MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2009 SOŇA AULEHLOVÁ

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Jakost a složení mléčně kvašených zeleninových nápojů Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Doubravka Kolenčíková, Ph.D. Vypracovala: Soňa Aulehlová Brno 2009

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Jakost a složení mléčně kvašených nápojů vypracovala samostatně a použila jsem pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Souhlasím, aby byla práce uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna studijním účelům. dne.. podpis diplomanta...

PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych poděkovat vedoucí bakalářské práce Ing. Doubravce Kolenčíkové, Ph.D. za její ochotu a nedocenitelnou pomoc při vypracování této bakalářské práce. Touto cestou bych chtěla také poděkovat mojí rodině, která mi umožnila studium na Vysoké škole.

Abstrakt Výroba fermentovaných produktů má v Evropě dlouholetou tradici a je jí věnována náležitá pozornost. Hlavním cílem výrobců je vyrobit hygienicky nezávadnou potravinu s vysokou výživovou hodnotou. Konzervování potravin mléčným kvašením řadíme do konzervačních metod založených na schopnosti mikroorganismů produkovat látky, které prodlužují přirozenou skladovatelnost potravin. Při mléčném kvašení se cukry obsažené v zelenině rozkládají působením bakterií mléčného kvašení (Lactobacillus) na kyselinu mléčnou. Kromě kyseliny mléčné vznikají další látky, především kyselina octová, ethanol a oxid uhličitý. Kyselina mléčná spolu s dalšími vytvořenými látkami zabraňuje činnosti mikrobů, čímž zeleninu konzervuje a současně jí dává specifickou chuť. Na správnou tvorbu kyseliny mléčné má vliv především použitý kmen bakterií, koncentrace cukru (5-20 %), teplota (35 55 C), chemická reakce (ph 5,2-6,2), živiny (hlavně fosforečnany) a nepřítomnost vzduchu. Také kombinace s divokými bakteriemi snižuje výtěžek kyseliny mléčné a zatěžuje produkt nežádoucími látkami. Zelenina konzervovaná mléčným kvašením je jen podmíněně údržná. Její trvanlivost se zvyšuje procesem sterilace. Kvašená zelenina se zahřeje na 70 75 o C, plní do plechovek, zalévá stejně zahřátým lákem, uzavírá a chladí. Klíčová slova: fermentace, mléčné kvašení, bakterie mléčného kvašení, Lactobacillus

Abstract There is a long time tradition and a proper interest in the production of fermented products in Europe. The main goal of producers is to make hygienically safe food with a high nutritional value. Food preservation by lactic acid fermentation ranks among the methods of preservation based on ability of micro organism to produce substances that lengthen natural food storability. Due to bakteria action of lactic acid fermentation (Lactobacillus) the sugars contained in vegetables decompose into lactic acid during lactic acid fermentation. Apart from lactic acid are formed also other substance, especially acetatic acid, ethanol and carbon dioxide. Lactic acid together with other produced substances prevents from microbes activity thereby preserves the vegetables and gives a specific taste at the same time. Especially bacterial strains, concentration of sugar (5 20 %), temperature (35 55 %), chemical reaction (ph 5,2 6,2), nutrients (especially phosphates) and air absence influence the right production of lactic acid. Also the combination with wild bacteria lessens the lactic acid proceeds and burdens the product with side effects. The vegetables preserved by lactic fermentation are only conditionally durable. The sterilization process increases the durability. Fermented vegetables are warmed up to 70 75 o C, filled in the cans, watered with the same warm pickle, closed and cooled down. Key words: fermentation, lactic fermentation, bacterie of lactic fermentation, Lactobacillus

Obsah: 1. Úvod....9 2. Cíl práce...10 3. Literární přehled...11 3.1.Základní látkové složení zeleniny..11 3.1.1. Voda...11 3.1.2. Sacharidy. 11 3.1.3. Bílkoviny. 12 3.1.4. Lipidy..12 3.1.5. Aromatické látky. 13 3.1.6. Minerální látky 13 3.1.7. Vitaminy. 14 3.2. Konzervace ovoce a zeleniny mléčným kvašením...15 3.2.1. Mléčné kvašení...15 3.2.2. Chemizmus mléčného kvašení... 17 3.2.3. Mikrobiologické poměry a jejich úprava...18 3.2.3.1. Bakterie mléčného kvašení...18 3.2.3.2. Fermentační produkty mléčných bakterií..18 3.2.3.3. Kvasné kultury...19 3.2.4. Proces mléčného kvašení...20 3.2.4.1. Předběžná (přípravná) fáze..20 3.2.4.2. Podstatná (hlavní) fáze........20 3.2.4.3. Třetí (škodlivá) fáze..20 3.2.5. Kvasné nádoby.. 21 3.2.6. Skladování kvašené zeleniny....22 3.2.7. Mléčně kvašené zeleninové nápoje..22 3.2.7.1. Zelná šťáva..23 3.3. Význam bakterií mléčného kvašení a bifidobakterií pro výživu a zdraví...23 3.3.1. Bakterie mléčného kvašení...24 3.3.2. Bifidobakterie... 26

3.4. Hodnocení jakosti potravin a potravinových surovin...28 3.4.1. Potraviny a suroviny.... 28 3.4.2. Jakost potravin......29 3.4.3. Hodnocení jakosti potravin...30 3.4.4. Fyzikální a chemické požadavky na jakost mléčně kvašené zeleniny..31 3.4.5. Činitelé zhoršující jakost ovoce a zeleniny..31 3.4.5.1. Mikrobiologické změny...31 3.4.5.2. Biochemické změny.. 33 3.4.5.3. Nemikrobiální změny 35 3.4.6. Jakost nápojů.36 3.4.6.1. Smyslové chyby a nedostatky nápojů...36 3.5. Nealkoholické nápoje 37 3.5.1. Definice nealkoholických nápojů..37 3.5.2. Význam nealkoholických nápojů ve výživě člověka.40 4. Materiál a metody zpracování...41 4.1. Přehled sortimentu mléčně kvašených zeleninových nápojů...41 5. Závěr. 44 6. Seznam použité literatury...45 7. Seznam tabulek a obrázků.48

1. Úvod Mléčné kvašení je velmi zdravý způsob konzervace potravin. Takto upravené potraviny jsou velmi cenné z hlediska správné výživy. Mléčné kvašení se používá především při výrobě kysaného zelí, okurek a hub. Můžeme ho však použít pro kteroukoliv zeleninu, která má dostatečně tuhou konzistenci a dostatek cukru pro vznik kyseliny mléčné. Konzervovaná zelenina je vedle syrové zeleniny a ovoce nejbohatším zdrojem všech vitamínů, které jsou pro lidský organismus účinnější než vitamíny vyrobeny uměle. Obsah popelovin hlavně vápníku, železa, draslíku, sodíku, fosforu a síry, je několikanásobně vyšší než u ovoce. Kořennost, přiměřená ostrost a osobitá chuť podporují trávení. Posiluje krev a imunitu, protože přináší organismu množství enzymů, které regenerují buňky. Obsah vitamínu C je v kysaném zelí dokonce vyšší než v čerstvém, což je důsledkem činností bakterií mléčného kvašení. Již 200 g kysaného zelí pokryje u člověka denní potřebu vitamínu C. Kromě toho při kvašení vznikající kyselina mléčná je nejenom chuťově lahodná, ale také velice zdravá. Zelí působí také proti depresím a obsah vitamínu B 12 je dobrý pro nervovou soustavu. Vysoké množství vitamínu C zvyšuje imunitu a je velice potřebný ke tvorbě hormonů. Tyto dva vitamíny ale nejsou jediné, v kysaném zelí najdeme také draslík, železo, vápník a zinek. Konzumace mléčně kvašených výrobků se zvýšila hlavně po roce 1970. Hlavní příčinou zvýšené spotřeby těchto výrobku byla zvyšující poptávka po zdraví prospěšných a přírodních produktech. 9

2. Cíl práce Cílem bakalářské práce bylo vypracovat literární rešerši na téma Jakost a složení mléčně kvašených zeleninových nápojů. V první části jsem se zaměřila na látkové složení zeleniny, které je důležitým faktorem při jejich konzervaci. Druhá část zahrnuje konzervaci mléčným kvašením a význam mléčných bakterií v procesu kvašení i v lidské výživě. Třetí část ze zabývá hodnocením jakosti potravin a potravinových surovin a činiteli, kteří mohou způsobit jejich znehodnocení. V poslední části se věnuji významu nealkoholických nápojů ve výživě člověka a jejich sortimentu na trhu. 10

