Vliv obalového materiálu na trvanlivost vybraných druhů potravin. Bc. Lucie Šašinková

Vliv obalového materiálu na trvanlivost vybraných druhů potravin

Bc. Lucie Šašinková

Diplomová práce 2014

ABSTRAKT Diplomová práce se zabývá hodnocením vybraných typů obalových folií při balení vybraných druhů potravin. U vyrobených a komerčně dostupných polymerních fólií se sledují jakostní změny potravin v průběhu skladování. Charakterizují se jednotlivé druhy vyrobených obalových materiálů, způsob balení potravin, a hodnocení trvanlivosti. Obalový materiál byl vyroben z LDPE, EVA, EVOH a Surlynu. Byly vyrobeny jak čisté fólie, tak i obohacené o plnivo Cloisite 20A. Připravené fólie byly podrobeny testu na propustnost pro kyslík a byly zkoušeny mechanické vlastnosti (tahové zkoušky). Dále jako obalové materiály slouţily jiţ zmíněné komerčně dodávané fólie. Potraviny byly baleny pomocí prostého balení a balení ve vakuu. Trvanlivost potravin byla pojata experimentem, který měl sledovat míru nárůstu mikroorganismů v jednotlivých baleních potravin v průběhu třináctidenního skladování. Během třinácti dnů byla provedena 4 měření. První den se při balení vzorků prováděl mikrobiologický rozbor potravin a obalů. V následujícím měření v 5., 9. a 13. den se odebíraly jednotlivé vzorky balení potravin. U vzorků potravin byl zjišťován celkový počet mikroorganismů, počet kvasinek a plísní, enterobakterií, klostridií, stafylokoků a bakterií mléčného kvašení (laktobacily, laktokoky a streptokoky). Tato práce porovnává prosté a vakuové balení, a jednotlivé obalové materiály mezi sebou. Cílem je zjistit, který obalový materiál je nejvhodnější pro balení potravin.

Klíčová slova: obaly, plasty, fólie, trvanlivost, sýry, masné výrobky

ABSTRACT The thesis is focused on the evaluation of selected types of packaging films in a relation to a packaging of selected types of food. The thesis operates with manufactured and commercially available polymer films, the monitoring its qualitative changes of food during storage. Particular types of manufactured packaging materials are also characterized in the thesis, the method of food packaging and the evaluation of the food shelf-life. The packaging material was prepared from LDPE, EVA, EVOH and Surlyn. During the analysis pure films were manufactured, also films enriched by the Cloisite 20A additive. The manufactured films were subjected to oxygen permeability test in the addition to the mechanical quality test (tensile testing). Aside from these materials above mentioned commercially supplied films were also used. The food was packed either in normal atmospheric conditions or in vacuum. The shelf-life of selected types of food was tested by monitoring of the growth of microorganisms in particular food packages during thirteen days long storage. Within this period four measurements were conducted. The first day – before packaging of the samples - a microbiological analysis of the processed food and packaging materials was conducted. During the next measurements - at the fifth, ninth and thirteenth day - samples of the food packed in particular films were collected. In the collected samples the total number of microorganisms, the number of yeast cells and molds, enterobacteria, clostridia, staphylococci and lactic acid bacteria (lactobacilli, lactococci and streptococci) was analyzed. This thesis compares normal and vacuum packaging and particular packaging materials with each other. The objective is to discover which material is the most suitable for food packaging. Keywords: packaging material, plastic, films, shelf-life, cheese, meat products

Chtěla bych zde velmi poděkovat doc. Ing. Dagmar Měřínské Ph.D. za odborné vedení, poskytnuté konzultace, cenné rady a připomínky. Také bych chtěla poděkovat Ing. Alici Tesaříkové Svobodové za pomoc při výrobě a měření fólií a za poskytnutí konzultací. Doc. RNDr. Leoně Buňkové Ph.D. bych tímto chtěla poděkovat za poskytnuté konzultace u vyhodnocování potravin. Doc. Ing. Františkovi Buňkovi Ph.D. bych chtěla poděkovat za umoţnění balení potravin a za cenné rady k této práci. Dále bych poděkovala Ing. Barboře Šafaříkové, Bc. Veronice Kučabové, Lence Machálkové a Ing. Ludmile Zálešákové. Ráda bych také poděkovala své rodině a Adamovi Procházkovi za jejich pochopení a podporu při studiu.

Prohlašuji, ţe odevzdaná verze diplomové práce a verze elektronická nahraná do IS/STAG jsou totoţné. Podpis studenta

OBSAH ÚVOD .................................................................................................................................. 13 I

TEORETICKÁ ČÁST ............................................................................................. 14

1

LEGISLATIVA OBALŮ ......................................................................................... 15 1.1

OBECNÉ POŢADAVKY NA OBALY .......................................................................... 15

1.2

ZDRAVOTNÍ POŢADAVKY NA OBALY POTRAVIN .................................................... 15

1.3

PŘEDPISY TÝKAJÍCÍ SE LIKVIDACE OBALOVÉHO ODPADU ...................................... 16

1.4

NORMY................................................................................................................. 16

1.5 OSTATNÍ PŘEDPISY ............................................................................................... 16 1.5.1 Právní předpisy Evropské Unie .................................................................... 16 1.5.2 Poţadavky na obaly ve specifických standardech pro potraviny ................. 17 2 OBALY ...................................................................................................................... 18

3

4

2.1

POJMY .................................................................................................................. 18

2.2

KLASIFIKACE OBALOVÝCH PROSTŘEDKŮ .............................................................. 19

PLASTY .................................................................................................................... 20 3.1

ROZDĚLENÍ PLASTŮ .............................................................................................. 20

3.2

VLASTNOSTI PLASTŮ ............................................................................................ 20

OCHRANNÉ FUNKCE OBALŮ............................................................................ 22 4.1

OCHRANA VÝROBKU PŘED MECHANICKÝMI ČINITELI............................................ 22

4.2 OCHRANA VÝROBKŮ PŘED KLIMATICKÝMI ČINITELI ............................................. 22 4.2.1 Ochrana výrobků před změnami vlhkosti .................................................... 23 4.2.2 Ochrana obalem před oxidačně-redukčními změnami ................................. 23 4.2.3 Ochrana obalem před pronikáním par organických látek ............................. 23 4.2.4 Ochrana obalem před zářením...................................................................... 24 4.2.5 Úloha obalu při teplotních změnách............................................................. 24 4.3 OCHRANA VÝROBKU PŘED BIOLOGICKÝMI ČINITELI ............................................. 24 5

FÓLIE........................................................................................................................ 25 5.1 FÓLIE Z ČISTÝCH POLYMERŮ................................................................................. 25 5.1.1 Polyethylen ................................................................................................... 25 5.1.1.1 Kopolymery etylenu ............................................................................. 25 5.1.2 Polypropylen ................................................................................................ 27 5.1.3 Polyamid....................................................................................................... 27 5.2 FÓLIE Z PLNĚNÝCH POLYMERŮ ............................................................................. 27

6

5.3

POLYMERY Z JINÝCH MONOMERŮ......................................................................... 28

5.4

VÍCEVRSTVÉ FÓLIE ............................................................................................... 29

5.5

BARIÉROVÉ FÓLIE ................................................................................................. 29

TECHNOLOGIE VÝROBY FÓLIÍ ....................................................................... 31

6.1 PŘÍPRAVNÉ PRÁCE ................................................................................................ 31 6.1.1 Míchání ........................................................................................................ 31 6.2 VÝROBA FÓLIÍ ...................................................................................................... 32 6.2.1 Vytlačování na širokoštěrbinové hlavě ........................................................ 32 6.2.2 Lití ................................................................................................................ 33 6.2.3 Vyfukování folií ........................................................................................... 33 7 TRVANLIVOST POTRAVIN ................................................................................ 35 7.1

KATEGORIE POTRAVIN .......................................................................................... 35

7.2 FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ TRVANLIVOST POTRAVIN .................................................. 35 7.2.1 Mikrobiologické změny ............................................................................... 37 7.2.2 Chemické změny .......................................................................................... 37 7.2.3 Fyzikální změny ........................................................................................... 37 7.3 PRODLOUŢENÍ TRVANLIVOSTI POMOCÍ OBALŮ ...................................................... 38 8

