Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin. Technologické vlastnosti vajec a vaječných hmot Diplomová práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Technologické vlastnosti vajec a vaječných hmot Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Šárka Nedomová, Ph.D. Vypracoval: Bc. Václav Rolenec Brno

2 - 2 -

3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Technologické vlastnosti vajec a vaječných hmot vypracoval samostatně a použil jsem jen pramenů, které zde 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 Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně dne.. podpis diplomanta..

4 Poděkování Dovoluji si tímto poděkovat paní Ing. Šárce Nedomové za její odborné vedení a pomoc při tvorbě diplomové práce. Také děkuji své rodině za skvělé zázemí a podporu, kterou mi poskytovali po dobu mého studia

5 ANOTACE Cílem práce byly stanovení technologických vlastností nepasterovaného bílku za různých podmínek (délka šlehání, teplota šlehané hmoty) a ovlivnění technologických vlastností bílku pomocí přídavků v rozdílných koncentracích přídavek soli (6 %, 11 %), cukru (10 % - 50 %), žloutku (0,1 %, 5 %), vody (10 %, 30 %) a kys. citronové (1%, 5 %). Pro různé délky šlehání se index šlehatelnosti u vaječného bílku pohyboval v rozpětí 544 % (1 min šlehání) až 599 % (5 min šlehání), s prodlužující délku šlehání se objem našlehané pěny zvyšoval. Index šlehatelnosti se u vaječného bílku pohyboval pro různé teploty šlehání v rozpětí 500 % (šlehání při 2 C) až 640 % (šlehání při 56 C), se zvyšující teplotou šlehání se tedy objem našlehané pěny zvyšoval. Průměrný index šlehatelnosti se u vaječného bílku pohybovaly v rozpětí 506 % (6 % soli) až 599 % (11 % soli), se zvyšujícím se přídavkem soli se tedy objem našlehané pěny zvyšoval. Kontaminace 5 % žloutku už způsobila snížení objemu pěny o více než polovinu. Přídavek cukru sice objem získané pěny výrazně nezvýšil, ale zvýšil velice významně trvanlivost pěny. Mezi přídavky byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly. Klíčová slova: vejce; kvalita; bílek; index šlehatelnosti; index trvanlivosti pěny ANNOTATION This work aimed on factors influencing non-pasteurized egg white foam quality with different conditions (time of foaming, temperature) and with addictions in different content salt (6 %, 11 %), sugar (10 % - 50%), yolk (0,1 %, 5 %); water (10 %, 30 %) and lemon acid (1 %, 5 %). Foam index of different time of foaming was in range 544 % (1 min foaming) to 599 % (5 min foaming). Longer time of foaming increased the volume of foam. Foam index of different temperature were 500 % ( 2 C whipping) to 640 % (56 C whipping), with higher temperature the volume of foam increased. Foam index of different salt concentrations were 506 % (6 % salt) to 599 % (11 % salt), with higher salt content the volume of foam increased. The egg white contamination 5 % by yolk decreased the half volume of foam. Sugar content didn t increased the foam volume but increased the persistence of foam. It was significantly statistically difference between additives. Keywords: eggs; quality; egg white; foam index; persistence of foam - 5 -

6 OBSAH 1 Úvod 2 Cíl práce 3 Literární rešerše 3.1 Stavba vejce 3.2. Chemické složení slepičino vejce Chemické složení žloutku slepičino vejce Chemické složení bílku slepičino vejce Chemické složení skořápky a podskořápkových blan slepičiho vejce 3.3 Kvalita a jakostní kritéria slepičích vajec Morfologické vlastnosti vajec Hmotnost slepičích vajec Tvar vajec a index tvaru vajec Fyzikálně chemické vlastnosti vajec Organoleptické vlastnosti vajec Mikrobiologické vlastnosti vajec 3.4 Čerstvost vajec 3.5 Kritéria čerstvosti vajec Fyzikální metody Chemické metody 3.6 Funkční vlastnosti vajec Tvorba gelu Tvorba pěny Emulgační schopnosti Antioxidační působení fosfolipidů žloutku a potlačování krystalizace 3.7 Vaječné výrobky a jejich výroba Vaječné hmoty tekuté chlazené Vaječné hmoty mražené Vaječné hmoty sušené Vaječné hmoty ochucené (koncentrované) 4 Materiál a metody 4.1 Materiál

7 4.2 Metodika Zjištění jakostních charakteristik vajec pro přípravu vaječných hmot Příprava vaječných hmot pro jednotlivá stanovení Zvolené faktory a přídavky při stanovení technologických vlastností vaječných hmot Technologické vlastnosti bílku ovlivněné délkou šlehání Technologické vlastnosti bílku ovlivněné teplotou šlehané hmoty Technologické vlastnosti bílku ovlivněné přídavkem vody Technologické vlastnosti bílku ovlivněné přídavkem soli Technologické vlastnosti bílku ovlivněné přídavkem cukru Technologické vlastnosti bílku ovlivněné přídavkem žloutku Technologické vlastnosti bílku ovlivněné přídavkem kyseliny citronové Statistické vyhodnocení 5. Výsledky a diskuze 5.1 Technologické vlastnosti vajec pro přípravu vaječných hmot 5.2 Stanovení technologických vlastností vaječného bílku pro rozdílné délky šlehání 5.3 Stanovení technologických vlastností vaječného bílku pro rozdílné teploty šlehání 5.4 Stanovení technologických vlastností vaječného bílku s různým obsahem soli 5.5 Stanovení technologických vlastností vaječného bílku s různým přídavkem žloutku 5.6 Stanovení technologických vlastností vaječného bílku s různých obsahem cukru 5.7 Stanovení technologických vlastností vaječného bílku s různých přídavkem vody 5.8 Stanovení technologických vlastností vaječného bílku s různých obsahem kyseliny citronové 6 Závěr 7 Použitá literatura

8 Seznam obrázků Seznam grafů Seznam tabulek Přílohy

9 1 ÚVOD Česká republika patří mezi přední producenty vajec v Evropě, vyprodukuje téměř 2 miliardy vajec ročně. V konzumaci vajec se také řadíme mezi země s nejvyšší spotřebou (přibližně 245 ks vajec/osobu/rok). K produkci vajec byla vyšlechtěna nosná plemena a hybridní kombinace s vysokou užitkovostí, snášející až 320 kusů vajec za rok. Téměř 60 % vajec se vyprodukuje ve velkochovech, zbytek připadá na malochovy. Pokud mluvíme o vejcích, tak máme většinou na mysli vejce slepičí, přesto se ve výživě uplatňují vejce i jiných druhů, např. křepelek, perliček, hus, kachen a pštrosů. V souladu s celosvětovým trendem i u nás klesá tržní uplatnění skořápkových konzumních vajec. Snahou producentů vajec je zvrátit trend klesající spotřeby vajec, který v posledních dvou desetiletích postihl všechny vyspělé země jako důsledek obav z konzumace cholesterolu vyvolaných masivní anticholesterolovou kampaní, která se však ve světle současných poznatků jeví být neopodstatněná. Dalším důvodem snížení konzumace vajec spotřebiteli jsou obavy z nárůstu výskytu salmonelóz, jejichž významným zdrojem mohou být i vejce, přestože všechna vejce dodávaná do tržní sítě musí pocházet z kontrolovaných chovů a v současnosti i hrozba ptačí chřipky způsobené virem H5N1, který se bohužel objevil už i v našich chovech. Vejce patří v poslední době k velice diskutovaným potravinám. Na jedné straně jsou významným zdrojem cholesterolu, jakožto významného faktoru při srdečních a cévních onemocněních. Jeho denní příjem by neměl přesáhnout 300 mg, což je zhruba množství obsažené v jednom až dvou vejcích. Na druhé straně jsou téměř ideální potravinou obsahující celou řadu důležitých výživových látek s vysokou stravitelností, například podle WHO (světové zdravotnické organizace) mají vaječné bílkoviny nejvyšší stravitelnost ze všech potravinářských bílkovin. Biologická hodnota bílkovin celého vejce se udává jako absolutní (100). Snížení spotřeby vajec působí jejich výrobcům ekonomické ztráty, proto hledají různé cesty k jejich novému uplatnění na trhu potravin. Zvyšuje se podíl vajec zpracovaných na kapalné, sušené nebo mražené vaječné hmoty a další polotovary nebo finální produkty. Perspektivní se jeví ve vyspělých zemích produkce vajec s modifikovaným chemickým složením splňující požadavky racionální výživy a výrobky z vajec ve vyšším stupni zpracování a vyšší přidanou hodnotou vyrobené moderními technologiemi

