Technická 5, 166 28 Praha 6 Dejvice IČO: 60461373, DIČ: CZ60461373, bankovní spojení: ČSOB, č.účtu: 130197294/0300. 324/4 IDENTIFIKACE FALŠOVÁNÍ VÝROBKŮ Z OVOCE A ZELENINY Teoretická část Autenticita potravin, odhalení falšovaných potravin a ochrana zájmů spotřebitele je předmětem rostoucího zájmu široké veřejnosti, nevládních organizací, profesních sdružení, mezinárodních obchodních partnerů a obchodních organizací. Z dosavadních poznatků ve světě vyplývá, že četnost falšování potravin je přímo úměrná podmínkám prostředí, zejména ochranným opatřením organizovaným státem či jinými nestátními mechanismy. Národní i evropská legislativa, týkající se ochrany spotřebitele před falšováním potravin vychází z nařízení ES 178/2002, kterým se stanoví zásady a požadavky potravinového práva. Od něho jsou odvozené jednotlivé národní zákony (kodexy) o potravinách a příslušné komoditní nařízení, vyhlášky a další doplňky. Obecně platí, že požadavky na složení, původ, kvalitu, popřípadě referenční metody analýzy hodnocení a jakosti jednotlivých druhů potravin nejsou v legislativě uváděny systematicky. Do hloubky jsou výše uvedené požadavky rozpracované jen u vybraných komodit nebo druhů výrobků v závislosti na tlaku profesních sdružení a obchodních organizací, než z pohledu ochrany koncového spotřebitele. Podle SZPI jsou u nás nejčastěji předmětem falšování: tuky a oleje ovocné a zeleninové šťávy (zejména 100 % džusy) lihoviny (pravé a značkové destiláty, konzumní lihoviny) vína (přibarvování, záměna odrůdy a místa původu) maso a masné výrobky (záměna suroviny - svalové bílkoviny, přídavek sóji), ryby a rybí výrobky mléko a mléčné výrobky (rostlinný tuk, sojové mléko atd.) koření, káva (instantní), čaj med cereálie Ovocné nápoje (a další výrobky z ovoce - džemy, marmelády apod.) Výrobky z ovoce jsou častým předmětem falšování, nejvíce jsou vzhledem k objemům produkce falšovány ovocné šťávy. Hlavní způsoby falšování ovocných šťáv a výrobků z ovoce zahrnují: snížení obsahu ovocného podílu přídavkem cukru (a maskováním přídavky kyselin, úpravou obsahu sledovaných markerů např. přídavky minoritních kyselin, přídavek amoniaku, močoviny apod.) náhrada dražších druhů ovoce levnějšími (přídavky jablek do malin, borůvek, ostružin apod.) u citrusových šťáv - přídavky pulp wash (šťávy získané extrakcí výlisků) ke šťávě z prvního lisování, nebo příprava rekonstituovaného nápoje pouze z koncentrátu pulp wash nebo směsi pulp wash a koncentrátu šťávy vydávání šťávy získané rekonstitucí koncentrátu za šťávu získanou lisováním z ovoce Požadavky na výrobky z ovoce a zeleniny jsou uvedeny v příslušné komoditní vyhlášce (57/2003 Sb.) Podle ní se např. ovocné šťávy rozdělují na: Ovocná či zeleninová šťáva: obsah ovoce (zeleniny) 100% Nektar: obsah ovoce (zeleniny) méně než 100% ale více než 25-50% podle druhu ovoce/zeleniny (pomerančový nektar min. 50%) 1
Ovocný nebo zeleninový nápoj: obsah ovocné či zeleninové složky činí nejméně jednu čtvrtinu hmotnostního podílu stanoveného pro nektary (pomerančový nápoj min. 12,5%) Možnosti falšování a metodika detekce Mezi hlavní příklady falšování patří snížení obsahu ovocného podílu naředěním, přídavek cukru a dalších levnějších surovin (přídavek levnějšího koncentrátu jiného druhu, přídavek pulp wash extrakt vyrobený z výlisků, tzv. druhák). Extrémním příkladem je pak sofistikovaný postup falšování tzv. chemický mix, maskující například použití méně kvalitního koncentrátu anebo výrazně nižší ovocný podíl, který spočívá v přídavku silice, beta-karotenu, přislazení např. invertním sirupem a úpravu obsahu kationů přídavkem síranu draselného. Nejběžnější postup identifikace falšování u ovocných šťáv, nektarů a nápojů vychází z analýzy vybraných kritérií, chemických markerů, jejichž hodnoty se porovnávají