CHARAKTERISTIKA VYBRANÝCH POTRAVIN ........................................... 39

8.1 SÝRY .................................................................................................................... 39 8.1.1 Chemické sloţení sýrů ................................................................................. 39 8.1.2 Kontaminující mikroflóra sýrů ..................................................................... 40 8.1.3 Výroba sýrů .................................................................................................. 41 8.1.3.1 Ošetření mléka ..................................................................................... 42 8.1.3.2 Přídavek zákysových kultur ................................................................. 42 8.1.3.3 Koagulace mléka .................................................................................. 43 8.1.3.4 Zpracování sraţeniny ........................................................................... 44 8.1.3.5 Formování ............................................................................................ 45 8.1.3.6 Solení ................................................................................................... 46 8.1.3.7 Zrání ..................................................................................................... 46 8.1.3.8 Balení ................................................................................................... 47 8.2 MASNÉ VÝROBKY ................................................................................................. 47 8.2.1 Chemické sloţení ......................................................................................... 47 8.2.2 Kontaminující mikroflóra masných výrobků ............................................... 48 8.2.3 Výroba masných výrobků ............................................................................. 49 8.2.3.1 Struktura masných výrobků ................................................................. 49 8.2.3.2 Suroviny a přídatné látky ..................................................................... 50 8.2.3.3 Solení ................................................................................................... 50 8.2.3.4 Mělnění a míchání ............................................................................... 51 8.2.3.5 Naráţení a tvarování ............................................................................ 51 8.2.3.6 Uzení .................................................................................................... 51 8.2.3.7 Sušení ................................................................................................... 52 8.2.3.8 Tepelné opracování .............................................................................. 52 8.2.3.9 Fermentace ........................................................................................... 53 8.2.3.10 Balení .................................................................................................. 53 II PRAKTICKÁ ČÁST ................................................................................................ 54 9

POUŽITÉ MATERIÁLY A PŘÍPRAVA VZORKŮ ............................................ 55 9.1 POUŢITÉ MATERIÁLY ............................................................................................ 55 9.1.1 Pouţité plnivo............................................................................................... 55

9.1.2 Pouţité kompatibilizátory ............................................................................ 55 9.1.3 Příprava předsměsi - MASTERBATCH ...................................................... 55 9.1.4 Příprava směsí .............................................................................................. 56 9.2 PŘÍPRAVA VZORKŮ ............................................................................................... 56 9.2.1 Míchání a homogenizace .............................................................................. 56 9.2.2 Lisování ........................................................................................................ 58 9.2.3 Vytlačování .................................................................................................. 59 9.3 BALENÍ POTRAVIN ................................................................................................ 60 9.3.1 Fólie.............................................................................................................. 60 9.3.2 Příprava potravin .......................................................................................... 60 9.3.3 Příprava obalů .............................................................................................. 61 9.3.4 Vlastní balení potravin ................................................................................. 61 9.3.5 Přehled zabalených vzorků ........................................................................... 62 10 EXPERIMENTÁLNÍ METODY A POSTUPY .................................................... 63 10.1

TAHOVÉ ZKOUŠKY................................................................................................ 63

10.2

ZKOUŠKY PLYNOPROPUSTNOSTI ........................................................................... 64

10.3 MIKROBIOLOGICKÝ ROZBOR................................................................................. 65 10.3.1 Příprava půd a fyziologického roztoku ........................................................ 65 10.3.1.1 Plate Count Agar ................................................................................. 65 10.3.1.2 ENDO Agar ......................................................................................... 66 10.3.1.3 Baird Parker Agar................................................................................ 66 10.3.1.4 M17 Agar ............................................................................................ 67 10.3.1.5 Lactobacillus MRS Broth .................................................................... 67 10.3.1.6 Reinforced Clostridial Broth (RC Broth) ............................................ 68 10.3.1.7 Fyziologický roztok ............................................................................. 69 10.3.2 Mikrobiologický rozbor potravin ................................................................. 69 10.3.2.1 Odběr vzorku a ředění ......................................................................... 69 10.3.2.2 Stanovení mikroorganismů ................................................................. 69 10.3.2.3 Kultivace ............................................................................................. 69 10.3.2.4 Skupiny zjišťovaných mikroorganismů .............................................. 70 10.3.3 Mikrobiologický rozbor obalů...................................................................... 70 10.3.3.1 Odběr vzorku ....................................................................................... 70 10.3.3.2 Kultivace ............................................................................................. 71 10.3.4 Stanovení CFU ............................................................................................. 71 11 VÝSLEDKY A DISKUZE ....................................................................................... 72 11.1 TAHOVÉ ZKOUŠKY................................................................................................ 72 11.1.1 Tahové zkoušky desek.................................................................................. 72 11.1.2 Tahové zkoušky fólií .................................................................................... 74 11.2 ZKOUŠKY PLYNOPROPUSTNOSTI ........................................................................... 77 11.3 MIKROBIOLOGICKÝ ROZBOR................................................................................. 79 11.3.1 Mikrobiologický rozbor - sýr ....................................................................... 79 11.3.2 Mikrobiologický rozbor - masný výrobek .................................................... 84 11.3.3 Mikrobiologický rozbor - obaly ................................................................... 89

11.4

POROVNÁNÍ VÝSLEDKŮ ........................................................................................ 89

ZÁVĚR ............................................................................................................................... 91 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY .............................................................................. 93 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK ................................................... 100 SEZNAM OBRÁZKŮ ..................................................................................................... 103 SEZNAM TABULEK ...................................................................................................... 104

UTB ve Zlíně, Fakulta technologická

13

ÚVOD Spotřebitelé očekávají, ţe potraviny, které kupují, budou mít odpovídající jakost a kvalitu. Správným výběrem kvalitních surovin, dodrţováním hygienických podmínek při zpracování, vhodným balením, distribucí a skladováním můţe být zabezpečena nejvyšší jakost produktu po určenou dobu. Obaly jsou všude kolem nás a bez nich bychom si těţko mohli představit normální ţivot. Obal poskytuje potravině ochranu před jejím znehodnocením. Chrání potravinu před fyzikálními, chemickými a biologickými vlivy, a snaţí se prodlouţit trvanlivost potravin. Umoţňuje snadnější manipulaci s výrobkem, jeho přepravu a skladování. Uţ v minulosti se lidé snaţili uchovávat potraviny. Potraviny balili do lopuchového listu, vydlabané zeleniny a dřeva. Postupem času byly vyvinuty různé obalové materiály, přes papír, lepenku, kov, dřevo aţ po polymerní fólie. S postupným zdokonalováním obalového materiálu se nyní dostává obalový materiál aţ k obalům z tzv. inteligentních polymerů, kdy k výše vyjmenovaným poţadavkům na obal přibyly další speciální funkce a obal se tedy začíná připravovat tzv. na míru – podle poţadavků zákazníka. Jedním takovým příkladem je typ obalové polymerní folie, která se změnou obsahu atmosféry uvnitř balíčku mění svou barvu a tím indikuje nebezpečí zkaţení či vypršení doby trvanlivosti. S novými moţnostmi technologií a vlastností polymerů stoupá poţadavek na speciální vlastnosti a případně speciální sloţení obalové folie, na coţ se v prvním pohledu zaměřuje i předkládaná diplomová práce.


I. TEORETICKÁ ČÁST

14


1

15

LEGISLATIVA OBALŮ

Nařízení a předpisy vztahující se k problematice balení potravin je moţné rozdělit do následujících skupin:  obecné poţadavky na obaly potravin,  zdravotní poţadavky na obaly potravin,  předpisy týkající se likvidace obalového odpadu,  technická normalizace,  ostatní předpisy [1].

1.1 Obecné požadavky na obaly Zákon č. 110/1997 Sb. o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů ukládá obecné poţadavky na balení a označování potravin. Základní povinnosti výrobců potravin jsou zmiňovány v § 5 – Balení potravin. Je zde uvedeno, ţe kdo uvádí potraviny do oběhu, musím zajistit patřičnou konstrukci obalu, aby nemohlo dojít ke znehodnocení potraviny bez otevření nebo poškození obalu. V § 6 Označování potravin jsou uvedeny povinné údaje, které musí být na obalech potravin vyznačeny [1].

1.2 Zdravotní požadavky na obaly potravin Zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů ukládá výrobcům nebo dovozcům obalových prostředků vydat prohlášení, ţe výrobek vyhovuje příslušným hygienickým předpisům. Hlavními prováděcími předpisy specifikujícími poţadavky na základní typy materiálů přicházejícími do kontaktu s potravinami nebo pitnou vodou, tj. obalovými materiály, ale i součástmi potravinářských strojů a zařízení, atd., jsou - vyhláška Ministerstva zdravotnictví ČR č. 37/2001 Sb., o hygienických poţadavcích na výrobky přicházející do přímého styku s vodou a na úpravu vody


16

- vyhláška Ministerstva zdravotnictví ČR č. 38/2001 Sb., o hygienických poţadavcích na výrobky určené pro styk s potravinami a pokrmy, novelizovaná vyhláškou 186/2003 Sb. [1].

1.3 Předpisy týkající se likvidace obalového odpadu Zákon č. 477/2001 Sb., o obalech a o změně některých zákonů se týká likvidace obalového odpadu. Účelem tohoto zákona je chránit ţivotní prostředí předcházením vzniku odpadů z obalů. Tento zákon stanoví práva a povinnosti podnikajících fyzických a právnických osob a působnost správních úřadů při nakládání s obaly a uváděním obalů a balených výrobků na trh nebo do oběhu. Jsou zde uvedeny definice týkající se obalů [2]. Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů upravuje pravidla pro předcházení vzniků odpadů a pro nakládání s nimi při dodrţování ochrany ţivotního prostředí, ochrany lidského zdraví a trvale udrţitelného rozvoje a při omezování nepříznivých dopadů vyuţívání přírodních zdrojů a zlepšování účinnosti tohoto vyuţívání [3].

