Výroba potravin a nutriční hodnota
(N321020)
Seminář ovoce a zelenina
OVOCE
PLODY
vytrvalých kulturních nebo planě rostoucích rostlin
(dřevin)
poživatelné v čerstvém nebo upraveném stavu
VYSOKÁ KYSELOST ŠŤÁVY – pH < 4,3
obvykle sladká chuť
ZELENINA
RŮZNÉ ČÁSTI ROSTLIN vytrvalých,
jednoletých, resp. dvouletých
S RŮZNÝM STUPNĚM FYZIOLOGICKÉ
AKTIVITY
poživatelné v čerstvém nebo
upraveném stavu
NÍZKÁ KYSELOST ŠŤÁVY
VYUŽITÍ OVOCE A ZELENINY
PŘÍMÝ KONZUM
ZPRACOVÁNÍ - KONZERVACE – SKLADOVÁNÍ

využití sklizených plodin

překlenutí sezónnosti

prodloužení údržnosti

zachování nutriční a senzorické kvality
FYZIOLOGICKÁ ZRALOST
ukončení vývoje plodů
úplně vyvinutá semena
SKLIZŇOVÁ ZRALOST – PLODY I JINÉ ČÁSTI
optimální stav pro zpracování
optimální stav pro skladování
KONZUMNÍ ZRALOST
zcela vyvinuté senzorické znaky
optimální pro přímý konzum
TECHNOLOGICKÁ ZRALOST
optimální stav pro konkrétní zpracování
Posklizňové změny ovoce a zeleniny
ŽIVÉ ORGÁNY podléhající stálým změnám, žádoucím i nežádoucím
probíhají do určité míry metabolické procesy charakteristické pro rostlinné pletivo
TRANSPIRACE A VYPAŘOVÁNÍ
vadnutí, změny textury, hmotnostní ztráty
DÝCHÁNÍ
oxidace zásobních látek, urychlení stárnutí, snížení nutriční a senzorické kvality
PRODUKCE TEPLA , CO2 , ETYLÉNU
DOZRÁVÁNÍ
ZMĚNY SENZORICKÉ
barva, chuť, textura
ZMĚNY CHEMICKÉ
kyseliny, cukry, škrob, pektiny, etylén…
PRŮBĚH ZMĚN LZE OVLIVNIT
KONTROLOU SKLADOVACÍCH PODMÍNEK
Nežádoucí změny
Teplotní stres
Poškození chladem
Nedostatek voda
Mechanické poškození
Anaerobní dýchání
8
ROZDĚLENÍ OVOCE
JÁDROVÉ – jablka, hrušky, kdoule
PECKOVÉ – se slupkou neojíněnou,
ojíněnou, plstnatou
DROBNÉ – jahody, bobuloviny,
složené peckovice, lesní plody
SKOŘÁPKOVÉ – ořechy, madle, kaštany
VINNÁ RÉVA
JIŽNÍ OVOCE – citrusy, banány,…
ROZDĚLENÍ ZELENINY
KOŠŤÁLOVÉ - zelí, kapusta, květák, kedlubna
SALÁTOVÉ, LISTOVÉ - salát, špenát, čekanka
ŘAPÍKOVÉ, STONKOVÉ - reveň, chřest
KOŘENOVÉ - mrkev, celer, červená řepa, ředkev
CIBULOVÉ - cibule, česnek, pór
PLODOVÉ
TYKVOVITÉ - okurky, dýně
LILKOVITÉ - rajče, paprika
LUSKOVÉ - hrášek , fazolka
OBILOVINY - kukuřice
NAŤOVÉ - petržel, pažitka, kopr
OVOCE A ZELENINA VE VÝŽIVĚ
Vysoký obsah vody
Nízký obsah hlavních živin
Nízký energetický obsah
Významný zdroj vitamínů, minerálních látek, vlákniny…
Látky se specifickými fyziologickými účinky
Kontaminanty - těžké kovy, agrochemikálie …
FYZIOLOGICKY AKTIVNÍ LÁTKY
POZITIVNÍ ÚČINKY
Vitamíny
Karotenoidy
Pektiny
Flavonoidy
Sirné sloučeniny
Antioxidační účinky
NEŽÁDOUCÍ ÚČINKY
Heteroglykosidy (cukr+aglikon) – některé zdraví škodlivé
(amygdalin, solanin, tomatin, saponiny, glukobrassicin),
Šťavelany
Dusičnany
Stresové metabolity
FYZIOLOGICKY AKTIVNÍ LÁTKY
FYZIOLOGICKY AKTIVNÍ LÁTKY
-glukosidasa
Solanin
Skladování ovoce a zeleniny
Hlavní faktory uchování kvality při posklizňovém skladování
 Druh - část rostliny
 Optimální zralost při sklizni
 Teplota při sklizni
 zamezení mechanického poškození
 mikrobiální kontaminace
 aplikace vhodných sanitačních postupů
 dodržování optimální teploty a relativní vlhkosti (skladování, doprava,prodej)
 složení atmosféry (skladování v CA resp. MA)
FYZIOLOGICKÁ ZRALOST
ukončení vývoje plodů
úplně vyvinutá semena
SKLIZŇOVÁ ZRALOST – PLODY I JINÉ ČÁSTI
optimální stav pro zpracování
optimální stav pro skladování
KONZUMNÍ ZRALOST
zcela vyvinuté senzorické znaky
optimální pro přímý konzum
TECHNOLOGICKÁ ZRALOST
optimální stav pro konkrétní zpracování
Skladování ovoce a zeleniny