3. Literární přehled 3.1. Základní látkové složení zeleniny 3.1.1. Voda Konzervárenské suroviny ze zeleniny obsahují 70-95 % vody, v níž jsou rozpuštěny složky rostlinné hmoty. Voda je zde reakčním prostředím, v němž se odehrávají v živých buňkách složité chemické pochody. Tyto reakce jsou syntetické, při nichž vznikají jednotlivé složky sušiny a rozkladné, z nichž rostlina získává část potřebné energie. Ve sklizené zelenině mají značnou převahu procesy rozkladné, jejichž důsledkem jsou nežádoucí změny rostlinné hmoty. Určitý stupeň vlhkosti je také nutným předpokladem pro rozvoj mikrobů, které jsou hlavní příčinou kažení potravin. Podstatné snížení obsahu vody v potravině nebo její upoutání bude tedy znamenat zpomalení chemických procesů zhoršující kvalitu potravin stejně tak jako zábranu působení mikroorganismů (Němec, 1987). 3.1.2. Sacharidy Sacharidy vznikají v rostlinných pletivech jako produkty asimilace. V zelenině může být obsah do 4 %, ale výjimečně až 18 %. Jejich obsah závisí na druhu, odrůdě, vegetačních podmínkách, stupni zralosti a zdravotním stavu plodiny (Ingr, 1999). Z pestré škály jednodušších sacharidů jsou zde nejvíce zastoupeny monosacharidy glukosa (hroznový cukr), fruktosa (ovocný cukr) a disacharid sacharosa tvořená molekulou glukosy a molekulou fruktosy (Němec, 1987). Měřítkem sladivosti je sacharosa, glukosa má asi jen 60 % její sladivosti, kdežto fruktosa až 150 %. V čisté vodě lze sladkost postihnout ještě při koncentraci 0,25 % u fruktosy, při 0,38 % u sacharosy a při 0,55 % u glukosy (Ingr, 1999). Zahříváním a při vyšších teplotách podléhají sacharidy pyrolýze (Ingr, 1999). Sacharidy karamelizují a udělují tak potravině hořkou chuť. To je jedním z důvodů, proč se při zpracování zeleniny musíme vyvarovat delších záhřevů ( Němec, 1987). 11

Sacharidy se při zpracování a skladování účastní spolu s aminokyselinami tzv. neenzymatického hnědnutí (Maillardovy reakce) za vzniku hnědě zbarvených produktů, a tím negativně ovlivňují nutriční a senzorické vlastnosti potravin. Z polysacharidů je v zelenině obsažen především škrob a vláknina. Škrob je tvořen molekulami glukosy a narozdíl od cukrů je ve vodě nerozpustný. Vláknina hraje významnou roli v zažívacím procesu, protože značně přispívá k posunu potravy v trávícím traktu (Ingr, 1999). 3.1.3. Bílkoviny Polymery aminokyselin jsou nezbytnou složkou lidské výživy, protože jsou hlavním zdrojem dusíku v potravě. V organismu se využívají k obnově a výstavbě tkání a současně jako zdroj energie. Nedostatečný příjem bílkovin vede k poruchám duševního i tělesného vývoje, ke snížení odolnosti vůči infekcím apod. Zelenina představuje asi 40 % bílkovin potravy (Velíšek, 2002). Obsah dusíkatých látek a bílkovin je v zelenině asi 0,5 % (Ingr, 1999). Při zahřátí na určitou teplotu se rozpadnou vyšší struktury a bílkoviny denaturují. Denaturace má za následek nevratnou koagulaci bílkovin. Denaturace bílkovin a jejich štěpení může ovlivnit senzorickou a nutriční hodnotu potravin. Při teplotách do 100 o C a při neporušení primární struktury zpravidla nedochází ke změně nutričních a senzorických vlastností. Při teplotě nad 100 o C však dochází k vzájemným interakcím aminokyselin, z nichž některé (hlavně lysin) ztrácejí nutriční využitelnost (Ingr, 1999). 3.1.4. Lipidy Lipidy jsou ve vodě nerozpustné estery glycerolu a mastných kyselin. Dužnina zeleniny jich obsahuje 0,5-1,0 % vyšší obsah lipidů se nachází v semenech, kde slouží jako rezervní látka. Lipidy jsou náchylné k oxidaci, při které vznikají zplodiny znehodnocující jakost potravin. Vzhledem k nízkému obsahu v zelenině jsou ohroženy tímto procesem jen zcela výjimečně (Němec, 1987). 12

3.1.5. Aromatické látky Charakteristickou chuť a vůni dodává zelenině široká škála chemicky různorodých látek, přítomných jen ve velmi malých koncentracích. Mezi aromatické látky zeleniny patří především čpavé látky cibule, česneku, křenu, ředkve, hořčice a kapustových zelenin. Některé z těchto sloučenin, většinou obsahujících síru, náleží mezi tzv. fytoncidy, které jsou v podstatě rostlinnými antibiotiky, které zneškodňují některé druhy mikrobů (Němec, 1987) 3.1.6.Minerální látky Minerální látky jsou významnými složkami zeleniny. Zelenina jich obsahuje 0,5-2 %. Mezi tyto pro lidský organismus nezbytné složky patří především vápník, kyselina fosforečná, železo, draslík, síra a hořčík, ale stejně i látky obsažené v mnohem menším množství, tzv. stopové prvky, jako jsou bór, měď, zinek, olovo a jód. Minerální látky nemají sice energetickou hodnotu, jsou však bezpodmínečně nutné pro látkovou přeměnu a napomáhají udržování tzv. acidobazické rovnováhy organismu, tj. regulují rovnováhu mezi kyselinami a zásadami (Němec, 1987). Tabulka 1 Základní látkové složení vybraných druhů zeleniny (Kyzlink, 1988) údaje jsou uvedeny v procentech z jedlého podílu čerstvé zeleniny Druh zeleniny Sušina Hrubá Hrubý Nerostné Sacharidy Vláknina bílkovina tuk látky Brukev 8,7 1,9 0,14 4,66 0,89 0,93 Celer 10,7 1,65 0,26 5,9 1,08 0,99 Cibule 11,83 1,27 0,15 9,13 0,74 0,54 Červená řepa 10,19 1,21 0,08 7,41 0,92 0,89 Česnek 30,58 5,58 0,13 22,66 0,88 1,31 Chřest 6,14 1,82 0,17 2,65 0,89 0,60 Kapusta 9,15 2,34 0,32 4,52 0,94 0,98 Mrkev 11,9 1,16 0,27 8,24 1,13 0,93 Okurky 3,43 0,77 0,13 1,59 0,5 0,45 Rajčata 6,24 0,98 0,24 3,7 0,72 0,59 Ředkev 9,74 1,56 0,11 5,97 1,12 1,01 Tykev 9,55 1,15 0,16 6,25 1,26 0,78 Zelí bíle 7,85 1,5 0,17 4,16 1,18 0,86 Zelí červené 7,51 1,6 0,15 4,06 0,94 0,76 13

3.1.7. Vitaminy Vitaminové složky obsažené v čerstvé zelenině jsou v nápojích do značné míry zachovány. Záleží na povaze jednotlivých vitamínů, na zpracovatelských postupech a na uskladnění nápojů (Kott, 1986). Retinol - vitamin A je v zeleninových a bylinných nápojích zastoupen provitaminem ß-karotenem, který je z velké skupiny karotenoidů biologicky nejaktivnější. Ztráty tohoto provitaminu jsou v průběhu zpracování poměrně velice malé. K větším ztrátám dochází při sušení ovoce, zeleniny nebo bylin na slunci. ß-karoten je zastoupen především v nápojích z karotky a rajčat. Thiamin - vitamin B 1 je v průběhu zpracování velice stálý. K určitým ztrátám může docházet při vyluhování vodou. Je obsažen především v nápojích z mrkve, rajčat a zelí. Riboflavin - vitamin B 2 je v průběhu zpracování poměrně stálý. Snáší vyšší teploty i styk s kovy. Je citlivý na světlo. Větší množství tohoto vitaminu je obsaženo v nápojích z karotky a rajčat. Kyselina askorbová - vitamin C je obsažen hlavně v nápojích z rajčat, zelí a reveně. Tento vitamin je choulostivý na provzdušňování a styk s kovy. Při šetrných výrobních postupech jej lze ve většině nápojů zachovat až v překvapivě velkém množství (Velíšek, 2002). Z ostatních vitaminů jsou v nápojích ještě obsaženy kyselina panthothenová-vitamin B 3, pyridoxin - vitamin B 6, tokoferoly-vitamin E, biotin - vitamin K, vitamin P aj. (Kott, 1986) 14