1.4 Normy ČSN řady 77 se zabývají obaly, obalovými materiály, metodami zkoušení. Přehled vybraných ČSN norem:  ČSN 77 0000 Obaly - Základní termíny  ČSN 77 0001 Obalová technika. Terminologie  ČSN 77 0002 Balící stroje. Terminologie  ČSN 77 0003 Obaly - Obaly a ţivotní prostředí - Terminologie  ČSN 77 0004 Obaly - Terminologie - Základní termíny a definice  ČSN 77 0020 Balení. Všeobecné poţadavky na obaly [4]

1.5 Ostatní předpisy 1.5.1 Právní předpisy Evropské Unie Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 187/2002 se vztahuje na všechny fáze výroby, zpracování a distribuce potravin a krmiv. Z tohoto nařízení vyplývá, ţe obalové materiály potravin nesmí uvádět spotřebitele v omyl [5].


17

Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1935/2004 spočívá v tom, ţe jakýkoliv materiál nebo předmět, který je určen pro přímý nebo nepřímý styk s potravinami, musí být dostatečně stabilní, aby se zabránilo přechodu látek do potraviny v mnoţstvích, která by mohla ohrozit lidské zdraví nebo způsobit nepřijatelnou změnu ve sloţení potravin nebo zhoršení jejich organoleptických vlastností [6]. Nařízení Komise (EU) č. 10/2011 stanovuje zvláštní poţadavky pro výrobu a uvádění na trh materiálů a předmětů z plastů, které jsou určené pro styk s potravinami, nebo jsou jiţ ve styku s potravinami nebo u nichţ se dá důvodně předpokládat, ţe přijdou do styku s potravinami [7]. Směrnice Komise 2007/19/ES harmonizuje pravidla pro materiály a předměty z plastů, které jsou určené pro styk s potravinami. Stanovuje seznam látek povolených k výrobě těchto materiálů a předmětů, zejména přísad a monomerů, omezení jejich pouţití, pravidla pro označování a rovněţ údaje, které mají být poskytnuty spotřebiteli nebo provozovateli potravinářského podniku ke správnému pouţívání těchto materiálů a předmětů [8]. 1.5.2 Požadavky na obaly ve specifických standardech pro potraviny IFS Food je GFSI uznávaným standardem pro audit bezpečnosti potravin a kvality procesů a produktů u výrobců potravin. Jsou v něm řešeny obalové materiály, které by mohly mít vliv na výrobky. Tyto obalové materiály musí obsahovat prohlášení o shodě, které musí splňovat aktuální legislativní poţadavky [9,10]. BRC Global Standard zaručuje standardizaci kvality, bezpečnosti a provozní kritéria, a zajišťuje, aby výrobci plnili své zákonné povinnosti a poskytovali ochranu pro konečného spotřebitele. Součástí je celosvětový standard pro obaly a obalové materiály pro potraviny i nepotravinářské vyuţití [11]. FSSC 22000 je vyvinut pro certifikaci bezpečnosti potravin v potravinovém řetězci, které zpracovávají nebo vyrábějí ţivočišné produkty, rostlinné produkty podléhající rychlé zkáze, výrobky s dlouhou trvanlivostí, (jiné) sloţky potravin jako například přídatné látky, vitamíny, bio-kultury a výrobou materiálu pro balení potravin [12].


2

18

OBALY

Obalem je výrobek zhotovený z materiálu jakékoli povahy a určený k pojmutí, ochraně, manipulaci, dodávce, popřípadě prezentaci výrobku nebo výrobků určených spotřebiteli nebo jinému konečnému uţivateli [2]. Obaly plní funkci ochrany výrobku před znehodnocením. Obal je jedním z prostředků, který slouţí k prodlouţení údrţnosti potravin, chrání potraviny před vnějšími mechanickými, chemickými, fyzikálními a biologickými vlivy [1]. Mezi základní funkce obalu patří funkce ochranná, racionalizační a komunikační. Obal je v pravém slova smyslu obalem pouze, pokud plní všechny tyto tři funkce. Balení je neoddělitelnou součástí logistiky, jehoţ pomocí se výrobek stává schopný dopravy a skladování; obaly jsou spojovací článkem mezi výrobou, skladováním a distribucí, mezi plánovaným a skutečným odbytem. Obaly se musí stále konfrontovat se změnami poţadavků při oběhu výrobku a naopak. Kaţdá ze sloţek řetězce od výroby aţ ke spotřebiteli (výroba potravin, výroba obalů, manipulace, přeprava, obchod, spotřeba) má svoje specifické poţadavky na obal a balení vůbec, některé se shodují, některé se zase liší. Základem však na kaţdém stupni tohoto výrobku je, aby obal plnil svoje základní funkce. Zabezpečení základních funkcí obalu se odvozuje z poţadavků, které vyplývají:  z platných předpisů a dohod,  z vlastností výrobku,  z vlivu vnějšího prostředí,  z povahy balícího procesu,  z manipulace, přepravy a skladování,  z odbytu a spotřeby [13].

2.1 Pojmy Obalová technika je souhrn činností, které mají zabezpečit optimálnost obalových funkcí při manipulaci s výrobky a spotřebě. Obalový prostředek je společný název pro obalové materiály, obaly a pomocné obalové prostředky.


19

Mezi obalový materiál patří suroviny, polotovary, hotové výrobky, určené bez další úpravy na výrobu obalů a balení. Pomocný obalový prostředek se pouţívá jen na vymezené účely jako vrstvení výrobků, na jejich utěsnění, upevnění, na spojování jednotlivých částí obalů do jednoho celku, na uzavírání, otevírání obalů apod. Balení je činnost spočívající v přípravě výrobků na přepravu, skladování, odbyt a spotřebu pomocí obalů a obalových materiálů [13].

2.2 Klasifikace obalových prostředků Obaly se dělí dle funkce na spotřebitelské (sáčky, skládačky, láhve, sklenice, plechovky, tuby, misky), přepravní (bedny, krabice, sudy, pytle, demiţóny, přepravky z plastů), skupinové [1,13]. Obaly se také dělí z hlediska látkového sloţení, které je dáno moţností obecného popisu aplikovatelností obalového materiálu v potravinářské technologii (moţnost přímého kontaktu s potravinou, bariérové vlastnosti, odolnost vůči mechanickému namáhání, odolnost vůči tepelnému namáhání). Z hlediska látkového sloţení se obalové materiály dělí na dřevo, papír a lepenky, tkaniny, kovy, sklo, plasty, poţivatelné potahové látky a obaly [1].


3

20

PLASTY

Plast je umělá hmota nebo také makromolekulární látka sloţená z velkého mnoţství stále se opakujících molekul anebo také syntetické, polosyntetické nebo polymerní látky [14].

3.1 Rozdělení plastů Schematicky lze plasty rozdělit několika způsoby. Podle výchozích surovin pro přípravu plastů se dělí nejčastěji na polosyntetické hmoty a plně syntetické hmoty. Polosyntetické hmoty vznikají chemickou nebo fyzikální přeměnou přírodních polymerů, jako jsou např. hmoty získané přeměnou přírodního kaučuku, celulosy, bílkovin, atd. Plně syntetické hmoty jsou vyráběny syntézou nízkomolekulárních organických sloučenin. Dále se plasty dělí podle typu reakce vzniku na plasty na bázi kondenzačních produktů (např. fenolformaldehydové a aminoaldehydové pryskyřice, polyestery, atd.), plasty na bázi polymeračních produktů (např. polyvinylchlorid, polyakryláty, polyolefiny, polystyren, atd.) a plasty na bázi přírodních produktů (např. celulosa, bílkoviny, bitumen a rostlinné oleje). Plasty lze rozlišovat i podle jejich chování za tepla na plasty teplem tavitelné - termoplasty a plasty teplem tvrditelné - reaktoplasty, resp. duroplasty. Termoplasty působením tepla měknou aţ tají a ochlazením opět tuhnou, přičemţ tento cyklus lze i vícekrát opakovat, aniţ dojde k zásadním změnám jejich vlastností. Reaktoplasty působením tepla tají, ale dalším zahříváním tzv. vytvrzováním přecházejí do netavitelného stavu. Při vytvrzovací teplotě dochází ve hmotě k chemické reakci, a tedy k zásadním změnám vlastností. Dále se polymery mohou nacházet pouze ve stavu kapalném nebo tuhém. Podle pravidelnosti prostorového uspořádání makromolekul v tuhém stavu rozlišujeme stav krystalický vysoce uspořádaný, a sklovitý - neuspořádaný (amorfní) [15].

3.2 Vlastnosti plastů Široké moţnosti uplatnění plastických látek v obalové technice vyplývá z jejich velmi rozmanitých fyzikálních a chemických vlastností.