s existujícími databázemi, např. v AFNOR Standards (Association Francaise de Normalisation), nebo AIJN Code of Practice evropské Asociace výrobců šťáv a nektarů. Autentický produkt musí vyhovovat ve všech nebo většině sledovaných parametrů s ohledem na sezónní a regionální rozdíly. Dalším přístupem může být podezření na určitý způsob falšování (např. přídavek cukru, záměna druhu apod.) a volba takových postupy a metodik, které tuto hypotézu potvrdí. Jiným hlediskem může být také volba použitého postupu (metody jsou sumární i selektivní) a možnosti detekce falšování určitou konkrétní metodou. AIJN Code of Practice Požadavky na kvalitu a chemické a fyzikální složení vybraných ovocných a zeleninových šťáv jsou zahrnuty v AIJN Code of Practice. AIJN (Association of the Industry of Juices and Nectars from Fruits and Vegetables of the European Union = Asociace výrobců šťáv a nektarů při EU) reprezentuje zájmy průmyslu ovocných šťáv v zemích Evropské Unie již více než 40 let. Hlavními členy této organizace jsou národní asociace ovocných šťáv ze 13 zemí EU. AIJN má také další členy v zemích střední a východní Evropy, které se nedávno staly anebo v brzké době stanou členy EU a dále mezi dodavateli surovin. AIJN si klade za cíl: propagovat výrobu ovocných šťáv v kontaktu s oficiálními institucemi a relevantními organizacemi, podporovat evropské instituce ve všech aspektech politiky a legislativy ovlivňující výrobu, marketing, prodej a obchod s ovocnými šťávami v rámci EU, zajišťovat nástroje k udržení octivé soutěže a důvěry spotřebitele v dobrý a zdravý image ovocných a zeleninových šťáv a nektarů V 90. letech 20. století bylo zřejmé, že průmysl ovocných šťáv potřebuje definovat určité standardy s cílem ochránit spotřebitele a bojovat proti nekalé soutěži. To bylo možné pouze ustanovením minimálních podmínek a rovnocenného základu pro posouzení bezpečnosti, kvality a autenticity ovocných šťáv v různých zemích. Takto vznikl kodex nazvaný AIJN Code of Practice, který v současnosti zahrnuje 19 referenčních směrnic pro jednotlivé druhy ovoce. Tyto směrnice byly vytvořeny a schváleny AIJN a jsou neustále inovovány na základě nejnovějších analytických poznatků a doložených relevantních údajů o složení vstupních surovin. Každá směrnice obsahuje tzv. absolutní požadavky na kvalitu, označované A parametry, které musí splnit každý výrobek, patří sem minimální požadavky na hustotu a refrakci a hygienické a bezpečnostní limity (obsah alkoholu, těžkých kovů, hydroxymethylfurfuralu, patulinu apod.). Parametry B jsou doporučená kriteria pro hodnocení kvality a autenticity výrobků vyjádřená buď formou koncentračních rozsahů, nebo minimální popř. maximální akceptovatelnou hodnotou spolu s doplňujícími informacemi (zahrnujícími často nejobvyklejší hodnoty markerů, případné možné odchylky apod.).
Požadavky na kvalitu a chemické a fyzikální složení pro vybrané ovocné šťávy vyrobené z koncentrátu podle Code of Practice AIJN marker jednotky pomerančový džus z koncentrátu Refraktometrická sušina Brix min. 11,2 Relativní hustota g/cm 3 min. 1,045 Titrační kyselost při ph 8.1 g/l 5,8 15,4 Formolové číslo ml 0,1 M 15-26 NaOH/100ml Fosfor mg/l 115-210 Popel g/l 2,8 5,0 Kyselina citrónová g/l 6,3 17 Kyselina D-isocitrónová mg/l max. 130 Kyselina L-jablečná g/l 0,8 3,0 Draslík mg/l 1300 2500 Glukosa g/l 20 50 Fruktosa g/l 20-50 Glukosa: fruktosa - max. 1 Sacharosa g/l 10-50 Metody detekce falšování Pro detekci falšování ovocných šťáv a výrobků byla vyvinuta řada postupů a metod. Pro stanovení markerů autenticity, uvedených např. v AIJN Code of Practice se používají především klasické fyzikálně chemické postupy (titrace, gravimetrie, spektrometrie), chromatografické a elektroforetické metody (HPLC, superkritická fluidní chromatografie, kapilární