10 2 CÍL PRÁCE Na vaječné hmoty v současnosti neexistují definovaná kritéria, takže parametry finálního výrobku závisí na požadavcích odběratele popř. na vzájemné dohodě mezi ním a výrobcem vaječných hmot, dané jsou pouze limity na kyselinu mléčnou, jejíž obsah ve vaječné hmotě před pasterací nesmí být vyšší než 1000 mg na kg sušiny. Cílem práce bylo stanovení technologických vlastností nepasterovaného bílku za různých podmínek (délka šlehání, teplota šlehané hmoty) a ovlivnění technologických vlastností bílku pomocí přídavků v rozdílných koncentracích přídavek soli (6 %, 11 %), cukru (10 % - 50 %), žloutku (0,1 %, 5 %), vody (10 %, 30 %) a kys. citronové (1%, 5 %). Technologické vlastnosti vaječných hmot byly hodnoceny pomocí indexu šlehatelnosti a indexu trvanlivosti pěny a byly statisticky a graficky zpracovány

11 3 LITERÁRNÍ REŠERŠE 3.1 Stavba vejce Základní význam vajec domácí drůbeže je v první řadě zajistit reprodukci daného druhu. Protože k vývoji nového jedince dochází mimo tělo matky, vejce obsahuje všechny důležité výživné složky nezbytné pro vznik a vývoj nového jedince /JURANDA, 1995/. Vajíčko (ovum) ptáků je jako celek více či méně protáhlý ovoid, na kterém rozlišujeme u většiny ptáků ostrý pól - polus acutus a tupý pól - polus obtusus. Tvoří jej: zárodečný terčík - discus germinalis a žloutek - vitellus, které představují vaječnou buňku. Dále je to bílek - albumen, podskořápkové membrány - membranae testae se vzduchovou komorou - cella aeria, skořápka - testa a zevně na povrchu skořápky vaječná blána - cuticula /HEJLOVÁ, 2001/. Bílek (albumen) zaujímá prostor mezi žloutkem a vnitřní podskořápkovou membránou. Hormonální systém řídí tvorbu bílku, který trvá asi 2,5 až 3 hodiny. K tvorbě bílku dochází v bílkové části vejcovodu, do které se uvolní žloutek z vaječníku při ovulaci. Bílek představuje přibližně 60 % hmotnosti vejce, jeho funkce je zásobárna vody pro zárodek. Bílek nemá jednotnou strukturu, střídají se v něm vrstvy hustého bílku, které mají strukturu gelu s vrstvami řídkého bílku se strukturou solu. Tyto rozdílné vrstvy bílku se liší tekutostí, pohyblivostí, viskozitou a bodem mrznutí /STEINHAUSEROVÁ a kol, 2003/. Bílek obsahuje 88 % vody a 12 % vaječných proteinů. Z chalázového bílku se ve směru k ostrému i k tupému pólu vajíčka formuje poutko (chaláza) k fixaci žloutkové koule uvnitř vajíčka. Směrem k ostrému pólu vajíčka je chaláza dvojitá a spojená s vnitřní podskořápkovou blánou, jež vytváří na tupém a ostrém konci vajíčka pólový bílek albumen polare /HEJLOVÁ, 2001/. Žloutek (vitellus) je zásobárnou proteinů, lipidů a dalších živin důležitých pro rozvoj embrya. Žloutek představuje z celkové hmotnosti vejce asi 30 %. Obal žloutku je tvořen velmi jemnou vitelinní membránou, která se dělí na pružnou a pevnou, jejíž fyzikální vlastnosti ovlivňují i mikrobiologickou kvalitu žloutku. Nachází se na povrchu žloutku a skládá se z několika vrstev /SIMEONOVOVÁ, 2003/. Žloutek je heterogenní hmotou, v níž se pravidelně střídají centrické vrstvy světlého a tmavého žloutku. Světlý žloutek vždy tvoří střed žloutku (latebru) a poslední vrstvu pod žloutkovou membránou, tvoří 3-6 % z celkové hmotnosti žloutku. Latebra zůstává tekutá

12 i po varu nebo zmrazení a je zřetelně tekutější než ostatní žloutek. Světlý žloutek vzniká v době klidu, kdy nosnice nepřijímá potravu, ve žloutku má vazebnou funkci. Obsahuje více vody (cca 86 %) než tmavý žloutek. Sušina činí % a je tvořená proteiny. Tmavý žloutek se tvoří v době, kdy nosnice přijímá krmivo a má funkcí zásobní. Obsahuje 54,6 % sušiny, z níž hlavní složkou jsou lipidy (asi 35 %) a proteiny (asi 16 %). Obsahuje většinu lipofilních karotenoidních barviv. Žloutek čerstvého vejce má tvar zploštělé koule, která u slepičího vejce na delší ose měří 3,4 cm, na kratší ose 3,1 cm /HUMPHREY a kol., 1991/. Obr. 1 Stavba ptačího vejce /NEDOMOVÁ, 2007/ Skořápka (testa) chrání obsah vajíčka. Vzniká ze sekretu žláz sliznice uteru vejcovodu. Základem skořápky je organická hmota zvaná matrix, která je tvořena bílkovinnými vlákny kolagenové povahy. Vlákna tvoří jemnou síť prostupující celou skořápkou. Tato síť je vyplněna anorganickou hmotou, v níž převládá uhličitan vápenatý (asi 98 %) a zbytek tvoří fosforečnan vápenatý a uhličitan hořečnatý. Její barva je od bílé až po celou škálu barev a je druhově specifická /SIMEONOVOVÁ, 2003/

13 Zbarvení skořápky závisí na schopností organizmu syntetizovat ovoporfin (hnědé odstíny), případně ovokyanin (modrozelené odstíny), nebo neschopností produkovat pigmenty (bílá skořápka) /ŽILAVSKÝ, 2002/. Pevnost skořápky je závislá na pelichání, s přibývajícím vypelicháváním se pevnost skořápky zvyšuje (i po umělém vyvolání) /SUKOVÁ, 2003/. 3.2 Chemické složení slepičího vejce Vejce lze srovnávat i s mlékem a masem, protože má podobně vysokou výživovou hodnotu. Obsahuje relativně mnoho bílkovin (asi 12 %) a vitamínů (A a D 3 ), má nízkou energetickou hodnotu ( kj). Obsah tuků činí 10,5 %, obsah sacharidů 0,9 % a obsah minerálních látek %. Údaje o základním chemickém složení vejce jsou uvedeny v tab. 1. Složení vaječného obsahu je velmi proměnlivé u jednotlivých ptačích druhů. Bílkoviny vajec mají ideální poměr aminokyselin a obohacují jimi jiné potraviny. Vejce jsou také výborným zdrojem mastných kyselin. Jsou vhodná pro dětskou výživu, stejně i tak pro výživu dospělých a starých lidí /SKŘIVAN, 2000/. Tab. 1 Složení slepičího vejce /SIMEONOVOVÁ, 2003/ Složky [%] Celé vejce Skořápka a blány Bílek Žloutek voda sušina proteiny lipidy sacharidy min. látky 65,5 34,4 12,1 10,5 0,9 10,9 1,6 98,4 3,3 stopy stopy 95,1 87,9 12,1 10,6 stopy 0,9 0,6 48,7 51,3 16,6 32,6 1,0 1, Chemické složení žloutku slepičího vejce Z chemického hlediska je žloutek nejsložitější částí vejce. Obsah sušiny ve žloutku kolísá mezi 50,5 54,5 %. Strukturu žloutku tvoří dvě fáze granule a plazma. V plazmě převažují především lipidy (asi 75 % sušiny), zbytek tvoří proteiny, naopak v granulích převažují proteiny (asi 64 % sušiny), lipidy tvoří asi 34 % sušiny. Obsah vody ve žloutku