Tabulka 2 Obsah vitaminů vybraných druhů zeleniny (Kyzlink, 1988) údaje jsou uvedeny ve 100 g jedlé části čerstvé zeleniny jedna mezinárodní jednotka vitamínu A znamená 0,6 µg ß-karotenu Druh zeleniny Vitamin A retinol (mez.j.) Vitamin B 1 thiamin (µg) Vitamin B 2 riboflavin (µg) VitminC kys.l-askorbová (mg) Brukev - 60-80 20-50 25-70 Celer 0 50 40 7-10 Cibule 20-50 20-160 10-40 2-10 Červená 10-20 20-60 50-100 10 řepa Česnek 20 20 30 10-20 Chřest 1000 20-160 190 20-30 Kapusta 7600 100-160 100-260 50-100 Mrkev 12000 60-160 10-80 5-6 Okurky stopy 30-120 4-40 6 Rajčata 1100 60-160 5-40 20-40 Tykev 800 40 30 2-8 Zelí bíle 80 60-260 50 15-70 Zelí červené 80 60-130 60 45-100 3.2. Konzervace ovoce a zeleniny mléčným kvašením Za konzervaci potravin je považován každý úmyslný zákrok, případně taková úprava potravin, která přemění surovinu na formu skladovatelnou déle, než dovoluje přirozená údržnost (Kyzlink, 1958). Moderní konzervační postupy se při tom snaží co nejvíce respektovat zachování typických smyslových vlastností potravin i jejich nutričně významných složek. Většina druhů potravin se řadí svými vlastnostmi mezi potraviny, které snadno podléhají zkáze. Aplikace konzervačních metod je pro jejich uchování naprosto nezbytná (Ingr, 1999). 3.2.1.Mléčné kvašení Konzervace potravin, především zeleniny, mléčným kvašením se považuje za jednu z nejstarších konzervačních metod, při které se využívalo nezbytné solení - nakládání do solných roztoků jako řídící prvek průběhu kvašení. Nakládání do soli a kvašení představují původní metodu konzervování zeleniny před zavedením konzervace teplem (pasterace, sterilace) a mrazením. 15

Po zavedení těchto metod do praxe a vytvořením vhodných podmínek (vhodné obaly, uzávěry, mrazničky) se využívají oba způsoby i v domácnosti. Důsledkem byl až druhořadý význam mléčného kvašení zeleniny v průmyslově vyspělých státech. V dnešní době ale získává mléčné kvašení opět svůj význam díky snaze vyrábět co nejkvalitnější výrobky (Drdák, 1989). Konzervace mléčným kvašením je řízeným procesem, v němž bakterie mléčného kvašení vytvářejí z cukru kyselinu mléčnou, která má inhibiční účinek na nežádoucí mikroorganismy. Běžně kyselé ovoce mléčně nezkvasí, protože podléhá acidotolerantnějšímu ethanolovému kvašení (Kyzlink, 1958). Na rozdíl od etanolového kvašení se při mléčném kvašení počítá i se vznikem dalších látek, které i v nepatrném množství a v anaerobním prostředí synergicky spolupůsobí s kyselinou mléčnou proti nežádoucím mikroorganismům (Ingr, 1999). Kyselina mléčná by sama o sobě, v té koncentraci, jakou mohou produkovat bakterie mléčného kvašení, ještě nestačila konzervovat. Nutným předpokladem její praktické účinnosti je tedy vznik určitého množství kyseliny octové, ethanolu a antibiotik (Kyzlink, 1988). Produkty mléčného kvašení se považují za přírodní a mnohým z nich se připisuje příznivý dietetický účinek (Drdák, 1989). Tabulka 3 Příklady mléčně kvašených zeleninových produktů (Kohajdová, Karovičová, 2003) Zelenina nebo zeleninové šťávy Česnek Krájená mrkev Mrkev, paprika Olivy Tykev, kapusta, celer Okurky Různá zelenina Kysané zelí a šťáva z kysaného zelí Zelno-mrkvová šťáva Baklažány Mikroorganismy Lactobacillus plantarum Lactobacillus casei Různé druhy Lactobacillus Lactobacillus pentosus Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus pentosus Lactobacillus plantarum Bakterie mléčného kvašení a bifidobakterie, směs startovacích kultur Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Pedicoccus pentosaceus, Enterococcus faecium 16 druhů rodu Lactobacillus nebo Lactobacillus plantarum, směs kultur Lactobacillus plantarum a Sacharomyces cerevisiae Lactobacillus acidophillus 16

3.2.2. Chemizmus mléčného kvašení Mléčnou fermentaci provádí početná, morfologicky heterogenní skupina mikrobů, zvaných mléčné bakterie (laktobacily, Laktobacteriaceae), s komplexními nároky na výživu. Neobsahují cytochromy, a tím ani dýchací řetězec a chybějí jim běžné anabolické dráhy. Jsou to přísně fermentující organismy (Balaštík, 2001). Homofermentativní (smíšené) mléčné kvašení - je způsobeno mléčnými bakteriemi rodu Lactobacillus a Streptococcus, - molekula glukosy se oxiduje na dvě molekuly kyseliny pyrohroznové, které jsou redukovány dvěmi molekulami NADH na dvě molekuly kyseliny mléčné (90 %), - kyselina mléčná je praktický jediným produktem: C 6 H 12 O 6 >2 CH 3 CHOHCOOH Heterofementativní (smíšené) mléčné kvašení - je způsobeno mléčnými bakteriemi z rodu Lactobacillus, Leuconostoc, Aerobacter, - některé laktobacily neobsahují aldolázu, a odbourávají proto glukosu kombinací pentozového cyklu a částí glykolitického systému, - na laktát se mění jen část glukosy a ze zbytku se tvoří ethanol, kyselina octová a oxid uhličitý, popř. i vodík: C 6 H 12 O 6 > CH 3 CHOHCOOH + CH 3 COOH + C 2 H 5 OH + CO 2 + H 2 Nečisté mléčné kvašení - vedle kyseliny mléčné zde vzniká kyseliny octová, oxid uhličitý, vodík a jiné, často nepříjemně páchnoucí látky (např. kyselina máselná, sirovodík ), - původci jsou hlavně mikroorganismy z rodu Escherischia (Escherischia Coli), Lactobacillus (Lactobacillus brevis) a Leuconostoc (Leuconostoc mezenteroides). Procesy smíšených a nečistých kvašení mohou probíhat i v dosti kyselých hmotách a to jak za přístupu, tak prakticky i bez přístupu vzduchu (Kyzlink, 1988). 17

3.2.3. Mikrobiologické poměry a jejich úprava 3.2.3.1. Bakterie mléčného kvašení Dle Orla-Jensena (1942) vyvolává mléčné kvašení více než 230 druhů bakterií. Převládající význam při konzervaci zeleniny mají bakterie rodu Lactobacillus, především Lactobacillus plantarum a tomuto druhu příbuzné Lactobacillus arabinosus, Lactobacterium cucumeris fermentaci, Lactobacillus casei aj. Vesměs jde o nevětvené, samostatně nepohyblivé, grampozitivní tyčinky spojené v řetízky (streptobakterie). Mohou tvořit na počátku kvašení kokovité útvary, které teprve později, s vyšší kyselostí prostředí, přecházejí v tyčinkovité. Jsou prakticky anaerobní (tolerantní k nepatrným koncentracím kyslíku) a prospívají nejlépe při běžných teplotách 15-27 o C. Cukry i mannitol zkvašují na mléčnou kyselinu typickým procesem mléčného kvašení. V prostředí ji mohou vytvořit více než 1,5 %. Vedlejšími zplodinami jejich činnosti jsou acetylcholin a jiné vítané aromatické produkty. Z velkého počtu ostatních druhů, fylogeneticky mnohdy málo příbuzných betaforem, jsou důležité heterofermentativní koky Leuconostoc mezenteroides. Těmto kokovitým formám se přisuzuje, že obstarávají rychlý vzrůst kyselosti na rozhraní první a druhé fáze procesu mléčného kvašení. Vytvářejí až 1 % směsi kyseliny mléčné a octové (1:1). Vyšší kyselost však nesnesou, a proto po svém počátečním rychlém rozvoji ustupují tyčinkovitým streptobakteriím, které prokvašují zvolna, avšak hlouběji (Kyzlink,1958). 3.2.3.2. Fermentační produkty mléčných bakterií Charakteristickými produkty fermentace mléčných bakterií jsou kyselina mléčná a kyselina octová, které mohou redukovat ph na hodnotu, které inhibují nebo ničí hnilobné (např. klostrídie a pseudomonády), patogenní (salmonely a Listeria sp.) a toxikogenní bakterie (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Clostridium botulinum). Z vedlejších produktů mléčného kvašení nás z technologického hlediska zajímá především kyselina octová, které vzniká asi 0,3 až 0,4 % z celkové hmotnosti fermentované zeleniny. Optimální poměr konzervujících kyselin mléčné a octové by měl být 1:3 (Karovičová, Kohajdová, 2005). Tvoří se ještě malé množství kyseliny mravenčí, jantarové, propionové, valerové a kapronové, které jsou produkovány v malém množství a také přispívají k zaokrouhlení a ucelení chuti (Balaštík, 2001). 18