Teoretické základy
snižováním obsahu O2 či zvyšování CO2  zpomalení respirace  prodloužení
skladovatelnosti
minimální tolerované koncentrace O2 (cca 1 - 5 %)
maximální tolerované koncentrace CO2 (2 - 15 %)
citlivost k nízké koncentraci O2 a zvýšené CO2 se vzájemně ovlivňují
předpřipravené plodiny méně citlivé
klimakterické druhy  snížení obsahu O2 (cca < 8 %) či zvýšení obsahu CO2 (cca > 8 %) 
zpomalení zrání
Aplikace CA, resp. MA
dlouhodobé skladování (jablka, hrušky, kiwi, zelí atd.)
dočasné prodloužení údržnosti (jahody, višně, banány, mango)
balení předpřipravené zeleniny
prodloužení procesu zrání při teplotách vyšších než jsou běžné chladírenské teploty
Obvyklé skladovací podmínky
složení MA závisí na dalších faktorech
stupeň zralosti
doba skladování
teplota během skladování
Teplota
0 - 10 °C
Vlhkost vzduchu (RVV) 90 – 95%
Koncentrace kyslíku
1 – 5%
Koncentrace CO2
2 – 15 %
Faktory ovlivňující zpracování
ovoce a zeleniny
Složení potravin
Teplota
Obsah vody v potravině
Aktivita vody aw
pH potraviny
Redox potenciál
Metody úchovy potravin
R - intenzita rozkladu potraviny
R
=
četnost MO . odolnost MO
----------------------odolnost potraviny
Abiosa
Konzervace záhřevem
Obvyklý zahřev (přívod tepla)
Odporový ohřev
Dielektrický ohřev (mikrovlny a radiové frekvence)
Infračervený ohřev
Konzervace zářením
Konzervace dalšími fyzikálními metodami
Konzervace střídavým tlakem (ultrazvukem)
Konzervace vysokým hydrostatickým tlakem
Konzervace vysokointenzivním pulsujícím elektrickým polem
Konzervace chemosterilací
Desinfekční činidla
Ozon
Stříbrné ionty
Dimethyl dikarbonát (velcorin)
Anabiosa
Osmoanabiosa
Sušení
Zahušťování
Vymrazování vody
Proslazování
Solení
Konzervace sníženou teplotou
Chladírenství
Mrazírenství
Chemoanabiosa
Chemikálie
Alkohol
organické kyseliny
Antibiotika
Fytoncidy
Cenoanabiosa
Alkoholické kvašení
Mléčné kvašení
Proteolýza
Termosterilace
Záhřev na teplotu vyšší než cca 65°C
Denaturace bílkovin
•Inaktivace (usmrcení, devitalizace) mikroorganismů
•Inaktivace nežádoucích enzymů
•Inaktivace mikrobiálních toxinů
Praktická sterilita
Absolutní sterilita
•Součást technologických postupů
Pasterace
Sterilace
Tyndalace
Blanšírování
Optimalizace záhřevu
tepelný proces aplikovaný na potraviny má současně žádoucí a nepříznivý účinek
žádoucí efekt je základem účinnosti tepelného procesu
konzervárensky významné tepelné procesy:
blanšírování - inaktivace (oxidačních) enzymů
pasterace - inaktivace vegetativních forem mikrobů
sterilace - inaktivace bakteriálních spór
základní nežádoucím účinek - tepelná destrukce nutričně a senzoricky významných
složek potraviny (NSVS)
Blanšírování



