Vliv skladování a tepelného zpracování na kvalitu brambor
Bc.Andrea AndreaHodonská Hodonská
Diplomová Diplomová práce práce 2010 2009
ABSTRAKT Diplomová práce je zaměřena na sledování vlivu skladování a tepelného zpracování na kvalitu brambor. První část je věnována stručnému souhrnu chemických vlastností brambor, popisu vybraných bramborových odrůd, vlastnostem škrobu a sacharidů obsaţených v bramborových hlízách. Praktická část je věnována vlastní analýze stanovení obsahu vlhkosti, popele, obsahu škrobu a dále pak stravitelnosti N-látek in vitro v hlízách brambor, které byly skladovány po dobu 20 týdnů. Pro dokreslení charakteru jednotlivých odrůd bylo provedeno senzorické hodnocení brambor na počátku a na konci skladovacího období. Klíčová slova: Brambory, skladování, kulinářská úprava, škrob, hrubý protein, stravitelnost in vitro, senzorické hodnocení.
ABSTRACT The thesis is focused on monitoring the impact of storage and heat treatment on the quality of potatoes. The first part is devoted to a brief summary of the chemical qualities of potato, a description of selected potato varieties, the characteristics of starch and saccharides contained in potato tubers. The practical part is devoted to analyzing their own determination of moisture, ash, starch content and in vitro digestibility of crude protein in potato tubers that were stored for 20 weeks. To illustrate the character of each variety were subjected to sensory evaluation at the beginning and end of the storage period. Keywords: Potatoes, storage, cooking processing, starch, crude protein, in vitro digestibility, sensorial evaluation.
Poděkování Touto cestou bych ráda poděkovala mé vedoucí diplomové práce Mgr. Monice Černé za její ochotu a čas strávený při zpracování mé diplomové práce, za vypůjčenou literaturu. Dále všestrannou pomoc, odborné rady a připomínky.
Prohlášení Prohlašuji, ţe odevzdaná verze diplomové práce a verze elektronická nahraná do IS/STAG jsou totoţné.
OBSAH ÚVOD .................................................................................................................................. 11 I
TEORETICKÁ ČÁST ............................................................................................. 12
1
BRAMBORY ............................................................................................................ 13
1.1 CHEMICKÉ SLOŢENÍ BRAMBOROVÉ HLÍZY ............................................................. 14 1.1.1 Nutričně významné látky.............................................................................. 14 1.1.2 Zdraví škodlivé látky .................................................................................... 16 2 DĚLENÍ UŢITKOVÝCH BRAMBOR .................................................................. 18
3
2.1
KONZUMNÍ BRAMBORY ........................................................................................ 18
2.2
PRŮMYSLOVÉ BRAMBORY .................................................................................... 19
ŠKROB ...................................................................................................................... 20 3.1
OBECNĚ O ŠKROBU ............................................................................................... 20
3.2
VÝZNAM ŠKROBU ................................................................................................. 21
3.3
FYZIKÁLNÍ A CHEMICKÉ VLASTNOSTI ŠKROBU ...................................................... 21
3.4 TECHNOLOGIE VÝROBY ŠKROBU .......................................................................... 23 3.4.1 Výroba škrobu z brambor ............................................................................. 24 4 SACHARIDY V BRAMBORÁCH ......................................................................... 25 4.1
OBECNĚ O SACHARIDECH ..................................................................................... 25
4.2
VÝZNAM SACHARIDŮ VE VÝŢIVĚ .......................................................................... 26
4.3
TRÁVENÍ A VSTŘEBÁVÁNÍ SACHARIDŮ ................................................................. 26
4.4 METABOLISMUS SACHARIDŮ ................................................................................ 27 4.4.1 Metabolismus monosacharidů ...................................................................... 27 4.4.2 Metabolismus sacharidů v tlustém střevě..................................................... 27 4.5 MECHANISMUS GLYKOLÝZY ................................................................................. 27 4.5.1 Princip glykolýzy.......................................................................................... 28 4.6 PENTOSOVÝ CYKLUS ............................................................................................ 28 4.7
OMEZENÍ PŘÍJMU SACHARIDŮ ............................................................................... 29
5
METODY STANOVENÍ KVALITY BRAMBOR ................................................ 30
6
STANOVENÍ STRAVITELNOSTI........................................................................ 31
II
PRAKTICKÁ ČÁST ................................................................................................ 32
7
CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE .................................................................................... 33
8
MATERIÁL A METODY ....................................................................................... 34 8.1
POPIS EXPERIMENTU ............................................................................................. 34
8.2 CHARAKTERISTIKA ANALYZOVANÝCH VZORKŮ ................................................... 34 8.2.1 Charakteristika vybraných odrůd brambor ................................................... 35
8.3 KUCHYŇSKÉ ÚPRAVY ANALYZOVANÝCH VZORKŮ................................................ 36 8.3.1 Pouţitý materiál a pomůcky ......................................................................... 37 8.4 CHEMICKÁ ANALÝZA............................................................................................ 37 8.4.1 Stanovení obsahu vlhkosti............................................................................ 37 8.4.2 Stanovení obsahu popele .............................................................................. 38 8.4.3 Stanovení obsahu škrobu.............................................................................. 39 8.4.4 Stanovení obsahu N-látek............................................................................. 40 8.4.5 Stanovení in vitro stravitelnosti N-látek ...................................................... 41 8.5 SENZORICKÁ ANALÝZA ........................................................................................ 42 8.5.1 Pouţité pomůcky a přístroje ......................................................................... 42 8.5.2 Podmínky pro senzorické hodnocení ........................................................... 43 8.5.3 Příprava hlíz ................................................................................................. 43 8.5.4 Vlastní senzorické hodnocení....................................................................... 44 8.6 STATISTICKÉ HODNOCENÍ ..................................................................................... 46 9
VÝSLEDKY A DISKUZE ....................................................................................... 47 9.1 VÝSLEDKY CHEMICKÝCH ANALÝZ ........................................................................ 47 9.1.1 Vyhodnocení obsahu vlhkosti ...................................................................... 47 9.1.2 Obsah popela ................................................................................................ 48 9.1.3 Obsah škrobu ................................................................................................ 49 9.1.4 Obsah N-látek............................................................................................... 50 9.1.5 In vitro stravitelnost N-látek ........................................................................ 53 9.2 VÝSLEDKY SENZORICKÉHO HODNOCENÍ ............................................................... 55
ZÁVĚR ............................................................................................................................... 57 SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY .............................................................................. 60 SEZNAM POUŢITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK ..................................................... 66 SEZNAM OBRÁZKŮ ....................................................................................................... 67 SEZNAM TABULEK ........................................................................................................ 68 SEZNAM GRAFŮ ............................................................................................................. 69 SEZNAM PŘÍLOH............................................................................................................ 70
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 11 -
ÚVOD Brambory, oddenkové hlízy rostliny Solanum tuberosum L., jsou dnes v celosvětovém měřítku významnou hospodářskou plodinou. Pěstitelská plocha na 25 mil. ha a roční produkce na 380 mil. tun, řadí brambory na 4. místo. Jsou základní surovinou bramborářského průmyslu. Brambory se v některých zemích řadí mezi zeleninu, u nás se za zeleninu pokládají jen rané brambory. Vedle obilovin jsou nejrozšířenější potravinou a důleţitým krmivem. Jejich biologický význam spočívá zejména v obsahu sacharidů, zejména škrobu a také hodnotných bílkovin, vitaminů, minerálních látek a dalších sloţek, z nichţ mnohé chrání naše zdraví. Vzhledem k vysokému obsahu sacharidů (zejména škrobu) jsou řazeny brambory mezi potraviny energetické (1 kg brambor uvolní 2 930 aţ 3 768 kJ). Hlízy brambor jsou lehce stravitelné a vyuţitelné, dobře utišují hlad a přitom jen málo zatěţují organismus. V současné době slouţí brambory jako potravina doplňková k dosaţení fyziologicky vyváţené stravy. Ve výţivě brambory plní funkci objemovou (dostatečný objem stravy pro zátěţ trávicího ústrojí), sytící (vhodný obsah energeticky hodnotných sloţek) a ochrannou (obsah vitamínů, minerálií a ostatních bioaktivních látek). Pravidelná konzumace bramborových hlíz můţe pomáhat sníţit krevní tlak a posílit cévní systém. Hlízy brambor jsou zdravé pro růst a vývoj dětí. Brambory lze povaţovat za dietní stravu; obsahují mnohem méně sušiny neţ obiloviny i menší mnoţství energie. Jsou známé svou poměrně nízkou kalorickou hodnotou, neobsahují téměř ţádné tuky. V našich klimatických podmínkách nejsou k dispozici čerstvé brambory po celý rok, proto je nutné brambory skladovat. Pro jakost bramborových hlíz je důleţitá jak zdravotní nezávadnost, tak i organoleptické vlastnosti, působící na smyslové orgány konzumenta. V bramborové hlíze jsou obsaţeny důleţité nutriční látky, jejichţ obsah závisí také na kuchyňské úpravě, kdy můţe docházet ke ztrátám (zejména vitaminu C). Při kuchyňských úpravách jsou ovlivněny i organoleptické vlastnosti.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
I. TEORETICKÁ ČÁST
- 12 -
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
1
- 13 -
BRAMBORY
Brambory představují nedílnou součást jídelníčku většiny obyvatel České republiky. S růstem ţivotní úrovně obyvatelstva a zlepšování ţivotních podmínek se postupně sniţuje spotřeba a zvyšují se nároky spotřebitelů na kvalitu. Celková roční spotřeba konzumních brambor na jednoho obyvatele činí do 70 kg, na zlomu tisíciletí dosahovala spotřeba 77 kg [1, 2]. Poslední statistické výsledky z Českého statistického úřadu za rok 2008 a 2009 vykazují tyto závěry: Tabulka 1 Porovnání sklizně bramborových hlíz v roce 2009 s rokem 2008 Brambory Celkem
Výnos 2008 (t.ha–1) 25,83
Plocha 2009 (ha) 28 734
Výnos 2009 (t/ha) 26,19
Sklizeň 2009 (t) 752 539
V porovnání výnosů zemědělských plodin v roce 2009 s rokem 2008 na území ČR se výnos brambor zvýšil o 0,36 t.ha–1 [3]. Podle FAO [4] ve světě za rok 2008 bylo vyprodukováno celkem 314 140 107 tun brambor na rozloze 18 192 405 ha. Výnosnost činila 172 676 t.ha–1. Kvalita brambor je posuzována jako soubor znaků či kritérií, které jsou vyţadovány od hlíz určených ke konkrétnímu uţití spotřebitelem. Vlastní kvalita je dělena na „vnější“ a „vnitřní“. Mezi „vnější“ kvalitativní znaky brambor jsou řazeny: velikost a tvar hlíz, vyrovnanost hlíz ve tvaru, barva a charakter slupky (její jemnost), hloubka oček, intenzita ţlutého zabarvení duţniny, rozsah mechanického poškození, zelenání hlíz, hniloby, strupovitost aj. „Vnitřní“ kvalitu konzumních brambor tvoří nutriční a zpracovatelská hodnota, jejíţ podstatou je chemické sloţení hlíz, především obsah škrobu, bílkovin, vitaminu C, steroidních glykoalkaloidů, redukujících cukrů, dusičnanů, polyfenolových látek, karotenoidů, flavonoidů, anthokyanů a dalších [1, 5, 6]. U nutriční hodnoty jde nejen o obsah látek v hlízách, ale také o jejich vyuţitelnost ve stravě. Zpracovatelská hodnota je pak závislá na fyzikálně-chemickém projevu obsaţených v hlízách [1].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 14 -