Mezi faktory, které přispívají k antimikrobiální činnosti mléčných bakterií patří nízké ph, organické kyseliny, bakteriociny, CO 2, ethanol, diacetyl, H 2 O 2, a nízký redoxní potenciál. Všechny vzniklé látky se synergicky podílejí na prodloužení trvanlivosti a na vytváření typických chuťových a vonných látek produktů (Karovičová, Kohajdová, 2003). Tabulka 4 Produkty mléčných bakterií s antimikrobiálními účinky (Karovičová, Kohajdová, 2003) Produkt Organické kyseliny Kyselina mléčná Kyselina octová Peroxid vodíku Metabolity s nízkou molekulovou hmotností Reuterín ( 3- OH- propionalaldehyd) Diacetyl Mastné kyseliny Bakteriociny Nizin Ostatní Působí proti Hnilobné a G- bakterie, některé plísně Hnilobné bakterie, klostridie, některé kvasinky a plísně Patogeny a mikroorganismy, které způsobují kažení potravin (především u potravin bohatých na bílkoviny) Široké spektrum bakterií, kvasinky, písně G- bakterie Různé bakterie Některé mléčné bakterie a G + bakterie, které tvoří především endospory 3.2.3.3. Kvasné kultury Pro získání vysoké jakosti kysaných výrobků se používají zákvasy čistých kultur mléčných mikroorganismů. Zákvasem se polévá vrstva stlačené zeleniny v kvasných kádích. Na přípravu zákvasu se používají mléčné bakterie a kvasinky, které nevytvářejí plyn (Lactobacillus plantarum, Sacharomyces brassicae fermentaci). Při používání zákvasu čistých kultur je velmi důležité dodržovat správný technologický postup, správnou hygienu, sanitaci a věnovat zvýšenou pozornost samotnému čištění surovin a kvasných kádí, aby bylo očkování čistými kulturami efektivní a nedošlo k dodatečné kontaminaci samotné suroviny. Správná fermentace, používání kvasných kultur, okyselování a dodržování optimálních teplot v průběhu kvašení jsou základními podmínkami, při kterých získáme výrobky s vysokou výživovou hodnotou a požadovanými senzorickými vlastnostmi (Drdák, 1999). 19

3.2.4. Proces mléčného kvašení Samotný proces mléčného kvašení se zpravidla rozděluje na tři fáze, které mají podle vnějších znaků pomáhat správnému průběhu postupu. 3.2.4.1. Předběžná (přípravná) fáze První stádium začíná ihned po nasolení a stlačení nařezané suroviny. Podle množství vytečené buněčné šťávy a poklesu koncentrace soli se vytváří podmínky na intenzivní rozvoj mikroorganismů a biochemických procesů. Začínají se silně vylučovat plyny (v závislosti na množství přítomného kyslíku), které závisí na činnosti kvasinek, bakterií Coli, Leuconostoc mezenteroides a dalších mikroorganismů. Současně dochází i k činnosti bakterií mléčného kvašení, které při optimálních podmínkách převládají. Začátkem rozmnožování mléčných bakterií se zpravidla označuje zakončení první fáze. Tato etapa musí proběhnout podle možnosti velmi rychle, aby vytvářející kyselina mléčná a antibiotika potlačily činnost nežádoucí mikroflóry (Kyzlink, 1958). 3.2.4.2. Podstatná (hlavní) fáze Druhé stádium je charakterizována hromaděním kyseliny mléčné jako důsledek rozkladu sacharidů účinkem bakterií mléčného kvašení (Drdák, 1989). Nejpřijatelnější teplota pro první a druhé stádium kvašení je 20 o C. Při této teplotě se dosáhne požadovaného stupně vytvoření kyseliny mléčné za 5 až 7 dní, zabezpečí se rychlý rozvoj mléčných bakterií a brzdí se vedlejší procesy. Kysaná zelenina má potom snížený obsah alkoholu a prchavých kyselin, zachovává si ve větší míře kyselinu askorbovou v porovnání s procesem, který probíhá při nižší teplotě. Při teplotě 20 o C, když se vytvoří 1,5 2 % kyseliny mléčné, se začíná kvašení zpomalovat (Balaštík, 2001). 3.2.4.3. Třetí (škodlivá) fáze V třetím stádiu kvašení začíná nahromaděná kyselina mléčná potlačovat činnost mléčných bakterií. Současně se v podmínkách vysoké kyselosti prostředí dobře rozmnožují plísně a povrchové kvasinkovité mikroorganizmy, které způsobují 20

odkyselování výrobku jako důsledek rozkladu kyseliny mléčné. Tyto mikroorganismy jsou aerobní a snáší vysoké teploty. Snížením teploty hotového výrobku na 0 o C až -2 o C se zachovává vysoká jakost na dlouhý čas (Drdák, 1989). 3.2.5. Kvasné nádoby Kvasné nádoby bývají zhotoveny ze dřeva nebo z jiných vhodných hmot, které nejsou napadány kyselinami. Vnitřní povrch stěn nesmí mít baktericidní účinky a nesmí ohrožovat zdárný průběh mléčného kvašení. Nádoby musí být snadno uzavíratelné nebo upravené tak, aby v nich bylo možno zabránit styku kyseliny se vzduchem (Kyzlink, 1958). Když se nádoby naplní, musí se správně zatížit, protože uvolněné plyny zvedají surovinu. Tím je porušena jedna ze základních podmínek zabezpečení anaerobního prostředí po důkladném stlačení a odstranění vzduchu. Při průmyslovém zpracování se proto zabezpečuje vhodné zatížení suroviny a současné odstranění plynů především v první fázi kvasného procesu. Odplynění zabezpečují odplyňovací kanálky, které jsou vedeny po stranách kvasných kádí až na dno (Drdák, 1989). Obr. 1 Kvasná nádoba pro domácí přípravu kvašené zeleniny ( zdroj: http://www.minikvasak.adv.cz/ ) 21

3.2.6. Skladování kvašené zeleniny Zelenina konzervovaná mléčným kvašením je jen podmíněně údržná. Její trvanlivost se zvyšuje procesem sterilace. Kvašená zelenina se zahřeje na 70 75 o C, plní do plechovek, zalévá stejně zahřátým lákem, uzavírá a chladí (Balaštík, 2001). Při skladování kvašené zeleniny je nejdůležitější udržovat přiměřenou teplotu a co možná anaerobní podmínky. Teplota při skladování má být mezi 0 až 10 o C. Skladovací teploty pod 0 o C jsou nevhodné, stejně jako příliš vysoká teplota, při které může snáze dojít k nežádoucím mikrobiologickým procesům (Kyzlink, 1958). 3.2.7. Mléčně kvašené zeleninové nápoje Suroviny na výrobu ovocných šťáv musí vyhovovat některým speciálním požadavkům. Druhy suroviny na výrobu šťávy se vybírají tak, aby se v nich příznivě spojil obsah cukrů, kyselin, tříslovin, aromatických a barevných látek proto, aby šťáva měla příjemnou chuť, dobré aroma a pěknou barvu. Chuťové vlastnosti závisí ve velké míře na poměru cukrů a kyselin. Tento poměr je důležitý hlavně při výrobě přírodních šťáv, které se vyrábějí bez přídavku pomocných surovin. Příměsi shnilých a plesnivých plodů mohou způsobit nepříjemný zápach (Drdák, 1989). Nejvhodnějšími surovinami na výrobu mléčně kvašených zeleninových šťáv je bílé a červené zelí, čínské zelí, červená řepa, mrkev a rajčata, vzhledem k tomu, že obsahují více zkvasitelných sacharidu než ostatní zelenina (Karovičová, Kohajdová, 2003). Mléčně fermentované šťávy můžeme vyrábět dvěmi způsoby: zelenina se fermentuje obvyklým způsobem a až potom se zpracovává lisováním na šťávu (výroba z kysaného zelí), zelenina se zpracuje na záparu, dřeň nebo surovou šťávu, a následně se vyfermentuje. 22