princip - krátké zahřátí ovoce či zeleniny připraveného ke konzervaci v
horké až vroucí vodě (eventuálně roztoku cukru, či jiných osmoticky
aktivních látek), nebo působením páry, eventuálně horkým vzduchem
základní cíl - inaktivace enzymů
další výhody:
 odvzdušnění pletiv
 ochuzení hmoty o mikroorganismy (98-99 % všech mikrobů)
Výhody








Blanšírování
může splynout se sterilací mimo obal
umrtvení buněk  buněčná stěna se
stává propustnou
dosažení lepší skladnosti plodů
někdy významné stejnoměrné
změknutí různě tvrdých plodů (hrušky)
současně i koagulace bílkovin přispívá
k zachování struktury plodu (sraženina
bílkovin hmotu jaksi "impregnuje")
předvářecí roztok též nositelem
barviva
jemně síťovité popraskání slupky 
ovoce při dalším záhřevu nepraská
u zeleniny vyluhování senzoricky
nežádoucích složek - sirné organické
sloučeniny, strumigeny
Nevýhody
 vyloužení rozpustných složek
 u větších a jemnějších plodů (delší
prodlev) nebezpečí rozváření
povrchu
 u jemnějších pletiv (pokud
blanšírování nesplývá se sterilací)
ohrožení konzistence dvojím
ohřevem  u jemného ovoce se
blanšírování vynechává nebo
nahrazuje antioxidačním máčením,
proslazováním, popř. sířením
 praskání pletiv v hypotonických
lázních
Termická inaktivace mikroorganismů, enzymů, NSVS =
chemická reakce 1. řádu (s rychlostní konstantou k1)
Rychlost reakce 1. řádu závisí
na okamžité koncentraci výchozí látky
Rychlost reakce
d C 
v
d
v  k .C 
Diferenciální rovnice
d C 

 k1  C 
d
C … koncentrace
C0… výchozí koncentrace
C1… konečná koncentrace
… čas
k … rychlost destrukce
t … teplota – konstantní
Řešení
Separace proměnných

1
 d C   k1  d
C 
Určení mezí, v nichž se bude integrovat: čas 0 až 1; koncentrace C0 až C1
C1 
Po integraci a
úpravě
ln
C0 