elektroforesa, plynová chromatografie), NIR spektrometrie, kryoskopie a enzymové metody. Nejvýznamnějšími markery, kterými lze odhalit pravost ovocných šťáv jsou: refraktometrická sušina, hustota, kyseliny (jablečná, citrónová), cukry, formolové číslo, popel, fosfor, draslík, hořčík, sodík, vápník, prolin. Markery typické pro určitý druh (druhy) ovoce jsou: sorbitol (např. jablka, hrušky, meruňky), kyselina isocitrónová (např. jahody, pomeranče, meruňky), floridzin (jablka), kyselina vinná (vinné hrozny), karotenoidy (např. pomeranče, meruňky), naringin (grep), hesperidin (pomeranč, mandarinka), eriocitrin (citrón), kyselina šikimová (např. mango), sacharosa, aminokyseliny, profil anthokyanů. Markery pro detekci maskovacích látek jsou: sacharosa (cukr), poměr glukosa/fruktosa (cukr), profil oligosacharidů (cukr), syntetická barviva, konzervační látky, kyselina fumarová (syntetická kyselina jablečná) atd. Při posuzování pravosti ovocných šťáv stále častěji nachází uplatnění analýza izotopů, respektive jejich poměru. Izotopy se běžně v určitých koncentracích nacházejí v přirozeném prostředí, jejich koncentrace je dána místem, u izotopů kyslíku a vodíku také složením vody využívané při metabolických podchodech, v případě izotopů uhlíku také typem metabolického cyklu. Pomocí metod SNIF-NMR, OSIRA, SCIRA a IRMS je možno získat informace o biologickém či syntetickém původu surovin (identifikace přídavku cukru, naředění šťávy vodou, přídavek organických kyselin), o geoklimatickém prostředí nebo o technologických podmínkách výroby ovocných šťáv.
Experimentální část V rámci této úlohy budou u předložených vzorků stanoveny následující markery: 1) Refraktometrická sušina 2) Formolové číslo 3) Titrační kyselost 4) Obsah fosforu 5) Obsah popela 6) Relativní hustota 7) Vedle výše uvedených parametrů bude provedeno i senzorické posouzení vzorků. 1) STANOVENÍ REFRAKTOMETRICKÉ SUŠINY Obsah refraktometrické sušiny změřte pomocí digitálního refraktometru typu Atago, Type PR 100 a také pomocí Abbeho refraktometru. Výsledky z obou přístrojů porovnejte. Měření provádějte při laboratorní teplotě. Změřené hodnoty musí být korigovány na teplotu podle následující tabulky: Korekční hodnoty obsahu refraktometrické sušiny na teplotu měření 2) STANOVENÍ FORMOLOVÉHO ČÍSLA Formolové číslo vyjadřuje obsah volných aminokyselin. Aminokyseliny se nedají vzhledem k amfoternímu charakteru titrovat přímo. Po zablokování zásadité aminoskupiny formaldehydem za vzniku Schiffovy báze lze titrovat karbonylovou skupinu alkalimetricky. Pracovní postup: 25ml vzorku se napipetuje do kádinky, naředí vodou na 100ml a upraví pomocí NaOH (c=0,25 mol/l) přesně na ph 8,1. Poté se přidá 10ml formaldehydu, který byl předem upraven na ph 8,1 pomocí NaOH (c=0,25 mol/l). Asi po 1 minutě se vzorek titruje opět NaOH (c=0,25 mol/l) zpátky na ph 8,1 a z této spotřeby (V) se vypočte formolové číslo. Formolové číslo = 10 x V [ml 0.1M NaOH/100g ]
3) STANOVENÍ TITRAČNÍ KYSELOSTI A. INDIKÁTOREM em je acidimetrie, tj. neutralizace louhem o známé normalitě za použití vhodného indikátoru, např. lakmusu, fenolftaleinu aj. Volba indikátoru záleží na tom, při jakém ph dochází ke změně barvy a na tom, jakou kyselinu titrujeme. Při titraci slabých kyselin silnou zásadou volíme indikátor s přesmykem barvy při ph číselně vyšším, 6, 8 až 10. Postup Na analytických váhách navážíme 25g zhomogenizovaného vzorku a navážku opláchneme kvantitativně teplou vodou do odměrné baňky na 25 nebo 50ml. Látku zde dobře ve vodě rozptýlíme, ochladíme, doplníme po značku a promícháme (protřepeme). Z roztoku nebo jeho filtrátu pak pipetujeme do titrační baňky 20 nebo 30ml, přidáme několik kapek fenolftaleinu a titrujeme z byrety 0,1N NaOH do prvého růžového zabarvení, které vydrží. Jeden ml 0,1N