3.2.7.1. Zelná šťáva Zelná šťáva je z hlediska dietetického, léčebného a prevenčního dosud nedoceněným nápojem. Mimo velice cenných biologických látek obsahuje značné množství vitaminu U, který je účinný proti vředovým chorobám žaludku. Zelnou šťávu můžeme získat při normálním kvašení krouhaného zelí. Zpravidla se jí uvolňuje tolik, že odtéká bez užitku. Zelnou šťávu lze také záměrně vyrábět. Zpočátku postupujeme obdobně jako při výrobě kvašeného zelí. Zelné hlávky nakrouháme nebo nerezovým nožem rozřežeme na jemné řezy o tloušťce 1 až 2 mm. Po vrstvách krouhanku v kvasné nádobě udusáme a současně prosolíme 1 až 1,5 % soli z celkového množství zelné krouhanky. Po prokvašení zelné šťávy šťávu oddělíme scezením, propasírováním nebo lisováním. Takto získanou šťávu můžeme nechat ještě sedimentovat. Nejúčinnější je čerstvá zelná šťáva. Lze ji však uchovat pouze po kratší dobu v temnu a chladnu. Jestliže chceme zelnou šťávu uchovávat po delší dobu, pak ji musíme sterilovat v lahvích při vnitřní teplotě 65 až 70 o C po dobu 2 minut nebo při teplotě vodní lázně 85 až 90 o C po dobu 10 minut (Kott, 1986). 3.3. Význam bakterií mléčného kvašení a bifidobakterií pro výživu a zdraví Ušlechtilá mikroflóra trávícího traktu významně ovlivňuje zažívací pochody člověka. Většina bakterií mléčného kvašení (BMK) a rovněž bifidobakterií působí ve střevě příznivě, avšak jen některé pocházejí ve vitálním stavu silně kyselým prostředím v žaludku bohatým na proteolytické enzymy a alkalickým prostředím tenkého střeva. Rovněž ne všechny BMK a bifidobakterie jsou schopny kolonizovat a přežívat v trávícím traktu člověka. V tenkém střevě velmi negativně působí žluč a zejména žlučové kyseliny, kyselina desoxycholová a lithocholová (Maxa, Rada, 2002). 23

Obr. 2 Graf výskytu zažívacích potíží dle věku v České republice ( zdroj: http://www.activia.cz/cs/co-je-activia/) 3.3.1. Bakterie mléčného kvašení Mléčnými bakteriemi produkovaná kyselina mléčná má schopnost blokovat růst patogenních mikroorganismů ve střevě. Růst patogenních, tedy nemoc vyvolávajících mikroorganismů může být zastaven i řadou antimikrobiálních látek, které rod Lactobacillus (Lactobacillus acidophilus) produkuje. Lactobacillus blokuje tzv. enterotoxiny, které vznikají při pomnožení některých patogenních mikroorganismů v trávicím traktu člověka, překonávají střevní bariéru a ohrožují celý organismus (Maxa, Rada, 2002). Mléčné bakterie v organismu napomáhají i v řadě dalších příznivých fyziologických procesů. Především zlepšují trávení bílkovin a štěpení mléčného cukru, laktózy, která u některých lidí může vyvolávat nadýmání, průjmy apod. Svým účinkem na některé enzymy snižují mléčné bakterie toxický, zvláště pro růst nádorů příznivý vliv některých složek potravy. Mléčné bakterie příznivě regulují hladinu cholesterolu, který se za dalších podmínek uplatňuje v rozvoji aterosklerotických procesů v organismu. Za účasti mléčných bakterií se v trávicím traktu syntetizují některé vitaminy (thiamin, riboflavin, pyridoxin, niacin, vitamin B12, kyselina listová a pantotenová). 24

Systematicky se dělí na: Homofermentativní - vzniká pouze kyselina mléčná a to L(+) nebo D(-) podle typu producenta, Heterofermentativní - vedle kyseliny mléčné může vznikat i malé množství kyseliny octové, ethanolu, oxidu uhličitého a vodíku. Nejnovější studie ukázaly, že mléčné bakterie vykazují antikarcinogenní, antimutagenní a antinádorové účinky. Tyto účinky jsou založeny na jejich schopnosti: - vázat, inhibovat nebo inaktivovat mutageny in vitro, - redukovat tvorbu karcinogenních enzymů in vivo, - stimulovat imunitní systém, - potlačovat tvorbu nádorů ( Karovičová, Kohajdová, 2003). Obr. 3 Lactobacillus casei subsp.casei Obr. 4 Lactobacillus casei var. rhamnosus ( zdroj: http://www.vscht.cz/kch/galerie/mleko.htm ) 25

3.3.2. Bifidobakterie V posledních deseti letech značně vzrostl zájem o používání kultur bifidobakterií při výrobě potravin. Bifidobakterie jsou nepohyblivé, grampozitivní anaerobní bakterie, které se přirozeně vyskytují v trávícím traktu teplokrevných zvířat, lidí a dokonce i hmyzu. Patří k základní skupině mléčných bakterií. Hrají nepostradatelnou roli při úpravě ph střevního obsahu, protože vytvářejí nejen kyselinou mléčnou, ale i octovou, které potlačují jak hnilobnou, tak i patogenní mikroflóru. Bakterie mají také antikarcinogenní a anticholesterolemický účinek (Karovičová, Kohajdová, 2003). Zdraví dospělí lidé mají v intestinálním traktu asi 25 % bifidobakterií z celkového počtu bakterií. U starých lidí se tato hodnota snižuje až na 10 % a u nemocných mohou dokonce zcela vymizet. Zato u kojenců tvoří bifidobakterie zhruba 90 % celkového počtu bakterií ve střevě. Od ostatních BMK se bifidobakterie odlišují tím, že nefermentují cukry ani glykolýzou, ani hexózomonofosfátovou cestou. Pomocí enzymu fruktózo-6- fosfoketoláza štěpí fruktózo-6-fosfát na acetylfosfát a erytrózo-4-fosfát. Pro růst vyžadují tyto bakterie tzv. bifidogenní faktory, jako je N-acetylglukosoamin laktulóza, které se vyskytují v mateřském mléce. Další zvláštností rodu Bifidobacterium je schopnost trávit oligosacharidy, zvláště fruktooligosacharidy a galaktosacharidy, které jsou neštěpitelné lidskými endogenními enzymy a jen obtížně utilizovatelné jinými střevními bakteriemi a mohou tudíž stimulovat rozvoj bifidobakterií v trávícím traktu. Zvyšují také imunitu stimulací mikrofágů. Zemí aktivního výzkumu a využití bifidobakterií je Japonsko, země která vyrábí okolo 70 výrobků obsahujících tyto bakterie. Většinou se jedná o mléčné produkty včetně zmražených smetanových krému a sýrů, ale i jiné formy-jako jsou nápoje, dietetické potraviny a cukrářské výrobky (Maxa, Rada, 2002). 26

Obr. 5 Bifidobacterium bifidum Obr. 6 Bifidobacterium sp. ( zdroj: http://www.vscht.cz/kch/galerie/mleko.htm ) Obr. 7 Průměrně obsahuje ve 100g v 1 porci % GDA Využitelná energie 191 KJ 236 KJ 3 Využitelná energie 45 kcal 56 kcal 3 Bílkoviny 3, 3 g 4 g 8 Sacharidy 4 g 5 g 2 z toho Cukry 4 g 5 g 6 Tuk 1, 8 g 2, 2 g 3 Nasycené mastné kys. 1, 1 g 14 g 7 Vláknina 0 g 0 g 8 Sodík 55 mg 68 mg 3 Vápník 115 mg 426 mg Probiotický mléčný výrobek Activia s obsahem živých kultur Bifidus ActiRegularis, výživová hodnota ( zdroj: http://www.activia.cz/cs/vyrobky-activia/activia-napoje/) 27