21

Z mechanických vlastností podmíněných strukturou makromolekuly je důleţitá plastická deformace - plasticita, která umoţňuje zvlášť za vyšších teplot tvarování, vstřikování, vytlačování, odlévání a podobné způsoby zpracování na měkké a pevné obaly. Taky pruţná deformace - elasticita se příznivě projevuje při balení do fólií. V řadě případů se příznivě projevuje i smrštitelnost některých orientovaných plastických fólií působením záhřevu. Z tepelných vlastností plastických látek má v obalové technice mimořádný význam moţnost sváření některých plastických fólií. Nejobvyklejším médiem, které se pouţívá na spojování termoplastů, je teplo. Dobrá chemická odolnost většiny plastů proti agresivním sloţkám potravin případně proti čistícím prostředkům je předurčuje na obaly a nebo pro povlaky. Z fyzikálně-chemických vlastností má pro obalovou techniku prvořadý význam částečná nepropustnost pro plyny a zvlášť fakt, ţe jednotlivé druhy fólií se liší v této vlastnosti, čím je moţné volit pro jednotlivé potraviny a nebo jejich skupiny optimální hodnoty resp. optimální obaly. Zároveň jako je tato vlastnost výhodou, je do určité míry i omezující faktor při jejich pouţití, zvlášť pro dlouhodobé skladování. Z elektrických vlastností plastických látek jsou pro obalovou techniku důleţité hlavně ty, které podmiňují pouţitelnost vysokofrekvenčního dielektrického ohřevu na sváření. Z negativních elektrických vlastností je třeba uvést moţnost tvorby statické elektřiny, která je zapříčiněná nevyváţeností elektronů v atomech materiálů, které jsou vystaveny tření při pouţívání na vysokovýkonných balících strojích [13].


4

22

OCHRANNÉ FUNKCE OBALŮ

Volbou vhodného obalu je moţné chránit většinu výrobků, které ztrácí svoji kvalitu a znehodnocují se stykem s okolím prostředím. Změna potravin je zásadně dvojího typu. První probíhá bez účasti mikrobiální kontaminace. Jedná se o mechanické poškození fyzikálními, biologickými a fyzikálně-chemickými vlivy. Dále změny chemické, následkem oxidace, chuťových, barevných nebo jiných nutričně cenných sloţek potravin a také změny různých druh záření. I kontaminace potravin cizorodými anebo toxickými látkami patři mezi nemikrobiální změny. Druhou změnou jsou mikrobiologické změny, kterým mohou potraviny podléhat, a jsou také velmi různorodé. V této souvislosti přichází do úvahy neţádoucí změny, vyvolané růstem plísní, kvasinek a bakterií na hlavních sloţkách potravin - tuky, sacharidy a bílkoviny. Intenzita těchto mikrobiálních změn můţe být velmi různá [13].

4.1 Ochrana výrobku před mechanickými činiteli Zejména při dopravě a s ní související manipulací, ale i při skladování a skladových manipulacích jsou balené výrobky vystaveny mechanickému namáhání. Specifickým typem mechanického namáhání obalu jsou tlakové změny např. při pasteraci a sterilaci potravin v obalu. Aby obal poskytl maximální ochranu proti nárazu a vibracím, musí především sám tomuto namáhání odolat a dále zajistit, aby se v něm kinetická energie rázu pokud moţno absorbovala. Tomuto napomáhá pouţití fixace. Fixace je tedy způsob, jakým se výrobek ukládá uvnitř obalu, aby se jednak zabránilo vzniku rázu uvnitř obalu, jednak dosáhlo co nejvyšší absorpce kinetické energie rázu. Zpravidla se rozlišují 2 typy fixace, a to fixace pevná a fixace poddajná. U pevné fixace je znemoţněno posouvání výrobku, u fixace poddajné se výrobek můţe pohybovat, ale je zastaven fixačním prostředkem [16].

4.2 Ochrana výrobků před klimatickými činiteli K zásadním činitelům, kteří působí na výrobky a ovlivňují jejich údrţnost prakticky ve všech fázích výroby, patří klimatické vlivy. Podstatou anebo důsledkem klimatického namáhání jsou fyzikální změny, chemické a biochemické reakce, které klimatické činitele vyvolávají, podporují nebo se na nich přímo účastní. Činitelé klimatu mohou působit buď


23

jednotlivě nebo v kombinacích, ve kterých se jejich účinek současně podmiňuje nebo zesiluje [13]. 4.2.1 Ochrana výrobků před změnami vlhkosti Jedním z nejdůleţitějších klimatických činitelů je vlhkost. Změny vlhkosti ohroţují nejrůznějším způsobem širokou škálu výrobků. Zásadním způsobem ovlivňuje vlhkost chemické, enzymové a zejména mikrobiologické děje v potravinách a proto přiměřená schopnost obalu bránit transportu vlhkosti mezi potravinou a okolím je často nezbytným předpokladem zajištění pouţitého konzervačního postupu zaloţeného na sniţování vodní aktivity v potravině [1,13,16]. 4.2.2 Ochrana obalem před oxidačně-redukčními změnami Změny vlhkosti a oxidačně-redukční změny potravin představují základní procesy ovlivňující kvalitu skladovaných potravin, které lze zásadním způsobem ovlivnit bariérovými vlastnostmi pouţitého obalu. Nejdůleţitější chemické změny potravin představují oxidačně-redukční změny. Způsob balení je jedním z důleţitých prostředků jejich regulace. Současná obalová technika vyuţívá k maximálnímu omezení ztrát nutričně a senzoricky významných sloţek potravin v důsledku oxidačních reakcí dvě základní opatření. Jsou jimi: - regulace kontaktu s atmosférickým kyslíkem a - úprava atmosféry uvnitř obalu pasivním i aktivním způsobem [1]. 4.2.3 Ochrana obalem před pronikáním par organických látek Bariérová ochranná funkce obalu ve vztahu k pronikání par různých organických látek je velmi důleţitá funkce především pro zabránění změn chuti a vůně různých potravin, ale i pro balení různých těkavých organických sloučenin. Základní otázkou kladenou při balení aromatických potravin a jiných výrobků, u kterých chceme omezit těkání par organických látek, je tedy propustnost, resp. nepropustnost obalového materiálu pro příslušné organické těkavé sloţky [16].


24

4.2.4 Ochrana obalem před zářením Při balení řady výrobků se můţe bezprostředně uplatit záření. Mezi příznivé, technologicky vyuţitelné účinky patří především sterilační účinky krátkovlnných záření, částečně rentgenového a ultrafialového i korpuskulárního záření. Dobré předpoklady jako obaly ozařovaných výrobků mají plasty při své malé hustotě. Při větších dávkách záření však podléhají změnám, spočívajícím jednak v zesíťování, jednak v degradaci makromolekul. Tyto chemické změny pak vedou i ke změnám fyzikálním, hlavně pokud jde o barvu a mechanickou propustnost, a propustnost pro vodní páru a plyny [16]. 4.2.5 Úloha obalu při teplotních změnách Velmi častým procesem je převod tepla z vnějšího prostředí stěnou obalu do výrobku nebo naopak z výrobku obalem ven. Samovolné vyrovnávání teplot s okolní atmosférou mívá někdy nepříznivé účinky na výrobek. Má se zachovat stabilní nízká teplota pro zmraţené a ochlazené potraviny, a chránit zboţí před krátkodobějšími výkyvy teploty, např. ochranu některých citlivějších druhů zboţí před nemrznutím nebo neţádoucím oteplením při dopravě [16].

4.3 Ochrana výrobku před biologickými činiteli Poškození balených potravin biologickými činiteli se uskutečňuje mikroorganismy, hmyzem a hlodavci. Hlavní příčinnou poškození potravin je kontaminace mikroorganismy, a projevuje se plesnivěním, kvašením a hnilobou o různé intenzitě. Významnou úlohu při ochraně potravin před mikrobiální zkázou má obal. Obal je překáţkou, která odděluje výrobek od vnějšího, na mikrobiální infekci bohatého prostředí, a jednak můţe být obal nositelem mikrobiostaticky nebo mikrobicidně účinných látek, a tím aktivně přispívat ke zneškodnění povrchové mikroflóry [13].


5

25

FÓLIE

Fólie jsou tenkostěnné obaly, které se pouţívají jako pytle nebo jako obal. Fólie jsou menší neţ 0,3 mm v tloušťce, v průměru se pohybují v rozmezí 0,02 - 0,05 mm. Fólie zaujímají 6 % všech balení, 43 % z plastových obalů a 17,5 % všech plastů v toku odpadů [17].

5.1 Fólie z čistých polymerů 5.1.1 Polyethylen

Obrázek 1: Strukturní vzorec polyethylenu [18] Pojmem polyethylen označujeme homopolymery ethylenu a jeho kopolymery s malým obsahem komonomeru. Jejich vlastnosti jsou silně závislé na molekulové hmotnosti, prostorovém uspořádání merů v řetězci makromolekuly a stupni krystalinity. Ty zase závisejí především na způsobu výroby polyethylenu. Všechny vlastnosti lze odvodit od struktury polymeru, a proto je základní kritérium rozvětvení makromolekul. Na jeho základě pak rozlišujeme lineární a rozvětvený typ polyethylenu. Lineární je dnes označován jako typ o vysoké hustotě, rozvětvený naopak jako typ o nízké hustotě. Polyethylen má výbornou odolnost vůči nízkým teplotám, křehne při - 120 °C. Za zvýšených teplot je tvarově stálý, asi do 90 °C. Za normálních podmínek je bílý, ale v tenčí vrstvě je průhledný. Hustota polyethylenu se pohybuje v rozmezí 0,89 - 0,96 g/cm3. Fólie z polyethylenu poskytují dobrou bariéru pro vodní páru, ale jsou propustnější pro plyny. [18,19]. Polyethylen je nejrozšířenějším a nejvhodnějším obalovým materiálem. Fólie z PE se vyuţívají zejména pro balení potravin [19]. 5.1.1.1 Kopolymery etylenu Radikálovou kopolymerací za vysokého tlaku a teplot se vyrábějí kopolymery ethylenu s řadou jiných monomerů [18].