1.1 Chemické sloţení bramborové hlízy Chemické sloţení bramborových hlíz je velmi pestré [7]. Ve výţivě člověka brambory plní především tři funkce: 1) objemovou – dostatečný objem stravy pro zátěţ trávicího ústrojí, 2) sytící – vhodný obsah energeticky hodnotných sloţek, 3) ochrannou – vhodný obsah vitamínů, minerálií a ostatních bioaktivních pozitivně působících látek [8]. Energetická hodnota bramborových hlíz je poměrně nízká (kolem 330 kJ.100 g–1 hlíz). U smaţených bramborových výrobků je tato hodnota podstatně vyšší. 1.1.1 Nutričně významné látky Hlavní látkou obsaţenou v hlízách je voda, která kolísá v rozmezí 70 – 80 % čerstvé hmoty [6]. Vysoký obsah vody odlišuje hlízy od obilovin a ostatních zrnin zkrácenou moţností skladování za náročnějších podmínek (úzký interval skladovací teploty a relativní vlhkosti). Z hlediska nutričního nelze vodu povaţovat za ţivinu, z hlediska škrobárenského zpracování představuje obsah vody v hlízách velký objem přecházející do vedlejších produktů (odpadů). V buňkách hlíz se voda vyskytuje ve formě volné a vázané. Volná voda představuje hlavní podíl tzv. hlízové vody. Je buněčnou šťávou vakuol obsahující značný podíl rozpustné sušiny kromě látek vázaných v buněčných strukturách. Voda vázaná, jejíţ mnoţství je značně proměnlivé, představuje mnoţství spojené s hydratací buněčných koloidů. Obsah sušiny v hlízách se pohybuje v rozmezí 16 – 32 % čerstvé hmoty a je závislý na mnoha faktorech, zejména na odrůdě, stupni vývoje hlízy, průběhu povětrnostních podmínek při pěstování a pěstitelské technologii [9]. Nejniţší obsah sušiny mají velmi rané odrůdy pěstované pod závlahou a sklízené ještě před fyziologickou zralostí. Naopak nejvyšší obsah sušiny mají polopozdní a pozdní odrůdy určené k průmyslovému zpracování a sklízené aţ po dosaţení fyziologické zralosti. Hlavní látkou obsaţenou v sušině hlíz je škrob. Brambory odrůd určených pro konzumní účely ho obsahují 11 – 16 % (i více), limitní hodnotou obsahu škrobu u brambor určených pro zpracovatelský průmysl je 18 % v čerstvé hmotě [11].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 15 -
Škrob plní v rostlinném organismu funkci hlavní zásobní látky, neboť je pohotovou zásobou glukosy. Škrob je uloţen v podobě škrobových zrn [10]. Co do mnoţství, plní škrob funkci sytící. Při optimální denní dávce 300 g brambor kryje škrob energetickou potřebu lidského organismu z 11,4 % [5, 8, 12]. Vedle škrobu se vyskytují v bramborách další polysacharidy, které vytvářejí buněčné stěny a mezibuněčné sloţky. Bývají uváděny jako hrubá vláknina, celulosa, hemicelulosy, pentosany a pektiny [13]. Jako hrubá vláknina se označují ty organické sloučeniny, které při chemické analýze nepřecházejí do frakce celkového dusíku a které se nepočítají mezi bezdusíkaté extraktivní látky. Obsah hrubé vlákniny kolísá mezi 1,40 – 3,06 % v sušině hlíz [10]. Z cukrů jsou zastoupeny monosacharidy glukosa a fruktosa a disacharid sacharosa. U konzumních brambor se cukry podílejí na chuti kuchyňsky upravených hlíz jejím zjemněním. Kromě škrobu jsou v hlízách obsaţeny i další polysacharidy – celulosa a hemicelulosa (vláknina), pektiny, hexosany a pentosany. V původní hmotě je přibliţně 0,1 % rozpustného a 0,45 % nerozpustného pektinu a 0,2 – 3,5 % vlákniny [5, 10]. Obsah cukrů výrazně ovlivňuje teplota skladování brambor. Pod 10 °C stoupá podíl redukujících cukrů i sacharosy. Obsah cukrů má velký význam u potravinářských výrobků z brambor, kde nepříznivě ovlivňuje barvu, chuť i skladovatelnost výrobků [8, 14, 15]. Organické kyseliny jsou zastoupeny především kyselinou citronovou a kyselinou jablečnou [16]. Nejvýznamnějším zástupcem minerálních látek je draslík, který v průměru představuje 0,45 % čerstvé hmoty [17]. Významný je i obsah stopových prvků, např. selenu, který se uplatňuje jako antioxidant [1]. Lipidy jsou v hlízách obsaţeny v přibliţně 0,1 % čerstvé hmoty, jejich podíl na nutriční hodnotě je malý [18]. Převládají nenasycené mastné kyseliny – linolová (50 %), linolenová (20 %), palmitová (20 %) a stearová (5 %) [19]. Jejich význam vzrůstá hlavně u sušených výrobku, kdy dochází k zakoncentrování lipidu ve hmotě a při nevhodném skladování se mohou podílet na znehodnocení produktu změnou vůně a chuti [1, 15]. Význam dusíkatých látek včetně bílkovin je pro jejich poměrně nízký obsah v čerstvé hmotě konzumentem – laikem často opomíjen; hlízy brambor nejsou všeobecně povaţovány za bílkovinný zdroj potravy. Obvykle je uváděna střední hodnota obsahu dusíkatých látek (neboli hrubých bílkovin) v čerstvé hmotě hlíz cca 2 %, tzn. kolem 10 %
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 16 -
v sušině [10, 20]. Podíl bílkovin v obsahu dusíkatých látek však můţe kolísat vlivem genotypu a podmínek prostředí v poměrně značném rozpětí od 34 do 70 %. Nebílkovinné dusíkaté látky jsou při 50 % zastoupení v obsahu celkových dusíkatých látek členěny na volné aminokyseliny (15 %), amidy, asparagin a glutamin (23 %) a ostatní dusíkaté látky (12 %) [5, 8]. Vitaminy v bramborách jsou významnou potravinou. Obsah vitaminů kolísá mezi odrůdami a také závisí na klimatických podmínkách [8]. Největší význam má vitamin C (kyselina L-askorbová) [8, 21]. Řadí se mezi vitaminy rozpustné ve vodě [22, 23]. Nachází se hlavně v oblasti cévních svazků a v korunkové části. Při dozrávání jeho obsah klesá, rovněţ tak při skladování, takţe na jaře činí podíl 40 – 70 % původně přítomného mnoţství. Uvádí se, ţe u oloupaných brambor, uchovávaných pod vodou, dochází ke zvýšení obsahu vitaminu C pravou biosyntézou. Ztráty při vaření činí 5 – 30 %, vysoké ztráty (aţ 50 %) jsou při smaţení. Ztráty při průmyslové výrobě lupínků jsou okolo 30 %, zatímco při domácí přípravě aţ 60 %. Při skladování sušených bramborových výrobků v dusíkové atmosféře jsou však ztráty vitaminů nepatrné [8, 24]. Fenoly jsou odpovědné za hnědé a modrošedé zbarvení brambor po rozkrájení. Vedle aminokyseliny tyrosinu a fenolických barevných látek typu antokyanidin, flavon a flavonol, jsou to hlavně sloučeniny (např. kyselina chlorogenová, kyselina kávová, kyselina kumarová a deriváty laktonu kumarové kyseliny) [8, 25]. 1.1.2 Zdraví škodlivé látky Glykoalkaloidy (GA), také označovány jako steroidní glykoalkaloidy brambor, dříve často uváděné pod společným názvem solanin, jsou přirozené toxiny, vyskytující se ve všech částech rostlin. Nejvíce je jich ve slupce a v korové vrstvě [25]. Je známo, ţe obsah GA je geneticky fixován, ovlivňuje jej stupeň zralosti (nezralé hlízy mají vyšší obsah GA), povětrnostní podmínky během vegetace (v suchém, teplém období vyšší obsah), mechanické poškození (zvyšuje obsah GA) a podmínky při skladování. U většiny kulturních odrůd brambor se glykoalkaloidy vyskytují v rozmezí 12 – 150 mg.kg–1 čerstvé hmoty, hygienický limit je 200 mg.kg–1. Při vaření se asi 30 – 40 % GA vyloučí. Hlavními glykoalkaloidy jsou solanin a chakonin, jeţ představují asi 95 % celkových glykoalkaloidů v hlíze brambor. Obě hlavní sloučeniny mají shodný bezcukerný aglykon, zvaný solanidin
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 17 -
(shodná lipofilní a dusíkatá bazická část) a liší se sacharidickou částí (glukosa, galaktosa, rhamnosa). Vedle α formy existuje β a γ forma, lišící se počtem a druhem sacharidů [8, 26]. Obsah dusičnanů nejvíce ovlivňují povětrnostní vlivy ročníku a s nimi související vyzrálost hlíz, u konkrétních hodnot se můţe jednat o výkyvy aţ o 50 %. Nejvyšší obsahy jsou v letech s nízkou sráţkovou činností v červnu a červenci. Jednostranné přehnojení dusíkem má rovněţ negativní vliv, ale zvýšení není tak vysoké, jako v nepříznivých ročnících. Dávky dusíkatých hnojiv je nutné plánovat s ohledem na vegetační dobu odrůdy, výhodné je vzít v úvahu i obsah anorganického dusíku v půdě před sázením, ale vţdy se musí zohlednit i poţadavky na ostatní ţiviny. Obsah dusičnanů se kuchyňskou úpravou podstatně sniţuje (např. loupáním o 30 %, vařením o 20 %) [8]. Sledování obsahu akrylamidu odstartovalo zjištění švédských vědců, kteří v roce 2002 publikovali první výsledky o jeho moţném vzniku ve výrobcích z brambor. Akrylamid není přirozeně obsaţen v hlízách brambor, je tvořen aţ při tepelném zpracování z tzv. prekurzorů obsaţených v hlízách, kterými jsou redukující cukry a aminokyselina asparagin. K tvorbě akrylamidu jsou nutné vysoké teploty kolem 150 °C dosahované pečením nebo smaţením, zejména smaţené lupínky a hranolky. Na výši obsahu akrylamidu mají kromě technologie zpracování vliv ty faktory, které ovlivňují obsah prekurzorů, resp. redukujících cukrů. Pro zpracování na smaţené výrobky jsou vybírány odrůdy s nízkým obsahem redukujících cukrů, protoţe kromě akrylamidu má vyšší obsah cukrů negativní vliv na barvu výrobků. Ze stejného důvodu se hlízy určené na zpracování skladují při optimální teplotě kolem 8 °C, kdy nedochází ke kumulaci cukrů v hlíze [12]. Z nebezpečných cizorodých látek, které mohou rostliny bramboru přijímat a v hlízách kumulovat, je potřebné připomenout i těţké kovy, alifatické chlorované uhlovodíky, polycyklické aromatické uhlovodíky, či rezidua pesticidů [5].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
2
- 18 -
DĚLENÍ UŢITKOVÝCH BRAMBOR
Na brambory a výrobky z nich se vztahuje norma ČSN 46 2200, která definuje základní poţadavky u jednotlivých uţitkových směrů. ČSN 46 2200-5 ČSN 46 2200 sestává z šesti částí: 1 – Společná ustanovení 2 – Vzorkování a zkoušení konzumních, průmyslových a krmných brambor 3 – Konzumní brambory rané 4 – Konzumní brambory pozdní 5 – Průmyslové brambory 6 – Krmné brambory [27].
2.1 Konzumní brambory Konzumní brambory jsou členěny na rané a ostatní, přičemţ za rané jsou podle ČSN 46 2200-3 povaţovány hlízy brambor sklízeny před dosaţením úplné zralosti hlíz, u kterých lze snadno odstranit slupku a jsou dodány bezprostředně po sklizni [27]. V ČR jsou hlízy konzumních brambor raných sklízeny v období od června do konce srpna daného roku. V Evropské unii (EU) se však vykazují jako konzumní rané brambory pouze takové porosty, které jsou sklízeny do konce června. Všechny konzumní brambory sklízené po tomto datu jsou v EU vykazovány jako „ostatní konzumní brambory“. Konzumní brambory musí být odrůdově jednotné a nesmějí obsahovat příměsi jiných odrůd nad rámec přípustných odchylek. Hlízy musí vzhledem odpovídat deklarované odrůdě, musí být zdravé, celé, čisté, pevné, růstem nepopraskané a nedeformované, bez nadměrné povrchové vlhkosti, bez vnějších i vnitřních vad zhoršujících celkový vzhled. Hlízy musí být prosté hniloby, hnědých skvrn vzniklých teplem, mechanických prasklin nebo pohmoţděnin, bez zeleného vybarvení, strupovitosti, dutosti a rzivosti, nenamrzlé a prosté cizích pachů a příchutí. Hlízy konzumních brambor pozdních musí mít navíc vyvinutou pevnou slupku, nesmí mít klíčky delší neţ 3 mm a nesmí vykazovat šedé, modré nebo černé skvrny pod slupkou zasahující do hloubky duţniny nad 5 mm [1, 28]. Důleţitým parametrem je velikost hlíz. Hlízy konzumních brambor ostatních musí být ve všech rozměrech větší neţ 35 mm. U odrůd, jejichţ hlízy mají index tvaru hlíz rovný nebo
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 19 -
větší neţ 200, nejsou poţadavky na velikost stanoveny. U konzumních brambor raných musí být hlízy větší neţ 28 mm [1, 28]. Jedním z nejdůleţitějších vyjádření kvality a informací pro spotřebitele je u konzumních brambor varný typ. Rozlišují se tři základní varné typy: A, B a C. Při obchodování musí být varný typ uveden u konzumních brambor ostatních spolu s názvem odrůdy a zemí původu. U konzumních brambor raných nemusí být při obchodování varný typ uveden [1, 28]. Z hlediska obsahu zdravotně rizikových látek je sledován u konzumních brambor a výrobků z brambor obsah steroidních glykoalkaloidů (SGA), dále obsahy toxických kovů (zejména As, Cd, Pb, Hg), u smaţených výrobků také akrylamid. Limity jsou stanoveny i pro obsah dusičnanů [1, 28].
2.2 Průmyslové brambory Průmyslovými bramborami se podle ČSN 46 2200-5 rozumí brambory určené k průmyslovému zpracování ve škrobárnách, v lihovarech a v sušárnách. K minimálním poţadavkům patří dobrý zdravotní stav hlíz (bez napadení hnilobami a poškození mrazem). Hlízy mají být čisté, s dobře vyvinutou slupkou, bez nadměrné povrchové vlhkosti a bez cizího zápachu [27]. Příčný průměr hlíz průmyslových brambor by měl dosahovat nejméně velikosti 30 mm. Nejdůleţitějším parametrem je z hlediska uţitkového směru obsah škrobu. Ten by měl u průmyslových brambor dosahovat podle výše uvedené normy nejméně 15 %, nicméně škrobárenské provozy jiţ v současné době poţadují obsah škrobu alespoň 18 % [1, 28].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
3
- 20 -
ŠKROB
3.1 Obecně o škrobu Škrob je hlavní zásobní látka rostlin [29]. Je obsaţen v organelách cytoplasmy, v plastidech (Obr. 1). Nejvíce škrobu je uloţeno v amyloplastech, speciálních buňkách kořenů, hlíz a semen [29, 30]. Škrob plní v rostlinném organismu funkci hlavní zásobní látky, neboť je pohotovou zásobou glukosy. V buňkách hlíz brambor je uloţen v podobě micel, zvaných škrobová zrna [31]. Rozmístění škrobu v profilu hlízy není zcela homogenní, nejvyšší koncentrace jsou dosahovány v oblasti centrálního kruhu cévních svazků (Obr. 2) [12].
Obr. 1 Biosyntéza škrobu [32]
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 21 -
Obr. 2 Chemické složení a rozložení látek v hlíze bramboru [33]
3.2 Význam škrobu Význam škrobu u brambor určených pro přímý konzum je hodnocen z hlediska jeho mnoţství a fyzikálně-chemických vlastností. Co do mnoţství, plní škrob funkci sytící (obsah škrobu 15 % představuje 87 % celkové energetické hodnoty hlízy) [10]. Přes svou vysokou energetickou hodnotu však patří bramborový škrob k méně stravitelným škrobům. V syrových bramborách je málo přístupný pankreatické amylase. Stravitelnost škrobu se zvýší jeho mazovatěním při vyšších teplotách [12].