14 po snesení se pohybuje mezi 50,5 až 54,5 %. Bílkoviny vaječného žloutku tvoří různé proteiny, glykoproteiny, glykofosfoproteiny. Nejvýznamnější z nich tvoří 3 skupiny, a to ovolivetiny, ovoviteliny a fosfovitiny. Hlavní proteiny granulí jsou fosfovitin a lipovitelin. Plazma hlavně obsahuje lipovitelenin a livetin. Ve žloutku je obsažena většina vaječného tuku. Lipidy tvoří asi 33 % žloutku, z toho přibližně dvě třetiny připadají na acylglyceroly a jedna třetina na fosfolipidy, steroly a cerebrosidy. Mezi acylglyceroly převládají triacylglyceroly. Hlavní složkou fosfolipidů je fosfatidylcholin. Slepičí vejce jsou bohatým donorem esenciálních mastných kyselin, především kyseliny linolové a při cíleném složení krmné směsi i kyseliny alfa-linoleové. Slepičí vejce dále obsahuje hodně kyseliny olejové, která má taktéž, jak ukazuje nejnovější medicínský výzkum, významné postavení v prevenci zdraví člověka a zdravé výživě. Celkově je skladba vaječného tuku s vyšším podílem nenasycených mastných kyselin a fosfolipidů lepší než u většiny živočišných tuků /SKŘIVAN, 2000/. Významným výživovým prvkem pro vývoj zárodku je cholesterol tvořící asi 4 % vaječných lipidů. Stáří nosnice, plemeno a krmivo ovlivňují obsah cholesterolu ve vejci. Čím je nosnice starší, tím má tendenci k nižší tvorbě cholesterolu. Dále také záleží na způsobu výživy a snáškovém cyklu. Vejce z velkochovů mají většinou nižší obsah cholesterolu z důvodu regulovaného přijmu tuků, ostatních živin a vyšší snášky. V současnosti je cholesterol považován pro člověka za esenciální složku buněčných membrán, prekurzor žlučových kyselin, vitamínu D a některých steroidních hormonů /SIMEONOVOVÁ, 2003/. Podle posledních výzkumů nedokáže cholesterol u zdravých jedinců významně zvýšit hladinu krevního cholesterolu. Mnohem nebezpečnější je příjem nasycených živočišných tuků. Navíc vyhýbání se konzumaci potravin s nízkým obsahem cholesterolu může vést k špatnému fungování jater, pohlavních a hormonálních orgánů. Lidé kteří trpí zvýšeným obsahem cholesterolu v krvi můžou maximálně sníst 4 vejce týdně. Musí se započítat i vejce a vaječné hmoty použité v různých hotových potravinách /ANONYM, 2010/. Množství sacharidů je ve žloutku nízké (cca 1 %). Většina sacharidů je vázána na proteiny. Ve fosfovitinech jsou vázány glukosa, glukosamin a kyselina sialová, v lipovitelinech manosa a galaktosa. VLDL a LDL části plazmy obsahují galaktosu, N-acetylglukosamin a kyselinu sialovou, 0,13 až 0,20 % sacharidů se nacházejí ve volné formě. Z nich 98 % připadá na glukosu, zbytek tvoří stopy galaktosy, manosy, xylosy, ribosy, arabinosy, a deoxyribosy. Malé množství glykogenu je také obsaženo ve žloutku

15 čerstvých vajec. Nejvíce zastoupeným minerálním prvkem je fosfor (cca 600 mg). Obsah fluoru, vápníku, síry a chlóru je zhruba 140 mg, sodíku je cca 50 mg. Všechny ostatní prvky ve žloutku jsou přítomny ve stopovém množství /SIMEONOVOVÁ, 2003/. Většina vitamínů především vitamíny rozpustné v tucích, s výjimkou vitamínu C jsou obsaženy ve vaječném žloutku Chemické složení bílku slepičího vejce Bílek obsahuje pouze asi 11 % sušiny, která je tvořena z 92 % bílkovinami. Lipidy jsou v bílku pouze v minimálním množství. Obsah sušiny se pohybuje v rozmezí 8-16 % a závisí na věku nosnice (klesá s věkem), dále pak záleží na snáškovém cyklu. Vyšší obsah sušiny ve vejcích je na počátku snášky. Obsah sušiny vzrůstá od vnějších k vnitřním vrstvám z 11,2 % (vnější bílek), přes 12,4 % (hustý bílek) a 13,6 % (vnitřní řídký bílek) až na 15,7 % (chalázový bílek) /HEJLOVÁ, 2001/. Bílek je směsí asi 40 různých proteinů. K 7 nejdůležitějším, nejvíce zastoupeným proteinům, patří ovoalbumin - 54 %, který je zároveň pokládán za nejhodnotnější bílkovinu vůbec, dále ovotransferin - 13 %, ovomukoid - 11 %, globuliny - 4 %, lysozym - 3,5 % a ovomucin - 2 %. Enzym lysozym je významná ochranná bílkovina, která je přítomna ve velikém rozpětí organizmů od bakterií až po vyšší organizmy. Obsahu lysozymu v krvi slepic je desetkrát vyšší než v krvi savců a odtud je transportován do buněčných membrán výstelky vejcovodu k formování bílku. Vakcinace slepic způsobuje pokles krevního lysozymu a vzestup lysozymu ve vaječném bílku a tím se přesouvají ochranné látky od nosnice do vejce. Byl vypočítán pozitivní vztah mezi obsahem lysozymu v bílku a kvalitou bílku daným tloušťkou tuhého bílku a Haughovými jednotkami. Vyšší výchozí obsah lysozymu v bílku má vliv na inaktivací enzymu, zvláště při vyšší teplotě skladování a snesení vejce v dopoledních hodinách /SKŘIVAN, 2000/. Jednotlivé bílkoviny ovlivňují hlavně odolnost bílku vůči jeho denaturaci teplem a mají vliv na tvorbu typické gelovité struktury v syrovém stavu. Bílek obsahuje asi 5 g.kg -1 sacharidů vázaných ve formě glykoproteinů. Zbytek tvoří volné sacharidy, především monosacharidy, které jsou tvořeny převážně z 98 % glukózou /VELÍŠEK, 2002/. Minerální látky bílku jsou tvořeny hlavně sodíkem, hořčíkem, železem, fosforem, selenem, bromem, draslíkem, vápníkem, manganem, zinkem, sírou, chlorem a