26

Surlyn Kopolymery ethylenu s vinylkarboxylovými kyselinami, např. kyselinou methakrylovou, v nichţ karboxylové skupiny jsou převedeny na soli kovů I. a II. skupiny periodického systému, zavedla na světový trh firma Du Pont pod obchodním názvem Surlyn. Tyto materiály jsou nazývány ionomery, protoţe kombinují kovalentní a iontové vazby v řetězci polymeru. Surlyn je transparentní, houţevnatý, elastický a málo rozpustný materiál, který si zachovává termoplasticitu. Teploty zpracování se pohybují v rozmezí 175 - 290 °C. Má slabé bariérové vlastnosti [18,20]. EVA Ethylen vinylacetát (EVA) se vyrábí kopolymerací ethylenu a vinylacetátu. EVA je převáţně pouţíván pro svou pruţnost, houţevnatost a tepelnou těsnost. EVA je náhodný kopolymer, jehoţ vlastnosti jsou závislé na obsahu vinylacetátu a molekulové hmotnosti. EVA má omezenou tepelnou stabilitu a nízký bod tání, a je třeba zpracovávat při relativně nízkých teplotách. Vinyl-acetát je polární molekula, a díky ní se sniţuje krystalinita, zlepšuje flexibilita, a roste hustota. Dále zlepšuje bariérové vlastnosti, zlepšuje jasnost a má větší pruţnost při nízké teplotě [1,20]. EVOH Ethylen vinyl alkohol se vyrábí řízenou hydrolýzou ethylenvinylacetátového kopolymeru. Hydrolytický proces transformuje vinylacetátovou skupinu vinyl alkohol, analogickým způsobem k výrobě polyvinylalkoholu [20]. Pro obalový materiál je nejdůleţitější charakteristikou EVOH jeho vynikající bariérové vlastnosti pro kyslík a zápach. Obalové struktury s EVOH poskytují vysoké zadrţení chutí, a zabraňují ztrátě kvality spojené s reakcí kyslíku s produktem. EVOH také poskytuje velmi vysokou odolnost vůči olejům a organickým parám. EVOH vykazuje vysokou pevnost, houţevnatost a jasnost. EVOH je jednou z nejpouţívanějších komponent laminovaných bariérových fóliových materiálů [1,20].


27

5.1.2 Polypropylen

Obrázek 2: Strukturní vzorec polypropylenu [18] PP je jedním z nejčastěji pouţívaných termoplastů. PP se vykazuje vynikající chemickou odolností, nízkou hustotou, vysokou pevností v tahu a vyznačuje se snadným zpracováním. Vyrábí adiční polymerací propylenu. Polypropylen má prakticky nepolární strukturu. Vzhledem ke stupni krystalinity dosahujícímu 60 % aţ 75 % je však průhledný. Je méně pro propustný pro plyny a vodní páry. Kromě vyšší teploty měknutí a tím i pouţitelnosti při vyšších teplotách se PP liší od lineárního PE niţší hustotou, menší odolností vůči mrazu, oxidaci a povětrnosti, ale na druhé straně větší pevností, tvrdostí a odolností vůči oděru [18,20,21]. 5.1.3 Polyamid Polyamidy se připravují polykondenzací. Vlastnosti polyamidů vyplývají z chemického sloţení, lineárnosti a symetrie stavby jejich molekul, velikosti a charakteru jejich mezimolekulových přitaţlivých sil a s tím související schopností tvořit krystalinické a orientované oblasti. PA jsou tuhé a pevné, matné, málo průsvitné, bezbarevné aţ naţloutlé plastomery s vynikajícími mechanickými vlastnostmi, a jsou fyziologicky nezávadné. Mají vynikající tepelnou odolnost, snáší teploty aţ do 220 °C. Polyamid má malou propustnost pro plyny a aromatické páry [1,22].

5.2 Fólie z plněných polymerů Nanokompozitní materiál představuje materiál v polymerní oblasti, ve kterém jsou částice plniva v nanorozměrech homogenně dispergované v polymerní matrici. Nanokompozity se skládají ze dvou hlavních sloţek – polymerní matrice a nanoplniva. Nanoplniva můţeme rozdělit na organická a anorganická, podle výskytu na přírodní a syntetická a podle tvaru částic na vláknitá a nevláknitá. Vlastnosti nanokompozitů se odvíjejí jednak od sloţení, ale zároveň od velikosti částic, jejich morfologie a uspořádání [23,24,25].


28

Nanokompozity se pouţívají pro zlepšení stability a bariérových vlastností obalových materiálů a biologicky odbouratelných polymerů. Nanokompozitní fólie mají zlepšené mechanické vlastnosti (tuhost, pevnost nebo pruţnost), jsou odolnější vůči teplotám a vlhkosti, a mají vynikající bariérové vlastnosti proti světlu, kyslíku a dalším plynům [26]. Jako nanokompozitní materiál se pouţívá oxid hlinitý, který dodává vynikající mechanické vlastnosti. Uhličitan vápenatý zlepšuje mechanické vlastnosti, ale také odolnost vůči teplu. Polymerní nanokompozity obsahující nanojíl vykazují dobrou bariéru vůči plynům a UV záření, mají dobré mechanické vlastnosti, jsou tepelně stabilní a biologicky rozloţitelné. Mezi nejvýznamnější jílové minerály patří montmorillonit, který se pouţívá nejčastěji jako nanoplnivo do nanokompozitů typu polymer/jíl. Jiţ 1 - 5 % přídavek nanoplniva zlepšuje mechanické vlastnosti [24,26,27].

5.3 Polymery z jiných monomerů Polymery na bázi „Bio“ mohou být získány z obnovitelných nebo neobnovitelných zdrojů. Jedná se o polymery, které jsou syntetizované za pouţití biologicky rozloţitelných monomerů nebo polymerů produkovaných mikroorganismy. Většina polymerů na ,,Bio“ bázi je také biologicky odbouratelná. Biopolymery jsou slibnou alternativou, k nebiologicky odbouratelným plastům na bázi ropy pouţívaných při balení potravin, vzhledem k tomu, ţe jsou šetrné k ţivotnímu prostředí. Pouţití biologicky odbouratelných polymerů pro balení potravin je dosud omezené, z důvodu špatné mechanické pevnosti, vysoké propustnosti pro plyny a především vodní páru [26,28,29]. Nejvýznamnější rozloţitelný plast je kyselina polymléčná neboli PLA. Je vyrobena z obnovitelných zdrojů fermentací cukrové třtiny nebo kukuřičného škrobu s následnou polymerací. PLA je biologicky odbouratelná a jedná se o termoplast. Stále více je PLA pouţívána v potravinářství. Jako biopolymer se můţe uplatnit i termoplastický škrob. Škrob je biologicky rozloţitelný materiál se zajímavými fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Pokud se škrob přidá k syntetickým polymerům nebo nanojílům, můţe zvýšit odolnost vůči vodě. Jako matrice nebo látka k balení můţe být také pouţit chitosan. Jedná se o netoxický, biologicky odbouratelný materiál s antimikrobiálními účinky [28,30,31,32,33].


29

5.4 Vícevrstvé fólie Některé látky mohou migrovat z obalu do potraviny. Proto, povaha a sloţení potravinové kontaktní vrstvy, která přichází do přímého styku s produkty, má zásadní význam. Pokud se obalový materiál skládá z vrstvy, která není jen z plastu, a je určena pro styk s potravinami, musíme znát její sloţení a přísady. Stejný princip platí i pro vícevrstvé fólie. Nicméně, u vícevrstvých obalů je částečně nějaká pravděpodobnost, ţe látky obsaţené ve vrstvách, které nejsou v přímém styku s potravinou, mohou procházet skrz potravinovou kontaktní vrstvu a dostat se na potravinu. Tloušťka vrstvy, která je ve styku s potravinou, je důleţitým faktorem při určování, zda a v jaké míře se má vyskytovat. Obecně platí, ţe tato vrstva čím je tenčí, tím rychleji pronikají látky ze základního materiálu na povrch, a tím i do potravin. Míra a rozsah migrace závisí také na difúzním koeficientu v permeantu v plastu, který měří, jak snadno je migrant schopen pohybovat se skrz materiál. Dalším důleţitým faktorem je rozdělovací koeficient, který popisuje rovnováţnou distribuci migrující mezi dvěma fázemi, které jsou ve vzájemném kontaktu. Vrstva ve vícevrstvé balící struktuře, která působí na zpoţdění, omezení, nebo prevenci migrace sloţek z vnější vrstvy obalu do obsahu obalu se nazývá funkční bariéra. Tato bariéra můţe nebo nemusí být v kontaktu s potravinou [20].

