Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin Zdroje plísní u vybraných pekárenských výrobků Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Libor Kalhotka, Ph.D. Vypracovala: Bc. Kristina Lexová Brno 2009

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Zdroje plísní u vybraných pekárenských výrobků vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně. V Brně, dne. podpis.

3 PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych ráda poděkovala vedoucímu diplomové práce Ing. Liboru Kalhotkovi, Ph.D. a všem pracovníkům ústavu za odborné vedení, cenné rady a připomínky při zpracování diplomové práce. Dále bych chtěla poděkovat své rodině a přátelům za jejich podporu v průběhu celého studia.

4 Abstrakt: Práce shromažďuje poznatky o mikrobiálním osídlení surovin používaných k výrobě pekárenských výrobků. Je zde popsána technologie výroby, expedice a prodej pekárenských výrobků. Zvláštní pozornost je věnována možné mikrobiální kontaminaci, zvláště plísněmi, charakteristice jednotlivých druhů plísní a produkci jejich metabolitů (mykotoxinů). Tři vzorky rohlíků zakoupené v prodejnách s rozdílným způsobem prodeje, byly podrobeny mikrobiální analýze (R1 pekárna Croccus - obsluhovaný prodej, R2 supermarket Billa kryté boxy, R3 supermarket Albert otevřené boxy). Mikrobiální analýze byly také podrobeny vzorky strouhanek, kde se sledovaly mikrobiální změny v průběhu skladování (S1 - strouhanka doma vyrobená, S2 pekárna Penam a S3 pekárna Croccus). Skupiny mikroorganismů byly kultivovány na speciálních živných půdách: chloramfenikol pro stanovení plísní, Plate Count Agar pro stanovení celkového počtu mikroorganismů a sporulujících bakterií, VRBG pro stanovení koliformních bakterií. Způsob prodeje rohlíků nemá příliš velký význam na mikrobiální kvalitu výrobku. Výskyt plísní však byl nejvýraznější u vzorku R1 (Croccus obsluhovaný prodej). Naopak u vzorku R3 (Albert otevřené boxy) byl výrazně vysoký výskyt sporulujících bakterií. Mikrobiální osídlení vzorků strouhanek se v průběhu skladování postupně snižovalo. Avšak u vzorku S1 (domácí strouhanka) došlo ke konci skladování k výraznému nárůstu plísní. Klíčová slova: kontaminace, pekárenské výrobky, plísně, strouhanka, rohlík

5 Abstract: The Master thesis gathers information about microbial settlement on materials, which are used to the production of bakery products. There is described a technology of the production, expedition and sales of bakery products. There is given a special interest to a possible microbial contamination, especially of moulds, characteristic of particular kinds of moulds and production of their metabolites (mycotoxins). There were bought three types of rolls, which were bought in shops with different kinds of selling. The rolls were analyzed by the microbial analysis (R1 bakery Croccus manhandled sale, R2 supermarket Billa covered boxes, R3 supermarket Albert open boxes). The samples of breadcrumb were also analyzed by the microbial analysis and there were monitored it there were some the microbial changes during the storage (S1 breadcrumb homemade, S2 bakery Penam a S3 bakery Croccus). The groups of microorganisms were cultivated on the nutrient soil: there was used Chloramphenicol for the determination of moulds, Plate Count Agar for assessment of the total count of bacteria and sporulating bakteria, and VRBG for assessment of coliform bacteria. The method of sale of rolls does not have a big meaning on microbial quality of a product. The biggest presence of moulds was in the sample R1 (Croccus operated sale). On the contrary, there was a high presence of sporulating bacteria in the sample R3 (Albert open boxes). During the storage of breadcrumb, the microbial changes gradually decreased. At the end of storage of breadcrumb, the sample S1 (homemade) had an increase of moulds Key words: contamination, bakery products, moulds, breadcrumb, roll

6 Obsah: 1. ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Suroviny na výrobu pekárenských výrobků Mouka Mikroflóra obilí Mikroflóra mouky Pekařské droždí Voda Mléko a mléčné výrobky Tuk Vejce Sůl Cukr Technologie výroby pekařských výrobků Výroba pečiva Výroba těsta Pečení Expedice pekárenských výrobků Skladování Přeprava Prodej Mikrobiologie pekařských výrobků Nitkovitost, červenání, zbělení střídy Plesnivění Kontaminace plísněmi Plísně (vláknité mikromycety = mikroskopické vláknité houby) Charakteristika jednotlivých druhů plísní Mykotoxiny EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST Materiál a metody zpracování Výroba strouhanky Příprava laboratorních pomůcek Vlastní analýza Výsledky práce a diskuze ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ, TABULEK, GRAFŮ...61

7 1. ÚVOD Už více než 12 tisíc let jsou obiloviny důležitou součástí výživy lidstva. I v dnešní době se každodenně setkáváme s výrobky z nich v nejrůznějších podobách. Chléb patří mezi základní potraviny ve výživě člověka, a to již po tisíciletí. Většina historiků se shoduje na tom, že první chléb z kynutého těsta byl upečen již před více než 6000 lety, a to ve starém Egyptě. Chlebové placky z nekynutého těsta jsou však ještě mnohem starší. V České republice se největší objem mouky spotřebuje v pekárnách. Na druhém místě je spotřeba v domácnostech a na třetím místě jsou těstárny. Následuje další zpracování do výrobků na bázi mouky a ve větších kuchyních. Další v pořadí je trvanlivé pečivo. (Potravinářská komora ČR, 2006) Vývoj spotřeby mouky a výrobků z mouky je relativně stabilní. Spotřeba chleba v ČR v posledních deseti letech mírně klesá. Zatímco v roce 1995 činila průměrná spotřeba na osobu a rok 58,5 kg, v roce 2004 se snížila na 53,4 kg. Průměrná spotřeba chleba v zemích EU činí v současné době okolo 20 dkg na den (73 kg/rok). V ČR je však zřetelný pokles spotřeby žitné mouky a výrobků z ní. Naopak roste spotřeba pšeničného pečiva a těstovin. Základem v EU sice stále zůstávají pšenično-žitné chleby (necelých 45 %), ale jejich podíl rok od roku klesá, naopak roste podíl vícezrnných (20 %) a toastových chlebů (14 %) s přídavkem olejnatých semen, se zvýšeným obsahem vlákniny ve formě otrub, ovesných vloček apod. (Štiková, 2006) 8

8 2. CÍL PRÁCE Cílem práce bylo shrnout poznatky o mikrobiálním osídlení surovin pro výrobu pekárenských výrobků, výrobě pečiva, expedici a mikrobiologii hotových výrobků. Zvláštní pozornost zde byla věnována kontaminaci plísněmi a produkci jejich metabolitů. Cílem experimentální části bylo zjistit, jaké mikroorganismy mohou kontaminovat rohlíky, jako možnou surovinu pro výrobu strouhanky, dále strouhanku, pocházející z různých zdrojů. Dále jak se mění počty mikroorganismů v průběhu skladování strouhanky. Analýza byla zaměřena na stanovení celkového počtu mikroorganismů, sporulujících bakterií, plísní a koliformních bakterií ve třech vzorcích strouhanky a rohlíků. 9