1
1
 
 d C   k1  d
C0  C 
0
C0   k     
C1  1 1 0

=
1
1
C  C   d C   k1 d
1
0
=
log
C0   k1     
C1  2,303 1 0
D - decimální redukční doba
Doba záhřevu (minuty) potřebná pro redukci počtu přítomných
mikroorganismů o jeden řád
D = (t2 –t1) / (log C1 – log C2)
horká voda – snížení mikroorganismů o 4,5 – 5,7 řádů
horká pára - snížení mikroorganismů o 2,4 – 2,7 řádů
D - decimální redukční doba
Vliv doby, po kterou teplota působí
Termoinaktivační křivka (čára)
t = f (D)
t = -k logD + q t … teplota
Lineární zvýšení sterilační teploty umožňuje exponenciální zkrácení
doby sterilace
 z - teplotní citlivost
 definována jako změna teploty, která
způsobí, že dekadická redukční doba
D se změní desetkrát
 směrnice termoinaktivační křivky
Porovnání hodnot D a z
z
(oC)
D250
(min)
NSVS
20-150
10-150
enzymy
15-50
0,1-3
bakteriální spóry
6-15
0,1-5
vegetativní buňky
cca 10
0,001-0,01
NSVS - nutričně a senzoricky významné složky potraviny
rozdíly v hodnotách D
 možnost tepelné sterilace jako takové
rozdíly v hodnotách z
 možnost optimalizace tepelných procesů změnami teploty a doby jejího
působení
Optimalizace záhřevu
princip optimalizace tepelných procesů
 úprava podmínek tak, aby při dosažení nezbytné úrovně žádoucího
účinku bylo poškození NSVS minimální
pro nás významná možnost změn podmínek ohřevu, tj. teploty a doby jejího působení
základem znalost kinetiky tepelné destrukce žádoucích i nežádoucích složek potravin
souvislosti mezi terminologií používanou v klasické reakční kinetice chemických reakcí a
terminologií běžně používanou v konzervárenské technologii (hodnoty D a z)
BLANŠÍROVÁNÍ
základem přiměřenost inaktivace enzymů (zejména oxidačních)
blízké hodnoty z pro tyto typy enzymů a NSVS
 optimalizace změnou režimu záhřevu sporná
optimalizaci obecně nutno založit na jiných principech, např. zábraně ztrátám
vyluhováním
PASTERACE
základem inaktivace vegetativních forem mikrobů
podstatný rozdíl v z hodnotách mezi vegetativními formami mikrobů a
NSVS
 optimalizace změnou podmínek ohřevu možná
STERILACE
základem inaktivace bakteriálních spór
významný rozdíl v z hodnotách mezi spórami mikrobů a NSVS 
optimalizace možná
platí tedy zásada, že z hlediska maximálního uchování NSVS je
žádoucí aplikovat co nejvyšší teploty po přiměřeně zkrácenou dobu
podle letalitních čar
Zmrazování
oblast tvorby ledu v potravinách –0,5 až –2,5 oC
oblast maximální tvorby ledu do –6 až –8 oC
zásady správného postupu:
 zábrana tvorby velkých krystalů ledu, proto nutné:
 rychlé zmrazení
 nekolísající teplota
 přídavek osmoticky aktivních látek
 dostatečně nízká teplota:
 -25 oC a méně až do cca –35 oC
 -18 oC pro delší skladování málo, avšak výhodnější u liknavě, nesprávně
zmrazených potravin
 pod –40 oC již nevhodné




Problémy u ovoce a zeleniny:



potrhání pletiva a desorganisace pochodů v něm v důsledku tvorby ledu
(objem ledu o 1/11 zvětšen oproti vodě)
ireversibilní denaturace, koagulace koloidů (bílkovin) v důsledku odnímání
vody (čím nižší teplota, tím vyšší zpomalení denaturační reakce vlivem
teploty ale podpoření vlivem vyššího zakoncentrování „tekutého“ prostředí
možnosti omezení tvorby ledu (zmrazení po proslazení, prosolení,
předsušení atd.)
Průběh teploty během zmrazování potraviny
Skladovatelnost zmrazeného ovoce a zeleniny




Praktická trvanlivost
(Practical storage life - PSL nebo High-quality life HQL)
doba skladování, po kterou je produkt přijatelný pro spotřebitele
doba skladování, za kterou se projeví statisticky významné odchylky
v senzorických vlastnostech od původního produktu (na hladině
významnosti P<0,01).
není totéž co trvanlivost výrobku
Zelenina
Praktická skladovatelnost HQL
(měsíce )
-12°C
-18 °C
- 24°C
1
3,1
9,8
Květák
0,4
2
9,7
Fazolky
1
3
10,1
Špenát
0,76
1,9
6,2
Zelený hrášek
Sušení
Princip:
Odnětí vody, jako prostředí nutného pro život rozkladných mikrobů a
z největší částí i pro funkci nežádoucích enzymů (oxidas).
Zařízení - sušárny