5.5 Bariérové fólie Polymerní fólie jsou obvykle pouţívány jako bariéry pro volný přenos plynů, par, kapalin, iontů a dalších látek přes fázové hranice. Fólie jsou vybrány tak, aby poskytovaly tuto obecnou funkci. Bariérové fólie se často uplatňují v potravinářském průmyslu, jako prostředek, který prodluţuje trvanlivost zboţí podléhajícího rychlé zkáze, a umoţňuje také snadnější manipulaci a přepravu [34,35]. Bariérové fólie chrání proti: 

klimatickým vlivům, protoţe mají ze všech známých fóliových materiálů nejniţší propustnost pro vodu, vodní páru a kyslík,



agresivním plynům a aerosolům, pro které jsou nepropustné,



UV záření, olejům, tukům, kyselinám a zásadám, kterým dobře odolávají,

UTB ve Zlíně, Fakulta technologická 

30

mikrobiálnímu napadení, neboť vytváří podmínky, které průběh škodlivých procesů znemoţňují [36].

Bariérové fólie jsou obvykle vícevrstvé fólie, s jednou vrstvou ochranného materiálu a dvou vnějších vrstev, které mohou mít různé funkce. I jednovrstevné fólie mohou mít nějaké bariérové vlastnosti, které mohou zpevňovat nebo dokončovat úlohu hlavních bariérových materiálů. Jednovrstvé fólie mají bariérové vlastnosti, které jsou blízké vícevrstvým fóliím. Nejběţnější bariérové materiály jsou EVOH , PVDC a PA. Například EVOH omezuje propustnost pro plyny nebo vlhkost. Polypropylen má vynikající bariéru proti vodní páře, ale obecně má špatnou odolnost vůči lehkým plynům, jako je kyslík, dusík a oxid uhličitý. [28,34,37,38].


6

31

TECHNOLOGIE VÝROBY FÓLIÍ

Výroba fólií zahrnuje přípravné práce a vlastní výrobu fólií. Součástí přípravných prací je míchání a hnětení, které slouţí k homogenizaci materiálu. Pomocí tváření jsou získávány fólie. Fólie se vyrábějí vyfukováním, vytlačováním na širokoštěrbinové hlavě a litím [39].

6.1 Přípravné práce Postupy, jimiţ získáváme hotové výrobky z plastických hmot, zahrnují také několik základních přípravných úkonů a způsobů úprav materiálů, které jsou nutné před přímým zpracováním výrobků, při kterém nabývá konečného tvaru a vlastností [39]. 6.1.1 Míchání Termín míchání se vztahuje na operace, které mají tendenci ke sníţení nerovnoměrnosti nebo přechodů v koncentraci, teplotě, velikosti dispergované fáze, nebo jiných vlastností materiálů. Cílem procesu míchání je obvykle dosaţení homogenní disperze [40]. Předtím, neţ můţe být polymer pouţit k výrobě produktů, je obvykle nutné ho smíchat s přídatnými sloţkami, které slouţí k různým účelům. Míchání také poskytuje příleţitost změnit fyzikální formu polymeru, ale hlavním cílem je zavedení přísad. Přísady mění vlastnosti materiálu, a tím mohou být těţší a pruţnější, nebo levnější a dále zabraňují degradaci polymeru. Jakost konečného produktu téměř ve všech polymerních procesech závisí částečně na tom, jak dobře se materiál smísí [41,42]. Míchání se provádí pohybem materiálů z různých částí, které proudí v poli. Mezi základní typy míchacích procesů patří rozsáhlé míchání a intenzivní míchání. Rozsáhlé míchání se skládá z mixování, míchání a rozdělujícího míchání. Tento typ míchání zahrnuje prolínání několika pevných látek, a výsledkem je směs prášků. Intenzivní míchání se skládá z míchání, rozptylu a rozptylovacího míchání. Týká se procesů, které rozkládají kapalné dispergované fáze nebo počáteční částice aglomerátů, a sniţují konečné částice disperze [40,41]. Míchání můţe probíhat i ve vnitřních míchačích během zpracování (v jednošnekových nebo dvoušnekových extrudérech) [42].


32

6.2 Výroba fólií 6.2.1 Vytlačování na širokoštěrbinové hlavě Proces vytlačování zahrnuje přechod plastu nebo roztaveného materiálu skrz tvarovanou vytlačovací hubici pomocí tlaku. Během vytlačování se polymerní tavenina posouvá šnekem v komoře vytlačovacího stroje a je vytvarována do daného profilu. Pro fólie se k vytlačování pouţívá širokoštěrbinová hlava. Fólie se vyrábějí vytlačováním z PP, HDPE, PC, PA a PVC [41,42,43]. V dnešním průmyslu polymerů, se nejčastěji pouţívá jednošnekový extrudér. Jednošnekový extrudér můţe mít buď hladkou vnitřní válcovou plochu, nebo dráţkovanou. V některých případech můţe mít extrudér odplyňovací zóny, které jsou potřebné pro extrakci vlhkosti, těkavých látek, a jiných plynů, které se tvoří v průběhu vytlačovacího procesu [42]. Jednošnekový extrudér se skládá ze 3 zón: a) vstupní zóna - její funkcí je předehřátí polymeru a předání do další zóny, b) přechodová zóna - hlavními funkcemi této zóny jsou vyloučení vzduchu zachyceného mezi původními granulemi, přenos tepla z vytápěných stěn, změna hustoty, c) výstupní zóna - její funkce spočívá v homogenizaci taveniny a dodání matrici materiál, který má homogenní kvalitu při konstantní teplotě a tlaku [41,42]. Dále se pouţívá dvoušnekový extrudér, kde jsou šrouby, které se točí ve stejném nebo opačném směru. Dvoušnekové extrudéry se ale primárně pouţívají jako míchací zařízení [42].

Obrázek 3: Jednošnekový extrudér [42]


33

Linka na vytlačování fólií se skládá z vytlačovacího stroje s širokoštěrbinovou vytlačovací hlavou a vytlačovaný pás je dále odtahován tříválcovým chladícím strojem. Fólie se vytlačuje na chladící válec. Válce jsou vytemperovány na teplotu, která závisí na druhu zpracovávaného materiálu. Vnitřní vestavba chladících válců se řeší různými způsoby, které musí zajistit rovnoměrné rozloţení teplot po délce válce [43].

Obrázek 4: Linka pro výrobu tenkých fólií vytlačováním [43] 6.2.2 Lití Lití fólií je jednou z nejvíce pouţívaných metod pro výrobu fólií. Jedná se o vysokorychlostní způsob výroby fólií. Při procesu lití fólií se tenká fólie lije skrz štěrbinu na chlazený, vysoce lesklý, otáčející se válec, který je tlačen z jedné strany. Rychlost válce ovlivňuje mnoţství a tloušťku fólie. Rychlost se pohybuje od 70 do 200 m/min, a fólie se vyrábějí do tloušťky 250 µm. Fólie odchází na druhou stranu, na které se nachází další chlazený válec. Poté prochází systémem válců a je navinuta na roli [44,45]. 6.2.3 Vyfukování folií Vyfukování je proces výroby folií z termoplastických materiálů. Vytlačený rukáv či tubus s tloušťkou stěny 0,5 aţ 2 mm se vzduchem přivedeným dovnitř rukávu rozfukuje na tenkou fólii a zároveň je protaţen odtahovacím zařízením. Vyfouknutá fólie je ochlazena a navinuta. Vyfukováním se vyrábějí fólie z LDPE, HDPE a PP, PVC, PA a PET. Vyfukováním se vyrábějí i vícevrstvé fólie o různé materiálové skladbě [43,46].


Obrázek 5: Výroba fólií vyfukováním [43]

34


7

35

TRVANLIVOST POTRAVIN

Spotřebitelé očekávají potravinářské výrobky ve vynikající senzorické kvalitě a především zaručující jejich bezpečnost. Zároveň očekávají delší trvanlivost výrobku. Ţádný výrobek však není schopen udrţet svou originální a optimální kvalitu na dobu neurčitou. Během skladování můţe u některých výrobků nastat takové zhoršení kvality, ţe je výrobek nevhodný pro lidskou spotřebu [47,48]. Trvanlivost potravin je definována jako časový úsek, během něhoţ je výrobek bezpečný a udrţuje si poţadované senzorické, chemické, fyzikální, mikrobiologické a funkční vlastnosti [49].

7.1 Kategorie potravin Dle povahy změn, které mohou nastat v průběhu skladování, jsou potraviny rozděleny do 3 kategorií: 

Potraviny podléhající rychlé zkáze - musí se uchovávat při chladírenských nebo mrazírenských teplotách (0 - 7°C, nebo -12 - -18 °C), pokud mají být uchovány po delší dobu. Patří sem mléko, čerstvé maso, drůbeţ, ryby, čerstvé ovoce a zelenina.



Potraviny částečně podléhající rychlé zkáze - obsahující přírodní inhibitory (sýry, kořenová zelenina, vejce), nebo ty, které byly ošetřeny pro delší uchování (pasterované mléko, uzené šunky, marinovaná zelenina).