9 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Suroviny na výrobu pekárenských výrobků Mezi základní suroviny pro výrobu chleba patří žitná mouka, pšeničná mouka, kvas, voda, sůl, kmín. Základní suroviny pro výrobu pečiva jsou pšeničná mouka hladká speciál, jiné druhy mouk dle druhu pečiva, voda, sůl, droždí, tuk (margarín, máslo, sádlo, tekutý pekařský tuk), mléko, cukr, vejce, zlepšující pekařské přípravky, ostatní suroviny (tvaroh, mák, rozinky, citropasta, vanilin, povidla, džemy ) Mouka Mikroflóra mouky je do značné míry závislá na mikroflóře obilí. I při zachování hygienických a technologických požadavků při zpracování obilí v mlýnech se mikroflóra mouky nedá významně pozitivně ovlivnit díky mikroflóře obilí. Velká část mikroflóry obilí přechází do mouky. Při čištění obilí se počet mikroorganismů trochu sníží. Při mletí se odstraní povrchové části zrna, ale i přesto se část mikroorganismů dostane do poměrně čistého endospermu. Více vymleté mouky obsahují více mikroorganismů díky vyššímu podílu otrubnatých částí. Také mouky žitné obsahují více mikroorganismů, protože obsahují více rozpustných látek nežli mouky pšeničné Mikroflóra obilí Z dosud publikovaných poznatků (Hampl, 1968, Šroubková, 1996) vyplývá, že obilí je poměrně bohatě osídleno mikroorganismy. Hlavní složkou mikroflóry obilí jsou bakterie. Celkový počet mikroorganismů bývá často až 10 6 v 1 gramu. Ze všech mikroorganismů je zde nejvíce zastoupena bakterie Erwinia herbicola dnes nově Pantoea aglomerans (synonymum Pseudomonas herbicola aureum, Xanthomonas trifolii, Enterobacter aglomerans), která tvoří 50 až 98 %. V nekvalitních moukách a zrnu se nevyskytuje, je vytlačena jinou mikroflórou. V nekvalitních zrnech a moukách se mohou vyskytovat dále sporulující bakterie Bacillus subtilis a Bacillus megatherium. 10

10 Mikrobiologické limity, které uvádí Gırner a Valík (2004) jsou pro celkový počet mikroorganismů KTJ/g, anaerobní mezofilní spory r. Bacillus 100 KTJ/g, plísně KTJ/g a koliformní bakterie 10 KTJ/g. Dále se na obilí vyskytují plísně, těch je zde však méně než bakterií. Dle Mőllera (1986) se plísně vyskytující na obilí dělí do dvou skupin, a to na plísně šedé a plísně barevné. Mezi plísně šedé patří především rody Rhizopus a Mucor (Mucor racemosus, M. pusillus, M. spinosum, M. piriformis). Tyto plísně se považují za málo škodlivé. Jejich podhoubí neproniká do obilek díky nízké celulolytické aktivitě. Napadení těmito plísněmi do 20 % nemusí zhoršit jakost obilí. Mezi plísně barevné nejčastěji patří formy zelené a černé rodu Aspergillus a Penicillium (Penicillium spinulosum). Tyto plísně jsou schopny pronikat velmi dobře dovnitř do obilky, také způsobují zatuchlý pach a některé druhy mohou být toxické. Mezi další plísně vyskytující se na obilí patří rod Alternaria, Cladosporium (Cladosporium cladosporoides), Fusarium, Trichoderma a Absidia ramosa. (Brackett, 2001) Epifytní mikroorganismy, které se vyskytují na povrchu rostlin během růstu, postupně během skladování hynou i včetně Erwina herbicola. Při skladování obilí se počet plísní postupně snižuje až o 90 %, avšak i při dlouhém skladování mikroorganismy úplně nevymizí. Vymizí pouze nesporulující mikroorganismy, ale spory plísní a sporotvorné bakterie přežívají. (Hampl, 1968) a) b) Obr.1 Foto plísní rodu Aspergillus (a) ( Mucor (b) ( 11

11 Mikroflóra mouky Mikroflóra mouky se během skladování mění. Mouka nemá přirozené ochranné látky, které jsou přítomné v semenech, a proto vlivem oxidačních procesů dochází ke zvyšování kyselosti mouky. Díky vyšší kyselosti se prostředí stává příznivější pro rozvoj mikroorganismů, hlavně plísní. Při rozvoji plísní také dochází k utlačování Erwina herbicola, která nakonec vymizí. V mouce se dále vyskytují: Pseudomonas fluorescens, Flavobacterium, Achromobacter, Micrococcus, Sarcina, Escherichia coli, Enterobacter aerogenes. Dále sporulující mikroorganismy: Bacillus subtilis, Bacillus cereus ssp. mycoides, Bacillus megatherium a Bacillus mesentericus. Tyto mikroorganismy obsahují vysoce aktivní proteolytické enzymy a enzymy rozkládající škrob na sacharidy a dextrin. Mouka dále obsahuje bakterie hnilobného kvašení, kyselinotvorné bakterie (bakterie mléčného a máselného kvašení), koliformní mikroorganismy. V mouce jsou také kvasinky rodu Saccharomyces a Torulopsis (převážně bílé a růžové, nesporulující), plísně rodu Penicillium (rozvoj při vlhkosti nad 16 %) a Aspergillus (Aspergillus candidus, Aspergillus ochraceus, Aspergillus flavus, rozvoj při vlhkosti nad 15 %). (Hampl, 1968, Mőller, 1986) Mikrobiologické limity pro mouku, které uvádí Gırner a Valík (2004) jsou pro celkový počet mikroorganismů KTJ/g, anaerobní mezofilní spory r. Bacillus 20 KTJ/g, plísně KTJ/g a koliformní bakterie 10 KTJ/g a pro Escherichia coli je to 1 KTJ/g Pekařské droždí Droždí je důležitá surovina, která se přidává hlavně do těst vyráběných z pšeničné mouky. Lze ho ale přidat i do těst pšenično-žitných, nebo dokonce do těst žitných pro dosažení větší kyprosti těsta. Droždí obsahuje kulturní kmeny kvasinek Saccharomyces cerevisiae. Jako nežádoucí kontaminant v pekařském droždí se mohou objevit nepatogenní kvasinky rodu Candida. (Gırner et. Valík, 2004). Nepravé kvasinky (Candida mycoderma, Candida guillermondii, Pichia sp. aj.) mohou být v droždí přítomny v množství nejvýše 15 %. Na droždí se nesmí vyskytovat povlak plísní, ani jednotlivé kolonie. (Tichá, 1988) 12