16 jodem, jejich obsah kolísá v rozmezí 0,6-0,95 % /STEINHAUSEROVÁ a kol., 2003/. Kreutzer uvádí vliv věku a plemene na obsah proteinů v bílku /KREUZER a kol., 1995/ Chemické složení skořápky a podskořápkových blan slepičího vejce Chemické složení vaječné skořápky včetně kutikuly je u vajec různých druhů drůbeže téměř shodné. Sušinu tvoří převážně minerální látky, které jsou zastoupené uhličitanem vápenatým (93,7 %), uhličitanem hořečnatým a oxidem fosforu. Zbytek tvoří látky organické, zejména glykoproteiny (4,15 %). Skořápka obsahuje pouze nepatrné množství vody, které činí pouze 1-2 %. Podskořápkové blány jsou složeny hlavně z organických látek (okolo 80 %) a zbytek tvoří minerální látky obsažené ve stopovém množství. Bílkoviny podskořápkových blan jsou zastoupeny hlavně kreatinem a mucinem, zatímco minerální látky jsou tvořeny zejména sloučeninami vápníku a síry /HEJLOVÁ, 2001/. 3.3 Kvalita a jakostní kritéria slepičích vajec Kvalitní vejce má čistou, neporušenou a nepoškozenou skořápku, která nesmí být naprasklá nebo dokonce rozbitá, znečištěná vaječným obsahem, peřím ani trusem. Žloutek by měl být pevný a žlutý, bílek by neměl mít řídkou konzistenci. Vejce musí mít pro uvedenou hmotnostní třídu předepsanou gramáž. Žloutky ani bílky nesmí obsahovat cizí tělíska, např. masové skvrny či krevní skvrny /SZPI, 2010/. Kvalita vaječné skořápky je jedním z hlavních kritérii a je dlouhodobě sledovaným ukazatelem při šlechtění nosného typu hybridů /LEDVINKA, 2003/. Při prosvěcování nesmí být viditelný ostrý obrys žloutku. Při otáčení vejcem se nesmí vychylovat ze středu vejce. Při kontrole nesmí být viditelný zárodek kuřete /MATUŠOVIČOVÁ, 1986/. Pevnost vaječné skořápky je ukazatel zdravotního stavu nosnic, výživy a řady dalších faktorů. Na konci snáškového období můžou ztráty mechanickým poškozením dosáhnout až 30% /SIMEONOVOVÁ, VYSLOUŽIL, 1995/. Existuje řada definic pro pojem kvalita, ale většina se shoduje na tom, že se jedná o velký soubor znaků, které slouží k uspokojování potřeb spotřebitelů. Kvalita slepičích vajec se hodnotí podle následujících kritérii: morfologická, chemická, fyzikálně-chemická,

17 organoleptická a mikrobiální. Vejce jsou dále charakterizovaná dalšími jakostními kritérii, která závisí na očekávaném způsobu použití a s ním souvisejících vlastností a znaků viz tab. 2 /HEJLOVÁ, 2001/. Kvalita slepičích vajec může být výrobcem a spotřebitelem vnímána rozdílně. Výrobce zajímá hlavně počet vajec s poškozenou skořápkou a ztráty vajec při automatizovaném třídění a na balící lince, která nemůžou být zobchodována. Spotřebitele především zajímá zdravotní nezávadnost, poškozená skořápka, struktura a čistota /BELL, 2001/. Tyto uvedené parametry u čerstvého vejce souvisí s jeho složením, které se po chemické a biologické stránce u jednotlivých vajec velice liší. A proto pro charakteristiku čerstvého vejce nelze jednoznačně stanovit výchozí hodnoty. Při hodnocení kvality vajec hraje významnou roli kvalita vaječné skořápky, hlavně její pružnost a pevnost. Pevnost skořápky má veliký vliv na ztráty při manipulaci s vejci, během transportu a zpracování a je proto důležitým ekonomickým faktorem. Slepičí vejce se dělí do dvou jakostních tříd. Do I. jakostní třídy se řadí čerstvá vejce jakostní podskupiny A a A extra. Vejce jakostní podskupiny A musí být tříděna nejpozději 3. den po snášce. Poté skladována při teplotách 5-18 ºC a můžou se prodávat maximálně 28 dní jako čerstvá, z toho může obchodník čerpat 21 a spotřebitel ještě dalších 7 dní. Vejce jakostní podskupiny A extra musí být tříděna nejpozději 2. den po snůšce, do prodeje mohou být uváděna pouze 7 dní ode dne třídění a pak se zařadí do jakostní podskupiny A. Do jakostní třídy II. patří vejce jakostní podskupiny B. Tato vejce mohou být čerstvá, chladírenská nebo konzervovaná a můžou se použít pro další zpracování /MÍKOVÁ, 2000/. Rozdíl v kvalitě normálních a BIO vajec je hlavně v kvalitě skořápky a zdravotní nezávadnosti. Vejce BIO jsou více zašpiněná a mají častěji poškozenou skořápku. Důvodem je chov na podestýlce a častější snáška vajec mimo snášková hnízda. Z pohledu složení vejce se u BIO vyskytuje více masových skvrn, které jsou důsledkem stresu například z predátorů ve výběhu. BIO vejce mají nižší obsah cholesterolu /VODOCHODSKÝ, 2011/. BIO vejce mají větší nutriční hodnotu než vejce z klecových chovů, což obchody mnohdy vůbec nezohledňují. Vejce ze soukromých chovů chovaných na podestýlce s volným výběhem a kvalitním krmením patří co se týče nutričního složení vejce mezi nejkvalitnější /SÝKORA, 2011/

18 Tab. 2 Kritéria kvality vajec /MÍKOVÁ, 2000/ Charakteristika Parametr Vnější kvalita Velikost (hmotnost) hmotnost vejce Tvar tvar, I t Barva barva skořápky Skořápka procentuální zastoupení, tloušťka, pevnost, elastické deformace, měrná hmotnost Vnitřní kvalita Čerstvost výška žloutku a hustého bílku, index bílku a HU, index žloutku, hodnota ph, pevnost žloutkové membrány Viskozita viskozita Tvorba emulze emulgační kapacita Tvorba pěny šlehatelnost, trvanlivost pěny a její pevnost Pekařská kvalita piškot objem, množství a distribuce pórů Barva žloutku barevná intenzita, odstín Chuť, vůně, barva celková přijatelnost Nutriční hodnota složení vejce Morfologické vlastnosti vajec Morfologické vlastnosti se rozdělují na vlastnosti vnější (velikost, tvar, hmotnost, barva, povrch a objem) a vnitřní (složení a vlastnosti skořápky, žloutku a bílku) Hmotnost slepičích vajec Z hlediska celkové vaječné produkce má hmotnost vajec značný význam. Na hmotnost vajec má zejména vliv plemeno nosnice /HARMS a HUSSEIN, 1993/, genetické faktory, stáří nosnice, roční období, klimatické podmínky, výživa, pořadí vejce ve snáškovém cyklu, intenzita snášky a individualita nosnice. Hmotnostní třídy vajec jsou v uvedené v tab. 3. Hmotnost vajec ovlivňuje také i doba dosažení pohlavní zralosti a věk