3.3 Fyzikální a chemické vlastnosti škrobu Škrob je bílý nebo slabě naţloutlý, silně hygroskopický, ve studené vodě nerozpustný prášek, bez chuti a zápachu. Ze všech vlastností škrobu jako celku je nejdůleţitější jeho chování ve vodném prostředí [10]. Je-li suchý, dá se velmi dobře skladovat; ve vlhkém stavu podléhá snadno zkáze [34]. Vlastnostmi škrobu se zabývali ve své práci Míča a Vokál [35]. Pod mikroskopem se jeví škrobová zrna nebo jejich shluky velmi zřetelně, přičemţ pro jednotlivé druhy škrobu jsou charakteristické nejen jejich velikosti, ale také
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 22 -
tvar a způsob vrstven [36, 37]. Škrob váţe pevně aţ 10 % vody, zvanou konstituční, dalších 10 – 35 % vody je povaţováno za vodu absorpční. Nad tuto hranici se jedná o tzv. vnější kapilární vodu. Kromě vody jsou ve škrobu vázány ještě další sloučeniny, z nichţ nejvýznamnější je kyselina fosforečná. Obsah kyseliny fosforečné se ve škrobu pohybuje v rozmezí 0,08 – 0,25 % v sušině [10]. Bramborový škrob má zrna oválného, vejčitého aţ lasturnatého tvaru s dobře zřetelným rýhováním, velikost zrna se pohybuje kolem 10 – 80 µm [37]. Kukuřičný škrob je hranatý, s ostře odstíněným jádrem, bez zřetelného vrstvení, velikost zrna je 5 – 25 µm [36, 37]. Pšeničný škrob je čočkovitého aţ kulatého tvaru s centrálním, méně patrným vrstvením. Škrobová zrna pšenice, ţita a ječmene jsou si velmi podobná a dají se jen velmi těţko identifikovat. Zvláštností pšeničného škrobu je jeho rozdělení podle velikosti škrobových zrn na tzv. malozrnný (2 – 10 µm) a škrob velkozrnný (10 – 40 µm) [36, 38]. Suchý škrob zahříváním při 130 °C začíná ţloutnout a mění se v gumy (bramborový škrob – guma francouzská, kukuřičný – guma britská). Zahřívá-li se škrob s vodou, nejdříve bobtná a pak mazovatí, přičemţ zvětšuje svůj objem aţ 120krát. Zmazovatění je moţno definovat jako ireverzibilní uvolnění přirozených sekundárně vázaných sil v oblasti krystalických podílů škrobového zrna. Jakost a rychlost mazovatění závisí na mnoţství vody a teplotě, na druhu a kvalitě škrobu. Velká škrobová zrna bobtnají a mazovatí rychleji neţ zrna malá. Analyticky se škrob dokazuje pomocí roztoku jódu v jodidu draselném známým modrým zbarvením, které zahřátím mizí, avšak po ochlazení se znovu vrací [34]. Viskozita škrobového mazu určuje vyuţitelnost škrobu jako suroviny pro některá odvětví hospodářství. Čím je viskozita škrobového mazu vyšší, tím je škrob vydatnější. Během vegetace, zřejmě v důsledku zvětšování škrobových zrn, se viskozita mazu zvyšuje. Jednou z charakteristik škrobového zrna je i molekulární hmotnost škrobu. Bylo zjištěno, ţe molekulární hmotnost škrobu souvisí s obsahem škrobu v hlízách, je však současně ovlivněna i vegetačním rokem [10]. Vysoké dávky dusíku podle Míči a Vokála [35] sniţují vedle obsahu škrobu i jeho molekulární hmotnost. Po chemické stránce je škrob makromolekulární sacharid, jehoţ základní stavební sloţkou je glukosa [39]. V porovnání s ostatními cukry je škrob relativně heterogenní. Skládá se ze dvou odlišných sloţek, tzv. amylosy a amylopektinu [26, 29, 30, 36, 38]. Amylasa je lineární α-D-(1→4)-glukan, který je částečně esterifikován kyselinou fosforečnou (bramborový škrob obsahuje 0,07 – 0,09 % fosforu). Stupeň polymerizace se u
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 23 -
bramborové amylasy pohybuje v rozpětí 1000 – 4500 glukosových jednotek a molekulová hmotnost mezi 180 – 1000 kDa. Amylopektin se skládá z řetězců D-glukosových jednotek vázaných α-(1→4) vazbami, z nichţ se po 10 – 100 (průměrně po 25) jednotkách odvětvují vazbou α-D-(1→6) postranní řetězce [30, 36]. Asi na 400 glukosových jednotek připadá zbytek esterifikovaný kyselinou fosforečnou. Molekula amylopektinu má jeden redukující konec, stupeň polymerace bývá 50 000 – 1 000 000 glukosových jednotek a molekulová hmotnost se pohybuje mezi 10 000 aţ 200 000 kDa. U bramborového škrobu je uváděn poměr mezi amylasou a amylopektinem 1:4 [12, 30, 36]. Kvasinkami je škrob zkvasitelný aţ po převedení na glukosu nebo maltosu. Při štěpení kyselinami se škrob odbourává aţ na molekuly glukosy. Při enzymatickém rozkladu amylasou se škrob štěpí přes dextriny na disacharid maltosu. Štěpení však neprobíhá u všech škrobů stejně; nejlépe se zcukřuje škrob ţitný a bramborový, pak pšeničný a teprve pak škroby ostatní [36].
3.4 Technologie výroby škrobu Škrob byl znám člověku jako potravina jiţ od pradávna. Ve všech zemích se vyráběl škrob aţ do poloviny 18. století téměř výlučně z pšenice. Začátkem 19. století se začíná škrob vyrábět z kukuřice, rýţe a ze surovin tropického původu. V teplejších oblastech (Čína, Japonsko, Ceylon atd.) se vyrábí škrob hlavně z rýţe. V tropickém a subtropickém pásmu se pouţívají jako suroviny k výrobě škrobu maniok a batáty [36]. Obecně bylo stanoveno, ţe vysokého obsahu škrobu je moţno docílit v oblastech a letech s dlouhým a na slunce bohatým pozdním létem, zatímco v oblastech a v letech s vlhkým a na slunce chudým studeným klimatem zůstávají obsahy škrobu nízké. Kaţdé zkrácení období růstu (nemoci listů, brzké mrazíky) sniţuje obsah škrobu. Podle Míči a Vokála [35] je k optimální tvorbě škrobu ve čtyřech měsících (červen – září) potřebná suma teploty 60 °C (= suma čtyř měsíčních denních průměrných teplot) a 220 mm dešťových sráţek [10]. Z celkové produkce škrobu se u nás vyrábí:
z brambor asi 75 %,
z kukuřice 20 %,
a ze pšenice 5 %.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 24 -
3.4.1 Výroba škrobu z brambor Výroba bramborového škrobu závisí na izolaci škrobových zrn od ostatních látek obsaţených v bramborové hlíze. Děje se tak v principu mechanickým způsobem, tj. vypíráním škrobu z otevřených bramborových buněk a jeho dalším čištěním za pouţití značného mnoţství vody [34]. Technologický výrobní postup je aţ doposud zaloţen na zásadě získat pokud moţno dokonale jednu sloţku bramborové substance, tj. škrob, bez jakýchkoliv průvodních látek. Druhým poţadavkem je docílení vysoké jakosti finálního výrobku, přičemţ veškerý škrob obsaţený v bramborách má stejnou kvalitu bez ohledu na velikost škrobových zrn [36]. Výrobu bramborového škrobu lze rozdělit do následujících výrobních fází: 1. Nákup, přejímka a ukládání brambor, 2. Doprava, praní a váţení brambor, 3. Strouhání brambor, 4. Vypírání bramborové třenky, 5. Získávání škrobu a rafinace škrobového mléka, 6. Předsoušení a sušení škrobu, 7. Úprava a expedice hotového výrobku. Práce a výrobní postup se v jednotlivých závodech poněkud mění podle místních podmínek, jakosti suroviny, pouţívaného strojního zařízení a určení škrobu pro další zpracování [34, 36].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
4
- 25 -
SACHARIDY V BRAMBORÁCH
4.1 Obecně o sacharidech Sacharidy jsou obsaţeny ve všech ţivých organismech, kde se podílejí na látkové výměně a produkci
energie
[40].
Sacharidy
jsou
sloučeniny
odvozené
od
alifatických
polyhydroxyaldehydů nebo polyhydroxyketonů. Vznikají v tělech zelených rostlin při fotosyntéze [30]. Sacharidy jsou významnou základní ţivinou, neboť tvoří 50 – 65 % energie přijaté denně v potravině [41]. Sacharidy jsou nejpohotovější a při tom snadno dostupným zdrojem energie pro svalovou práci [41, 42]. V naší zemi tvoří sacharidy asi 45 – 50 % celkové energetické dodávky. V rozvojových zemích je jejich podíl mnohem vyšší. Doporučuje se, aby se sacharidy účastnily na energetickém přívodu 60 – 63 % [42]. Ne všechny přijaté sacharidy můţe člověk vyuţívat. Proto se sacharidy dělí na vyuţitelné a nevyuţitelné [41, 42]. Běţné sacharidy vyuţitelné člověkem jsou: Polysacharidy – škrob Oligosacharidy – sacharosa, maltosa, isomaltosa, laktosa Monosacharidy – glukosa, fruktosa, galaktosa Alditoly – glycerol, xylitol Sacharidy málo vstřebatelné nebo téměř nevyuţitelné: Pentosy – D-xylosa, L-arabinosa Alditoly – D-mannitol Sacharidy nevyuţitelné:
Polysacharidy – celulosa, hemicelulosa, pektinové látky, pentosany, chitin
Oligosacharidy – melibiosa, rafinosa, stachyosa
Monosacharidy – D-mannosa, L-sorbosa
Alditoly – galaktitol, L-arsbinitol [29, 41].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 26 -
4.2 Význam sacharidů ve výţivě Sacharidy se spolu s tuky a proteiny řadí k základním ţivinám. Sacharidy mají v přírodě velký význam. Jsou vyuţívány především jako zdroj energie (1 g cukru poskytuje 17 kJ); asi 75 % příjmu energie zajišťují polysacharidy, zbytek připadá na monosacharidy a oligosacharidy. Jsou základními stavebními jednotkami mnoha buněk, chrání buňky před vnějšími vlivy. Některé cukry jsou biologicky aktivní látky např. glykoproteiny, nukleové kyseliny, koenzymy, hormony, vitaminy aj. Ve formě vlákniny ovlivňují proces trávení potravy a průchod tráveniny zaţívacím traktem. Sacharidy výrazně ovlivňují organoleptické vlastnosti potravin (chuť, vzhled, texturu). Mnohé sacharidy se pouţívají jako aditiva [30, 43, 44].
4.3 Trávení a vstřebávání sacharidů Strava obsahuje značné mnoţství sacharidů, původu rostlinného i ţivočišného. Jsou v ní zastoupeny monosacharidy, oligosacharidy a polysacharidy. Sacharidy rozpustné i nerozpustné, stravitelné snadno i obtíţně. Při úplném vyloučení sacharidů z potravy dochází k značnému odbourávání tuků [30, 45, 46]. Ze sacharidů je ve stravě nejvíce zastoupen škrob [41, 45, 46]. Škrob ve velkém mnoţství lze nalézt v pečivu, v různých cereálních výrobcích, rýţi i bramborách. Trávení škrobu začíná v ústech, účinkem slinné α-amylasy zvané ptyalin. Význam trávení škrobu touto amylasou je však velmi malý, neboť doba jejího působení je krátká. Ţaludek není k trávení sacharidů enzymy vybaven. Největší význam proto má trávení škrobu v tenkém střevě, účinkem pankreatické α-amylasy [30, 45, 46]. Monosacharidy není třeba trávit. Vstřebávají se jiţ v první části tenkého střeva. Glukosa a galaktosa se vstřebávají velmi rychle. Fruktosa se vstřebává pomaleji. Sacharosa je štěpena
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 27 -
enzymem invertasou, laktosa enzymem laktasou. Oba enzymy jsou ve střevní šťávě a na povrchu slizničních buněk [30, 45, 46]. Polysacharidy tj. celulosa, hemicelulosa a pektin tvoří tzv. vlákninu. Vláknina se tráví aţ tlustém střevu účinkem bakterií [45, 46].
4.4 Metabolismus sacharidů 4.4.1 Metabolismus monosacharidů Běţnou formou cukru, která je přítomna v organismu, je glukosa. Organismus však potřebuje i jiné druhy monosacharidů. Je schopen vzájemně přeměňovat monosacharidy, tvořit ribosu, deoxyribosu, galaktosu apod. K tomu účelu vyuţívá různé druhy reakcí (transaldolasová a transketolasová reakce) [30]. 4.4.2 Metabolismus sacharidů v tlustém střevě Sacharidy jsou pro bakterie tlustého střeva hlavním zdrojem energie. Zdrojem sacharidů je v tlustém střevu v prvé řadě vláknina. Můţeme ji rozdělit na vlákninu rozpustnou, dobře fermentovatelnou (pektin, a část hemicelulos) a vlákninu nerozpustnou, špatně fermentovatelnou (celulosa, některé hemicelulosy). Obě frakce vlákniny jsou fyziologicky významné. Při běţném způsobu stravování, mnoţství vlákniny, které do tlustého střeva přichází, obnáší asi 20 – 25 g, coţ je méně neţ by mělo být. Kromě vlákniny se do tlustého střeva dostávají části škrobu. Škrob je pro bakterie snadno fermentovatelným substrátem [45].
4.5 Mechanismus glykolýzy Pod pojmem glykolýza rozumíme anaerobní odbourávání cukrů v organismu. Avšak i aerobní odbourávání cukrů probíhá přes jednotlivé stupně glykolýzy [30]. Glykolýza je základní metabolický děj probíhající téměř ve všech buňkách savců a jeho úkolem je uvolnění energie uloţené v glukose. V buňkách se zpracovává 70 – 80 % sacharidů přijatých v potravě. Pyruvát je velmi hodnotným meziproduktem metabolismu, který v sobě skrývá ještě cca 75 % z celkové energie hexosy [40].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 28 -
4.5.1 Princip glykolýzy Glykolýza probíhá především ve svalové tkáni. Je to anaerobní pochod, tzn., ţe probíhá bez účasti vzdušného kyslíku. Při glykolýze získaná energie se vyuţívá ke tvorbě 2 molů ATP. Konečným produktem glykolýzy jsou 2 moly laktátu (mléčné kyseliny) na 1 mol glukosy. Průběh glykolýzy dělíme do čtyř fází: 1. Přeměna glukosy na 2 moly fosforečných esterů trios – na glyceraldehyd-3-fosfát a dihydroacetonfosfát. 2. Dehydrogenace fosforečných esterů trios s NAD+ ve fosforečné estery kyseliny glycerové. 3. Přeměna fosforečných esterů glycerol kyseliny v pyruvát (pyrohroznovou kyselinu). 4. Přeměna pyruvátu na laktát, přitom se regeneruje koenzym NADH + H+ na NAD+. Pokud by probíhal pochod aerobní, přechází pyruvát postupně do cyklu kyseliny citronové a NADH + H+ se regeneruje v dýchacím řetězci v mitochondriích. U některých mikroorganismů (např. kvasinky) vzniká z pyruvátu za anaerobních podmínek ethanol, probíhá alkoholové kvašení [30]. Glykolýza je nejrychlejší zdroj energie pro svaly. Největší mnoţství laktátu vzniká v příčně pruhovaných svalech. Zde se laktát z malé části metabolizuje zpět na pyruvát, větší část laktátu přechází do krve a dostává se do jater. Zde procesem glukoneogeneze vzniká glukosa a glykogen [30].
4.6 Pentosový cyklus Energie sacharidů můţe být vyuţívána nejen jako zdroj energie transportovaný pomocí ATP, ale i jako chemická energie označovaná jako „redukční síla“ – konkrétně na vázané aktivované vodíky určené k biochemickým redukcím transportované pomocí NADPH + H+. Tento systém produkce „redukční síly“ je rovněţ uloţen v cytoplasmě a pomocí NAD (P)+ - transhydrogenasy je spojen se systémem NADH + H+. Pentosový cyklus umoţňuje úplnou oxidaci glukosy na CO2 bez zapojení citrátového cyklu a dýchacího řetězce. Poskytuje aktivované vodíky pro biochemické redukce ribosafosfát pro syntézy nukleových kyselin a nukleotidových kofaktorů. Je amfibolickým dějem. Není hlavní cestou odbourání
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 29 -
sacharidů, je pouze cyklem doplňkovým existujícím převáţně pouze v jaterních buňkách savců. V rostlinných buňkách zpracovává cca 20 – 30 % vyrobených sacharidů [40].