12 Kvasinky Saccharomyces cerevisiae zkvašují zkvasitelné sacharidy obsažené v mouce. Zkvašují glukosu, fruktosu, sacharosu, maltosu, většinu jiných monosacharidů a disacharidů. Tyto kvasinky však nezkvašují pentosy. Při zkvašování sacharidů vzniká etanol a oxid uhličitý, který kypří těsto. (Příhoda a kol., 2003) Obr.2 Kvasinka vyskytující se v pekařském droždí: Saccharomyces cerevisiae V pekařství se droždí používá ve formě: a) čerstvého lisovaného droždí (nejvíce používané, obsah vody %) b) aktivního sušeného droždí (ve formě kuliček nebo granulí, obsah vody 4-10 %) c) granulovaného droždí (je velmi citlivé na vzdušný kyslík, u nás není příliš rozšířeno) d) instantního sušeného droždí (ve formě drobných jehliček, obsahují emulgátor a dobře poutá vodu, nemáčí se předem a přidává se do těsta při hnětení) (Kučerová, 2004) Pekařské droždí se připravuje aerobní fermentací okyselených melasových zápar obohacených amonnými solemi a fosfátem. Zápary se provzdušňují sterilním stlačeným vzduchem přiváděným ke dnu kvasných tanků a aerobní metabolismus je zajištěn opakovanými přítoky zápary, takže se buňky rozmnožují za nízkých koncentrací cukrů v prostředí. I při výrobě pekařského droždí je produkováno určité množství oxidu uhličitého. (Šilhánková, 2002) Kvasinky Saccharomyces cerevisiae mají delší generační dobu nežli kvasinky rodu Torulopsis (obsažené v chlebových kvasech). Kvasinky Saccharomyces cerevisiae mají generační dobu asi 4 hodiny a kvasinky rodu Torulopsis mají generační dobu 2 hodiny. Avšak kvasinky Saccharomyces cerevisiae mají větší zkvašovací schopnost. (Mőller, 1986) 13

13 Voda Voda používaná k výrobě těst musí splňovat veškeré požadavky na pitnou vodu. Měla by být středně tvrdá. Středně tvrdá voda má obsah vápenatých a hořečnatých solí 3,5 9 mmol/l. V pekárenství je důležité zvolit správnou teplotu vody, protože teplota vody reguluje teplotu připravovaných těst a kvasných stupňů. Teplota vody se volí dle teploty mouky a ostatních surovin tak, aby teplota vymíseného těsta byla v rozmezí teplot o C. Dále se voda používá k výrobě páry (např. při pečení chleba). Voda k výrobě páry by měla být co nejměkčí, aby přítomné soli nezanášely potrubí a trysky napařovacího systému. (Pelikán, 2001) Při ověřování mikrobiologické nezávadnosti vody se nehledají bakterie či viry způsobující známá onemocnění přenášená vodou, jako je tyfus, infekční zánět jater, průjmová onemocnění virového původu apod. Bylo by to technicky, časově i finančně neúnosné. Proto se všude na světě používá metoda tzv. fekálního znečištění, při které se hledají bakterie žijící ve střevním traktu člověka a teplokrevných živočichů (Escherichia coli, koliformní bakterie, enterokoky aj.). Pokud jsou ve vodě nalezeny některé z těchto bakterií, je voda podezřelá, že přišla do kontaktu s výkaly či zbytky živočichů a že může obsahovat patogenní bakterie a viry, které nejčastěji pocházejí ze střevního traktu. (Kožíšek, 2003) Ve vodě používané pro přímou spotřebu, i v povrchové vodě upravované na pitnou, je nezbytné sledování přítomnosti patogenních nebo podmíněně patogenních mikroorganismů, mezi nimiž hrají bakterie významnou roli. Velmi vážné střevní infekce mohou vyvolat bakterie rodu Salmonella a Shigella, dále Vibrio cholerae, některé kmeny Escherichia coli, Yersenia enterocolitica K infekcím dochází po požití vody a probíhají různým stupněm závažnosti. Stupeň závažnosti je závislý na počtu buněk v požité vodě (infekční dávce) a na fyziologickém stavu infikovaného jedince. Dále se ve vodě běžně vyskytují některé druhy bakterií, které nejsou považovány za patogenní, avšak u slabších jedinců mohou způsobovat onemocnění. Mezi tyto bakterie patří rody Klebsiella, Flavobacterium, Serratia, Aeromonas aj.. (Kunc et. Ottová, 1997) 14

14 Mléko a mléčné výrobky K výrobě pečiva se většinou používá mléko sušené odtučněné. Dále máslo, které se používá hlavně k výrobě jemného pečiva (je zařazeno i mezi tuky, viz kapitola ). Mezi další mléčné výrobky, využívané v pekárenské technologii patří sušená syrovátka. Syrovátka se přidává do pečiva, ale i některých druhů chleba. Je také součástí některých zlepšujících přípravků. Funkce mléka: - zvyšuje výživovou hodnotu výrobku (obsahuje vitamíny A, D, K, B, minerální látky ) - ovlivňuje chuť výrobku - ovlivňuje barvu kůrky (zabarvení kůrky díky laktose) - má emulgační schopnosti (zlepšuje pórovitost a vláčnost střídy) Mikrobiologie mléka: Při dojení mléka je nejvyšší množství mikroorganismů na začátku dojení a nejnižší na konci dojení. Podle Šroubkové (1996) má čerstvě nadojené mléko několik fází: - baktericidní fáze (při 38 o C, 2 3 hodiny) pokud se mléko hned neochladí, začnou se rozvíjet přítomné mikroby - fáze smíšené mikroflóry (při ochlazení a uskladnění mléka při teplotě pod 10 o C tato fáze trvá 12 i více hodin) - fáze, ve které dochází k rozvoji bakterií mléčného kvašení (tyto bakterie se dostaly do mléka s ostatními mikroby po nadojení) když se nahromadí kyselina mléčná, sníží se počet celkového počtu bakterií, ale mléko je už zkyslé Mikroorganismy obsažené v mléce: - bakterie mléčného kvašení: Homofermentativní Lactococcus lactis Heterofermentativní Leuconostoc cremoris, Leuconostoc dextranicum 15

15 - tyčinky: Homofermentativní Lactobacillus lactis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophillus, Lactobacillus helveicus, Lactobacillus casei a Lactobacillus delbruckii Heterofermentativní - Lactobacillus fermenti, Lactobacillus brevis V mléku také mohou být obsaženy nežádoucí mikroorganismy, mezi které patří např.: Clostridium butyricum, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides, dále zde mohou být kvasinky rodu Saccharomyces a Candida aj Tuk Tuk je důležitá surovina při výrobě běžného, jemného pečiva a cukrářských výrobků. Tuky se používají ve formě tekuté nebo pevné. Funkce tuků: - zvětšují pórovitost a objem výrobku - prodlužují vláčnost a trvanlivost výrobků - zvyšují energetickou hodnotu Dle Skoupila (1994) a Kučerové (2004) patří mezi tuky používané v pekárenství: a) margarín Je to emulze voda olej s minimálním obsahem tuku 80 %. Druhy margarínu: na pečení (tuhá těsta, linecké těsto ) tažný (listové, plundrové těsto) krémový (používaný cukráři, je v něm zašlehaný vzduch) b) 100% pekařské tuky Obsah vody 0,5 %. Neobsahuje vedlejší organické látky, které by urychlovaly rozklad tuku a přepalování. Používá se k výrobě tyčinek, trvanlivých krémů 16