19 nosnice. Na začátku snášky jsou vejce menší, u výkonných hybridů slepic narůstá hmotnost vajec nejrychleji do 40. týdne věku, později se tento trend zpomaluje. Věk nosnice se projevuje zvyšováním hmotnosti vajec a snižováním snášky. Předčasné dosažení pohlavní dospělosti je provázeno produkcí menších vajec a naopak. Hmotnost vajec se mění i s pořadím vejce, v sérii klesá se zvyšujícím se pořadím vejce. Tab. 3 Třídy hmotnosti vajec Vejce Třída Velikost Hmotnost S malá do 53 gramů M střední 53 až 63 gramů L velká 63 až 73 gramů XL velmi velká nad 73 gramů Tvar vajec a index tvaru vajec Z praktického hlediska má tvar vajec význam při balení, dopravě, manipulaci, skladování a při líhnutí. Tvar vejce je dán poměrem příčné osy k ose podélné, jejichž poměr určuje, zda vejce má tvar oválný, kulovitý, podlouhlý nebo vejčitý. Pro vejčitý tvar je charakteristický ovál s jedním ostrým a jedním tupým koncem. Tvar vejce je typický pro různá plemena a linie a je dědičný. Tvar vejce se vyjadřuje nejčastěji indexem tvaru, který je poměrem podélné osy k ose příčné a je vyjádřen v procentech: b I t = [%] a kde: a délka podélné osy vejce b délka příčné osy vejce

20 3.3.2 Fyzikálně chemické vlastnosti vajec Fyzikálně chemické vlastnosti jsou důležité především z technologického hlediska. K nejdůležitějším patří struktura (bílku, žloutku), měrná hmotnost, bod mrznutí, chemické reakce, koagulace, rozpustnost, pěnivost a emulgační schopnost. Měrná hmotnost (relativní hustota) je charakterizována jako hmotnost vejce k objemu při konstantní teplotě. Měrná hmotnost se pohybuje v rozmezí 1,06 1,12 g/cm³ a závisí i na tvaru vejce a tloušťce skořápky. Průměrná měrná hmotnost čerstvého vejce běžného tvaru je 1,095 g/cm³ /SIMEONOVOVÁ, 2003/. Bod mrznutí bílku se pohybuje mezi -0,442 ºC až -0,465 ºC. Bod mrznutí žloutku leží mezi -0,585 ºC až -0,617 ºC. Obsah CO 2 má důležitý vliv na bod mrznutí, s jeho snižujícím se obsahem se bod mrznutí zvyšuje. S klesajícím obsahem CO 2 se bod mrznutí zvyšuje, u bílku výrazněji než u žloutku. Největší změny vznikají v prvních 12 hodinách po snůšce, kdy dochází k velkému úbytku CO 2. Následující změny nastávají pomaleji a záleží nejen na úbytku CO 2, ale i na výkyvu obsahu vody, ke kterému dochází difúzí mezi bílkem a žloutkem /STEINHAUSEROVÁ a kol., 2003/. Index lomu (refraktometrický index) se odvijí od koncentrace rozpustných látek ve žloutku a v bílku a lze ho využít při měření obsahu sušiny. Průměrné hodnoty pro čerstvá vejce při 25 ºC jsou pro žloutek 1,4185 a pro bílek 1,3562. Hodnota ph je odlišná pro bílek a žloutek. U čerstvě sneseného vejce je ph bílku 7,6 a žloutku 6,0. Během stárnutí vajec se z bílku uvolňuje CO 2 a hodnota ph se může zvýšit až na 9,7. Během skladování se ph žloutku mění minimálně a dosahuje rozpětí zhruba 6,3 6,7 ph. Iontové vlastnosti (iontová síla) závisí na koncentraci různých iontů v roztoku a mají významnou roli při posuzování stability proteinů bílku a žloutku. I = 0,5 Σci zi ² kde: ci jsou koncentrace jednotlivých iontů zi je jejich mocenství

21 Viskozita bílku a žloutku je závislá na řadě faktorů stáří vajec, ph, teplotě, měrné hmotnosti, obsahu sušiny a vody. Vliv na viskozitu bílku má také obsah lysozymu, který tvoří komplexy s ostatními proteiny /SIMEONOVOVÁ, 2003/ Organoleptické vlastnosti vajec Senzoricky hodnotíme tyto vlastnosti jak u čerstvých, tak i u uvařených vajec. Sledujeme především vzhled, barvu, vůni, chuť žloutku i bílku. Bílek u čerstvě sneseného vejce musí být po vyklepnutí čirý s nažloutlou až nazelenalou barvou typické vůně bez cizích zápachů, je povoleno mírné zakalení bílku. Pro spotřebitele je barva žloutku důležitá pouze z hlediska smyslového vnímání, ale z výživového hlediska nemá žádný význam, protože karotenoidy, které se podílejí na barvě žloutku a které patří mezi xantofyly, nemají protivitaminový účinek /HEJLOVÁ, 2001/ Mikrobiologické vlastnosti vajec Z hlediska ochrany spotřebitelů jsou mikrobiologické vlastnosti velice důležité. Nejčastějšími příčinami, které způsobují kažení vajec jsou znečištění vajec, orosení, poškození skořápky, stáří vajec a jejich nevhodné skladování nebo špatná technologie při zpracování /HEJLOVÁ, 2001/. Vejce od zdravých nosnic zpravidla neobsahuje mikroorganizmy. Ale v určitých případech dochází k pronikání mikroorganizmů již v průběhu tvorby vejce ve vaječníku nemocné nosnice nebo při přechodu mezi vejcovodem a kloakou. Na suché skořápce vajec převažují grampozitivní mikroorganizmy a to zejména mikrokoky. Na vlhké skořápce naopak dominují gramnegativní mikroorganizmy rodu Staphylococcus, Arthrobacter, Bacillus, Pseudomonas, které mají za následek hnilobný rozklad vaječného obsahu /CEMPÍKOVÁ, 1997/. Přestože mikroorganismy tvoří jen malé procento vzduchových částic, velmi významně a negativně ovlivňují zdraví zvířat a zvyšují bakteriální kontaminaci skořápek vajec v halách a voliérách. Zhruba % světové produkce vajec je vyprodukována v konvenčních klecových chovech nosnic. Klecové ustájení sice přináší nízké výrobní

22 náklady a splňuje vysoké standardy hygieny, ale z hlediska welfare nosnic však toto ustájení neodpovídá a je připraven jeho úplný zákaz /SZPI, 2010/. 3.4 Čerstvost vajec Čerstvost vajec je obvykle spojována s vysokou nutriční hodnotou, charakteristickými smyslovými znaky a zdravotní nezávadností. Kvalitu vajec ovlivňuje nejen jejich stáří, ale i podmínky při skladování, zejména teplota a vlhkost prostředí /MÍKOVÁ, 2000/. Čerstvost vajec vyjadřuje údaj, který je třeba rozlišovat pojmy biologická a obchodní čerstvost. Biologická čerstvost charakterizuje schopnost vývoje zárodku ve vejci, která může být za příznivých podmínek skladování prodloužena až na několik dní. Obchodní čerstvost vyjadřuje legislativní vhodnost vejce pro potravinářské účely. Konzumní skořápková vejce mají minimální trvanlivost 28 dní ode dne třídění za předpokladu skladování při teplotách 5 až 18 ºC, což představuje obchodní čerstvost dní. Těžko se stanovuje, protože ve vejci od okamžiku snesení probíhají biochemické i fyzikální změny, které jsou závislé na více faktorech, zejména na teplotě a vlhkosti prostředí, v kterém jsou vejce skladována. Požadavky pro jednotlivé jakostní třídy jsou uvedeny v tab. 4. Tyto změny, při volbě vhodných vnějších podmínek lze zpomalit a tím se prodlouží obchodní čerstvost. Je proto velmi obtížné určit hranici, kdy lze vejce ještě považovat za čerstvé a plnohodnotné. Všechny běžně využívané způsoby posuzování vajec mají omezenou vypovídající hodnotu. Při používání starých vajec dochází k řadě problémů ve zpracovatelském průmyslu i u spotřebitelů. Riziko pronikání mikroorganizmů ze skořápky do vaječného obsahu se zvyšuje a s tím souvisí i zhoršení účinků procesu pasterace. Dochází i ke změně funkčních vlastností, jako je šlehatelnost a trvanlivost pěny. Vzhledem k nižší pevnosti žloutkové membrány se při výtluku vajec zhoršuje oddělování žloutku a bílku. Čerstvost vajec velmi významně souvisí s jejich kvalitou a je důležitým ukazatelem, který by měl být sledován nejen z pohledu ochrany spotřebitele, ale i z hlediska ekonomických ztrát, které mohou nastat zpracovateli /SIMEONOVOVÁ, 2003/