3.4. Hodnocení jakosti potravin a potravinových surovin S rostoucí snahou zvyšovat kvalitu života obecně přichází také snaha zvyšovat kvalitu potravin a surovin. Zdravotní nezávadnost potravin je v současnosti jedním z nejdiskutovanějších témat. Stále častěji se objevují nedostatky, které mohou způsobit i velmi závažné zdravotní potíže. Proto se na kvalitu potravin a její zvyšování a kontrolu soustřeďují nejen společnosti, které se přímo věnují jejich výrobě, ale také restaurace, hotely, obchody a obchodní řetězce a také sami spotřebitelé. 3.4.1.Potraviny a suroviny Potraviny jsou látky určené ke spotřebě člověkem v nezměněném nebo upraveném stavu jako jídlo nebo nápoj, nejde-li o léčiva a omamné nebo psychotropní látky; za potravinu podle tohoto zákona se považují i přídatné látky, látky pomocné a látky určené k aromatizaci, které jsou určeny k prodeji spotřebiteli za účelem konzumace (zákon č.110 /1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích). Z pohledu zdravotního rizika: zdravotně neškodné - mohou se přijímat denně v jakémkoliv množství, po celý život, bez nepříznivého vlivu na zdraví, zdraví škodlivé - potraviny, jejichž smyslové vlastnosti, chemické složení, obsah jedovatých a zdraví škodlivých látek, stav mikrobiální kontaminace, zkaženost nebo neznámý původ, představují možnost zdravotního rizika, zkažené - smyslové vlastnosti a vnitřní složení se poškodilo nebo zhoršilo vlivem fyzikálních, chemických nebo biologických faktorů nebo vzájemným působením složek potravin, které způsobují odpor, falšované - jejich vzhled, chuť, složení nebo jiné znaky, se změnily tak, že se snížila jejich hodnota, ale spotřebiteli se nabízí jako plnohodnotné pod obvyklým názvem, 28

omezeně poživatelné - neodpovídají určenému použití, ale neohrožují zdraví lidí a můžeme je při dodržování určitých podmínek použít pro výživu lidí. Z pohledu kvality suroviny a způsobu zpracování biopotraviny - potraviny vyrobené ze surovin pocházejících z ekologické zemědělské výroby (zelené hnojení, organická hnojiva, speciální programy) funkční potraviny - funkční složku potravin tvoří přírodní komponenty koncentrovaném stavu, bez ztráty jejich biologické hodnoty - je to minoritní složka potravin, ale je prokázáno, že má pozitivní účinky na zdraví Suroviny jsou zemědělské, lesní, mořské a jiné produkty určené pro výrobu potravin, popřípadě potraviny určené k dalšímu zpracování (Zákon č.110 /1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích). 3.4.2. Jakost potravin Jakost je soubor charakteristických vlastností jednotlivých druhů, skupin, podskupin potravin a tabákových výrobků, jejichž limity jsou stanoveny zákonem o potravinách a prováděcími vyhláškami (Zákon č.110 /1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích) Legislativní výklad jakosti řeší ochranu veřejného zdraví a ochranu spotřebitele z hlediska zdravotní nezávadnosti potravin a požadavky na základní jakostní kritéria. Z hlediska obecná definice jakosti je jakost souhrnem užitných vlastností výrobku, které jsou důležité z hlediska výživy a zdravotní.nezávadnosti. Výrobek má uspokojit stanovené nebo předpokládané funkce a potřeby spotřebitele, a to při nejmenší nabývací ceně. Jakost zahrnuje stránku množstevní (vyšší obsahy významných látek = jakostnější surovina). 29

Do jakosti potravinářských výrobků se promítají všechny články výrobní spotřební vertikály (zemědělská výroba, skladování, průmyslové zpracování, distribuce, obchod a konečný spotřebitel). Jakost potravin zahrnuje: - jakost nutriční, - jakost senzorická (smyslová), - jakost hygienická, - jakost technologická, - jakost krmná, - jakost biologické hodnoty, - jakost tržní (obchodní,čsn). 3.4.3. Hodnocení jakosti potravin Senzorické hodnocení Patří k nejstarším metodám zjišťování jakosti potravin a nápojů. Výsledky nejsou vždy stejné, neboť jsou závislé na schopnostech, vědomostech a citlivosti posuzujícího (Pokorný, 1993). pomocí zraku hodnotíme vzhled potravin: tvar, rozměry, barvu, čistotu, lesk, chuťová zkouška sladkost, kyselost, aromatičnost, pachuť, která je někdy čichem nepostřehnutelná, čichem hodnotíme obsah a přítomnost aromatických látek, stupeň zkažení např.hnití, sluchem při posuzování konzerv poklepáním na plechový obal zjišťujeme bombáž, hmatem ověřujeme konzistenci, drobivost, práškovitost, zrnitost i granulaci (Jarošová, 2001). Analytické hodnocení Zjišťují se kvalitativní ukazatele, které jsou předepsány potravinářskými normami. Jedná se o hodnocení objektivní. Poskytují při užití stejného vzorku a za stejných podmínek vždy shodné výsledky (Pokorný, 1993). 30

fyzikální zkouška zjišťuje hmotnost, objem, hustotu potravin, pevnost obalu, chemický rozbor stanoví celkové složení potraviny i obsah jednotlivých složek (konzervačních činidel, soli, cukru), mikrobiologická zkouška zjistíme přítomnost různých mikroorganizmů (choroboplodných či neškodných), biologická zkouška ověřujeme prostřednictvím pokusů na zvířatech přítomnost škodlivin (Jarošová, 2001). 3.4.4. Fyzikální a chemické požadavky na jakost mléčně kvašené zeleniny Požadavky na jakost mléčně kvašených nápojů podléhají zákonu a jsou uvedeny v příslušné vyhlášce. 1. ph mléčně kysané zeleniny dosahuje hodnoty nejvýše 4,1. 2. Mléčně kvašená (kysaná) zelenina obsahuje nejméně 0,8 % kyseliny mléčné, nejvýše 0,6 těkavých kyselin a nejvýše 1,5 % etanolu. Toto neplatí pro výrobky mléčně kvašené (kysané) sterilované ve spotřebitelském obalu, kde byl použit jiný než původní nálev. 3. Mléčně kvašená (kysaná) zelenina nesmí obsahovat ani povrchový povlak (křís) ani jiný než homogenní nálev (nezvláčkovatělý). 4. Sterilované kysané zelí obsahuje nejvýše 2,2 % soli (vyhláška 157/2003 Sb.). 3.4.5. Činitelé zhoršující jakost ovoce a zeleniny Složitý biochemický charakter ovoce a zeleniny dává předpoklady k velké řadě změn, které vedou často v poměrně krátké době k jejich úplnému znehodnocení. tyto změny jsou v zásadě trojího druhu: mikrobiologické, biochemické a nemikrobiální změny (Němec 1980). 3.4.5.1. Mikrobiologické změny Mikrobiologické změny jsou látkové změny vyvolané plísněmi, kvasinkami a bakteriemi, které vegetují na hlavních výživných složkách ovoce a zeleniny. Působení těchto mikroorganismů se v převážné většině podlí na hlubokém rozkladu surovin i 31

výrobků, pokud s nimi přijdou do styku. Prodloužení jejich uchovatelnosti je tedy závislé na tom, do jaké míry se podaří odstranit z jejich prostředí původce nežádoucích mikrobiálních změn. Ty se projevují zpravidla změnou barvy, chuti, vůně a konzistence ovoce a zeleniny. Posléze dochází k hlubokému rozkladu, spojenému s podstatnou ztrátou živin a s výraznými změnami vnějších vlastností (Němec, 1980). Již během vegetace se dostává na ovoce a zeleninu prostřednictvím hmyzu, prachu i stykem se zemí mnoho mikroorganismů. Typičtí saprofyti se však na povrchu živých a zdravých plodin nemnoží a čekají na příhodné podmínky (přezrálost, sklizeň, onemocnění pletiva aj.). Nekyselá zelenina je lepším hostitelem bakterií než kyselé ovoce, které je naopak příznivějším prostředím pro kvasinky a plísně. Při sklizni se počet mikroorganismů na ovoci a zelenině zvyšuje z mnoha příčin - dotyky rukou a nářadí, poranění plodů, menší odolnost plodů oddělených od mateřské rostliny (Ingr, 1999). Bakterie Bakterie jsou jednobuněčné mikroorganismy, které mají tvar kulovitý, tyčinkovitý nebo spirálovitý. Za normálních okolností se množí dělením. Bakterie jsou aerobní a anaerobní a tvoří nejpočetnější skupinu mikroorganismů. Závažný problém přinášejí sporotvorná klostridia a bacily. Jejich spory obsahují vodu konstitučně vázanou, takže jsou fyziologicky suché, a proto velmi odolné vůči teplotě a jiným vlivům. Jednotlivé rody a druhy bakterií mají rozdílné vztahy k potravinám, jejich složkám a různě reagují na zásahy z prostředí (Ingr, 1999). Kvasinky Kvasinky jsou jednobuněčné organismy a patří do tříd Ascomycetes, Basidomycetes nebo Deuteromycetes. Množí se pučením, ojediněle i dělením. Za nepříznivých podmínek mohou vytvářet spory, ale s mnohem menší odolností než bakterie (Kyzlink, 1958). Kvasinky vyžadují kyselé prostředí a alespoň minimum kyslíku. Jsou náročné na zdroj energie (cukr, jehož druh si často vybírají). Potřebují i amoniakální dusík, některé vitaminy a minerální látky (Drdák, 1989). 32