16 c) máslo Ve srovnání s margaríny má horší technologickou jakost a vyšší cenu. Výrobky z másla mají menší objem, piškotové hmoty horší pórovitost d) tekutý pekařský tuk e) vepřové sádlo a lůj Díky mikroorganismům může docházet k různým nežádoucím změnám tuků. Mikrobiologické vady se objevují více u másla než u margarínů. Při výrobě másla je důležité, aby se provedla pasterace smetany a byl dodržen pasterační režim, protože smetana obsahuje velké množství mikroorganismů a tuk obsažený ve smetaně zvyšuje termorezistenci těchto mikroorganismů. U másla dochází k mikrobiálnímu rozkladu bílkovin a následně k hořknutí másla. Na rozkladu bílkovin se podílí zástupci rodu Pseudomonas, kvasinky z rodu Torulopsis a některé plísně. Dále mohou mikroorganismy v másle rozkládat laktosu na kyselinu mléčnou, která způsobuje příliš kyselou chuť másla. Mezi nejčastější vady tuků patří žluknutí spojené se zápachem. Tuto vadu mohou způsobit plísně (rodu Penicillium, Aspergillus, Mucor aj.) a bakterie (rodu Pseudomonas, Proteus, Escherichia aj.). Zápach je způsoben vznikem ketonů. Na žluknutí tuku působí: světlo, vlhkost a zvýšená teplota. Při žluknutí také může docházet k odbarvení margarínu, které je způsobeno peroxidy vzniklé mikrobiální činností. (Mőller, 1986) a) b) Obr.3 Bakterie způsobující zkázu tuků Escherichia coli (a) a bakterie napadající vejce Salmonella (b) ( ) 17

17 Vejce Při výrobě pekařských výrobků se používají pouze vejce slepičí. Používají se vejce čerstvá, sušená nebo zmrazená. Od používání čerstvých vajec se v současné době upouští, protože je zde vysoké riziko kontaminace salmonelou. V potravinářství se v současné době používají spíše vaječné hmoty. Tyto vaječné hmoty se dodávají ve formě zmrazené nebo sušené. Všechny vaječné hmoty musí být pasterované. Funkce vajec: - zvyšují výživovou hodnotu výrobku - žloutky ovlivňují barvu střídy a obsahují emulgátor lecitin - našlehané bílky působí jako kypřidlo Na povrchu vejce se vyskytuje velké množství mikroorganismů. Mezi mikroorganismy vyskytující se na povrchu skořápky patří bakterie rodu Enterobacter, Escherichia, Proteus, Pseudomonas, Salmonella aj.. Mohou se zde vyskytovat také plísně rodu Penicillium, Aspergillus, Mucor aj.. Tyto mikroorganismy způsobují zkázu vajec. (Šroubková, 1996) V různých stádiích skladování se mění vzhled bílku, který začíná řídnout a kalit se. Dále také dochází ke změně vzhledu žloutku a to tak, že se začne zplošťovat a vychylovat se ze středu až dojde k prasknutí a smíchání vaječného obsahu. Při masivním pomnožení mikroorganismů dochází k proteolýze, která se také označuje jako hniloba. Hniloby se projevují pachem, někdy tvorbou sirovodíku, změnou konzistence a barvy. (Míková, 2003) U vajec se vyskytují dle Mőllera (1986) a Bláhy (1999) tyto vady vajec: - červená hniloba (způsobena rodem Pseudomonas, dochází k rozkladu bílkovin, vejce je nejprve žlutočervené a později až černé, bílek i žloutek zřídne) - černá hniloba (rod Proteus) - zelená hniloba (rod Pseudomonas) - bílá hniloba (způsobuje směs bakterií, ale hlavní roli zde má rod Pseudomonas, dojde ke zřídnutí a zkysnutí bílku, žloutek se usadí na špičku a jsou na něm bělavé a nazelenalé skvrny) - senná vejce (rod Pseudomonas, Alcaligenes, Enterobacter) 18

18 - plesnivá vejce (napadají plísně rodu Mucor na povrchu, Penicillium, Aspergillus, Cladosporium pronikají dovnitř, vejce jsou napadena z důvodu nakřapnutí a nečistého skladování) - kyselá vejce (původce Escherichia coli) Sůl V pekařské technologii se používá sůl jemnozrnná, hrubozrnná (na posyp) a solanka. Solanka je 26-28% roztok soli, který se často používá při kontinuální výrobě těsta. Funkce soli : - chuťová přísada - regulátor procesů probíhajících v těstě - ztužuje bílkoviny v těstě - ovlivňuje činnost enzymů a mikroorganismů: Sůl brzdí enzymatické a tedy i kvasné procesy. Přídavek soli snižuje aktivitu kvasinek a tím se sníží produkce oxidu uhličitého, který těsto kypří. Nižší produkce oxidu uhličitého má za následek zpomalení průběhu zrání. Z tohoto důvodu se sůl nesmí přidávat do kvasných předstupňů. Proto se sůl přidává v malém množství pouze 1,5-2 %. V tomto množství nemá mikrobicidní účinek, naopak často zvyšují odolnost bakteriálních spor vůči působení vyšších teplot. V žádném případě se nesmí přidávat do kvasů a omládku (poliše ), protože by mohla zbrzdit nebo dokonce zastavit činnost kvasinek. (Pelikán, 2001) V soli se mohou vyskytovat sporotvorné mikroorganismy. Mezi tyto mikroorganismy patří např. Bacillus subtilis, Micrococcus luteus, Kocuria rosea. Dále se zde mohou vyskytovat Pseudomonas salinaria a Halobacterium salinarium. (Mőller, 1986) 19

19 Cukr Cukr se přidává do těsta v nízkých koncentracích a je velmi důležitou surovinou. Funkce cukru: - při kvasném procesu poskytuje kvasinkám velmi důležitou výživu. - ovlivňuje chuť výrobku - zjemňuje pórovitost střídy a zvýrazňuje barvu kůrky Při koncentraci cukru v těstě nad 15 %, se vytváří nepříznivé podmínky pro činnost kvasinek tím, že se zvýší osmotický tlak (dochází k dehydrataci buněčných membrán kvasinek v důsledku působení vysokého osmotického tlaku). Do jemného pečiva se přidává okolo 13 % cukru. Cukr se používá i při výrobě běžného pečiva a to v množství 1-3 % na hmotnost mouky přidávané do těsta (má zde funkci kvasného substrátu). (Pelikán, 2001) Díky vysokému osmotickému tlaku patří cukr mezi mikrobiologicky čistou surovinu. Cukr bývá často mikrobiálně znehodnocen až při balení do pytlů. Proto je vhodnější balení cukru do polyethylenových pytlů. Při kondenzaci vody na povrchu cukru se vytvářejí tenké vrstvy tekutiny, ve které jsou vhodné podmínky pro rozvoj mikroorganismů. Cukr nesmí obsahovat patogenní a koliformní mikroorganismy. Ojediněle se na cukru může objevit slizotvorná bakterie Leuconostoc mesenteroides, která vytváří dextran. (Mőller, 1986) 20

20 3.2. Technologie výroby pekařských výrobků Výroba pečiva Základní suroviny pro výrobu pečiva jsou: pšeničná mouka hladká speciál, jiné druhy mouk dle druhu pečiva, voda, sůl, droždí, tuk (margarín, máslo, sádlo, tekutý pekařský tuk), mléko, cukr, vejce, zlepšující pekařské přípravky, ostatní suroviny (tvaroh, mák, rozinky, citropasta, vanilin, povidla, džemy ). Výroba pečiva je oproti výrobě chleba kratší, jednodušší a sortiment je rozmanitější. Sortiment výrobků (Kavina, 1994, Hrabě aj., 2005): a) běžné pečivo - obsahuje do 8,2 % tuku, do 5 % cukru vztaženo na celkovou hmotnost mlýnských výrobků - - dělení: vodové (veky, bagety) tukové (rohlíky, housky, toastový chléb) máslové mléčné (rohlíky, housky) speciální (výroba i z jiných druhů mouk kukuřičná, sojová, šrot, mezi běžné pečivo se též řadí dalamánky, kostky do knedlíků, dietní suchary a strouhanka) b) jemné pečivo - obsahuje nad 10 % tuku, nad 5 % cukru, receptura je bohatší a sortiment je větší - dělení: koláčové výrobky (koláče vázané a tlačené, hřebeny, buchty, záviny, kynuté bábovky) vánočkové výrobky (vánočky, mazance, briošky, štoly, chaly) 21