23 Tab. 4 Požadavky pro jednotlivé třídy jakosti /SIMEONOVOVÁ, 2003/ Ukazatel I. třída jakosti II. třída jakosti čerstvá vejce A extra čerstvá vejce A vejce B Skořápka čistá, nepoškozená, slabé znečištění a deformace normálního tvaru jsou přípustné Vzduchová bublina výška: < 4mm < 6mm max. 9 mm, pohyblivá max. Při balení nepohyblivá do poloviny vejce Žloutek nezřetelně viditelný, kulatý, viditelný, slabě zploštělý ve středové poloze Bílek průhledný průhledný Zárodek vývoj nepostřehnutelný vývoj nepostřehnutelný Cizí tělíska nepřípustná nepřípustná Vaječný obsah bez cizího pachu bez cizího pachu Přípustné odchylky 7 % 1 % cizí tělíska, 4 % prasklá 7 % 3.5 Kritéria čerstvosti vajec V současnosti neexistují žádné metody, které by jednoznačně řešily tento problém. Při hodnocení kritérií kvality a čerstvosti vajec se většinou používají jednoduchá fyzikální a fyzikálně chemická měření, která často vycházejí z empirických pozorování. Jejich výhodou je snadnost provedení a rychlost. Bohužel jejich přesnost a kvalita v průměru dosahovaných výsledků je nízká. Teprve v poslední době se věnuje větší pozornost hledání kritérií a metod, která vycházejí z chemických a fyzikálních změn ve vaječném obsahu, které probíhají během stárnutí vejce /MÍKOVÁ, 2000/ Fyzikální metody Změny ve vaječném obsahu se posuzují měřením výšky hustého bílku a indexem bílku Ib (Ib = H/D), který je poměrem výšky (H) hustého bílku k jeho průměrné šířce (D). Tento vztah byl později vyjádřen exponenciální rovnicí:

24 Ib = H/G 0,5 (30 W 0,37 100) kde: H je výška hustého bílku (mm) G je konstanta 33,2 W je hmotnost vejce (g) U čerstvého vejce je vrstva hustého bílku zřetelná, stárnutí zapříčiňuje výrazné zmenšování bílku a dochází k jeho rozlévání do šířky. Index žloutku Iž je poměrem výšky žloutku k jeho šířce. Během stárnutí vejce se hodnoty Iž snižují. Index žloutku je méně používán než index bílku. Index žloutku je v korelaci s Haughovymi jednotkami, mění se stejně rychle /ERDTSIECK, 1977/. Haughovy jednotky (HU), se používají k hodnocení stáří vajec. Vypočítají se z výšky hustého bílku a hmotnosti vejce. Hodnota HU se vypočítá z rovnice, v níž ostatní parametry korigují výpočet tak, aby se vztahoval na vejce o hmotnosti 60g. Pro výpočet HU existuje několik vztahů, nejvíce se používá tato rovnice: HU = 100. log (H 1,7 W 0,37 + 7,6) kde: H je výška tuhého bílku v mm W je hmotnost vejce v gramech Výsledky se uvádějí s přesností na jedno desetinné číslo. Hodnota Haughových jednotek se pohybuje od 105 (nejvyšší u čerstvě snesených vajec) až po 0 (nejhorší u dlouhodobě skladovaných vajec) /SCHMIDT a kol, 1981/. Pro technologické účely se také určuje schopnost tvorby pěny (šlehatelnost) a její trvanlivost, emulgační kapacita, pekařské vlastnosti, barva žloutku. Barva žloutku se posuzuje podle Rocheovy stupnice. V ostatních zemích jsou požadavky na intenzitu barvy odlišné. V Německu podle požadavků spotřebitelů by měl mít žloutek hodnotu stupnice Roche 13-15, ve Velké Británii stačí 9-11, u nás jsou obvyklé hodnoty /MÍKOVÁ, 2000/. Vzduchová bublina se zvětšuje stárnutím vejce následkem úbytku vody. Po snesení se průměr a výška vzduchové bubliny zvětšuje rychleji, později se rychlost růstu snižuje. Vysoká teplota je jeden z hlavních katalyzátorů změň vaječného obsahu. Jedním z hlavních

25 kritérií při třídění vajec do jakostních tříd je výška vzduchové bubliny. V souvislosti se zvětšováním vzduchové bubliny a úbytkem hmotnosti se snižuje i měrná hmotnost vejce. Z tohoto jevu vychází jedna z nejstarších a nejednodušších metod posuzování vajec, tzv. hydrometrická metoda. Vychází z pozorování, že čerstvé vejce v nádobě s vodou klesne ke dnu, během stárnutí se vznáší a staré vejce plave na hladině. Přibližné stáří vajec lze určit snadno v 6 % roztoku NaCl takto: - vejce staré 1 6 dní leží v roztoku na dně vodorovně - vejce stará dní stojí v roztoku kolmo na dně - vejce stará asi 16 dní plavou v roztoku - vejce starší 17 dnů vyčnívají tupým koncem z roztoku Chemické metody Chemické metody vycházejí ze stanovení vybraných metabolitů vznikajících během stárnutí vejce. V posledních letech došlo k jejich významnému rozvoji, který je podmíněn moderními instrumentálními metodami. Nejdéle používanou metodou je stanovování vybraných organických kyselin. Obsah kyseliny mléčné byl stanoven za kritérium zdravotní nezávadnosti a také za kvalitativní znak, který nesmí přestoupit 1000 mg/kg sušiny, kyseliny jantarové (max. 25 mg/kg sušiny). Tvorba těchto kyselin souvisí se stárnutím vajec, mikrobiální kontaminací a oplodněností vajec. Stanovení kyseliny mléčné, jantarové a 2-hydroxymáselné se provádí nejčastěji enzymově (pomocí komerčních setů). K jejich stanovení se využívá i izotachoforéza, vysoce účinná kapalinová nebo plynová chromatografie. Nevýhoda této metody spočívá v tom, že nejvyšší přípustná množství jsou překračována až u vajec a vaječných hmot velmi znehodnocených a tedy prakticky nepoživatelných. Kyselina pyroglutamová vzniká ve vejcích z glutathionu enzymovými reakcemi. K analýze bylo použito metody HPLC. Obsah kyseliny pyroglutamové v bílku byl navržen jako kvalitativní kritérium pro vejce jakostní podskupiny A, kde nesmí překročit hodnotu 15 mg/kg a jakostní podskupiny A extra, kde je limitující hodnota 5 mg/kg /ROSSI, 1995/. Koncentrace kyseliny pyroglutamové ve žloutku sice dosahuje vyšších hodnot (až 170 mg/kg), ale silně kolísá v závislosti na věku nosnice (maximálních hodnot dosahuje uprostřed snáškového cyklu). Proto není vhodným