Potraviny nepodléhající rychlé zkáze neboli dlouhodobě skladovatelné - dlouhodobě skladovatelné potraviny jsou povaţovány za nepodléhající zkáze při pokojové teplotě. Mnoho nezpracovaných potravin spadá do této kategorie např. obilná zrna, ořechy, některé cukrářské výrobky. Zpracované potravinářské výrobky mohou mít stabilní údrţnost, pokud jsou zachovány sterilací pomocí tepla (konzervované potraviny), obsahují-li konzervační látky (např. nealkoholické nápoje), jsou-li zbaveny vody vysušením (např. rozinky, sušenky) [49].

7.2 Faktory ovlivňující trvanlivost potravin Trvanlivost potravin můţe ovlivnit mnoho faktorů. Tyto faktory jsou rozděleny na vnitřní a vnější.


36

Vnitřní faktory jsou vlastnosti konečného produktu. Jsou ovlivněny typem surovin a kvalitou, sloţením a strukturou produktu. Mezi vnitřní faktory patří: 

aktivita vody (aw),



hodnota pH a celkové kyselosti,



redox potenciál (Eh),



přítomnost kyslíku,



ţiviny,



přirozená mikroflóra,



sloţení výrobku,



pouţití konzervačních prostředků do výrobku (např. sůl).

Vnější faktory jsou ty faktory, na které konečný produkt narazí prostřednictvím potravinového řetězce. Patří mezi ně následující: 

časový a teplotní profil v průběhu zpracování,



regulace teploty při skladování a distribuci,



relativní vlhkost během zpracování, skladování a distribuce,



vystavení světlu během zpracování, skladování a distribuce,



mikrobiální prostředí v průběhu zpracování, skladování a distribuce,



sloţení atmosféry uvnitř obalu,



následné tepelné zpracování,



manipulace spotřebitelem [50].

Všechny tyto faktory mohou působit interaktivním a často nepředvídatelným způsobem. Zpracováním se mohou změnit vnitřní nebo vnější vlastnosti materiálů, a inaktivovat nebo aktivovat mechanismy změn kvality. Trvanlivost potravin je většinou určena sloţením, zpracováním a balením, podmínkami skladování [47,50]. K uţitečným interakcím zejména dochází při pouţití následujících faktorů, jako je sníţená teplota, mírné tepelné zpracování, antioxidační působení a kontrolovaná atmosféra obalů, s cílem omezit růst mikroorganismů, jedná se o tzv. "překáţkový efekt". Tento způsob kom-


37

binace faktorů, které by jednotlivě nebyly schopné zabránit růstu mikroorganismů, poskytuje řadu překáţek, které umoţňují výrobci pouţívat mírnější metody zpracování, kterými si potraviny zachovávají více senzorických a nutričních vlastností. Těmito vnitřními a vnějšími faktory se stimuluje celá řada procesů, které omezují trvanlivost potravin. Tyto procesy mohou být klasifikovány jako mikrobiologické, chemické a fyzikální. Mikrobiologické změny mají zásadní význam pro potraviny rychle podléhající zkáze, chemické a senzorické změny pro potraviny částečně podléhající zkáze a potraviny dlouhodobě skladovatelné [50]. 7.2.1 Mikrobiologické změny K největším ztrátám potravin dochází prostřednictvím mikrobiologických změn, které sniţují trvanlivost a zvyšují riziko vzniku alimentárních onemocnění. Mikrobiální kaţení potravin je ekonomicky významný problém pro výrobce potravin, obchodníky a spotřebitele. V závislosti na produktu, postupu a podmínkách skladování, mikrobiologická trvanlivost můţe být určena buď růstem mikroorganismů způsobujících kaţení, nebo patogenních mikroorganismů. Růst specifického mikroorganismu při skladování závisí na několika faktorech, nejdůleţitější jsou: výchozí mikrobiální kontaminace na začátku skladování, fyzikálně-chemické vlastnosti potravin, jako je obsah vlhkosti, pH, přítomnost konzervantů, způsob zpracování, a vnější prostředí potravin, jako je okolní sloţení plynů a teplota skladování [49,50,51]. 7.2.2 Chemické změny K důleţitým zhoršujícím se změnám můţe dojít ze vzájemného působení potraviny nebo potravinových sloţek s vnějšími vlivy, například kyslíkem [50]. 7.2.3 Fyzikální změny Hlavní příčinou zhoršení fyzikálních změn v potravinách je zejména migrace vlhkosti a kolísající teplota. Minimální teplota růstu pro celou řadu patogenů a organismů způsobujících kaţení ukazuje důleţitost efektivního řízení teploty jako prevenci proti mikrobiální kontaminaci a znehodnocení. Zvýšením teploty se obecně zvyšuje rychlost chemických reakcí, které mohou vést ke zhoršení.


38

Fyzikální změny v obalových materiálech, někdy spolu s následnými chemickými reakcemi, mohou také sníţit senzorickou trvanlivost. Jako příklad můţeme uvést, ţe díky propustnosti obalového materiálu se můţe postupem času měnit rovnováha sloţení atmosféry, coţ vede jak mikrobiologickým, tak i chemickým změnám [50].

7.3 Prodloužení trvanlivosti pomocí obalů Balení je společenskovědní obor, který zajišťuje dodávku zboţí konečnému spotřebiteli v nejlepším stavu vhodném pro jejich pouţití. V dnešní společnosti je obal všudypřítomný a nezbytný, neboť chrání potraviny, které kupujeme od okamţiku, kdy jsou zpracované a vyrobené, přes skladování a maloobchodní prodej konečnému spotřebiteli. Obal musí chránit jeho obsah před vnějšími vlivy, ať uţ se jedná o vodu, vodní páru, plyny, pachy, mikroorganismy, prach, otřesy, vibrace, tlakové síly, atd. Obal je nezbytnou součástí procesu konzervace potravin, a díky němu je poskytována ochrana pro mnohé potravinářské výrobky [47]. Existuje mnoho faktorů, které je třeba zváţit při výběru optimálního obalového materiálu pro určitý výrobek, včetně přípravy, zpracování, poţadované trvanlivosti a celkových nákladů. V mnoha případech, obal je nedílnou součástí fáze zpracování [50].


8

39

CHARAKTERISTIKA VYBRANÝCH POTRAVIN

8.1 Sýry Sýr je definován jako mléčný výrobek vyrobený vysráţením mléčné bílkoviny z mléka působením syřidla nebo jiných vhodných koagulačních činidel, prokysáním a oddělením podílu syrovátky. Čerstvý sýr je nezrající sýr tepelně neošetřený po prokysání. Tvaroh je nezrající sýr získaný kyselým sráţením, které převládá nad sráţením pomocí syřidla. Zrající sýr je definován jako sýr, u kterého po prokysání došlo k dalším biochemickým a fyzikálním procesům. Taveným sýrem je sýr, který byl tepelně upraven za přídavku tavících solí [52]. 8.1.1 Chemické složení sýrů Sýry a tvarohy jsou významným zdrojem řady důleţitých ţivin. Především jsou to bílkoviny, převáţně kasein, jejichţ obsah v sýrech podle jejich druhu kolísá. V závislosti na obsahu sušiny a tuku se obsah bílkovin pohybuje od 6 % (čerstvé sýry) do téměř 30 % (tvrdé sýry). Mléčné bílkoviny řadíme mezi hodnotné, protoţe obsahují všechny esenciální aminokyseliny v dostatečném mnoţství. Sýry obsahují relativně menší mnoţství syrovátkových bílkovin (0,4 - 0,5 %) a laktózy (0,3 - 0,4 %) ve srovnání s ostatním mléčnými výrobky. Další důleţitou ţivinou je vápník. Obsah vápníku v sýrech závisí zejména na obsahu sušiny, do určité míry i na pouţité technologii. Sýry obsahují 1350 - 8940 mg.kg-1 vápníku. Vedle vápníku obsahují sýry i další důleţité minerální látky, především hořčík a některé stopové prvky (jód). Sýry jsou také dobrým zdrojem většiny vitaminů, především vitaminů rozpustných v tucích, tj. vitaminu A, D a E, a některých vitaminů skupiny B, zejména B2. Mléčný tuk je v sýrech obsaţen v různém mnoţství. Sýry podle obsahu tuku obsahují cholesterol, a to 30 - 100 mg ve 100 g. Sýry obsahují vysoké mnoţství soli, nejvyšší obsah mají tzv. modré sýry např. Niva (4 - 5 % soli) a bílé sýry (Balkánský sýry), které se uchovávají ve slaném nálevu a mohou obsahovat aţ 6 % soli [53].