louhu odpovídá 0,0067g kyseliny jablečné (pro vzorky, kde převládá kyselina jablečná), nebo 0,0064g kyseliny citrónové (pro vzorky z bobulovin), nebo 0,009g kyseliny mléčné. B. POTENCIOMETRICKOU INDIKACÍ Vzorek si titruje na ph-metru roztokem louhu, až do dosažení ph 8,1. Postup ph-metr se nakalibruje na ph 8,1 pomocí pufračních roztoků. Do titrační nádobky navažte, s přesností na čtyři desetinná místa, 25g vzorku, případně zřeďte destilovanou vodou. Titrujte 0,1N roztokem NaOH až k hodnotě ph 8,1. Tento bod ekvivalence je konvenčně užíván jako střední hodnota pro titraci ovocných šťáv a vín. Spotřebu louhu přepočtěte (viz ad A) na ekvivalentní množství převládající kyseliny. Vzhledem k tomu, že většina ovocných materiálů bývá barevná, a proto nevhodná pro použití barevných indikátorů, používá se při rozboru sterilovaných kompotů a zeleniny častěji stanovení B. 4) SPEKTROFOTOMETRICKÉ STANOVENÍ OBSAHU FOSFORU Vzorek se nejprve mineralizuje mokrou cestou (pomocí kyselin HCl příp. H 2 SO 4 ). Přítomný fosfor se převede na kyselinu fosforečnou. Kyselina fosforečná reaguje s molybdenanem amonným za vzniku kyseliny fosfomolybdenové. Kyselina fosfomolybdenová je pomocí kyseliny askorbové redukována na fosfomolybdenovou modř. Proměření probíhá na spektrofotometru při 720nm. Postup (ČSN EN 1135 a ČSN ISO 8649) 25ml analytického vzorku se zpopelní (viz. popel) a získaný bílý popel se rozpustí ve 2 až 3 ml kyseliny chlorovodíkové. Roztok se převede do 50 ml odměrné baňky a doplní po rysku. Z této baňky se odebere potřebný objem analytického vzorku (doporučené objemy: pro pomerančovou šťávu 2 ml, pro jablečnou šťávu 5 ml) do 100 ml odměrné baňky. Roztok se zředí vodou na přibližně 50 ml, přidá se 20 ml kyseliny sírové, 4 ml roztoku heptamolybdenanu amonného a 2 ml roztoku kyseliny L- askorbové. Pro sestrojení kalibrační závislosti se připraví srovnávací roztoky o koncentraci fosforu v rozmezí od 0,1 mg/l do 1,5 mg/l.
5) STANOVENÍ OBSAHU POPELA GRAVIMETRICKY Popelem se rozumí zbytek vzorku získaný dokonalým vypálením organických složek a vody, vyjádřený v g/l. Postup (ČSN EN 1135) Popel se stanovuje vážkově po spálení analytického vzorku v muflové peci při 525 C ± 25 C. Zbytek musí být bílý. Misky s popelem se zváží až po úplném vychladnutí v exsikátoru. Obsah popela se určí z hmotnosti prázdné misky a hmotnosti misky s popelem. 6) STANOVENÍ RELATIVNÍ HUSTOTY PYKNOMETRICKY Stanovení se provádí pomocí pyknometru, tj. nádoby, která má přesně definovaný objem. Přesně definovaného objemu se dosahuje pomocí zabroušené uzavírací zátky pyknometru s průchozí kapilárou, která umožní reprodukovatelné uzavření kapaliny v pyknometru. Hustota je určena z hmotnosti prázdného pyknometru, pyknometru s destilovanou vodou a hmotnosti pyknometru se vzorkem. Výpočet hustoty: mvz m0 mw m0 ; kde m vz hmotnost pyknometru se vzorkem m 0 hmotnost pyknometru (prázdný) m w hmotnost pyknometru s vodou 7) SENZORICKÉ HODNOCENÍ Pro senzorické hodnocení vzorků bude použit trojúhelníkový test. Každý hodnotitel dostane určit ze tří neznámých vzorků jeden odlišný od dalších dvou totožných. Hodnotitelé budou posuzovat barvu, chuť (sladká, kyselá), vůni a celkovou přijatelnost. Každý hodnotitel dostane k dispozici tři řady vzorků. Parametry budou hodnoceny 1 až 10 body (1-špatný, nízká intenzita, 10-vynikající, vysoká intenzita). Výsledky ze senzorické analýzy budou vyjádřeny formou pavučinového grafu. Protokol bude obsahovat: 1) Hlavička: název úlohy, pracoviště (laboratoř), datum měření, datum odevzdání, jména zúčastněných 2) Cíle a principy práce (vlastními slovy) 3) Naměřené hodnoty a přepočítané výsledky formou tabulky 4) Závěr: zhodnocení naměřených výsledků, Code of Practice AIJN, případně další literaturou, posouzení autenticity předložených výrobků