21 smažené pečivo (koblihy, točenky, pirohy) - koblihy se dělí na pekařské a cukrářské c) listové a plundrové pečivo - listové (obsahuje 70 % tuku na mouku) - plundrové (obsahuje 30 % tuku k proválení a 10 % tuku na základní těsto, do těchto těst se přidává droždí) d) speciální pekařské výrobky - pekárenské trvanlivé pečivo - nahrazují domácí pečivo, např. tyčinky, perníky, oplatky, sušenky, suchary Výroba těsta Vedení pšeničných těst se podle Příhody a kol. (2003) dělí na: 1) přímé - na záraz - Všechny suroviny se smísí naráz. - na rozkvas - Smísí se droždí, zlepšující pekařské přípravky (nebo část mouky přidávané do těsta) a voda. Smísením těchto surovin vznikne řídký rozkvas. Rozkvas se nechá 30 minut kvasit a poté se přidají ostatní suroviny. 2) nepřímé - na omládek - Smísí se droždí, zlepšující pekařské přípravky (nebo část mouky) a voda. Smísením těchto surovin vznikne hustší omládek, který zraje přibližně 1 hodinu. - na poliš - Smísí se droždí, zlepšující pekařské přípravky (nebo část mouky) a voda. Smísením těchto surovin vznikne poliš, který vypadá jako řidší omládek. 3) speciální způsoby vedení těst - pečivo ze spařených těst těsto se připravuje obdobně jako jiná těsta pro pšeničné pečivo, ale část těsta se před hnětením spařuje vroucí vodou. Dále se těsto připravuje stejným způsobem (přidají se ostatní složky a zbytek mouky). 22

22 Výrobky takto připravené mají vyšší výtěžnost (díky vyšší vaznosti mouky), větší objem a lepší vybarvení kůrky. Dále také mají vláčnější střídu. - příprava tzv. bagel Toto těsto musí být připravováno ze silné mouky se sníženým podílem odlévané vody. Vyrobené těsto musí být tuhé s nízkou výtěžností. Těsto se připraví z mouky, vody, nižší dávky droždí, soli a cukru. Zvláštností tohoto postupu je, že odležené těsto se vaří po obou stranách ve vodě a po odkapání vody se peče. - no time dough (neboli těsta s nulovým zráním) Využívá se při rychlé přípravě těsta hlavně v USA a Velké Británii. Při tomto postupu je zapotřebí většího množství droždí a vyšší teploty při hnětení. Po vyhnětení se těsto ihned dělí a tvaruje a před pečením kyne cca 1 hodinu. Těsto i střída mají hrubší strukturu. 1) 2) Obr.4 Porovnání nepřímého (1) a přímého (2) způsobu vedení těsta. Uvedené časy jsou pouze orientační (Příhoda a kol., 2003) 23

23 Vymísené těsto se nechá zrát buď v prostoru pekárny nebo v kynárně. Těsto zraje dle druhu minut. Poté se těsto dělí, ztužuje a nechá se 3-8 minut předkynout. Těsto se poté vytvaruje (popř. zdobí u jemného pečiva) a nechá se minut dokynout v kynárně. Dokynuté výrobky se vlaží (u běžného pečiva) nebo mašlují vajíčkem (u jemného pečiva) a nakonec se výrobky pečou. (Mőllerová et. Skoupil, 1988) Pečení Teplota a doba pečení závisí na druhu, velikosti výrobku a bohatosti receptury. Doba pečení u běžného pečiva je 8-25 minut a u pečiva jemného 10 minut až 1 hodina. Teplota pečení u běžného pečiva o C a u pečiva jemného o C. (Mőllerová et. Chroust, 1993) 3.3. Expedice pekárenských výrobků Cesta hotových pekárenských výrobků je rozdělena do tří fází: Skladování Přeprava Prodej Upečené výrobky lze považovat za sterilní, protože během pečení je dosahováno vysokých teplot. Výrobky mohou být kontaminovány během kterékoli fáze expedice. Je velmi důležité, aby byly dodrženy všechny hygienické podmínky a hygiena pracovníků Skladování Upečené pekárenské výrobky musí být uloženy v místnosti, kde musí být dodrženy určité podmínky : - čisté, větratelné místnosti - omezený přístup denního světla - teplota místnosti do 18 o C - relativní vlhkost max. 70 % 24

24 Výrobky se ukládají do přepravních beden (vozíků) tak, aby nedošlo k jejich deformaci nebo znehodnocení. Plné přepravky musí být uloženy tak, aby se přímo nestýkaly se stěnou skladu. Ve skladu je důležité provádět pravidelnou sanitaci prostorů a dodržování hygieny Přeprava Pekařské výrobky je nutné chránit proti deformaci a znečištění i během přepravy. Přepravovat pekárenské výrobky lze pouze v nákladních automobilech (krytých), které jsou funkčně vhodné pro přepravu nebalených výrobků a u kterých jsou zabezpečeny vhodné mikroklimatické podmínky. Dále je také důležité použití vhodných přepravních obalů a to takových, které neovlivňují jakost a zdravotní nezávadnost pekárenských výrobků. (Schmidtová, 1992) Přepravní bedny i ložný prostor automobilu musí být před každou nakládkou vždy vyčištěny. Čištění se provádí tak, že se nejprve odstraní hrubé nečistoty, poté dojde k omytí horkou vodou s čisticím prostředkem a nakonec dojde k opláchnutí čistou horkou vodou. Desinfekce chemickými přípravky by se měla provést 1x za týden. Při nedodržení hygieny se v automobilu i v přepravních bednách vyskytuje spousta mikroorganismů. Například dle analýz Bořilové (2002) se na stěnách přepravního automobilu vyskytovaly bakterie v množství 1, KTJ/100 cm 2, dále plísně (rodu Aspergillus a Mucor) v množství 0, KTJ/100 cm 2, celkový počet mikroorganismů 1, KTJ/100 cm 2 a také v malém množství aktinomycety. Byly také provedeny analýzy přepravních beden. V těchto bednách se přepravovaly různé druhy nebaleného pečiva. Z analýz vyplynulo, že nejvyšších hodnot dosahovaly bakterie až 1, KTJ/100 cm 2, nižších hodnot dosahovaly plísně (rody Penicillium, Mucor a Aspergillus) v množství 0, KTJ/cm 2. Aktinomycety se zde opět vyskytovaly v malém množství. 25