4.7 Omezení příjmu sacharidů V posledních desetiletích se doporučuje jisté omezení příjmu sacharidů, především sacharosy, v souvislosti se zubní kazivostí, přibývající obezitou a s ní často související aterosklerosou. Samozřejmě omezen je příjem sacharidů u diabetiků [47, 48, 49]. V těţkých formách choroby se sacharidy nahrazují zpravidla sladidly synthetickými (sacharin, cyklamát atd.) [41]. Po pouţití sacharidů stoupá koncentrace glukosy v krvi asi během hodiny z normální hodnoty glykémie (80 – 120 mg.100 ml–1) na hodnotu 125 – 140 mg.100 ml–1 [41]. V lidském těle se glukosa vyuţívá několika hlavními způsoby: Konečná oxidace na oxid uhličitý a vodu, spojena se ziskem energie Přeměna glukosy na glykogen – glykogeneze Přeměna glukosy na tuk – lipogeneze Tvorba některých speciálních produktů [41].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
5
- 30 -
METODY STANOVENÍ KVALITY BRAMBOR
Metody stanovení kvality jsou u brambor závislé na uţitkovém směru. Základem je podle normy ČSN 46 2200-2 mechanický rozbor. Vzorek brambor pro mechanický rozbor musí být správně odebraný (podle zmíněné normy) a jeho hmotnost by měla být nejméně 25 kg. Součástí mechanického rozboru je stanovení hmotnostního podílu příměsí a velikostních frakcí hlíz (provádí se pomocí čtvercového měřidla). Důleţité je stanovení vad hlíz (specificky pro trţní druh brambor) [1]. Značný význam pro pěstitele brambor má zejména odolnost proti jednotlivým chorobám a škůdcům. U nás většina pěstovaných odrůd brambor vykazuje odolnost proti karanténní chorobě rakovině bramboru (Synchytrium endobioticum) a karanténnímu škůdci háďátku bramborovému (Globodera rostochiensis) [28]. Kaţdá hlíza je posuzována jen jednou podle nejzávadnější vady v pořadí – měkká hniloba (bakteriální nebo houbová), hlízy zmrzlé a namrzlé, plíseň bramboru, suché hniloby (ostatní), ostatní vady duţniny (zjišťované na řezu) a ostatní vady hlíz. Dále se v rámci mechanického rozboru provádí stanovení odrůdové jednotnosti, škrobnatosti (na základě měrné hmotnosti), případě doplňkové analýzy [1]. V rámci popisu hlíz se podle „Metodiky ÚKZUZ pro zkoušky uţitné hodnoty odrůd“ pomocí devítibodové stupnice hodnotí velikost hlíz, vyrovnanost velikostí, vyrovnanost tvaru, hloubka oček, postavení pupku, kvalita tvaru, barva duţniny (1 – bílá, 2 – krémová, 3 – světle ţlutá, 4 – ţlutá, 5 – tmavě ţlutá, 6 – červená, 7 – červenostrakatá, 8 – modrá, 9 – modrostrakatá), pevnost slupky, barva slupky, hladkost slupky a tvar hlíz. Ten je určen pomocí tzv. indexu tvaru hlíz na základě poměru délky hlízy k její šířce (x 100). Lze tak rozeznávat kulovitý tvar hlíz (index do 109), krátce oválný (110 – 129), oválný (130 – 149), dlouze oválný (150 – 169), dlouhý (170 – 199), velmi dlouhý (200 a více). Dále se u odrůd provádějí zkoušky odolnosti hlíz proti mechanickému poškození, proti šednutí duţniny a zkoušky vhodnosti hlíz k mytí [1, 50]. U konzumních brambor je nejvýznamnější stanovení stolní hodnoty hlíz, jejímţ výsledným vyjádřením je určení varných typů. Varný typ by měl být zárukou, ţe z takto označených brambor lze připravit pokrm, který je u příslušného varného typu uveden.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
6
- 31 -
STANOVENÍ STRAVITELNOSTI
Stravitelnost určuje vyuţitelnost nutričních látek v lidském organismu. Její hodnota ovlivňuje mnoţství ţivin a energie, které má člověk k dispozici. Stravitelnost je vyjádřena úbytkem ţivin, organické hmoty nebo energie, k němuţ dojde během průchodu potraviny trávicím ústrojím člověka. Stravitelnost in vitro je experimentální metoda při maximálním napodobení podmínek trávení bílkovin v organismu, resp. v ţaludku, kdy bílkoviny v potravě jsou v kyselém prostředí rozloţeny proteolytickým enzymem [51, 52, 53]. Přístroj pro stanovení stravitelnosti „in vitro“ ANKOM DaisyII Incubator Ankom DaisyII Incubator je výkonné zařízení pro provádění analýz tzv. stravitelnosti organické hmoty „in vitro“. V podstatě dokáţe simulovat procesy, které probíhají v ţaludku při trávení potravin. Přístroj je na takové technologické úrovni, ţe dokáţe eliminovat většinu případných nepříznivých vlivů obsluhy. Výsledky jsou tak plně reprodukovatelné i při jejím střídání. Kvalita získaných dat je plně srovnatelná s klasickými metodami. Podle dostupných zkušeností umoţňuje zařazení přístroje do praxe ušetřit aţ polovinu pracovních nákladů [54]. Bachorová tekutina nebo enzymatické inokulum se naplní pouze do dvou aţ čtyř nádob, na rozdíl od mnoha jednotlivých zkumavek při klasickém provedení. Stanovení je charakterizováno dávkovým zpracováním všech vzorků současně a odstraněním filtračního kroku – tím se celý postup stanovení zjednoduší. Řízená komora DaisyII udrţuje konstantní teplotu a prohřátí (39,5 °C) včetně promíchávání [54].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
II. PRAKTICKÁ ČÁST
- 32 -
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
7
- 33 -
CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE 1. Formou literární rešerše zpracovat stručný přehled chemického sloţení bramborové hlízy, faktory ovlivňující obsah a vlastnosti bramborového škrobu, sacharidy ve výţivě člověka a stravitelnost. 2. Stanovit obsah vlhkosti, popele, škrobu, N-látek a in vitro stravitelnosti N-látek v bramborových hlízách, které byly skladovány a kulinářsky upraveny. 3. Senzorické hodnocení brambor na počátku a na konci skladovacího období.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
8
- 34 -
MATERIÁL A METODY
8.1 Popis experimentu Diplomová práce byla vypracována ve spolupráci se společností Beskyd Fryčovice, a.s., která se zabývá zpracováním brambor a zeleniny. V jejich areálu byly také bramborové hlízy uskladněny po dobu šesti měsíců a vţdy po měsíci dováţeny na technologickou fakultu UTB ve Zlíně pro následné zpracování a pouţity na chemické analýzy. Pro chemické analýzy byly pouţity vzorky šesti odrůd a varných typů (AB, A a B), které patřily do tří skupin podle délky vegetační doby (velmi rané, rané a polorané). Cílem bylo sledování vlivu: a) skladování b) varného typu c) délky vegetace d) kuchyňské úpravy na obsah vlhkosti, popele, škrobu, N-látek a in vitro stravitelnosti v bramborových hlízách. Následně bylo provedeno senzorické hodnocení brambor na počátku a konci skladovacího období.
8.2 Charakteristika analyzovaných vzorků Pro chemické analýzy byly pouţity následující odrůdy: Angela, Princess, Belana, Marabel, Milva a Laura (Tab. 3, 4). Hlízy byly naskladněny září – říjen roku 2008. Při skladování bramborových hlíz byly dodrţovány stejné skladovací podmínky. Skladovací teplota byla udrţována na hodnotách 4 – 6 °C. Ve skladu byla automaticky ovládaná klimatizace pro zajištění těchto teplot. Všechny hlízy brambor byly jedenkrát retardovány přípravkem NEO-STOP L 300 v plynné formě. Tvar bramborových hlíz byl stanoven poměrem délky hlíz k jejich šířce podle následujícího vzoru (Tab. 2): Index tvar hlízy = (délka hlízy x 100) / šířka hlízy
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 35 -
Tabulka 2 Index tvaru hlíz Index
Tvar hlíz
Do 109
K – kulovitý
110 – 129
KO – kulovitooválný
130 – 149
O – oválný
150 – 169
DO – dlouze oválný
170 – 199
D – dlouhý
200 a více
VD – velmi dlouhý
Tabulka 3 Přehled a hmotnost hlíz jednotlivých odrůd Angela
Princess
Belana
Marabel
Milva
Laura
Označení*
A
P
B
M
V
L
Varný typ
B
A
AB
B
AB
B
Velmi raná
Velmi raná
Raná
Raná
Poloraná
poloraná
156,4
131,1
137,7
131,1
110,7
123,6
O
O
O
O
KO
DO
Vegetační doba Průměrná hmotnost (g) Tvar hlízy
* tato označení byla pouţita v celé práci 8.2.1 Charakteristika vybraných odrůd brambor Vzhledem k tomu, ţe na našem trhu existuje široká škála různých odrůd brambor, byly vybrány odrůdy, které se lišily varným typem a vegetační dobou.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 36 -
Tabulka 4 Charakteristika jednotlivých odrůd [55, 56, 57, 58, 59] Odrůda Angela
Varný typ
Vegetační doba
B
Velmi raná
Popis hlíz Středně velké, oválné, s mělkými očky, se ţlutou duţninou
Princess
A
Velmi raná
Středně velké, oválné, se ţlutou duţninou
Marabel
B
Raná
Středně velké, oválné, s mělkými očky, se ţlutou duţninou
Belana
AB
Raná
Středně velké, oválné, s velmi mělkými očky, s tmavě ţlutou duţninou
Milva
AB
Poloraná
Středně velké, vzhledné, krátce oválné, s mělkými očky, se ţlutou duţninou
Laura
B
Poloraná
Středně velké, dlouze oválné, s mělkými očky, s tmavě ţlutou duţninou a červenou slupkou
8.3 Kuchyňské úpravy analyzovaných vzorků Bramborové hlízy byly vţdy tepelně upravovány za stejných podmínek. Pro následné analýzy byly zvoleny hlízy brambor průměrných velikostí bez známek mechanického nebo jiného poškození. Bramborové hlízy byly upravovány celé (se slupkou, bez slupky) a dále krájené na kostky přibliţně stejných velikostí (cca 2,5 cm x 2,5 cm). Hlízy byly upraveny různými metodami, které jsou uvedeny v Tab. 5. Pro kulinářskou přípravu 750 g brambor byla pouţita pitná voda o objemu 1 litr. Při kuchyňské úpravě v mikrovlnné troubě byly hlízy brambor vkládány do mikroténových sáčků bez přidání vody. Přibliţné doby jednotlivých kuchyňských úprav byly následující: u vaření vložením hlíz do vroucí vody cca 35 minut, u vaření vložením do studené vody cca 40 minut, u paření přibliţně 30 minut. U mikrovlnného ohřevu byla doba úpravy 3 minuty.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 37 -
Tabulka 5 Způsoby a označení kulinářských úprav Vařené ve vodě
Pařené
Mikrovlnná trouba
Ve vroucí vodě
Ve studené vodě
Celé se slupkou
VVS
VSS
PS
-
Celé bez slupky
VVB
VSB
PB
-
Kostky
VVK
VSK
PK
MK
8.3.1 Pouţitý materiál a pomůcky
Nerezové hrnce (objem 2 l)
Mikrovlnná trouba – Výrobce: LG. Výkon: 750 W.
Elektrické sporáky – Výrobce: Zanussi. Výkon: 6 400W
Pařeníky
Plechy
Plastové misky
Noţe
Voda pitná
8.4 Chemická analýza Z chemických analýz byl zjišťován obsah vlhkosti, popele, škrobu, N-látek a in vitro stravitelnosti N-látek v bramborových hlízách. 8.4.1 Stanovení obsahu vlhkosti Vlhkost byla stanovena jak u čerstvých hlíz, tak i u kulinářsky upravených hlíz a to v 1. a 20. týdnu skladování. Sušina byla stanovena váţkově vysušením materiálu do konstantních hmotnostních úbytků a to metodou ES – převzata ze směrnice Komise 99/79/ES (OJ L 209, 7/8/1999) [60].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 38 -
Princip: Obsah vlhkosti se stanovuje váţkově jako úbytek po vysušení vzorku při (103±2) °C, po předsušení při (58±2) °C za předepsaných podmínek [60, 61]. Potom obsah sušiny představuje zbytek po vysušení do konstantního úbytku hmotnosti. Výpočet a vyjádření výsledku Obsah vlhkosti v % (X) byl vypočítán podle vzorce:
X = 1
m1 m3 x 100 m0 m 2
kde: mo – hmotnost naváţky vzorku k předsoušení (g) m1 – hmotnost naváţky přesušeného vzorku po vyrovnání vlhkosti (g) m2 – hmotnost naváţky vzorku pro sušení (103 ± 2) °C (g) m3 – hmotnost naváţky vzorku po vysušení (103 ± 2) °C (g)
Obsah sušiny v % (Y) byl vypočítán podle vzorce: Y = 100 – X. Výsledkem stanovení byl aritmetický průměr výsledků pěti souběţně provedených stanovení, které splňovaly podmínku opakovatelnosti. 8.4.2 Stanovení obsahu popele Popel byl stanoven pouze u syrových brambor všech odrůd v 1. a 20. týdnu skladování. Princip: Tato metoda umoţňuje stanovení obsahu popela v krmivech. Vzorek se zpopelní při 550 °C; zbytek se zváţí [60]. Vzhledem k tomu, ţe se vzorky obtíţně spalovaly, bylo pokračováno následovně. Po vychladnutí vzorku bylo přidáno několik kapek vody a vzorek byl vysušen v sušárně a následně opět ţíhán do úplného zpopelnění.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 39 -
Výpočet a vyjádření výsledku Obsah popela v % (X) se vypočítá podle vzorce: X=
100* m2 m0 m1 m0
kde: m0 – je hmotnost prázdné spalovací misky (g) m1 – je hmotnost spalovací misky se zkušebním vzorkem (g) m2 – hmotnost spalovací misky se spáleným vzorkem (g)
Výsledkem stanovení byl aritmetický průměr výsledků tří souběţně provedených stanovení vyjádřen v % 100% sušiny. 8.4.3 Stanovení obsahu škrobu Obsah škrobu byl zjišťován pouze u hlíz čerstvých brambor z důvodu porovnání se senzorickým hodnocením znaku – moučnatost. Stanovení obsahu škrobu bylo provedeno v 1. a 20. týdnu skladování. Stanovení škrobnatosti brambor bylo provedeno polarimetricky podle Ewerse – Metoda ES, převzata ze směrnice Komise 99/79/ES (OJ L 209, 7/8/1999) [60]. Princip: Metoda zahrnuje dva postupy. Nejprve je vzorek podroben působení horké zředěné kyseliny chlorovodíkové. Po vyčeření a filtraci je optická rotace roztoku měřena polarimetricky. Rozdíl mezi těmito měřeními násobený známým faktorem udává obsah škrobu ve vzorku [60]. Výpočet a vyjádření výsledku Obsah škrobu v g.ml–1 se vypočítal ze vztahu: C
1
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 40 -
kde: α – změřený úhel otáčení (˚)
= 195,5˚ – specifická otáčivost pro bramborový škrob (˚)
1 – délka polarimetrické trubice (dm)
Obsah škrobu v analyzovaném vzorku byl potom vypočítán v hmot. % z tohoto vztahu:
C 100 Š= 100 n kde: n – naváţka vzorku k analýze (g) C – obsah škrobu (g.ml–1) Š – obsah škrobu (hmot. %)
Výsledkem stanovení byl aritmetický průměr výsledků tří souběţně provedených stanovení. 8.4.4 Stanovení obsahu N-látek Obsah dusíkatých látek byl stanoven u vzorků na počátku a na konci skladovacího období u syrových brambor všech odrůd. Pro posouzení vlivu kulinářské úpravy byl obsah dusíkatých látek zjišťován u odrůdy Belana
při naskladnění. Stanovení N-látek bylo
prováděno měřením obsahu dusíku Kjeldahlovou metodou s aplikací dle Winklera a vynásobením přepočítávacím koeficientem 6,25 [62]. Princip spočívá v mineralizaci vzorku koncentrovanou kyselinou sírovou za varu. Při ní dojde k tomu, ţe N2 přítomný ve vzorku přechází na (NH4)2SO4, ze kterého je v Parnas-Wagnerově aparatuře pomocí 30 % (w/w) NaOH uvolněn za varu NH3. Ten je jímán v roztoku 2 % (w/w) H3BO3. Navázaný NH3 je následně stanoven titrací odměrným roztokem H2SO4 o c = 0,025 ml.l–1 a přepočten na hrubou bílkovinu.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 41 -
Pro výpočet se uţívá vzorec: Hrubá bílkovina:
a f k 6, 25 b
[g/kg]
kde: a – spotřeba odměrného roztoku H2SO4 [ml], f – faktor odměrného roztoku H2SO4, b – naváţka vzorku [g], k – konstanta zahrnující ředění, koncentrace roztoků, 6,25 – přepočítávací koeficient na hrubou bílkovinu.