Plísně Plísně jsou jednobuněčné i více buněčné houby, které z hlediska botanického patří do skupiny pravých hub.vytvářejí nálevkovitá nebo rourkovitá vlákna, tzv. hyfy. Preferují prostředí s převahou sacharidů a s oblastí ph 3-6. Jsou málo odolné vůči záhřevům a přizpůsobivé k nižším teplotám. Plísně jsou vysloveně aerobní, ale nesvědčí jim rychlý pohyb vzduchu. Vytvářejí makroskopicky viditelné porosty, některé plísně vytvářejí velmi toxické zplodiny (mykotoxiny), některé jsou typické specifickým pachem (Ingr, 1999). 3.4.5.2. Biochemické změny Jsou vyvolány chemickými a fyzikálně chemickými pochody probíhajícími v živých objektech a vztahem těchto dějů k projevům fyziologickým, jako je např. růst a stárnutí (Kyzlink, 1958). V konzervárenské technologii mají hlavní význam biochemické pochody, které probíhají v ovoci a zelenině až po jejich oddělení od mateřského organismu. Tím dochází k porušení dosavadní rovnováhy v látkové výměně, která znamená porušení normálního sledu enzymatických reakcí a jejich důsledkem je změna jakosti potravin. Tyto změny postupují s různou rychlostí a projevují se zhoršením vnitřní výživné hodnoty (obsah cukrů a vitaminů) a změnou vnějších vlastností (vzhled, vůně, chuť a konzistence). Stupeň těchto změn lze značně ovlivnit podmínkami skladování (Ingr, 1999). Jako činitelé způsobující biochemické změny ovoce a zeleniny se uplatňují především voda, kyslík, chemická činidla, teplota a světelné záření (Němec, 1987). Voda Je základní podmínkou pro všechny biochemické reakce a její stoupající obsah podporuje biochemické změny. Ovoce a zelenina má vysoký obsah vody 75 95 %. K tomuto obsahu je tedy nutno přihlédnout především při skladování, aby v příliš suchém prostředí nedocházelo k vysušování odpařováním vody z tkání. Naproti tomu u sušších 33

výrobků často dochází k vlhnutí v důsledku vyšší relativní vlhkosti vzduchu, která opět podporuje řadu nežádoucích biochemických změn (Velíšek, 2002). Kyslík Je nezbytným prvkem pro řadu oxidačních a enzymatických změn vitaminů, aromatických, chuťových a barevných látek. Umožňuje činnost aerobních mikroorganismů, podporuje a urychluje stárnutí a přezrávání plodů. V konzervárenských obalech podporuje korozi (Ingr, 1999). Hlavním zdrojem kyslíku je vzduch, který ho obsahuje 21 objemových procent, a plyny rostlinných tkání, kde ho bývá až dvojnásobné množství. Do surovin vniká především při jednotlivých operacích během zpracování, zvláště při dělení, drcení, lisování, pasírování a míchání. Při vlastním konzervování je tedy zásadním úkolem omezit nebo zamezit jeho přístupu do výrobku a co nejrychleji odstranit kyslík uvolněný z tkání (Hořčin, Vietoris, 2007). Chemická činidla Ovlivňují přímo nebo nepřímo jako katalyzátory vlastnosti ovoce a zeleniny a to většinou při jejich dalším skladování. Příznivě lze hodnotit pouze okyselující přísady, organické kyseliny (kyselina octová a citronová), které změnou ph ovlivňují stabilitu ovocných a zeleninových výrobků. Obdobně jsou používány některé organické kyseliny a jejich soli (např. kyselina benzoová a sorbová) k chemické konzervaci výrobků. Nepříznivě se uplatňují především kovy. Ovoce a zelenina se dostává do styku hlavně se železem, cínem, hliníkem, zinkem, mědí a olovem. Kovy již v nepatrných dávkách katalyzují některé oxidační pochody, odbourávají vitamin C a způsobují nežádoucí změny barev, chuti a vůně. Jako stopové prvky jsou nezbytné pro správný metabolizmus člověka. Ve větších množstvích působí nepříznivě a některé kovy, především měď, olovo a zinek, mohou v lidském organismu způsobovat otravy. Výše obsahu kovů v potravinách je stanovena normou (Drdák, 1989). 34

Teplota Především dlouhotrvající a relativně vysoká teplota zrychluje většinu chemických, biochemických a fyzikálně chemických pochodů a má za následek zhoršení vůně, chuti, barvy a konzistence plodů. Obdobně se nepříznivě projevuje i působení nízkých teplot. I krátkodobý pokles teplot pod bod mrazu se projeví narušením rostlinného pletiva a buněk, které vede po rozmrznutí obvykle k velmi rychlé zkáze ovoce i zeleniny (Kyzlink, 1958) Světelné záření Světlo je známým činitelem nejrůznějších oxidačních procesů vedoucích k vnějším změnám hmoty a k nutričním ztrátám Proti účinkům světla a škodlivých záření se bráníme hlavně ukládáním potravin v neprůhledných a neprůsvitných obalech, nebo je alespoň balíme do obalů ( zbarvené sklo), které pohlcují paprsky zvláště škodlivých vlnových délek. Velmi účinnou ochranou proti světlu je ukládání surovin, polotovarů a hotových výrobků v temných skladech (Němec, 1980) 3.4.5.3. Nemikrobiální změny Jsou to změny způsobené mechanickým poškozením a některými fyzikálně chemickými procesy. Mechanické poškození narušuje především biochemickou rovnováhu plodů, a to tím, že ji přímo či nepřímo přerušuje, a urychluje tak kažení. U ovoce a zeleniny dochází k poškození během sklizně, požerky a poškození hmyzem (Kyzlink, 1958). Zhoršují tržní a senzorickou hodnotu potravin, urychlují biochemické změny a jsou vstupní bránou mikroorganismů, které vedou ke zkáze potravin (Drdák, 1989). 35

3.4.6. Jakost nápojů Jakost nápojů je soubor senzorických, nutričních, hygienických a obchodních faktorů, které jsou typické pro skupinu nápojů nebo pro jednotlivý nápoj (Hořčin, Vietoris, 2007) Tržní jakost ovocných a zeleninových nápojů se posuzuje jen ve vybraných znacích podle jakostních norem. Pro podrobné hodnocení jakosti slouží kritéria, kterými jsou znaky chemické (redukující a veškeré cukry, pektiny, bílkoviny rozpustná sušina, titrovatelné a těkavé kyseliny, ph, alkohol, polyfenoly, vitaminy, minerální látky, aditivní látky, kontaminanty), fyzikální znaky (barevnost, hustota, konzistence, stabilita, sedimentace), mikrobiologické znaky (celkový počet mikroorganismů, patogeny, sporotvorné mikroorganismy) a senzorické znaky (barva, chuť, vůně, vzhled, textura) (Jarošová, 2001). 3.4.6.1. Smyslové chyby a nedostatky nápojů V minulosti byly smyslové změny častější, dnes se díky všeobecnému pokroku v hygieně, sanitaci a technologii výroby vyskytují zřídka, ale přesto vznikají, především v menších výrobních podnicích. Zákaly čirých nápojů signalizují přemnožení mikroflóry (např. začátek kvašení) nebo uvolnění kovových iontů. Z nedostatečně přefiltrovaného nápoje se může uvolnit částice kalu kompaktnějších útvarů a stoupat v obalech se vzduchem vzhůru. Pokud tyto částice neunáší vzduch, ale CO 2, díky netěsnosti uzávěru, vytvářejí se olejové kroužky. Chuťové chyby vznikají nedodržením receptury. Nápoje mají potom nízký obsah CO 2, nízký obsah cukrů nebo nízký obsah jiných základních a přídavných látek. Nápoje mají potom nevýraznou a mdlou chuť Pokud jsou na výrobu nápojů používané zastaralá zařízení, může dostat nápoj kovovou pachuť. Když se z těchto zařízení dostane do nápoje olej, vzniká příchuť po oleji nebo tuku. 36