25 Prodej Pekárenské výrobky mohou být prodávány v prodejně samoobslužné nebo v prodejně s obsluhou. Dle vyhlášky MZd č. 347/2002 Sb. (o hygienických požadavcích na prodej potravin a rozsah vybavení prodejny) musí být v prodejně dodrženy tyto podmínky: - Nebalené potraviny musí být při přípravě, vystavení a prodeji chráněny proti kontaminaci, povětrnostním vlivům a kontaktu se spotřebitelem. - Při prodeji nebalených potravin určených k přímé spotřebě musí být vyloučen přímý kontakt rukou obsluhující osoby s těmito potravinami. Za tím účelem musí obsluhující osoby používat čisté a vhodné pomůcky a ochranné prostředky. - Nebalené potraviny musí být při obslužném prodeji předány spotřebiteli ve vhodném obalu splňujícím hygienické požadavky. - Při skladování, uchovávání a manipulaci se obaly a používané pomůcky pro balení potravin chrání proti kontaminaci a poškození stejně jako potraviny. - Nebalené potraviny se při nabízení k prodeji v prodejně musí uložit nejméně 70 cm nad úrovní podlahy. Prodejní prostory, zařízení a veškerý inventář by měly být udržovány ve způsobilém stavebně technickém i hygienickém stavu. Proto se provádí v průběhu prodeje průběžný úklid a odstraňování závad podle potřeby. Denní čištění všech podlah, pracovních pomůcek a regálů se provádí mechanicky (omytí teplou vodou, mycím a desinfekčním prostředkem a následné opláchnutí teplou vodou). Jedenkrát za tři měsíce se provede celková sanitace prodejny a podle zjištěných skutečností se provede ochranná dezinsekce či deratizace. O sanitaci, dezinsekci a deratizaci je povinnost vést podrobné záznamy. (Schmidtová, 1992) 26

26 3.4. Mikrobiologie pekařských výrobků Mezi nejčastější vady pekárenských výrobků patří: plesnivění, nitkovitost, červenání a zbělení střídy. V pekárenských výrobcích jsou velmi příznivé podmínky pro rozvoj mnoha mikroorganismů. Velmi příznivě na rozvoj mikroorganismů působí vlhkost, teplota a stáří výrobků. Tyto vady však nejsou příliš časté, protože životnost pekárenských výrobků je velice krátká a výrobky jsou proto rychle zkonzumovány. I přesto se někdy tyto vady vyskytnou Nitkovitost, červenání, zbělení střídy Nitkovitost je výsledkem tvorby slizových pouzder bakterií a jejich enzymové činnosti (enzymová hydrolýza lepku a škrobu po zcukření podporuje tvorbu pouzder). Škrob se štěpí na dextriny a tím podporuje lepivost vláken. Nitkovitost se projevuje nepříjemným zápachem (2-3 den po upečení). Střída se později zbarvuje do žluta, hněda a je mazlavá. Při roztržení se střída vytahuje v nitě. (Hamr, 2001) Bakterie nejčastěji způsobující nitkovitost u pečiva: Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus panis viscosi, Bacillus mesentericus ruber, Bacillus mesentericus niger (Brackett, 2001, Jay, 2005) Červené zbarvení je způsobeno barvivem prodigiosin, které je produkováno hlavně bakterií Serratia marcescens, která tento pigment tvoří na škrobnatých potravinách. (Brackett, 2001) Zbělení střídy je také vada, která se vyskytuje pouze vzácně v pekárenských výrobcích. Ve střídě jsou vápnitě bílé a moučnatě křídové ostrůvky. Mikroorganismy způsobující zbělení střídy: Endomycopsis fibuliger (má vysoký obsah amylasy, spory mají kloboukovité, saturnovité) a Trichosporon variabilis. (Mőller, 1986) 27

27 Plesnivění Kontaminace plísněmi Plesnivění je nejčastější a nejběžnější vada pekárenských výrobků. Z výroby chleba je znehodnoceno plísněmi přibližně 1-5 %. Kontaminace výrobků plísněmi je primární nebo sekundární. (Mőller, 1986) Primární kontaminace je málo pravděpodobná, protože výrobky jsou při pečení vystavovány vysokým teplotám (např. při pečení chleba je dosahována teplota až 280 o C, přitom teplota kůrky je asi 160 o C a teplota střídy 97 o C) po delší dobu (45-70 minut). To stačí ke zničení plísní, jejichž spory nepřežívají 1 minutu při 80 o C a 5 minut při 65 o C. Sekundární kontaminace způsobuje plesnivění pekárenských výrobků. Plísně vyskytující se ve vzduchu se usazují na povrchu již upečených výrobků. Riziko napadení plísněmi nastává po upečení při chladnutí výrobků, balení (hlavně teplých výrobků), krájení, skladování nebo distribuci. Plísně usazené na kůrce se po určité době dostávají přes trhlinky v kůrce do střídy, kde mají velmi příznivé podmínky pro svůj rozvoj. Avšak kůrka, která nemá dostatek vlhkosti (pod 90 %) není plísněmi napadána. Velmi odolná proti plísním je kůrka lesklá, hladká, elastická a neporušená. Dle Hampla (1968) patří mezi plísně, nejčastěji napadající pekárenské výrobky : Rhizopus nigricans, Penicillium expansum, Aspergillus niger, Mucor pusillus, Mucor spinosum, Mucor racemosus, Mucor piriformis, Neurospora sitophila, plísně rodu Geotrichum (Oospora) Plísně (vláknité mikromycety = mikroskopické vláknité houby) Mikromycety jsou vícebuněčné, eukaryontní, heterotrofní, saprofytické nebo parazitické mikroorganismy. Spolu s kvasinkami a kvasinkovitými mikroorganismy tvoří skupinu mikroskopických hub, která je zařazena do samostatné říše hub Fungi. ( 2009) Mikroskopické vláknité houby (vláknité mikromycety) tvoří rozvětvené vláknité mycelium, čímž se liší od většiny kvasinek. V životním cyklu mnoha mikroskopických hub převládá nepohlavní rozmnožování (též asexuální, mitosporní, anamorfní či konidiové stádium), charakteristické tvorbou různě utvářených konidioforů 28

28 s konidiemi nebo chlamydospor. Méně často se uplatňuje rozmnožování pohlavní (též sexuální, meiosporní či teleomorfní stádium), charakteristické buď tvorbou zygospór nebo askospór. (Chumchalová, 2009) Velká morfologická rozmanitost, adaptabilita a schopnost mikromycetů přizpůsobit se nejrůznějším ekologickým podmínkám, umožňuje jejich výskyt prakticky všude tam, kde existuje organická hmota. V životním a pracovním prostředí člověka jsou přítomny v ovzduší, půdě, vodě, na povrchu živých a odumřelých organismů, předmětů, na plochách, v krmivech, v potravinových surovinách rostlinného původu a v potravinách. Potraviny jsou velmi vhodným substrátem pro osídlení, růst a rozmnožování toxinogenních mikromycetů a pro následnou produkci mykotoxinů. ( 2009) Z celkového počtu druhů hub tvoří mikroskopické houby 6000 rodů s druhy. (Ostrý, 2000) Charakteristika jednotlivých druhů plísní Třída Zygomycetes Rod Mucor Obr.5 Nákres plísně rodu Mucor ( Je to nejpočetnější rod této třídy, zahrnuje přes 1000 druhů. Tvoří volně vláknitý, většinou bělavý porost s kulovitými nahnědlými sporangii. Některé druhy mohou produkovat amylolytické a proteolytické enzymy. (Gırner et. Valík, 2004) 29