Výsledkem stanovení byl aritmetický průměr výsledků tří souběţně provedených stanovení. Hodnoty jsou vyjádřeny v % dusíkatých látek ve 100% sušině. 8.4.5 Stanovení in vitro stravitelnosti N-látek Stravitelnost byla stanovena u stejných vzorků jako u stanovení N-látek (viz. 8.4.4). Obsah dusíkatých látek byl stanoven před působením pankreatinu (NL1) a po působení pankreatinu (NL2). Stravitelnost N-látek byla stanovena metodou in vitro. Principem metody bylo simulování podmínek působení trávicích enzymů na potraviny v lidském těle. Stravitelnost byla stanovena z úbytku N-látek po působení enzymů pankreatinu s pouţitím přístroje ANKOM DAISYII Inkubátor [63]. Hydrolýza pankreatinem Směs enzymů, která je produkována buňkami slinivky břišní, je označována termínem pankreatin. Je tvořena třemi enzymy – proteasou, lipasou (triglycerolhydrolasa) a amylasou (α-glykosidasa). Do filtračních sáčků byl naváţen 1 g vzorku s přesností na 0,0001 g. Pankreatin je aktivní v širokém rozmezí pH 2 – 11. Vzhledem k tomu, ţe nejvyšší aktivita je vázána na hodnoty v intervalu od 7 do 8, byl jako inkubační roztok pouţit fosfátový pufr o hodnotě pH 7,5. Byl připraven smícháním KH2PO4 a Na2HPO4.12 H2O v poměru 2 : 8. Do kaţdé inkubační láhve, která obsahovala sáčky se vzorky, bylo přidáno 1700 ml
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 42 -
inkubačního roztoku, který byl připraven rozpuštěním 13,5 g pankreatinu ve fosfátovém pufru o hodnotě pH 7,45 předem vytemperovaným na 40 °C. Po 24 hodinové inkubaci byly sáčky promyty destilovanou vodou, přebytečná voda byla odstraněna filtračním papírem. Sáčky byly vysušeny v laboratorní sušárně při 103 °C po dobu 24 hodin, umístěny do exsikátoru a zváţeny [63]. Poté byl u vzorků stanoven obsah N-látek (viz. 8.4.4.). Pro výpočet stravitelnosti N-látek in vitro byl pouţit následující vzorec [64]:
NL 2 IVNL = 100 - *100 NL1 kde: IVNL – in vitro stravitelnost dusíkatých látek (%) NL2 – obsah dusíkatých látek před působení pankreatinu (%) NL1 – obsah dusíkatých látek po působení pankreatinu (%)
Výsledkem stanovení byl aritmetický průměr výsledků tří souběţně provedených stanovení.
8.5 Senzorická analýza Pro senzorickou analýzu bylo pouţito všech šest bramborových odrůd: Angela, Princess, Belana, Marabel, Milva a Laura. 8.5.1 Pouţité pomůcky a přístroje
Nerezové hrnce (objem 4l)
Mikrovlnné trouby – Výrobce: LG. Výkon: 750 W. Výrobce: Whirpool. Výkon: 750 W.
Elektrické sporáky – Výrobce: Zanussi. Výkon: 6 400 W.
Pařeníky
Plastové misky
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
Noţe
Talíře
Vidličky
Voda pitná
- 43 -
8.5.2 Podmínky pro senzorické hodnocení Průběh senzorického hodnocení a vybavení místnosti odpovídalo přesně definovaným podmínkám dle mezinárodních norem ISO 6658 a ISO 8589. Místnost byla vybavena 12 oddělenými hodnotitelskými boxy, umístěnými vedle sebe a upravenými tak, aby byl omezený kontakt s ostatními hodnotiteli. Teplota místnosti se pohybovala v rozmezí 20 – 23 °C a byla osvětlena umělým osvětlením. Bramborové odrůdy byly hodnoceny 24 hodnotiteli (8 muţů a 16 ţen). Před vlastním senzorickým hodnocením byli posuzovatelé zaškoleni a poučeni o jeho cílech. Při smyslovém hodnocení brambor nebylo dovoleno kouřit, pouţívat jiné potraviny a pouţívat přísady. K eliminaci chuti se po chuťovém posudku u kaţdé hlízy pouţívalo vlaţné mléko. Z důvodu kapacity místnosti bylo hodnocení provedeno ve dvou etapách, vţdy po dvanácti posuzovatelích. Zkouška je subjektivní, k objektivizaci dochází zprůměrňováním jednotlivých výsledků. Po zhodnocení všech předloţených vzorků bramborových odrůd byly výsledky statisticky vyhodnoceny [65]. 8.5.3 Příprava hlíz Pro přípravu byly vybrány bramborové hlízy, které nevykazovaly ţádné známky chorob, plísní, mechanického ani jiného poškození. Bramborové hlízy byly připravovány vţdy ve shodných podmínkách týkající se vţdy jedné kuchyňské úpravy. Pro 24 hodnotitelů byly připraveny čtyři typy kuchyňských úprav, jejichţ charakteristiky jsou uvedeny v Tab. 6. Metodika přípravy zvolených kulinářských úprav je uvedena v kapitole 8.3.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 44 -
Tabulka 6 Podmínky kuchyňských úprav Číslo úpravy
1.
2.
3.
4.
Typ úpravy
Voda
Voda
Pára
Mikrovlnný ohřev
Mnoţství hlíz (ks)
72
36
36
36
Mnoţství vody (l)
1,25
1,25
-
-
El. sporák
El. sporák
El. sporák
Mikrovlnná trouba
Pomůcky
Hrnec
Hrnec
Hrnec
Mikroténový sáček
Tvar hlíz
Celé
Kostky
Kostky
Kostky
Přístroj
8.5.4 Vlastní senzorické hodnocení Senzorické hodnocení bramborových odrůd se provádělo na začátku skladování (1. týden) a na konci skladování (20. týden). Organoleptické vlastnosti hlíz vybraných bramborových odrůd byly hodnoceny pomocí stupnicových diagramů. Vzory pouţitých formulářů jsou uvedeny v příloze (PŘÍLOHA I.). Pro stanovení stolní hodnoty hlíz byly pouţity celé hlízy vařené v páře se slupkou. K vyhodnocení preferenčního a párového testu byly pouţity brambory krájené na kostky, které byly tepelně upravovány ve vodě, v páře a v mikrovlnné troubě. 1. Hodnocení celých vařených hlíz ve slupce (PŘÍLOHA I.) Cílem hodnocení bylo zařadit hlízy příslušných odrůd do varných typů a stanovit stolní hodnoty. V ČR se pouţívají dva systémy pro stanovení stolní hodnoty bramborových hlíz. Hlavní rozdíl je v tom, ţe tradiční systém hodnocení dle ČSN (462211) odvozuje stolní hodnotu od součtu bodů za jednotlivé vlastnosti, zatímco při hodnocení dle normy SRN klade důraz na zařazení brambor do varných typů. K hodnocení byly pouţity standardní formuláře ÚKZUZ, které byly modifikovány (viz. Tab. 7). Vyhodnocení a zařazení bramborových hlíz do příslušných varných typů bylo provedeno podle
schémat
uvedených
v příloze
(PŘÍLOHA
I.).
Následné
vyhodnocení
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 45 -
organoleptických vlastností hlíz v 1. a 20. týdnu skladování bylo vyhodnoceno podle ÚKZUZ (viz. Tab. 7). 2. Preferenční test na kuchyňské úpravy bramborových hlíz Cílem toho testu bylo zjistit, která kulinářská úprava se jeví hodnotitelům jako nejvhodnější pro danou odrůdu. U jednotlivých odrůd, které byly připraveny různými kuchyňskými úpravami, byl hodnocen celkový dojem. Byla pouţita bodová stupnice od 1 do 3 (1 – nejlepší vzorek, 3 – nejhorší vzorek). Vzor formuláře je uveden v PŘÍLOZE I. Preferenční test byl prováděn na počátku skladovacího období (1. týden) a na konci období (20. týden). 3. Srovnání vzorků párovým testem Hodnotitelé srovnávali celkový dojem hlíz různých odrůd brambor, které byly kuchyňsky upravené vţdy stejným způsobem jako u preferenčního testu (viz. 8.5.4). Tabulka 7 Intervaly charakteristik pro zařazení do varných typů Varný typ
A
AB
B
BC
C
Konzistence
7.
6. – 5.
4. – 3.
2. – 1.
1.
3. – 4.
3. – 5.
3. – 6.
3. – 6.
3. – 7.
1.
1. – 2.
3. – 4.
5. – 6.
7.
Vlhkost
4. – 6.
3. – 6.
3. – 6.
2. – 5.
2. – 5.
Nedostatky v chuti
1. – 5.
1. – 5.
1. – 5.
1. – 5.
1. – 5.
Tmavnutí po uvaření
1. – 5.
1. – 5.
1. – 5.
1. – 5.
1. – 5.
Stabilita kvality
4. – 7.
4. – 7.
4. – 7.
4. – 7.
4. – 7.
Struktura Moučnatost
Varný typ A, AB – hlízy jsou velmi pevné aţ pevné, nerozvářivé, velmi slabě moučnaté, lojovité, vlhkou duţninou a jemnou strukturou, vhodné na přípravu salátů i jako příloha. Varný typ B, BA, BC – hlízy jsou středně pevné aţ kypré, slabě aţ středně moučnaté, s polotemnou strukturou a polovlhkou duţninou, pouţitelné jako příloha, do polévek, pro přípravu těst a kaší, hranolků a lupínků.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 46 -
Varný typ C, CB – hlízy jsou kypré, silně moučnaté, silně rozvářivé, poloměkké, polosuché, se středně hrubou strukturou, především pro přípravu těst a kaší [1].
8.6 Statistické hodnocení Výsledky získané na základě provedených chemických a senzorických analýz byly statisticky vyhodnoceny. Pro všechny analýzy byla zvolena 5 % hladina významnosti (maximální pravděpodobnost chybného zamítnutí správné hypotézy je 5 %, tj. testy byly prováděny s 95 % spolehlivostí). Výsledky senzorických analýz byly statisticky vyhodnoceny Kruskal – Wallisovým testem. Párové porovnávací zkoušky byly hodnoceny testem o parametru binomického rozdělení. Srovnání pořadovou zkouškou bylo provedeno Friedmanovým testem. K výpočtům bylo pouţito programu Statvyd2.0 a QC Expert [66, 67].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
9
- 47 -
VÝSLEDKY A DISKUZE
V této práci bylo provedeno senzorické hodnocení šesti bramborových odrůd připravovaných různými kuchyňskými úpravami hodnocených na začátku a na konci skladovacího období. Dále byl stanoven obsah vlhkosti, popele, škrobu, N-látek a in vitro stravitelnosti N-látek v bramborových hlízách.
9.1 Výsledky chemických analýz 9.1.1 Vyhodnocení obsahu vlhkosti Obsah vlhkosti hlíz jednotlivých odrůd je uveden v Tab. 8. Pro dokreslení výsledků byl vytvořen graf č. 1. V průběhu skladovací doby došlo u všech bramborových odrůd k poklesu vlhkosti. Po statistickém vyhodnocení byly zjištěny významné rozdíly mezi jednotlivými odrůdami. Z výsledků je patrné, ţe v 1. týdnu skladování nejvyšší obsah vlhkosti vykazovaly odrůdy Princess (83,62 %) a Milva (83,93 %) a nejniţší obsah odrůda Angela (80,35 %). Stejný trend v obsahu vlhkosti u daných odrůd lze pozorovat i ve 20. týdnu skladování. K největšímu sníţení obsahu vlhkosti došlo u odrůdy Milva (1,62 %). Tabulka 8 Obsah vlhkosti v jednotlivých odrůdách (%); n=5 Odrůda
1. týden
20. týden
Angela
80,35 a ± 0,046
79,25 a ± 0,061
Princess
83,62 b ± 0,092
82,09 b ± 0,060
Marabel
82,80 b,c ± 0,060
81,74 b,c ± 0,051
Belana
82,39 b,d ± 0,031
81,02 b,d ± 0,091
Milva
83,93 b,e ± 0,070
82,31 b,e ± 0,021
Laura
82,20 b,f ± 0,015
81,00 b,d ± 0,105
Poznámka: Hodnoty ve sloupci s odlišným horním indexem se statisticky významně liší (P≤0,05) v obsahu vlhkosti. Jednotlivé řádky byly hodnoceny samostatně.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 48 -
Graf č. 1 Změny obsahu vlhkosti v hlízách během skladování
Obsah vlhkosti (%)
86 84 82 80 78 76 A
P
M
B
V
L
Bramborové odrůdy
Výše ztrát můţe být ovlivňováno mimo jiné úrovní skladování a klimatickými podmínkami při pěstování. Také můţe docházet ke ztrátám v důsledku klíčení hlíz, kdy dochází k vadnutí hlíz a sniţování obsahu škrobu. Všechny analyzované odrůdy byly skladovány za stejných podmínek; rozdílná však byla jejich tendence klíčivosti [68]. 9.1.2 Obsah popela Obsah popele hlíz jednotlivých odrůd je uveden v Tab. 9. V průběhu skladovací doby došlo u všech hlíz bramborových odrůd k poklesu obsahu popela. Po statistickém vyhodnocení byly zjištěny rozdíly mezi jednotlivými odrůdami. K poklesu obsahu popela došlo u odrůdy Princess. K podobným závěrům došli i Burton et al. [69] a Hägg et al. [70]. Ve svých publikacích uvádějí, ţe mnoţství a chemické sloţení se v hlízách během skladování mění. V tomto období probíhá v hlízách několik procesů (transpirace, respirace, klíčení), které mají vliv na mnoţství popele. Transpirace zapříčiňuje ztrátu vody a tím spojené zvýšení koncentrace všech látek v čerstvé hmotě hlíz. Ztráty sušiny jsou vyvolány zejména respirací [71].
