí.
Chemickými činidly se potraviny při zpracování dostávají do styku buď záměrně, nebo náhodně a jsou jimi značně ohroženy. Chemická činidla mohou působit buďto přímo, nebo ako katalyzátory různých reakcí. Přímo se mohou z chemických látek uplatnit hlavně železo, měď, cín a vápník. Z ostatních chemických činidel se mohou uplatnit i konzervační činidla, antioxidanty, čiřící a okyselující přísady apod. Nepřímo – katalyticky se uplatňuje hlavně železo a měď, které jsou, jak známo, účinnými katalyzátory oxidace L-askorbové kyseliny. Jako další katalyzátory tuků a jiných látek se mohou uplatnit kobalt, mangan, nikl a stříbro. Mikroorganismy jsou hlavní a nejčastější příčinou zkázy potravin. Navenek se tento rozklad projevuje různě, např. změnou čirosti kapalin, konzistence hmoty, barvy, chuti a vůně, vznikem tepla, tvorbou plynů apod. Přitom se mění smyslové vlastnosti i látkové složení potraviny. Mikrobiální rozklad nelze pokládat vždy za nežádoucí, naopak některé konzervárenské a zpracovatelské technologie jsou založeny právě na využití tohoto procesu (např. mléčné a etanolové kvašení). V řadě případů je poměrně těžké přesně určit, zda se činnost mikroorganismů projevuje příznivě, nepříznivě nebo neutrálně. Vhodnější je zařadit činnost mikroorganismů do všech zmíněných skupin v závislosti na podmínkách prostředí nebo požadovaném cílovém produktu. Mikrobiální kažení je souběh několika procesů, které se mohou týkat různých substrátů a zároveň několika mikrobiálních původců.
Sluchový orgán vnější ucho: • umožňuje lepší zachycení zvukových vln • stavba: vnější (zevní) zvukovod (2-3 cm, obs. četné mazové žlázky – ušní maz) + ušní boltec (elastická chrupavka – není v ušním lalůčku) střední ucho (bubínková dutina): • stavba: bubínek (tenká membrána, odděluje stření a vnější ucho) + sluchové kůstky (zesilují zvuk) + Eustachova trubice (spojuje středoušní dutinu s dutinou ústní, nosohltanem – vyrovnání rozdílu tlaku) • sluchové kůstky: kladívko (malleus) + kovadlinka (incus) + třmínek (stapes) – spojeny kloubně
vnitřní ucho: • je tvořeno jemnými blánami = blanitý labyrint, ohraničený pevným kostěným pouzdrem v k. skalní = kostěný labyrint, skládající se ze tří polokruhovitých kanálků, z předsíně [váček vejčitý (utriculus) a kulovitý (sacculus)] a hlemýždě • vyplněno lymfou: perilymfa = mezi kostěným a blanitým labyrintem, endolymfa = uvnitř blanitého labyrintu • do předsíňové části vedou ze středoušní dutiny dvě okénka: oválné – do něhož je vsazen třmínek a kulaté – uzavřené tenkou vazivovou blánou
• hlemýžď (cochlea): vlastní receptory zvukových vln uloženy v blanitém hlemýždi - blanitá, vazivová, slepě končící trubička, tvořící 2.5 závitu, vyplněná tekutinou - endolymfou; je uložen v kostěném hlemýždi v perilymfě, ten je rozdělen blanitým hlemýžděm na dvě patra: patro předsíňové a bubínkové • sluchové receptory v blanitém hlemýždi jsou součásti Cortiho orgánu – jsou usazeny na vazivové membráně dolní stěny blanitého hlemýždě (bazální membrána) a svými vláskovitými výběžky se dotýkají krycí membrány
Vnímání zvuku • Zvukové vlny se přenášejí sluchovými kůstkami na oválné okénko, které rozechvěje perilymfu, v níž je uložen blanitý hlemýžď; vlnění se přenáší na endolymfu v blanitém hlemýždi; kmity endolymfy způsobují pohyb krycí membrány proti membráně bazální, na níž spočívají vláskové b.; vlnění perilymfy se vyrovnává vyklenutím kulatého okénka do bubínkové dutiny středního ucha • Vláskové b. jsou ve spojení s vlákny nervových b. VIII. hlavového nervu (nerv předsíňohlemýžďový), podráždění se přenáší do mozkového kmene a odtud do spánkového laloku mozkové kůry (sluchové centrum)