29 Rod Rhizopus Obr. 6 Nákres plísně rodu Rhizopus ( Je náročnější na vyšší teplotu a vlhkost vzduchu, vyskytuje se v zaplesnivělých bytech i na zbytcích potravy se sacharidy. Při přemnožení má vysoký alergenní potenciál. Některé druhy tvoří mykotoxiny. (Macháček, 2004). Jejich kolonie jsou velmi podobné koloniím rodu Mucor. Třída Askomycetes Rod Penicillium Obr. 7 Foto plísně rodu Penicillium ( Rod Penicillium je nejrozšířenější a nejrozsáhlejší rod zahrnující asi 220 druhů. Jeho druhy tvoří kolonie s velkým množstvím žlutozelených až modrozelených konidií, které jsou na různých potravinách i jiném materiálu patrné jako zelené, sametové až moučné povlaky. Okraje kolonií, na nichž nejsou spory, jsou bílé. Řada druhů produkuje kyseliny, tvoří antibiotické látky (Penicillium chryzogenum) a některé uvolňují do prostředí žluté, oranžové nebo červené barvivo. (Gırner et. Valík, 2004) Tento rod způsobuje hnilobné procesy plodin, dále je to významný producent mykotoxinů a také může způsobovat alergie u lidí. (Fassatiová, 1979) 30

30 Rod Aspergillus Obr. 8 Nákres plísně rodu Aspergillus ( Velmi rozšířený rod, vyskytující se na různém materiálu. Kolonie jsou vatovité, bezbarvé anebo nápadně zbarvené. Staré kolonie jsou úplně překryté bílou, žlutou, zelenou, hnědou anebo černou vrstvou Spor.. Rod Mucor je velmi bohatě vybaven enzymy (amylolytické, pektolytické a proteolytické), proto jsou některé druhy vhodné pro průmyslovou přípravu enzymů. (Gırner et. Valík, 2004) Aspergillus niger Velmi dobře enzymově vybaven. Tvoří rychle rostoucí černé kolonie, černé víceméně kulovité konidie (díky černému barvivu jsou chráněny před slunečním zářením). Teplotní optimum okolo C, minimum 6-8 C, maximum C. (Chumchalová, 2009) Aspergillus flavus Produkuje aflatoxiny, tvoří rychle rostoucí žlutozelené kolonie, konidie jsou jemně bradavčité. Teplotní optimum okolo 33 C, může však růst v rozmezí teplot od do C. (Chumchalová, 2009) Rod Fusarium Obr.9 Foto plísně rodu Fusarium ( 31

31 V přírodě se vyskytuje na substrátech rostlinného původu. Tento rod často kontaminuje krmiva a obilí, kde může produkovat mykotoxiny. Mnohé druhy jsou fytopatogenní, způsobují hniloby rostlin. Některé druhy jsou příležitostně patogenní, u lidí mohou způsobovat mykózy. Kolonie poměrně rychle rostou, mají různé zbarvení. Barva kolonií je bělavá krémová, narůžovělá,lososově růžová, červená, červenohnědá aj.. (Kubátová, 2006) Obr.10 Klas pšenice napadený Fusarií (vpravo) a zdravý klas(vlevo) ( Mykotoxiny Mykotoxiny jsou toxické sekundární metabolity látkové přeměny saprofytických, ale i parazitických plísní. Mykotoxiny jsou produkovány myceliem mikromycetů a vylučovány do substrátu, mohou však být obsaženy také ve sporách, které kontaminují životní a pracovní prostředí člověka. Mohou kontaminovat široké spektrum potravin a krmiv. (Ostrý, 2000) V současnosti je známo téměř 350 druhů toxigenních plísní, přičemž řada z nich produkuje více než jeden toxin. Ten může být také sekundárním metabolitem plísní různých rodů či druhů. Ne všechny druhy plísní však za všech okolností mykotoxiny produkují. (Velíšek, 2002). Toxinogenní mikromycety jsou mikroorganizmy, které mají schopnost produkovat mykotoxiny. Z celkového počtu 114 druhů mikromycetů, které mají význam v potravinách, je 65 druhů toxinogenních. (Ostrý, 2000) Některé druhy plísní (zejména Penicillium a Aspergillus) vyskytující se na pekárenských výrobcích mohou být producenty mykotoxinů (Tab.1). V současné době je přibližně 50 mykotoxinů dáváno do příčinné souvislosti s mykotoxikózami u lidí a zvířat. Při vysoké koncentraci mykotoxinů se vyskytují jak akutní, tak chronická onemocnění lidí. Některá onemocnění jsou jasně prokázaná, jiná 32

32 jsou multifaktoriální (tzn., že mykotoxiny mohou být jedním z možných činitelů). Plísně rodu Penicillium a Aspergillus mohou produkovat mykoalergeny (Tab.2). Výskyt mykoalergie je vázán jak na podmínky prostředí vhodné ke sporulaci, uvolňování a šíření spor, tak na jedince neadekvátně reagujícího na přítomnost alergenů. (Malíř et Ostrý, 2003) Tab.1 Přehled potenciálních producentů mykotoxinů (Malíř et Ostrý, 2003) Druh Aspergillus niger Penicillium expansum Mucor piriformis Mucor racemosus Možná produkce mykotoxinů Ochratoxin A Patulin, citrinin Není doložena Není doložena Tab.2 Přehled zástupců alergenních mikromycetů (Malíř et Ostrý, 2003) Druh Produkce mykoalergenů Aspergillus spp. Glykoproteidy Asp f1, gp 55, proteinasy (Asp f 13, Asp fl 13,Asp 013), celulosa, α-amylasa Penicillium spp. Proteinasy (Pen n 13), proteiny (Pen c3) Významné skupiny mykotoxinů: a) Aflatoxiny Nejvýznamnějším představitelem této skupiny jsou aflatoxiny řady B a G (B 1, B 2, G 1 a G 2 ). Mezi hlavní producenty tohoto mykotoxinu patří plísně rodu Aspergillus, a to Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus. Vzhledem k jejich vysoké toxicitě patří mezi nejsledovanější mykotoxiny.(d Mello, 2003) K jejich rozvoji dochází při dostatečně vysoké teplotě na každém substrátu, avšak nejvyšší nálezy (až stovky mg/kg) byly zaznamenány u kukuřice, pistácií, paraořechů. Aflatoxiny jsou poměrně hydrofilní, proto jejich afinita k tukovým složkám není příliš vysoká. (Velíšek, 2002) 33

33 Aflatoxiny jsou hepatotoxické, hepatokarcinogenní (aflatoxin B 1 ), způsobují duševní retardace dětí, potlačení imunity, respirační onemocnění. Mutagenita a karcinogenita obecně klesá v řadě B 1 > G 1 > B 2 > G 2. Aflatoxiny také zasahují do metabolismu vitamínu D a způsobují zeslabení kostí a slabost nohou. (Devegowda, 2005 ) Preventivně proti aflatoxinům působí sloučeniny s fungicidními účinky, dále působí inhibičně zinek a kofein. Dekontaminaci suroviny lze provést promýváním hydroxidem amonným (za zvýšené teploty tlaku, účinnost až 99 %) avšak může dojít k narušení dekontaminovaného materiálu, tyto produkty pak lze použít spíše jako krmiva, nebo jako ethanol a produkty destilace (destilací nepřechází do produktů). (Velíšek, 2002) b) Ochratoxin Nejvýznamnějším představitelem této skupiny je ochratoxin A (zkratka OTA). Mezi nejvýznamnější producenty tohoto mykotoxinu patří Aspergillus ochraceus. V chladnějších pásmech je také produkován plísní rodu Penicillium viridicatum. Ochratoxin A se nejvíce vyskytuje v cereáliích (ječmen, pšenice, oves, rýže, kukuřice). (Velíšek, 2002) V roce 2001 navrhla Světová zdravotnická organizace maximální limit pro ochratoxin A (OTA) na 5 µg/kg v cereáliích a cereálních produktech. (Devegowda, 2005 ) Mezi negativní účinky na organismus patří nefrotoxicita, hepatotoxicita, imunotoxicita, karcinogenita, snížené využívání živin. (D Mello, 2003) Tepelným zpracováním kontaminovaných surovin vede k výraznému poklesu koncentrace ochratoxinu A. (Tab. 3) Tab. 3 Změny obsahu ochratoxinu A při zpracování kontaminovaných zemědělských plodin (Velíšek, 2002) Produkt Podmínky zpracování Ztráty (%) Káva pražení Kávové boby pražení, 200 C, 5 min. 0 Pivovarský rmut vaření Cereální výrobky autoklávování, 120 C, 3 h 30 34