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 49 -
Tabulka 9 Obsah popela v jednotlivých odrůdách (%); n=3 Odrůda
1. týden
20. týden
Angela
5,81 a ± 0,015
5,51 a ± 0,015
Princess
5,53 b ± 0,023
4,79 b ± 0,013
Marabel
5,27 b,c ± 0,010
5,11 b,c ± 0,036
Belana
4,39 b,d ± 0,001
4,37 b,d ± 0,006
Milva
5,28 b,c ± 0,007
5,20 b,e ± 0,010
Laura
5,74 b,e ± 0,010
5,40 b,f ±0,010
Poznámka: Hodnoty ve sloupci s odlišným horním indexem se statisticky významně liší (P≤0,05) v obsahu popela. Jednotlivé řady byly hodnoceny samostatně.
9.1.3 Obsah škrobu Tabulka 10 ukazuje změny v obsahu škrobu během 20týdenního skladování hlíz brambor různých odrůd. Obsah škrobu byl stanoven z důvodu, ţe je významným ukazatelem kvality a můţe ovlivňovat organoleptické vlastnosti bramborových hlíz. V diplomové práci byl posuzován vztah mezi výsledky v senzorické analýze (konzistence, struktura, moučnatost, vlhkost) a obsahem škrobu v chemické analýze. Dle těchto znaků lze hlízy zařadit do varných typů. V případě posuzování vzorků podle modifikované SRN normy (zařazení do varných typů) bylo zjištěno, ţe odrůdy Angela, Marabel a Laura odpovídají dle senzorického hodnocení varnému typu B, zatímco varný typ AB vykazovaly hlízy odrůdy Belana a Milva a varný typ A Princess (Tab. 7). Moučnatost je v přímé souvislosti s obsahem škrobu (sušiny). Určuje zařazení odrůdy do varných typů. Velmi slabá aţ slabá moučnatost (obsah škrobu) zařazuje odrůdu do varného typu A-AB, slabá aţ střední do varného typu B a střední aţ silná do varného typu BC-C. Odrůdy s velmi silnou moučnatostí nejsou vhodné pro konzum. Také chemická analýza potvrdila tyto závěry (Tabulka 10). Po statistickém vyhodnocení byly rozpoznány významné rozdíly mezi jednotlivými odrůdami. V 1. týdnu skladování bylo nejvyšší mnoţství škrobu zaznamenáno u hlíz bramborové odrůdy Angela (15,4 %), zatímco odrůda Princess vykazovala nejniţší obsah škrobu (12,1 %). Ve 20. týdnu skladování lze učinit podobné závěry. Vyšší obsah škrobu byl registrován u odrůdy
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 50 -
Angela (15,1 %) a niţší obsah u odrůdy Princess (12,3 %). Během skladování nebyl zaznamenán stejný trend v obsahu škrobu v hlízách všech odrůd. U většiny odrůd došlo k mírnému zvýšení obsahu škrobu. K podobným závěrům došli i Biemelt et al. [72], kteří ve svých výzkumech pozorovali, ţe obsah škrobu kolísal v závislosti na klíčivosti hlíz daných odrůd. Statisticky průkazný vliv doby skladování na obsah škrobu v hlízách brambor nebyl potvrzen jen v případě odrůd Angela a Milva. Tabulka 10 Obsah škrobu v jednotlivých odrůdách (v % čerstvé hmoty); n=3 Odrůda
1. týden
20. týden
Angela
15,36 a ± 0,452
15,14 a ± 0,188
Princess
12,03 b ± 0,076
12,26 b ± 0,093
Marabel
13,21 b,c ± 0,218
14,07 b,c ± 0,059
Belana
13,66 b,c,d ± 0,145
14,27 b,c,d ± 0,205
Milva
14,28 b,d ± 0,387
14,54 b,d ± 0,026
Laura
14,13 b,d ± 0,156
14,61 b,d ± 0,045
Poznámka: Hodnoty ve sloupci s odlišným horním indexem se statisticky významně liší (P≤0,05) v obsahu škrobu. Jednotlivé řady byly hodnoceny samostatně.
9.1.4 Obsah N-látek Průměrné obsahy N-látek v syrových hlízách příslušných odrůd jsou uvedeny v Tab. 11. Při pouţití analýzy rozptylu na hladině významnosti α = 0,05 byl zjištěn statisticky průkazný vliv odrůdy na obsah N-látek, zatímco vliv kulinářské úpravy na mnoţství N-látek v hlíze brambor nebyl statisticky průkazný. Tabulka 11 porovnává obsah N-látek v různých odrůdách brambor během skladování. Na počátku skladování byly hodnoty N-látek v rozmezí 8,70 – 11,11 %. Toto zjištění je ve shodě s výsledky Galdón et al. [73], kde zmiňují, ţe obsah N-látek se pohybuje v rozmezí 1,46 – 2,38 % čerstvé hmoty. Podobné závěry jsou uváděny dalšími vědci. De Wilde et al. [74] výzkum ukazuje, ţe obsah N-látek byl poměrně konstantní v hlízách, které byly uskladněny po dobu 20 týdnů. Jak lze zjistit z Tab. 11, delší doba skladování způsobovala sníţení obsahu N-látek. Po 20 týdenním skladováním se mnoţství N-látek sníţilo v průměru o 21,36 %.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 51 -
Mnoţství N-látek je ovlivňován délkou uskladnění a odrůdou, ale ne stejným způsobem. Bártová et al. [75] studovali vliv odrůdy, lokality a dusíkatého hnojení na obsah N-látek v hlízách průmyslových brambor. Výzkum Bártové et al. ukazuje, nejdůleţitější faktor ovlivňující N-látky je odrůda, která se podílí na celkové variabilitě asi z 34 %. Tabulka 11 Obsah N-látek v syrových hlízách jednotlivých odrůdách (v % 100% sušiny); n=3 Odrůda
1. týden
20. týden
Angela
10,41 a ± 0,010
9,50 a ± 0,010
Princess
10,70 b ± 0,006
9,21 b ± 0,010
Marabel
9,51 b,c ± 0,010
9,30 b,c ± 0,010
Belana
11,11 b,d ± 0,010
10,29 b,d ± 0,010
Milva
8,70 b,e ± 0,006
8,10 b,e ± 0,010
Laura
9,40 b,f ±0,006
8,60 b,f ± 0,015
Poznámka: Hodnoty ve sloupci s odlišným horním indexem se statisticky významně liší (P≤0,05) v obsahu N-látek. Jednotlivé řady byly hodnoceny samostatně.
Tabulka 12 porovnává hodnoty obsahu N-látek v syrových a tepelně upravených hlízách odrůdy Belana. Jak je zřejmé z Tab. 12, nejvyšší hodnoty byly nalezeny v syrovém vzorku. Jako nejvhodnější způsob úpravy lze označit, vaření v páře se slupkou, kdy si hlízy při této úpravě zachovaly nejvíce N-látek. Nejvyšším ztrátám v obsahu N-látek došlo u kulinářské úpravy vařením brambor ve vroucí vodě se slupkou.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 52 -
Tabulka 12 Obsah N-látek v kulinářsky upravených hlízách odrůdy Belana (v % 100% sušiny); n=3 Kulinární úpravy
1. týden
VVS
8,30 a ± 0,006
VVB
9,51 b ± 0,010
VVK
8,10 a ± 0,006
VSS
9,17 b ± 0,586
VSB
9,21 b ± 0,012
VSK
9,04 b ± 0,015
PS
10,20 b,c ± 0,020
PB
8,90 a,b ± 0,006
PK
9,40 b ± 0,015
MK
9,50 b ± 0,006
Poznámka: Hodnoty ve sloupci s odlišným horním indexem se statisticky významně liší (P≤0,05) v obsahu N-látek. Jednotlivé řady byly hodnoceny samostatně.
Graf č. 2 Změny obsahu N-látek v hlízách kulinářsky upravených během skladování
Obsah N-látek (%)
12 10 8 6 4 2 0 Syrová
VVS
VVB
VVK
VSS
VSB
VSK
Kulinářské úpravy
PS
PB
PK
MK
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 53 -
9.1.5 In vitro stravitelnost N-látek In vitro stravitelnost N-látek syrových hlíz příslušných odrůd jsou uvedeny v Tab. 13. a v kulinářsky upravených hlíz jsou uvedeny v Tab. 14 a v Grafu č. 3. In vitro stravitelnost ve zkoumaných vzorcích daných odrůd se během skladování pohybovala v rozmezí 70,61 – 86,19 %. V 1. týdnu skladování byly zaznamenány nejvyšší hodnoty IVNL u odrůd Marabel (80,79 %) a Belana (80,18 %). Nejniţší hodnota byla zpozorována u odrůdy Milva (75,65 %). Ve 20. týdnu skladování byly nejvyšší hodnoty zjištěny taktéţ u odrůd Marabel (86,11 %) a Belana (86,19 %), jako v 1. týdnu. A nejniţší hodnoty u odrůdy Laura (70,61 %). Doba skladování hlíz měla pozitivní vliv na stravitelnosti N-látek u všech zkoumaných odrůd. Tabulka 13 Průměrné hodnoty in vitro stravitelnosti N-látek v syrových hlízách (%); n=3 Odrůda
1. týden
20. týden
Angela
77,95 a ± 0,191
85,07 a ± 0,136
Princess
77,73 a,e ± 0,092
82,18 b ± 0,015
Marabel
80,79 b ± 0,149
86,11 b,c ± 0,166
Belana
80,18 b,c ± 0,067
86,19 b,c ± 0,164
Milva
75,65 b,d ± 0,197
82,13 b ± 0,172
Laura
77,88 b,e ± 0,200
70,61 b,d ± 0,282
Poznámka: Hodnoty ve sloupci s odlišným horním indexem se statisticky významně liší (P≤0,05) v obsahu in vitro stravitelnosti N-látek. Jednotlivé řady byly hodnoceny samostatně.
Jak lze vidět z tabulky 14, která porovnává hodnoty IVNL syrových a kulinářsky upravených hlíz odrůdy Belana, jako nejvhodnější tepelnou úpravu lze označit vaření v páře se slupkou. Při této úpravě brambor byla stravitelnost nejvyšší ze všech metod kulinářského zpracování, a to 82,19 %. V porovnání se syrovými vzorky odrůdy Belana, která také vykazovala nejvyšší hodnoty stravitelnosti (80,18 %), je moţno označit vaření hlíz se slupkou ve vroucí vodě jako za nejméně vhodnou, co se týká stravitelnosti N-látek. Při této úpravě stravitelnost dosahovala hodnot okolo 73 % .
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 54 -
Tabulka 14 Průměrné hodnoty in vitro stravitelnosti N-látek hlíz kulinářsky upravených ( %) Kulinární úpravy
1. týden
VVS
72,87 a ± 0,161
VVB
79,78 b ± 0,139
VVK
79,71 b ± 0,156
VSS
81,36 b,c ± 0,187
VSB
82,03 b,d ± 0,159
VSK
76,18 b,e ± 0,122
PS
82,19 b,d ± 0,092
PB
78,20 b,f ± 0,090
PK
74,05 b,g ± 0,126
MK
75,21 b,h ± 0,133
Poznámka: Hodnoty ve sloupci s odlišným horním indexem se statisticky významně liší (P≤0,05) v obsahu in vitro stravitelnosti N-látek. Jednotlivé řady byly hodnoceny samostatně.
In vitro stravitelnost (%)
Graf č. 3 Vliv kulinární úpravy hlíz na hodnoty in vitro stravitelnosti N-látek
85 80 75
70 65 Syrová
VVS
VVB
VVK
VSS
VSB
VSK
Kulinářské úpravy
PS
PB
PK
MK
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 55 -
Redukci ve stravitelnosti proteinu v obilkách, které byly skladovány 4 měsíce zaznamenali Sudesh a Kapoor [76]. Onigbine a Akinyele [77] ve své práci ukazují podobný trend v případě in vitro stravitelnosti u pšenice a kukuřice. Nicméně některé studie zaznamenaly růst ve IVNL ve vzorcích brambor, které byly tepelně upravovány [78].