odejmout právě tolik vody, kolik je nutné:
 nedosušené ovoce se snadno kazí
 zbytečně dlouho a vysoko sušené  ztráty jakosti
 ztráty termolabilních látek, tj. vitaminů, barviv ale i hrubých živin, např. cukru
 ztráty botnavosti
obsah vody u ovoce bohatého na cukr nejvýše 15-20 %, u jiného ovoce a zeleniny max. 5-10 %
sušení má být provedeno tak, aby zboží po namočení rychle nabobtnalo:
 při tom aby se vrátil co možná původní vzhled, vůně, barva i chuť ovoce
 u některých druhů (švestky, višně) je již dána standardní povaha sušeného zboží
 původní vlastnosti po nabobtnání se pak nežádají
Sušení – pracovní postup

přípravné operace:





praní ovoce
třídění
odstraňování stonků
odpeckování
dělení
 vlastní technologické
operace:
 noření do roztoků
zabraňujících tmavnutí
 síření
 roztoky kys. citónové
 proslazování
 předváření nebo paření
 sušení
 balení (ev. lisování)
 skladování
Sušení – chemické změny
závisí na složení materiálu, teplotě v té které fázi atd., např.:
bílkoviny se mohou srážet
zbytky škrobu se mohou hydrolysovat
vitaminy, barviva a další NSVS se mohou ničit
nižší teploty  šetrnější proces
nutný kompromis mezi šetrností x ekonomičnost
obecně se doporučuje, aby teploty na vlhkém zboží) nepřestoupily 90 oC
ovoce sušené při vysokých teplotách bývá velmi ztvrdlé, zhnědlé karamelizací,
nahořklé a vůbec s pozměněnou chutí
některé ovoce (na rozdíl od zeleniny) vyžaduje i počáteční teploty nízké
jinak by praskalo (třešně, višně, atd.)
např. u višní (mnoho šťávy) nutnost zatažení otvorů po stopkách
vždy vyhovuje systém přihřívající sušící vzduch,
sušárny musí být opatřeny dokonalou teploměrnou a regulační technikou
(regulační, signalizační teploměry, vlhkoměry apod.)
Záření


obecně účinky příznivé i škodlivé
významné typy záření:
 elektromagnetické záření
  záření
 Roentgenovo záření
 UV záření
 viditelné záření
 infrařervené záření
 mikrovlny
 korpuskulární záření ( a  záření)
Výhody použití záření
Cílené aplikace







radiosterilace potravin ( a  záření , Roentgenovo záření, UV
paprsky)
sterilace obalů - UV záření
insekticidní účinky
omezení klíčivosti brambor (záření)
energetické dávky od 0,1 kGy - 50 kGy
rentgenologická detekce závad v neprůhledných obalech
(plechovkách)
ohřev potravin
Nevýhody použití záření
Nemusí působit absolutně proti veškeré mikroflóře a všem jejím formám
Inaktivace toxinogenních bakterií až po kontaminaci potraviny toxiny
Vytvoření mikroorganismů rezistentních k záření
Ztráty nutričně významných složek potravin
 podpora oxidačních reakcí
 oxidace tuků
 oxidace fotosenzibilních pigmentů (chlorofyl, feofytin, karotenoidy,
hemoglobin, myoglobin, cytochromy atd.)
 vitamíny C, B2 (riboflavin)
 Neexistují spolehlivé postupy k detekci ozářených potravin
 Spotřebitelé špatně přijímají použití záření