34 c) Patulin Je produkován nejvíce plísněmi Penicillium expansum a Penicillium patulinum. Patulin je karcinogenní, mutagenní, způsobuje gastroenteritidu, selektivně poškozuje DNA, inhibuje syntézu bílkovin, nefrotoxický a imunotoxický. (Komprda, 2004). Je velmi dobře rozpustný ve vodě, ethanolu, chloroformu. V kyselém prostředí (ph 3-6,5) je relativně stabilní, v alkalickém prostředí aktivitu ztrácí. Tvoří bezbarvé krystaly. (Betina, 1990) Množství patulinu se v kontaminovaných surovinách a potravinách za určitých podmínek snižuje. Jeho obsah lze postupně snížit např. při skladování výrobků při vyšších teplotách. Dále se jeho obsah snižuje zahušťováním šťáv vakuovou destilací nebo pasterací ovocných šťáv (20-25 %). Rychlé odbourávání patulinu způsobuje etanolové kvašení, proto se např. ve víně prakticky nevyskytuje. (Velíšek, 2002) d) Citrinin Je to sekundární metabolit plísní rodu Aspergillus a Penicillium, zejména pak plísní Penicillium citrinum a Penicillium verrucosum. V mírném klimatickém pásmu se nachází především v obilovinách. Je produkován v rozmezí teplot C, optimum je 30 C. (Santin, 2005). Jeho negativní účinky jsou nefrotoxicita (v kombinaci s ochratoxinem v cereáliích) (Devegowda, 2005), karcinogenita, mutagenita. Krátce po jeho objevení byl charakterizován jako antibiotikum, ale později byly zjištěny jeho negativní účinky na organismus. Citrinin je rozpustný v ethanolu, benzenu, chloroformu. Ve vodě je nerozpustný. (Betina, 1990) e) Trichoteceny Největšími producenty těchto toxinů jsou fusaria. Na rozdíl od jiných toxigenních plísní, které jsou saprofytické, jsou fusaria parazitické plísně. Trichoteceny se vyskytují v cereáliích, zvláště v pšenici a kukuřici, kde zpravidla nepřekračují 1 mg/kg. Zrna napadená fusarii se vyznačují typickým načervenalým zbarvením. Trichoteceny se dělí na 4 podskupiny: A, B, C a D. Plísně rodu Fusarium produkují pouze skupiny A a B. Mezi trichoteceny typu A patří např. T-2 toxin (je potenciálně karcinogenní a mutagenní, s tímto toxinem je spojováno onemocnění zvané alimentární toxická aleukie - ATA), dále DAS (na rozdíl od T-2 toxinu je podstatně méně akutně toxický). Do typu A také patří HT-2 toxin, neosolaniol. Mezi hlavního představitele 35

35 typu B patří trichotecen DON (deoxynivalenol), který je sice nejméně toxický, ale v kontaminovaných potravinách se vyskytuje nejvíce. Do této skupiny patří také nivalenol a fusarenon-x. Mimořádně toxické jsou trichoteceny typu D, např. verrukarin je desetkrát akutně toxičtější než T-2 toxin. Trichoteceny typu A jsou produkovány plísní Fusarium sporotrichoides a možná i plísní Fusarium poae. Typ B je produkován plísní Fusarium culmorum a Fusarium graminearum. (Velíšek, 2002, Santin, 2005) f) Zearalenon Producentem toxinu jsou fusaria, Fusarium graminaerum a Fusarium semitectum. Zearalenon se vyskytuje ve všech obilovinách (pšenice, kukuřice, ječmen, oves, čirok) ve všech klimatických pásmech. (Velíšek, 2002) Toxin je lipofilní, jako čistá látka je relativně termostabilní, nerozkládá se ani při působení teploty 120 C, 4 hod.. Je nerozpustný ve vodě, ale rozpustný v alkáliích benzenu, chloroformu. Obsah zearalenonu často významně klesá při technologickém opracování obilovin (omývání kukuřice, pečení chleba ). Akutní toxicita je nízká, nicméně jeho příjem může vyvolat hyperestrogenní syndrom (jeho struktura je podobná estrogenům). Zearalenon se v USA používá jako anabolický preparát podporující růst dobytka. Má i antibakteriální účinky na Bacillus subtilis. (Betina, 1990) g) Fumonisiny Producenty tohoto toxinu jsou plísně Fusarium moniliforme a Fusarium proliferatum. Převážně se nacházejí v kukuřici, v krmivech a ve výrobcích z kukuřice. Fusarium moniliforme je schopen produkovat 3 mykotoxiny: fumonisiny, moniliformin a fusarin C. V současné době je známo 6 fumonisinů: A 1, A 2, B 1, B 2, B 3, B 4 (nejvýznamnější z nich je fumonisin B 1 ). (D Mello, 2003) Fumonisiny jsou termostabilní, lze je odstranit omytím v alkalických roztocích (avšak při větším napadení zůstávají uvnitř zrna). Jsou karcinogenní, hepatotoxické, neurotoxické a dále zvyšují možnost výskytu rakoviny jícnu. 36

36 h) Námelové alkaloidy Námelové alkaloidy jsou produkovány některými druhy plísní Claviceps, zejména druhem Claviceps purpurea (Paličkovice nachová). Paličkovice nachová parazituje na obilovinách (žito, ječmen, pšenice). (D Mello, 2003) Námelových alkaloidů je dnes známo asi 50. Jedná se o stabilní látky, které se při pečení prakticky nerozkládají. Pro své fyziologické účinky se námelové alkaloidy používají v medicíně. (Velíšek, 2002) Obr. 11 Klas napadený Claviceps purpurea ( Tab.4 Srovnání legislativních limitů obsahu (NPM) a příjmu (ADI) s hodnotami výskytu a příjmu zjišťovanými monitoringem u nejdůležitějších mykotoxinů (Komprda, 2004) Toxin Výskyt (µg/kg) Příjem (µg/den) NPM skutečnost ADI skutečnost Aflatoxin jednotky jednotky - desítky desetiny setiny - desetiny Ochratoxin Zearalenon desítky - stovky desítky - stovky desítky jednotky Trichoteceny Patulin Fumonisiny desítky jednotky ADI = tolerovaný denní příjem, NPM = nejvyšší přípustné množství Toxicita těchto látek klesá v řadě: aflatoxiny, ochratoxiny > zearalenon, trichoteceny, patulin > fumonisiny 37