9.2 Výsledky senzorického hodnocení Vzorky hlíz bramborových odrůd byly hodnoceny senzorickými metodami. Oblast senzorických experimentů je ale značně specifická, protoţe senzorické vlastnosti můţe člověk posuzovat jen svými smysly. Senzorické hodnocení zahrnovalo posuzování pomocí stupnic s charakteristikou kaţdého stupně [66]. Senzorická analýza byla doplněna párovými porovnávacími zkouškami, které se prováděly u kuchyňských úprav hlíz jednotlivých bramborových odrůd. Tyto zkoušky dovolují zachytit mezi srovnávanými vzorky menší odchylky v porovnání se stupnicovými metodami [66]. 1. Hodnocení celých vařených hlíz ve slupce (PŘÍLOHA I.) Po vyhodnocení výsledků senzorického hodnocení lze konstatovat, ţe hodnotitelé zařadili hlízy všech odrůd do stejných varných typů jako jsou uvedeny v [66]. Tato shoda byla zaznamenána jak na počátku, tak i na konci skladovacího pokusu a to ve všech vlastnostech. Výjimkou byla pouze odrůda Princes, která byla hodnotiteli zařazena do odlišného varného typu ve vlastnosti moučnatost a to jak na počátku, tak i na konci skladovacího období (viz. PŘÍLOHA II.). 2. Preferenční test na kuchyňské úpravy bramborových hlíz V prvním týdnu hodnocení hodnotitelé nejvíce preferovali odrůdy brambor upravené vařením v páře. Na konci skladovacího období hodnotitelé upřednostňovali hlízy, které byly vařené ve vodě. Jak na začátku tak i na konci skladovacího období hodnotitelé označili hlízy upravované mikrovlnným ohřevem za nejhorší (viz. PŘÍLOHA III.) Po vyhodnocení Friedmanovým testem byl zjištěn statisticky významný rozdíl mezi typy kulinárních úprav pouze u odrůd Angela, Princess a Milva v 1. týdnu skladování, u odrůd Marabel a Belana ve 20. týdnu skladování.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 56 -
3. Srovnání vzorků párovým testem Po vyhodnocení lze konstatovat, ţe statistické rozdíly byly nalezeny, v případě porovnávání odrůd Angela a Princess, pouze na konci skladovacího období hlíz, kdy hodnotitelé nejvíce preferovali hlízy odrůdy Angela. Dále následovaly odrůdy Marabel a Laura. Odrůdy Belana a Milva nebyly nikdy, v tomto testu, označeny jako preferované.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 57 -
ZÁVĚR Brambory patří mezi potraviny, které obsahují nejen sytící sloţku, ale zároveň pro dobrou stravitelnost a vzhledem k hodnotným ţivinám zaujímají důleţité místo v našem jídelníčku. Brambory jsou plodinou, která je schopna vyprodukovat velké mnoţství organických látek, důleţitých pro lidskou výţivu, ale také ke krmení hospodářských zvířat i pro zpracovatelský průmysl. Brambory patří k důleţitým zdrojům vitaminů C, B6, B1 a vlákniny. Tvoří významnou energetickou sloţku potravy proto, ţe obsahují škrob (tvoří 70 – 80 % sušiny). Dusíkaté látky představují asi 7 – 8,5 % sušiny. Tvoří je bílkoviny, aminokyseliny, amidy s rozmanitými bázemi a amonné soli. Z hlediska skladování patří brambory k neúdrţným potravinám. Důvodem je jejich vysoký obsah vody a sušiny, které jsou vhodným substrátem pro mikroorganismy. Mezi hlavní činitele, které ovlivňují celkový stav skladovaných brambor je především teplota, vlhkost, vzduch a také světlo. Cílem diplomové práce bylo stanovit obsah vlhkosti, popele, škrobu, N-látek a dále vliv odrůdové skladby, doby skladování a kulinářské úpravy hlíz na in vitro stravitelnost N-látek. Součástí cíle práce bylo i senzorické hodnocení brambor na počátku a na konci skladovacího období. Získané výsledky byly statisticky zpracovány a vyhodnoceny. Na základě měření je moţno vyvodit tyto závěry: I. Délka skladování měla na změnu stanovených sloţek v syrových bramborách následující vliv: 1) Obsah vlhkosti byl statisticky průkazně rozdílný u všech odrůd na počátku i na konci skladovacího období. K největšímu sníţení obsahu vlhkosti došlo u odrůdy Milva. 2) Obsah popela byl statisticky průkazně rozdílný u všech odrůd na počátku i na konci skladovacího období. K významnému poklesu popela došlo u odrůdy Princess. 3) Statisticky průkazný vliv doby skladování na obsah škrobu v hlízách brambor byl pozorován u čtyř odrůd z šesti zkoumaných a nebyl potvrzen v případě odrůd Angela a Milva.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 58 -
Nejvyšší mnoţství škrobu bylo pozorováno u odrůdy Angela a nejniţšího mnoţství u odrůdy Princess. V porovnání se senzorickým hodnocením byly získány podobné závěry. 4) U stanovení N-látek byl zjištěn statisticky průkazný vliv odrůdy i doby skladování. Obsah N-látek se pohyboval v rozmezí od 8,70 – 11,11 % v sušině. 5) V případě in vitro stravitelnosti N-látek byl nalezen statisticky významný rozdíl u všech odrůd na počátku i na konci skladovacího období. Nejniţší hodnoty byly pozorovány u odrůdy Milva a Laura. Nejvyšší hodnoty vykazovaly vzorky Marabel a Belana. 6) Po vyhodnocení výsledků senzorického hodnocení byla za nejlépe hodnocenou odrůdu označena Angela. V prvním týdnu byla nejčastěji preferovaná kuchyňská úprava vaření v páře. Na konci období hodnotitelé upřednostňovali vaření brambor ve vodě. Za nejhorší kuchyňskou úpravu byl označen mikrovlnný ohřev. II. Kulinární úprava měla na změnu stanovených sloţek v bramborách následující vliv: 1) U stanovení dusíkatých látek byl zjištěn statisticky průkazný vliv kulinářské úpravy hlíz odrůdy Belana. Nejmenší ztráty dusíkatých látek, ve srovnání se syrovou bramborou, byl pozorován při vaření brambor v páře se slupkou. Ztráty činily v průměru pouze 8 %. Největší ztráty byly při tomto srovnání pří vaření brambor nakrájených na kostky ve vroucí vodě a to v průměru 27 %. 2) U stanovení in vitro stravitelnosti N-látek byl nalezen statisticky zřetelný rozdíl mezi kulinářskými úpravami. Při úpravě brambor vaření v páře se slupkou byl obsah stravitelnosti nejvyšší ze všech metod kulinářského zpracování, a to 82,19 %. V porovnání se syrovou odrůdou Belana, která vykazovala nejvyšší hodnoty stravitelnosti, je moţno označit vaření hlíz se slupkou ve vroucí vodě jako za nejméně vhodnou. Při této úpravě stravitelnost dosahovala hodnot okolo 73 %. Tepelné opracování je součástí technologie výroby většiny potravin a je pouţíváno ke zvýšení údrţnosti potravin (inaktivace mikroorganismů, enzymů nebo látek neţádoucích pro lidský organismus), ke změně konzistence, barvy nebo jiných senzorických znaků.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 59 -
Šetrnější je kulinární příprava větších kusů, za pouţití menšího mnoţství vody a kratší doby tepelného záhřevu. Z výsledků měření vyplývá, ţe pro zachování výţivových hodnot je vaření v páře se slupkou nejvhodnější. Tato úprava je také i odborníky doporučována zejména pro zachování biologicky aktivních látek. Zatímco úprava hlíz v mikrovlnné troubě se jeví jako nejméně vhodná.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 60 -
SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY [1]
PRUGAR, J. a kol. Kvalita rostlinných produktů na prahu 3. tisíciletí vydal VÚPS a.s., PRAHA, 2008. 237 s. ISBN: 978-80-86576-28-2.
[2]
[online].
[cit.
2010-02-28].
Dostupný
z
WWW:
. [3]
[on
line].
[cit.
2010-18-04]
Dostupný
z WWW:
. [4]
[on
line].
[cit.
2010-18-04]
Dostupný
z WWW:
. [5]
KOŠTÍŘ, J.; Biochemie známá i neznámá. PRAHA: Avicenum, 1980.
[6]
OBERBEIL, K., LENTZOVÁ, CH.: Ovoce a zelenina jako lék. Fortuna Print. PRAHA, 2000.
[7]
KUHN, V. Speciální pěstování rostlin, Praha, 1960, s. 253.
[8]
HRABĚ, J., ROP. O., HOZA, I.; Technologie potravin rostlinného původu. UTB ve Zlíně 2006.
[9]
KOLBE, H. Einflussfaktoren auf die Inhaltsstoffe der Kartoffel, Kartoffelbau, 1995, roč. 46, č. 10, s. 404–411.
[10]
ZRŮST, J., Faktory ovlivňující obsah nutričně významných a škodlivých látek v hlízách a výrobcích z brambor. Podklady pro Vědecký výbor fytosanitárního a životního prostředí. Havlíčkův Brod: Výzkumný ústav bramborářský listopad 2004.
[11]
HRABĚ J., KOMÁR A. Technologie, zbožíznalství a hygiena potravin , III-část, Vyškov: VVŠ PV, 2003, s. 109–113, ISBN 80-7231-107-7.
[12]
VELÍŠEK, J. Chemie potravin 2. TÁBOR, 1999. ISBN: 80-902391-4-5.
[13]
TOURNEAU, D. LE. Carbohydrate components of the potato tuber. J. Agric. Food Chem., 4: 543-545, 1956.
[14]
KRUŢLIAK, P., SCHALLER, R., FORRÓ, A.; Potraviny a nápoje, učebnice pro kuchaře a číšníky. PRAHA, 1999. ISBN: 80-7032-722-7.
[15]
PELIKÁN, M. a kol. Jakost a zpracování rostlinných produktů, Jihočeská Univerzita, České Budějovice. 1. vydání, 2001, s. 125-140, ISBN 80-7040-502-3.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
[16]
- 61 -
KOLBE, H. Einflussfaktoren auf die Inhaltsstoffe der Kartoffel Teil VI: Organische Säuren. Kartoffelbau, 1996, roč. 47, č. 9/10, s. 345-347.
[17]
KOLBE, H., STEPHAN-BECKMANN, S. Development , growth and chemical composition of the potato crop(Solanum tuberosum L.). II. Tuber and whole plant. Potato Research, 1997, roč. 40, s. 135 -153.
[18]
KOLBE, H., FISCHER, J., ROGOZINSKA, I. Einflussfaktoren auf die Inhaltsstoffe der Kartoffel Teil V: Rohfett und Fettsäurezusammensetzung. Kartoffelbau, 1996, roč. 47, č. 8, s. 290-294.
[19]
CHLOUPEK, O., a kol. Pěstování a kvalita rostlin. Brno: MZLU. 2005. 181 s. ISBN 80-7157-897-5.
[20]
DUDÁŠ, F. a kol. Skladování a zpracování rostlinných výrobků, Praha: SZN, 1981,13098/80-30, s. 126-151.
[21]
HRUŠKA, L. a kol. Brambory, SZN, Praha, 1974, s. 177-191.
[22]
HRABĚ, J.; Technologie, zbožíznalství a hygiena potravin. Potravinářská legislativa, systémy jakosti a certifikace. I. Část. VYŠKOV, 2000. ISBN: 80-7231069-0.
[23]
DAVÍDEK, J., HAJŠLOVÁ, J., POKORNÝ, J., VELÍŠEK, J.; Chemie potravin. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. PRAHA, 1991. ISBN: 80-7080097-6.
[24]
VELÍŠEK, J. Chemie potravin I. 1.vyd., OSSIS Tábor, 1999, s. 29-33. ISBN: 80902391-3-7.
[25]
HRABĚ, J., BUŇKA, F., HOZA, I. Technologie výroby potravin rostlinného původu ,Zlín, 2007, s. 122-126, ISBN 978-80-7318-520-6.
[26]
KUHN, R., LÖW, L.; Die konstituion des Solanins. Angew. Chem., 66:639-640, 1954.
[27]
[on
line].
[cit.
2010-18-03].
Dostupný
z
WWW:
. [28]
VOKÁL, B., ČEPL, J., HAUSVATER, E., RASOCHA, V. Pěstujeme brambory,Praha: Grada Publishing a.s., 2003, s. 23-26, ISBN 80-247-0567-2.
[29]
BENCKO, V. a kol.: Hygiena. Univerzita Karlova Praha, 1. lékařská fakulta, PRAHA, 1998.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
[30]
- 62 -
ODSTRČIL, J., ODSTRČILOVÁ, M. Chemie potravin. Národní centrum ošetřovatelství a nelékařských zdravotnických oborů v Brně. BRNO, 2006. ISBN: 80-7013-435-6.
[31]
GREENWOOD, C. T. Psychical and chemical charakteristice of potato starch,Camden: Cambell Indy. Agric., 1966, s. 41-42.
[32]
BURTON, W. G. The potato. – 3rd ed. Longman Sciefitic & Technical. Copublished in the United States with John Wiley & Sons, Inc., New York, 1989, 742 s.
[33]
BURTON, W. G., ES., A. VAN, HARTMANS, K. J., The physics and physiology of storage. In: Harris, P. M. (ed).: The potato Crop: the scientifics basis for improvement. 2nd ed. 1992: 608-727.
[34]
INGR, I. a kolektiv; Zpracování zemědělských produktů. Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. BRNO, 2001.
[35]
MÍČA, B., VOKÁL, B. Bramborový škrob, jeho význam a podmínky tvorby v hlízách. Bramborářství, 3 (4): 11-14, 1995c.
[36]
DUDÁŠ, F.
a kolektiv.
Skladování a zpracování rostlinných výrobků. Státní
zemědělské nakladatelství PRAHA, 1981. ISBN: 07-083-81. [37]
[on
line].
[cit.
2010-18-03].
Dostupný
z
WWW:
Dostupný
z
WWW:
. [38]
[on
line].
[cit.
2010-18-03].
Ing.
Marcela Sluková, PhD., Ústav chemie a technologie sacharidů. Zaměření: cereální chemie a technologie>. [39]
[on line]. [cit. 2010-18-03]. Dostupný z WWW: .
[40]
[on
line].
[cit.
2010-18-03]
Dostupný
z WWW:
. [41]
JANÍČEK, G., HALAČKA, K. Základy výživy. Vysoká škola chemickotechnologická v Praze. PRAHA, 1985. ISBN: 05-003-85.
[42]
BRÁZDOVÁ, Z. Výživa člověka. Vysoká vojenská škola pozemního vojska. VYŠKOV, 1995.
[43]
ČERMÁK, B. a kol.: Výživa člověka. ZF JU v Č. Budějovicích, 2002.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
[44]
- 63 -
PÁNEK, J., POKORNÝ, J. DOSTÁLOVÁ, J., KOHOUT, P.: Základy výživy. Svoboda servis. PRAHA, 2002.
[45]
MAROUNEK, M., BŘEZINA, P., ŠIMŮREK, J. Fyziologie a hygiena výživy. Vysoká vojenská škola pozemního vojska. VYŠKOV, 2000. ISBN: 80-7231-057-7.
[46]
HOZA, I., VELICHOVÁ, H.; Fyziologie výživy (učební text, část I.). ZLÍN, 2205.
[47]
MÜLLEROVÁ, D.: Zdravá výživa a prevence civilizačních nemocí ve schématech. Triton. PRAHA, 2003.
[48]
CLARKOVÁ, N.: Sportovní výživa. Grada Publishing. PRAHA, 2001.
[49]
DOUBERSKÝ, P.: Náuka o výžive a dietetike I., II. Osveta. Martin, 1986, 1987.
[50]
[on line]. [cit. 2010-03-08]. Dostupný z WWW: .
[51]
MABJEESH, S. J., COHEN, M., ARIELI, A.; In vitro Methods for Measuring the Dry Matter Sugestibility of Ruminant Feedstuffs: Comparison of Methods and Inoculum Source. Journal of Dairy Science, Vol. 83, No. 10, 2000, pp. 2289 – 2294.
[52]
HOLDEN, L, A.; Comparison of Methods of in vitro Dry Matter Digestibility for the Feeds. Journal of Dairy Science, Vol. 82, No. 8, 1999, pp. 1791 – 1794.