Chlorované vody se musí odchlorovat, jinak může dostat nápoj příchuť po chlorfenolech. Oxidací aromatických a jiných složek mohou vznikat i jiné nepříjemné chutě např. po melase (Hořčin, Vietoris, 2007). 3.5. Nealkoholické nápoje 3.5.1.Definice nealkoholických nápojů Nealkoholický nápoj obsahuje nejvíce 0,5 objemových procent ethanolu při 20 o C. Jsou vyrobeny především z pitné vody, pramenité vody, přírodní minerální vody nebo kojenecké vody, ovocné, zeleninové, rostlinné nebo živočišné suroviny, přírodních sladidel, náhradních sladidel, medu a dalších látek. Někdy může být sycený oxidem uhličitým. Ovocnou nebo zeleninovou šťávou je zkvasitelný, ale nezkvašený výrobek získaný z přiměřeně zralého a zdravého, čerstvého nebo chlazeného ovoce nebo zeleniny, a to jednoho nebo více druhů, s charakteristickou barvou, vůní a chutí, které jsou typické pro šťávu pocházející z příslušného ovoce nebo zeleniny. Nektar je nezkvašený, ale zkvasitelný výrobek získaný přídavkem pitné vody a popřípadě též přírodních sladidel, sladidel, medu, nebo jejich směsi k ovocné nebo zeleninové šťávě, ovocné nebo zeleninové šťávě z koncentrátu, koncentrované ovocné nebo zeleninové šťávě, sušené ovocné nebo zeleninové šťávě, k ovocné dřeni nebo ke směsi těchto výrobků. Ovocný nebo zeleninový nápoj je ochucený nealkoholický nápoj, vyrobený z ovocných nebo zeleninových šťáv nebo jejich koncentrátů a surovin. Limonáda je ochucený nealkoholický nápoj vyrobený z pitné vody, sirupu nebo koncentrátů, velmi často sycený oxidem uhličitým. Minerální voda ochucená je ochucený nealkoholický nápoj vyrobený z přírodní minerální vody, nápojových koncentrátů, nebo surovin k jejich přípravě, zpravidla s původním obsahem oxidu uhličitého. 37

Pitná voda ochucená je ochucený nealkoholický nápoj vyrobený z pitné vody, obsahující pouze přídavek látek určených k aromatizaci, popřípadě též obohacený potravním doplňkem, zpravidla sycený oxidem uhličitým. Pramenitá voda ochucená je ochucený nealkoholický nápoj vyrobený z pramenité vody, nápojových koncentrátů, nebo surovin k jejich přípravě, zpravidla sycený oxidem uhličitým. Sodová voda je sycený nápoj vyrobený z pitné vody a oxidu uhličitého v množství nejméně 4g/l. Koncentrátem k přípravě nealkoholických nápojů je výrobek obsahující, po úpravě naředěním ke konečné spotřebě ve výrobcem doporučeném poměru, nejvýše 0,5 % objemových ethanolu (měřeno při teplotě 20 C) a suroviny. Nápojovým koncentrátem je zahuštěná směs jednotlivých surovin používaných k výrobě nealkoholických nápojů, určená k přípravě nápojů ředěním. Sirup je kapalina vyrobená z ovocné nebo zeleninové šťávy, nebo z přírodních či syntetických aromatických látek, nebo z rostlinných výtažků, sladěný přírodními sladidly, náhradními sladidly nebo medem. Nízkoenergetický nápojový koncentrát je nápojový koncentrát obsahující sladidla a vykazující po úpravě naředěním ke konečné spotřebě ve výrobcem doporučeném poměru snížení využitelné energie nejméně o jednu třetinu oproti nápoji, v němž nebyla sladidla použita. Nápoj v prášku je směs jednotlivých surovin uvedených ve formě prášku, granulí nebo komprimátů, určená k přípravě nealkoholických nápojů rozpuštěním. Sušená ovocná nebo zeleninová šťáva je výrobek získaný z ovocné nebo zeleninové šťávy jednoho nebo více druhů ovoce nebo zeleniny fyzikálním odstraněním téměř veškerého obsahu vody (Vyhláška č. 335/1997 Sb.). 38

Tabulka 5 Členění nealkoholických nápojů a koncentrátů k přípravě nealkoholických nápojů na skupiny a podskupiny a požadavky na jejich jakost Členění Smyslové požadavky Druh Skupina Podskupina Vzhled Chuť a vůně Nealkoholický nápoj Koncentrát k přípravě nealkoholických nápojů Ovocná nebo zeleninová šťáva nektar nealkoholick ý nápoj ochucený sodová voda ovocný nebo zeleninový koncentrát nápojový koncentrát sušená ovocná nebo zeleninová šťáva". ovocný nebo zeleninová nápoj limonáda minerální voda ochucená pitná voda ochucená pramenitá voda ochucená sirup Nízkoenerget ický nápojový koncentrát nápoj v prášku Čirý až kalný, případně s obsahem protlaku, dřeně nebo kousků ovoce nebo zeleniny, bez cizích příměsí čirý až kalný, případně s obsahem protlaku, dřeně nebo kousků ovoce nebo zeleniny, bez cizích příměsí čirý až kalný, případně s mírným sedimentem, bez cizích příměsí čirý až jiskrný bez sedimentu a cizích příměsí opalizující až kalný se sedimentem, bez cizích příměsí čirý až kalný, případně s mírným sedimentem, bez cizích příměsí prášek, granule nebo tablety, bez cizích příměsí bez cizích příměsí a pachů Odpovídaj ící použitým složkám bez cizích příchutí a pachů čistá bez cizích příchutí a pachů odpovídaj ící použitým složkám bez cizích příchutí a pachů 39

3.5.2. Význam nealkoholických nápojů ve výživě člověka Nápoje slouží především k odstranění pocitu žízně neboli k vyrovnání ztrátové bilance vody v našem organismu, ale také k celkovému osvěžení. Jsou k tomu vhodné zejména nápoje z ovoce a zeleniny (Kott, 1986). Spotřeba nealkoholických nápojů v České republice má i přes sezónní výkyvy v poptávce stále rostoucí trend. Domácí spotřebitelé jsou s průměrnými 266 litry na hlavu, včetně balených vod a minerálek, na předním místě v Evropě. Mladší lidé dávají většinou přednost osvěžujícím syceným nápojům, starší lidé naopak preferují nesycené funkční nápoje, které v nich vyvolávají pocit, že udělali něco pro své zdraví. Hlavním problémem je velká spotřeba ochucených nealkoholických nápojů u mladších dětí, která je pro ně většinou hlavním zdrojem energie a přispívá ke vzniku dětské obezity. Konzumace přeslazených nápojů potom dodává větší energii, než je energie ze samotné stravy. V Evropě v tom vyniká právě Česká republika (Hořčin, Vietoris, 2007). Podle analýzy provedené Státním veterinárním ústavem v Praze jsou nevhodné ke každodenní konzumaci i některé ovocné a zeleninové nápoje přímo určené pro děti. Jako nejsladší byl hodnocen oblíbený nápoj Kubík. Má sice největší podíl ovoce, ale také největší množství cukru. S jednou lahvičkou do sebe dítě dostane 80 % z dávky cukru, kterou by mělo přijmout za celý den. Vhodnou alternativou jsou domácí přípravy ovocných a zeleninových šťáv. Můžeme si je snadno připravit z úrod našich zahrádek, které nám každoročně poskytují dostatek základních surovin pro nápoje nejrůznějších druhů. Vyskytují se v nepřeberné škále všech možných chutí, vůní, barev a hlavně vitaminů a minerálních látek, které jsou potřebné pro naše zdraví. Mají-li být tyto vzácné hodnoty v nápojích zachovány, pak jsou to právě domácí způsoby výroby, kterými toho lze dosáhnout (Kott, 1986). 40

4. Materiál a metody zpracování 4.1. Přehled sortimentu mléčně kvašených zeleninových nápojů V rámci bakalářské práce byla provedena analýza trhu se zaměřením na dostupnost mléčně kvašených zeleninových nápojů v České republice. Podle průzkumu bylo zjištěno, že takto upravené nápoje se nacházejí především ve speciálních prodejnách zaměřených na prodej biovýrobku. Biošťávy jsou dostupné i na internetových stránkách. V nespecializovaných prodejnách se s nimi prakticky nesetkáme. V České republice jsou pouze věcí importu, protože zde není podnik zaměřený na jejich výrobu. Obr. 8 Jacoby zeleninová šťáva Složení: směs rajčat, mrkve, červené řepy, celeru, okurek, kysaného zelí, cibule a fenyklu, koření a mořské soli Země původu : Německo 41

Obr. 9 Voelkel Zeleninová šťáva 700 ml Složení : mrkvová šťáva (59 %), šťáva z červené řepy 30 % celerová šťáva 10 %, citrónová šťáva, šťáva z tropické třešně Země původu : Německo Obr. 10 Beutelsbacher Zeleninový koktejl zkvašený 700 ml Složení : šťáva z červené řepy, mrkvová šťáva, celerová šťáva, šťáva z ředkve, šťáva z tropické třešně Země původu: Německo 42

Obr. 11 Voelkel Šťáva z kysaného zelí 700 ml Složení : Šťáva z kyselého zelí BIO (99,4 %), mořská sůl Země původu : Německo 43