26 kritériem jakosti pro žloutek i vaječnou melanž. Koncentrace kyseliny močové se během stárnutí výrazně nemění a kolísá okolo 10 mg/kg. Z metabolitů, které vznikají během stárnutí je ještě zajímavý obsah uridinu v bílku, který se během skladování vajec exponenciálně zvyšuje v závislosti na skladovací teplotě. Přirozený obsah v bílku se pohybuje okolo 15 mg/kg. Jeho obsah během skladování za nízkých teplot (5 ºC), zůstává poměrně dlouho konstantní a zvyšuje se až po 150 dnech, což může být zajímavé pro detekci délky skladování vajec. Již za dva měsíce se při teplotě 20 C zvýší jeho obsah 10krát. Pro sledování čerstvosti vajec je ale toto kritérium málo citlivé / MÍKOVÁ, 2000/. V posledních letech se také začíná sledovat obsah furosinu v bílku. Do budoucna se jedná o velice slibný index čerstvosti vaječné skořápky. Tato metoda v budoucnosti slibuje vysokou opakovatelnost měření a zároveň nízkou náročnost na měření. Tato metoda je nezávislá na hmotnosti vejce, stáří nosnice a skladovací vlhkosti prostředí. Jelikož se obsah furosinu začíná prudce zvyšovat v rozmezí skladovacích teplot (20-38 ºC), může být furosin velice důležitý při stanovování čerstvosti vajec skladovaných při pokojových teplotách /HIDALGO, 2004/. Obsah furosinu se stanovuje metodou HPLC. Jeho obsah se ve žloutku příliš nemění, v bílku probíhá Maillardova reakce rychleji a intenzivněji díky alkalickému prostředí. Komisí EU bylo navrženo stanovení furosinu v bílku jako slibné kritérium kvality vajec. Čerstvě snesené vejce musí ve 100 g bílku obsahovat méně než 25 mg furosinu, ve vejcích jakostní podskupiny A extra 60 mg/100g bílku. Zavedení tohoto kritéria se však doposud plošně nerozšířilo a uvedené hraniční hodnoty nebyly dosud dostatečně potvrzeny / MÍKOVÁ, 2000/. 3.6 Funkční vlastnosti vajec Vejce jsou produktem s mnoha funkčními vlastnostmi využitelnými při přípravě a výrobě potravin. Nejzákladnější funkční vlastnosti jsou charakterizovány: schopností tvorby gelu, schopností tvorby pěny, emulgačními schopnostmi, a v neposlední řadě zvyšováním nutriční hodnoty

27 Dalšími vlastnostmi vajec je také schopnost zvýšit zbarvení potravin, ovlivnit vůni a chuť, využívá se také schopnost potlačování krystalizace a oxidace. Funkční vlastnosti vajec jsou závislé na různých faktorech - jsou ovlivňovány plemenem (linií), stářím nosnice, stářím vajec a především způsobem zpracování vajec (pasterace, mražení, sušení). /KADLEC, P. a kol., 2002/ Tvorba gelu Denaturací nazýváme proces, při kterém proteiny a polysacharidy přecházejí z uspořádaného stavu do stavu neuspořádaného. Při tomto procesu dochází ke ztrátě aktivity biologicky aktivních proteinů. Podnětem k denaturaci je záhřev, šlehání, míchání, adsorpce na fázovém rozhraní a chemická cesta. Při agregaci dochází k interakci mezi proteiny, která vede k tvorbě komplexů o velké molekulové hmotnosti. Koagulace je jedna z forem agregace, při níž převažují interakce mezi dvěma polymerními molekulami, nebo polymerem a rozpouštědlem. Při uspořádané agregaci proteinů se tvoří trojrozměrná síťovitá struktura gel. Během tvorby gelu se rozplétají řetězce polypeptidů a hydrofóbní skupiny obklopují vrstvu molekul vody. Teplota je bezesporu nejvýznamnějším faktorem, který ovlivňuje tvorbu gelu. Bylo zjištěno, že nejvyšší pevnosti dosahují gely při teplotě mezi 71 až 83 C. Jako optimální kombinace teploty a doby k dosažení vhodné textury gelu vytvořeného z bílku, se uvádí záhřev při C po dobu minut. Tvorba gelu je taktéž ovlivněna koncentrací proteinů - vyšší obsah proteinů vede k lepší a rychlejší tvorbě gelu. Naopak pevnost gelu klesá s obsahem vody, závisí také na ph. Pevnost gelu se zvyšuje přídavkem NaCl nebo jiných solí (příčinou je zvýšení iontové síly) /BŘEZINA, 2001/. Vzhledem k tomu, že bílek neobsahuje lipidy, vykazuje lepší schopnost tvořit gel než žloutek a melanž. Schopnost bílku tvořit gel a vázat vodu se využívá při výrobě řady potravin např. uzenářských výrobků, surimi, pekařských výrobků, dezertů, náplní apod. /SIMEONOVOVÁ a kol., 2003/ Tvorba pěny Tvorba pěny patří k nejdůležitějším vlastnostem bílku, která se uplatňuje v potravinářských technologiích při výrobě pekařských a cukrářských výrobků. Bílková pěna se dále uplatňuje při výrobě třeného těsta a šlehaného pečiva, zmrzliny, krémů, pěn,

28 dezertů, cukrovinek atd. Při výrobě se také podílí na nakypření výrobků - vytváří nadýchanou strukturu (texturu) ve výrobcích připravovaných za studena i za tepla. Pěna by měla mít vzhledově pravidelnou strukturu s jemně rozptýlenými bublinkami vzduchu, musí být pevná, pružná a přilnavá. Pěna je dvoufázový disperzní systém, ve kterém je dispergovanou fází vzduch a povrchovou fázi tvoří tenká vrstva denaturovaných proteinů. K denaturaci dochází mechanicky, šleháním a její mechanismus je však jiný než u tepelné denaturace proteinů. Při tomto typu denaturace vystupují na povrch hydrofobní skupiny, díky tomu nastává silná adsorpce proteinů na rozhraní vzduch a voda, přičemž se snižuje povrchová energie a povrchové napětí, čímž se usnadňuje další tvorba pěny. Nejlepší schopnost tvorby pěny byla zjištěna u proteinů v blízkosti izoelektrického bodu. Schéma tvorby pěny je zobrazeno na obr. 2 /HRABĚ a kol., 2007/. Obr. 2 Schéma tvorby pěny z vaječného bílku /HRABĚ a kol., 2007/ Bílkoviny, které se podílejí na tvorbě pěny jsou především ovoalbumin, ovotransferin a ovomukoid, menší vliv mají lysosym, ovomucin, globuliny. Povrchové napětí snižují zejména globulární proteiny a stabilizují trvanlivost pěny. Kvalitu pěny lze zlepšit přídavkem mléčných proteinů, naopak obsah lipidů tvorbu pěny zhoršuje a dokonce až znemožňuje. Obdobnou schopnost tvořit pěnu má i žloutek vzhledem k tomu, že stabilita této pěny je však mnohem nižší než stabilita pěny bílku, musí se stabilizovat záhřevem /KADLEC, 2002/ Emulgační schopnosti Emulgační schopnosti žloutku se uplatňují zejména při výrobě majonéz, omáček, krémů, zmrzlin, těst a dalších výrobků. Emulze jsou disperzní systémy dvou vzájemně nemísitelných kapalin, kdy je jedna ve druhé jemně rozptýlena. Je-li emulgátor rozpustný