Bariérová teorie
Postupy tzv. minimálního opracování
Čerstvé nebo minimálně opracované potraviny - „Překážkový efekt“
Kombinace několika konzervačních zákroků, které samotné nestačí na stabilizaci, ale společně
vytváří systém překážek, bariér proti růstu mikroorganismů
omezení kontaminace
omezení pomnožení mikroorganismů
dodržení hygienických podmínek
dodržení technologických postupů při výrobě
žádné nebo minimální prodlevy při optimálních teplotách pro růst mikroorganismů
Jednotlivé postupy:
Tepelné opracování (každý záhřev nad 65 °C vede ke snížení počtu mikroorganismů)
Vychlazení, dodržování chladírenského řetězce, případně zmrazování, udržování mrazírenského řetězce;
snížení pH (kde je možné);
snížení aktivity vody (kde je možné);
použití látek s konzervačním účinkem (např. sůl, cukr, kde je možné – okyselení
apod.);
úprava přístupu vzduchu (většinou zamezení přístupu vzduchu – vakuové balení
apod.);
použití ušlechtilé mikroflóry (např. jogurtové zálivky, kysané výrobky apod.).
Kombinace jednotlivých faktorů –
tzv. překážkový efekt
Účinek jednotlivých parametrů se sčítá
Obsah živin
pH
aw
Teplota
Význam jednotlivých překážek závisí na složení potraviny
a vlastnostech mikroorganismu
Obsah živin
pH
aw
Teplota
Vliv technologie výroby dětských ovocných výživ na změny nutričně a
senzoricky významných složek
Helena Čížková, Aleš Rajchl, Rudolf Ševčík, Lenka Votavová, Michal Voldřich
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav konzervace potravin a technologie masa
Technická 5, 166 28, Praha 6,Tel.: 22044 3014, E-mail: [email protected]


Ovocné dětské výživy mají obsahovat složky důležité pro správný vývoj dětského organismu. Při jejich výrobě
by měla být věnována patřičná pozornost výběru surovin, postupům nakládání se surovinami, procesu výroby
i podmínkám zacházení s produkty. Obsah nutričně, senzoricky a technologicky významných látek v
dětských výživách závisí především, pokud nepočítáme přidané vitamíny a minerály, na obsahu a
složení ovocné nebo zeleninové složky ve výrobku, tepelném namáhání během výroby a podmínkách
skladování.
Cílem práce bylo zhodnotit vliv podmínek výroby na nutriční a senzorickou hodnotu výrobků,
vytipovat technologické operace ovlivňující kvalitu a navrhnout postupy pro zachování nutriční a
senzorické hodnoty výrobků.
Materiál a metody
Vzhledem k velké variabilitě ve složení surovin a nastavení tepelného režimu byl opakovaně (4 × v měsíčních intervalech,
variabilita je v grafech znázorněna chybovými úsečkami) proveden odběr a rozbor fázových vzorků (viz schéma) přímo z
výroby jablečné dětské výživy.
Byly sledovány tyto parametry:
Antioxidanty a nutričně významné látky: celkové polyfenoly – spektrofotometricky, kyselina askorbová – HPLC, celková
antioxidační kapacita (TAC)– metodou DPPH
Indikátory tepelného namáhání a skladování: barva (koeficienty L,a,b – tristimulus colorometrie), furfural (F) a
hydroxymethylfurfural (HMF) – HPLC
Fázové vzorky
rozdrcená surovina
dřeň
před pasterací
po pasteraci
hotová dětská výživa
Změna změna obsahu antioxidantů během výroby
Kyselina askorbová (mg/kg)
Polyfenoly (mg/kg)
DPPH
1400
1200
mg/kg
1000
800
600
400
200
0
rozdrcená
surovina
dřeň
před pasterací
po pasteraci
hotová dětská
výživa
Změna barvy během výroby (tristimulus colorometrie koeficienty
L,a,b)
a
70
b
L
60
50
40
30
20
10
0
rozdrcená
surovina
dřeň
před pasterací
po pasteraci
hotová dětská
výživa
Nárůst obsahu furfuralu a hydroxymethylfuralu během výroby
45
Furfural (mg/kg)
40
HMF (mg/kg)
35
mg/kg
30
25
20
15
10
5
0
rozdrcená
surovina
dřeň
před pasterací
po pasteraci
hotová dětská
výživa
Download

D - Vysoká škola chemicko