[53]
GARGALLO, S., CALSAMIGLIA, S., FERRET, A.; Technical note: A modified free-step in vitro procedure to determine intestinal digestion of proteins. Journal of animal Science, 84, 2006, pp. 2163 – 2167.
[54]
ANKOM DaisyII Incubator [online]. [cit. 2010-31-03]. Dostupný z WWW: .
[55]
[on
line].
[cit.
2010-03-08].
Dostupný
z
WWW:
. [56]
[on line]. [cit. 2010-03-08]. Dostupný z WWW: .
[57]
[on line]. [cit. 2010-03-08]. Dostupný z WWW: .
[58]
[on line]. [cit. 2010-03-08]. Dostupný z WWW: .
[59]
ČERMÁK, V.; Přehled odrůd 2007 Brambor. Vydal: ÚKZUZ Brno. ISBN: 8086548-95-3.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
[60]
- 64 -
VĚSTNÍK ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského, ročník IV. Národní referenční laboratoř. Brno, 2005. ISBN: 80-86548-66-X.
[61]
COMMISSION REGULATION (EC) No. 152/2009 of January 17, 2009 laying down the methods of sampling and analysis for the official control of feed, February 26, 2009,Official Journal of the European Union L 54, p. L 54/12–L 54/14.
[62]
ANONYM, 2008b: Manual for Auto-titration Kjeldahl distiller, Pro-Nitro 1430, 2008.
[63]
MIŠURCOVÁ, L.; Nové nutriční aspekty a využití mořských a sladkovodních řas ve výživě člověka: doktorská disertační práce. ZLÍN: Univerzita Tomáše Bati, Fakulta technologická, 2008.
[64]
ANONYM, 2008a: User´s Manuals of Ankom in vitro True Sugestibility usány the DaisyII Incubator, ANKOM Technology, 2008.
[65]
BUŇKA, F., KŘÍŢ, O., HRABĚ, J.; Základní manuál ke statistickému softwaru STATVYD verze 2.0 beta. ZLÍN, 2005.
[66]
KŘÍŢ, O., BUŇKA, F., HRABĚ, J.; Senzorická analýza potravin II. Statistické metody. UTB ve Zlíně. ZLÍN, 2007. ISBN: 978-80-7318-494-0.
[67]
QC.Expert 2.5. (Windows 95), Trilobite Statistical Software Ltd., Pardubice, Czech Republic.
[68]
Výzkumný ústav bramborářský: Moţnosti omezení klíčení hlíz brambor [on line]. [cit.
2010-28-03]
Dostupný
z WWW:
. [69]
BURTON, W. G., van Es, A., & HARTMANS, K. J. (1992). The physics and physiology of storage. In P. M. Hartus (Ed.), The potato crop. London: Chapman and Hall.
[70]
HÄGG, M., HÄKKINEN, U., KUMPULAINEN, J., AHVENAINEN, R., & HURME, E. (1998). Effects of preparation procedures, packaging and storage on nutriet retention in peeled potateos. Journal of the Science of Food and Agriculture, 77, 519 – 526.
[71]
CASANAS R.,GONZÁLEZ, M., RODRÍGUEZ, E., MARRERO, A., & DIAZ, C. Chemometric studies of chemical compounds in five cultivars of potatoes from Tenerife. Journal of Agricultural and Food Chemistry (in press).
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
[72]
- 65 -
BIELMENT, S., HAJIREZAEI, M., HENTSCHEN, E., & SONNEWALD, U. (2000). Comparative analysis of abscisic content and starch degradation during storage of tubers harvested of different potato varieties. Potato Research, 43, 371 – 382.
[73]
GALDÓN, B.R., MESA, D.R., RODRÍGUEZ, E.M.R., ROMERO, C.D., 2010: Amino acid content in traditional cultivars from the Canary Island. In Journal of food
composition
and
analysis.
[on
line],
Available
from:
http://dx.doi.org/10.1016/j.jfca. 2009.08.009. ISSN 0889-1575. [74]
DE WILDE, T., DE MEULENAER, B., MESTDAGH, F., GOVART, Y., VANDEBURIE, S., OOGHE, W., FRASELLE, S., DEMEULEMEESTER, K., VAN PETEGHEM, C., CALUS, A., DEGROODT, J.-M., VERHÉ, R., 2005: Influence of storage practices on acrylamide formation during potato frying. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53: 6550-6557. ISSN 1520-5118.
[75]
BÁRTOVÁ, V., BÁRTA, J., DIVIŠ, J., ŠVAJNER, J., PETERKA, J., 2009: Crude protein content in tubers of starch processing potato cultivars in dependence on different agro-ecological conditions. Journal of Central European Agriculture, 10: 57-65. ISSN 1332-9049.
[76]
SUDESH, J., KAPOOR, A.C. Effect of storage and insect infestation on protein and starch digestibility of cereal grains. Food chem., 1992, vol. 44, no. 3, p. 209-212. ISSN 0308-8146.
[77]
ONIGBINE, A.O., AKINYELE, O.I. Compositional and protein digestibility changes in maize (Z.mays ) nad cowpea (V. unguiculata) after storage at ambient conditions. Food chem., 1990, vol. 35, no. 4, p. 315-321. ISSN 0308-8146.
[78]
NEGI, A., BOORA, P., KHETARPAULL, N. Effect of microwave cooking on the starch and protein digestibility of some newly released moth bean (Phaseolus aconitifolius Jacq.) cultivars. J. Food Compost. Anal., 2001,vol. 14, p. 541-546. ISSN 0889-1575.
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
SEZNAM POUŢITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK GA
Glykoalkaloidy
ČSN
Česká státní norma
EU
Evropská unie
SGA
Steroidní glykoalkaloidy
ÚKZUZ
Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský
N-látek
Dusíkaté látky
NL1
obsah dusíkatých látek po působení pankreatinu (mg)
NL2
obsah dusíkatých látek před působení pankreatinu (mg)
IVNL
in vitro stravitelnost dusíkatých látek (%)
A
Angela
P
Princess
M
Marabel
B
Belana
V
Milva
L
Laura
VVS
Vaření brambor ve vroucí vodě se slupkou
VVB
Vaření brambor ve vroucí vodě bez slupky
VVK
Vaření brambor nakrájených na kostky ve vroucí vodě
VSS
Vaření brambor ve studené vodě se slupkou
VSB
Vaření brambor ve studené vodě bez slupky
VSK
Vaření brambor nakrájených na kostky ve studené vodě
PS
Vaření brambor v páře se slupkou
PB
Vaření brambor v páře bez slupky
PK
Vaření brambor nakrájených na kostky v páře
MK
Vaření v mikrovlnné troubě
- 66 -
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 67 -
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Biosyntéza škrobu…………………………………………………...………………...…….20 Obr. 2 Chemické složení a rozložení látek v hlíze bramboru……………………....…….….....21
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 68 -
SEZNAM TABULEK Tabulka 1. Porovnání sklizně bramborových hlíz v roce 2009 s rokem 2008…...………….13 Tabulka 2. Index tvaru hlíz………………………………………………………………………...35 Tabulka 3. Přehled a hmotnost hlíz jednotlivých odrůd…………………...…………………..35 Tabulka 4. Charakteristika jednotlivých odrůd…………………………………………………36 Tabulka 5. Způsoby a označení kulinářských úprav…………………………………………...37 Tabulka 6. Podmínky kuchyňských úprav………………………………………………………..44 Tabulka 7. Intervaly charakteristik pro zařazení do varných typů……………...……………45 Tabulka 8. Obsah vlhkosti v jednotlivých odrůdách (%); n=5……....….………...………….47 Tabulka 9. Obsah popela v jednotlivých odrůdách (%); n=3…….…..…………....………...49 Tabulka 10. Obsah škrobu v jednotlivých odrůdách (v % čerstvé hmoty); n=3.………..….50 Tabulka 11. Obsah N-látek v syrových hlízách jednotlivých odrůdách (v % 100% sušiny); n=3………...………………………………………………….……………………………………...51 Tabulka 12. Obsah N-látek v kulinářsky upravených hlízách odrůdy Belana (v % 100% sušiny); n=3.……………………………………………………………………..………………….52 Tabulka 13. Průměrné hodnoty in vitro stravitelnosti N-látek v syrových hlízách (%); n=3……………………………………………………………………………….…..……………….53 Tabulka 14. Průměrné hodnoty in vitro stravitelnosti N-látek hlíz kulinářsky upravených (%)………………………………………………………………………..…….…………………….54
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 69 -
SEZNAM GRAFŮ Graf č. 1 Změny obsahu vlhkosti v hlízách během skladování……………………………….48 Graf č. 2 Změny obsahu N-látek v hlízách kulinářsky upravených během skladování…….52 Graf č. 3 Vliv kulinární úpravy hlíz na hodnoty in vitro stravitelnosti N-látek……………..54
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
SEZNAM PŘÍLOH PŘÍLOHA P I: Senzorické hodnocení brambor PŘÍLOHA P II: Skladování bramborových odrůd v 1. a ve 20. týdnu PŘÍLOHA P III: Preferenční test proveden v 1. a ve 20. týdnu skladování
- 70 -
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 71 -
PŘÍLOHA P I: Senzorické hodnocení brambor Jméno a příjmení: Čas: Datum: Podpis: I. Hodnocení celých vařených hlíz ve slupce (podle ÚKZUZ, 2005) Proveďte hodnocení stolních vlastností bramborových hlíz podle přiložené stupnice: Vzorek
A
B
Konzistence Struktura Moučnatost Vlhkost Nedostatky v chuti Tmavnutí po uvaření Stabilita kvality
I. Konzistence: Zjišťuje se rozdrobením nebo svislým zabodnutím vidličky do hlízy 1 – kyprá (hlíza se rozpadne, díly zůstanou po hromadě) 2 – kyprá aţ středně kyprá 3 – středně kyprá (hlíza je sice povolená, ale vykazuje ještě soudrţnost) 4 – středně kyprá aţ pevná 5 – pevná (hlíza zůstane pohromadě, ale trhá se zcela lehce v místě zabodnutí vidličky) 6 – pevná aţ velmi pevná 7 – velmi pevná (hlíza zůstane pohromadě, nevykazuje ţádné trhliny v místě vpichu)
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 72 -
II. Struktura: Zjišťuje se rozdrcením malých částí vařené hlízy mezi jazykem a patrem 3 – jemná (jako „pyré“) 4 – jemná aţ středně hrubá 5 – středně hrubá 6 – středně hrubá aţ hrubá 7 – hrubá (jako „mandlový puding“) III. Moučnatost: Zjišťuje se rozdrobením vařené hlízy vidličkou a zkouškou jazykem 1 – velmi slabá (lojovitá, není viditelné ţádné zrnění) 2 – velmi slabá aţ slabá 3 – slabá 4 – slabá aţ střední 5 – střední 6 – střední aţ silná 7 – silná IV. Vlhkost: Zjišťuje se na řezu vařené hlízy a na jazyku. 1 – velmi slabá (vzorek se jeví jako velmi suchá kaše) 2 – velmi slabá aţ slabá 3 – slabá 4 – slabá aţ střední 5 – střední (na řezné ploše trochu vlhká, v ústech příjemně vlhká) 6 – střední aţ silná 7 – silná
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 73 -
V. Nedostatky v chuti: Vyjadřují se jako individuální chuťové doporučení zkoušejícího, který nesmí být hladový, ani přejedený. 1 – nepatrné (typická vyváţená bramborová chuť, výrazná, nepříliš mokrá ani suchá) 2 – nepatrné aţ velmi malé 3 – velmi malé 4 – malé 5 – střední (chuť fádní, nevýrazná, sladší, slabá příchuť) 6 – střední aţ silná (chuť cizí, fádní, hořká, sladká, škrábavá, mokrá) 7 – silná VI. Tmavnutí po uvaření: Hodnotí se změna barvy na řezu po 2. hodinách. 1- velmi slabé (bez barevných změn) 2 – velmi slabé aţ slabé 3 – slabé 4 – slabé aţ středně slabé 5 – středně slabé 6 – středně slabé aţ silné 7 – silné VII. Stabilita kvality: Vyjadřuje schopnost vařené hlízy udržet určitou vlastnost ve stanovených mezích. Hodnotí se jako komplexní znak – kombinace konzistence, struktury, vlhkosti, moučnatosti a chuti. 1 – velmi nízká aţ nízká 2 – nízká 3 – nízká aţ střední 4 – střední 5 – střední aţ vysoká 6 – vysoká
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 74 -
7 – vysoká aţ velmi vysoká
2. Preferenční test na kuchyňské úpravy bramborových hlíz Proveďte preferenční test celkového dojmu u bramborových hlíz: Ochutnejte postupně předložené vzorky lišící se různým typem kuchyňské úpravy. Seřaďte je podle klesající jakosti, že na I. místě umístíte nejlepší vzorek a na 3. místě nejhorší vzorek (1 – nejlepší, 3 – nejhorší). Vzorek
A
B
C
D
E
F
Pořadí
Vzorek Pořadí
3. Srovnání vzorků párovým testem Proveďte preferenční test celkového dojmu u bramborových hlíz: Ochutnejte předložené vzorky a rozhodněte, kterému vzorku dáváte přednost tím, že ho zakroužkujete. Dává přednost: A
nebo
D?
B
nebo
E?
C
nebo
F?
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 75 -
PŘÍLOHA P II: Skladování bramborových odrůd v 1. a ve 20. týdnu Odrůdy brambor
Angela
Princess
Belana
Skladování (týden)
1.
20.
1.
20.
1.
B
B
A
A
Konzistence
* **
Marabel
Milva
Laura
1.
20.
1.
20.
20.
1.
20.
AB AB
B
B
AB AB
B
B
AB AB AB AB AB AB
B
B
AB AB
B
B
*
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
**
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
*
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
**
B
B
B
B
B
BC
B
BC
*
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
**
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
Nedostatky
*
B
B
B
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
v chuti
**
B
B
B
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
Tmavnutí
*
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
po uvaření
**
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
Stabilita
*
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
kvality
**
B
B
A
A
AB AB
B
B
AB AB
B
B
Struktura
Moučnatost
Vlhkost
B
* varný typ uveden v ÚKZUZ ** varný typ vyhodnocen po senzorickém hodnocení
B
B
B
UTB ve Zlíně, Fakulta technologická
- 76 -
PŘÍLOHA P III: Preferenční test proveden v 1. a ve 20. týdnu skladování 1 – nejlepší vzorek
3 – nejhorší vzorek
A 1.
VSK
MK
A 20.
VSK
MK
P 1.
PK
MK
P 20.
MK
PK
B 1.
VSK
MK
B 20.
PK i MK
VSK
M 1.
VSK i PK
MK
M 20.
VSK
PK
V 1.
PK
MK
V 20.
PK
MK
L 1.
PK
MK
L 20.
VSK
MK