29 ve vodě (hydrofilní), vzniká emulze typu olej ve vodě a naopak. Emulgátor je látka, která snižuje mezifázové povrchové napětí a tvoří film, který brání přibližování kapiček jednotlivých fází /HRABĚ, 2006/. Vaječný žloutek je sám emulzí a zároveň je schopen emulze tvořit, dá se označit jako nejlepší přírodní emulgátor /YAMAMOTO, 1997/. Emulgační schopnosti má i vaječná melanž, ale nižší než žloutek. Nositelem emulgačních vlastností jsou lipoproteiny, kde se na emulzi podílejí obě složky, fosfolipidy i proteiny, které se podílejí svými lipofilními (hydrofobními) i hydrofilními skupinami. Hlavní roli přitom hraje podíl efektivních hydrofobních skupin aminokyselin. Na tvorbě emulzí se nejvýznamněji podílejí na protein vázané fosfolipidy, zejména lecitin a ještě více lysolecitin. Pro svůj hydrofilní charakter tvoří emulzi typu olej ve vodě. Opačně je tomu u cholesterolu, (má lipofilní charakter), který tvoří emulzi typu voda v oleji. Vaječný žloutek, vzhledem k tomu, že obsahuje jak lecitin, tak cholesterol, tak jako emulgátor tvoří oba typy emulzí /KADLEC, a kol. 2002/ Antioxidační působení fosfolipidů žloutku a potlačování krystalizace Lecitin a především kefalin působí antioxidačně tím, že váží kyslík. Fosfolipidy cheláty reagují s těžkými kovy, a tím inhibují vznik hydroperoxidů. Fosfolipidy vstupují do reakce neenzymového hnědnutí, kdy vznikají polymery působící jako antioxidanty. Současně se zhoršuje barva, chuť a vůně produktů /BŘEZINA a kol., 2001/.Vaječný bílek se přidává do některých cukrovinek (např. do fondánů a fondánových náplní), kde zabraňuje krystalizaci sacharosy /SIMEONOVÁ a kol., 2008/. 3.7 Vaječné výrobky a jejich výroba Pasterované vaječné hmoty se na trh uvádí ve formě kapalné, chlazené, mražené, sušené nebo ochucené (koncentrované). Všechny výrobky musí splňovat mikrobiologická kritéria, musí být homogenní, mít typickou vaječnou vůni a barvu a nesmí vykazovat smyslové závady (zápach, změny barvy a konzistence). Vaječná hmota se vyrábí v následujících tržních druzích /HEJLOVÁ, 2001/: 1. pasterovaná vaječná hmota tekutá: - pasterovaný vaječný žloutek tekutý - pasterovaný bílek tekutý

30 2. pasterovaná vaječná hmota mražená: - pasterovaný vaječný žloutek mražený - pasterovaný vaječný bílek mražený 3. pasterovaná vaječná hmota sušená: - pasterovaný vaječný žloutek sušený - pasterovaný vaječný bílek sušený - pasterovaný vaječný bílek sušený krystalický Vaječné hmoty tekuté chlazené Tyto výrobky se musí skladovat při teplotách do max. 4 C, teploty musí být monitorovány registračním teploměrem (součást plánu HACCP). Údržnost se u jednotlivých výrobců liší podle způsobu pasterace (její účinnosti), způsobu balení a podle dodržování hygienických požadavků. Dobrý výrobce dosahuje doby použitelnosti (spotřeby) dní. Horší výrobci mají doby použitelnosti 3 10 dní. U aseptického balení se údržnost zvyšuje až na 3 měsíce. Údržnost lze prodloužit stabilizací organickými kyselinami a jejich solemi /ČSN , 2006/. Současná platná legislativa nestanovuje pro vaječné hmoty žádná jakostní kritéria. V dodavatelsko odběratelských vztazích se obvykle vychází z ČSN , která definuje požadavky na obsah sušiny a tuku (tab. 5). Tyto hodnoty nejsou pro výrobce závazné. Tab. 5 Kvalitativní požadavky na vaječné hmoty /ČSN , 1992/ Obsah Hmota sušiny (min. %) tuku (min. %) bílek 10,5 žloutek 43,0 26,0 melanž 23,5 9, Vaječné hmoty mražené Mražené vaječné hmoty se musí zmrazit co nejdříve po pasteraci. Mražení musí proběhnout rychle, aby se dosáhlo jemně krystalické struktury a zabránilo zhoršení funkčních vlastností. U žloutku musí být co nejrychleji překonána teplota 6 C, aby

31 nedošlo ke gelovatění žloutku. Dobu skladování určuje výrobce, pohybuje se obvykle okolo 1 roku, u bílků i déle. Kvalitativní požadavky na mražené vaječné hmoty opět nejsou v legislativě definovány, lze použít stejné hodnoty jako pro kapalné vaječné hmoty viz (tab. 5). Po rozmrazení se vaječné hmoty nesmí znovu zamrazovat a musí se ihned zpracovat /ČSN , 2006/ Vaječné hmoty sušené Sušení se provádí v komorových nebo většinou ve sprejových sušárnách. Vaječné hmoty se musí sušit co nejdříve po výtluku a pasteraci, k tomu mohou být použité i mražené vaječné hmoty. Vaječný bílek, někdy i melanž, se před sušením odcukřuje, aby během sušení nedocházelo k barevným a chuťovým změnám, způsobeným neenzymovým hnědnutím (Maillardovou reakcí). Pokud se bílek odcukřuje, nemusí se před sušením pasterovat a pasteruje se až v suchém stavu při teplotách C několik hodin až dní, obvykle při teplotě 54 C po dobu 7 dní. Podle druhu vaječné hmoty se volí různé teploty sušení a různé konstrukční parametry sušárny. Teplota vstupujícího sušícího vzduchu bývá C, na výstupu má vzduch i sušená hmota teplotu C. Sušící vzduch se musí filtrovat, aby nedocházelo ke kontaminaci hmot prachem, nečistotami a cizími tělísky. Usušené hmoty musí rychle opustit sušárnu a být ochlazeny, aby se nezhoršily smyslové a funkční vlastnosti /ČSN , 2006/. Jakostní parametry nejsou ani zde legislativně stanoveny a orientačně lze vycházet opět pouze z ČSN (tab. 6). Tab. 6 Kvalitativní požadavky na vaječné hmoty sušené /ČSN , 1992/ Tuk v sušině Složka Vlhkost (%) (min. %) bílek 7-8 krystalický bílek * žloutek 3,5-5 58,0 melanž ,0-31 -

32 Dobu minimální trvanlivosti určuje výrobce a bývá obvykle 9 12 měsíců, u bílku i déle. Skladovací teploty nejsou legislativně stanoveny. Optimální skladovací teplota je do 15 C (v USA se doporučuje 10 C), ale lze je skladovat i při běžné teplotě místnosti. Čím je skladovací teplota nižší, tím je minimální trvanlivost delší a jakost je lepší /ČSN , 2006/ Vaječné hmoty ochucené (koncentrované) Všechny tržní druhy pasterované vaječné hmoty tekuté i mražené lze vyrábět s přísadou cukru nebo i s přísadou soli. Název tržního druhu se pak doplní údajem slazený nebo solený a množstvím použité přísady v % /HEJLOVÁ, 2001/. Přídavky těchto surovin zvyšují osmotický tlak, a také i mikrobiální stabilitu. Ochucené hmoty se vyrábějí ve formě kapalné, mražené i sušené. V extrémních případech dochází až k plazmolýze mikrobiálních buněk. Obsah cukru nebo soli se volí podle předpokládaného způsobu použití. U slazených bílků může být koncentrace cukru až 50 %, u melanže až 48 % a u žloutku až 33,4 %. Limitujícím faktorem je rozpustnost. U solených výrobků jsou koncentrace soli nižší s ohledem na chuťovou přijatelnost a pohybují se mezi 6 až 11 % /SIMEONOVOVÁ a kol., 1999/. Doba použitelnosti je u kapalných ochucených hmot delší, než u hmot neochucených, a to úměrně k rostoucí koncentraci cukru nebo soli (až několik měsíců). V evropském pojetí patří mezi koncentrované vaječné výrobky také vaječné hmoty neochucené, u kterých byla část vody odstraněna odpařováním nebo ultrafiltrací a reversní osmózou /ČSN , 2006/