40

8.1.2 Kontaminující mikroflóra sýrů Růst mikroorganismů v sýrech je ovlivněn takovými faktory, jako je obsah vlhkosti, aktivita vody, redox potenciál, aerobní a anaerobní podmínky, pH, kyselost a mnoţství solí. Sýry se mohou kontaminovat bakteriemi v průběhu zpracování a během dalších úprav, pokud nejsou dodrţovány dostatečné hygienické postupy. Znehodnocení sýrů mikroorganismy můţe být také z méně kvalitního syrového mléka [48]. Mikrobiální kaţení sýrů můţe být způsobeno jak bakteriemi, tak i plísněmi, ale kaţdý typ kaţení závisí na vlastnostech jednotlivých druhů sýra. Mohou se projevit vizuální i organoleptické vady, a to buď na povrchu, nebo uvnitř sýra. U některých druhů sýrů má růst plísní na povrchu nebo uvnitř zásadní význam při dozrávání, ale obecně je tento jev spíše neţádoucí. Znehodnocení se obvykle projevuje vzhledově, ale můţe mít za následek i nepříjemné pachy. Z plísní se mohou také vytvářet mykotoxiny. Plísně, které běţně způsobují kaţení, jsou členy rodů Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, Mucor, Fusarium a Monilia. Kvasinky mohou způsobit znehodnocení čerstvých sýrů zejména v průběhu skladování. Kvasinky se také mohou mnoţit na povrchu zralých sýrů, a zejména v případě, kdy je povrch vlhký, coţ způsobí tvorbu slizu. Mezi kvasinky, které se vyskytují ve zkaţených sýrech patří Candida spp., Yarrowia lipolytica, Pichia spp., Kluyveromyces marxianus, G. candidum a Debaryomyces hansenii. V čerstvých sýrech s dostatečně vysokým pH můţe dojít k bakteriálnímu znehodnocení. Pravděpodobně to bývá způsobeno gramnegativními, psychrotrofními druhy jako jsou pseudomonády a některé koliformní bakterie. Tyto mikroorganismy mohou kontaminovat produkt prostřednictvím vody pouţívané k omývání sýrů. Pseudomonas spp., Alcaligenes spp., Achromobacter spp. a Flavobacterium spp. jsou obávané psychrotrofní bakterie. Bacillus spp. způsobuje hořkost a proteolytické vady, způsobuje kaţení pomocí výroby vnitřního plynu v sýrech. Mezi patogenní mikroorganismy sýrů se řadí Listeria monocytogenes, salmonely a enteropatogenní Escherichia coli. Nejvíce těmito mikroorganismy jsou ohroţeny sýry vyrobené ze syrového mléka. Tyto mikroorganismy mohou kontaminovat sýr během jeho zpracování, pokud není dodrţován hygienický proces zpracování [54].


41

8.1.3 Výroba sýrů Výroba sýrů je poměrně sloţitý proces, který zahrnuje řadu kroků a biochemických přeměn. Většina přírodních sýrů zahrnuje v jejich výrobě tepelné ošetření syrového mléka, přidání startovacích kultur, sráţení (enzymatické, kyselé nebo smíšené), odloučení syrovátky, solení, lisování a zrání [55,56]. Základní surovinou pro výrobu sýrů je mléko. Chemické sloţení mléka má zásadní význam pro výtěţnost výroby sloţení sýra. Především obsah kaseinu určuje výtěţnost. Poměr kaseinu a tuku je rozhodující pro výsledný obsah tuku v sušině. Pro syřitelnost mléka je důleţitá přítomnost vápenatých iontů. Obsah kaseinu a koloidní formy fosforečnanu vápenatého ovlivňuje pufrační schopnost mléka, změny pH v průběhu výroby sýrů jsou přitom jedním ze základních parametrů výrobního procesu [55]. V následujících kapitolách bude popsána obecná výroba sýrů, nebudeme se zde zabývat výrobou tavených sýrů.

Obrázek 6: Schéma výroby sýrů [55]


42

8.1.3.1 Ošetření mléka Po příjmu mléka jsou případné mechanické nečistoty odstraněny filtrací nebo centrifugací. Poté je mléko tepelně ošetřeno. Podle legislativy musí být veškeré mléko určené pro výrobu sýrů v ČR pasterováno. Pasterace ničí vegetativní buňky patogenních mikroorganismů, stejně jako mikroorganismy podílející se na kaţení, a téţ některé enzymy přirozeně se vyskytující v mléce [54,55,57]. Typy pasterací:  Krátkodobá vysoká pasterace - záhřev na teplotu 85 °C po dobu asi 5 - 8 sekund.  Šetrná pasterace - z hlediska zdravotního je nutné pouţívat teplotu alespoň 72 °C po dobu 20 sekund pro úplné usmrcení vegetativních forem patogenních mikroorganismů. Tento druh pasterace je u nás vyuţíván pro výrobu sýrů nejvíce.  Dlouhodobá pasterace - mléko se zahřívá na teplotu 63 - 65 °C po dobu 30 - 20 minut [57]. Mléko pro výrobu sýrů můţe být podrobeno i procesu baktofugace, který se pouţívá k podstatnému sníţení počtu bakteriálních spor v mléce a pomáhá předcházet kaţení [54]. Kaţdý sýr má určitou hodnotou tuku v sušině, proto se v průběhu tepelného ošetření provádí také standardizace mléka. V mléce není obsah bílkovin a tuku v průběhu roku stálý a jejich poměr se musí při standardizaci zohlednit, aby bylo dosaţeno poţadovaného obsahu tuku v sušině. Pro výrobu některých čerstvých sýrů je vhodná homogenizace. Obvykle se také homogenizuje smetana pro standardizaci mléka pro výrobu sýrů, u kterých je ţádoucí lipolýza v průběhu zrání, např. u sýrů s plísní v testě [55]. 8.1.3.2 Přídavek zákysových kultur Nezbytným předpokladem výroby všech tvarohů a sýrů je přídavek zákysových kultur bakterií mléčného kvašení. Pouţití zákysových kultur pro výrobu sýrů se odvíjí dle poţadovaného druhu sýra, a rychlosti a míry rozvoje poţadované kyseliny v průběhu výroby a v konečném sýru [55,58]. Klíčovým krokem ve výrobě sýrů je okyselení mléka. Je nezbytné pro rozvoj chuti a textury. Podporuje koagulaci a sníţením pH se inhibuje růst patogenních mikroorganismů a mi-


43

kroorganismů, které se podílejí na kaţení. Dále sníţení pH způsobuje rozpouštění koloidního fosforečnanu vápenatého z kaseinu. Kromě ztráty fosforečnanu vápenatého se celkový náboj odpuzování mezi molekulami kaseinu zvyšuje, ale zpočátku, pak se sniţuje pH blíţící se k izoelektrickému bodu kaseinu. Dochází k fermentaci laktózy pomocí zákysových kultur, které produkují kyselinu mléčnou, i kdyţ některé čerstvé sýry se okyselují přímým přidáním kyseliny, a tudíţ nevyţadují tyto kultury [54,58]. Rozlišujeme homofermentativní a heterofermentativní bakterie mléčného kvašení. Homofermentativní BMK produkují jako konečný produkt kyselinu mléčnou a uplatňují se zejména jako zákysové kultury. Heterofermentativní BMK jsou přidávány do konkrétních sýrů, kde není jejich cílem vytvořit kyselinu mléčnou, ale podílet se na vytvoření chuťových látek nebo oxidu uhličitém [59]. Teplota vaření sýřeniny je zde důleţitým faktorem. Zákysové kultury se dělí na mezofilní (optimální růst při 25 - 30 °C) a termofilní (optimální růst při 37 - 42 °C). Mezi mezofilní zákysové kultury patří Lactococcus lactis subsp. lactis, L. lactis subsp. cremoris a Leuconostoc spp. Pokud je teplota vaření sýřeniny vyšší, tak se aplikují termofilní zákysové kultury, jako je například Str. thermophilus a L. delbrueckii subsp. bulgaricus [54,59]. 8.1.3.3 Koagulace mléka Vysráţení mléčné bílkoviny je základem výroby sýrů. U většiny sýrů se jedná především o vysráţení kaseinových bílkovin. Kasein se řadí mezi hydrofóbní bílkoviny a to je příčinou jeho izoelektrického sráţení (při pH 4,6) z mléka po ztrátě vnějšího náboje a solvatačního vodního obalu. To je rozdíl proti syrovátkovým bílkovinám, které lze z mléka v kyselé oblasti vysráţet aţ zvýšením teplot. Za těchto podmínek hydrofilní bílkoviny syrovátky ztrácejí vodní obal a vysráţí se ze syrovátky - toto se uplatňuje při výrobě syrovátkových sýrů [55,57]. Z mléka se kasein sráţí jednak při sníţení pH na hodnotu blízkou izoelektrickému bodu, jednak působením enzymů (syřidla). V prvním případě hovoříme o tzv. kyselém sráţení, které se uplatňuje u výroby čerstvých sýrů a především u tvarohů [55]. Při kyselém sráţení kaseinu se sráţí z mléka kaseinové bílkoviny při teplotě kolem 20 °C v tzv. izoelektrickém bodě kaseinu, coţ je při pH 4,6. Kyselé sráţení kaseinových bílkovin je moţné dvěma způsoby:


44

- okyselením mléka kyselinou na pH izoelektrického bodu, - mléčným kvašením, coţ je kvasný pochod, při kterém bakteriem mléčného kvašení vyrábějí z laktózy kyselinu mléčnou. Všechny kaseinové frakce se sráţí z mléka při tomto způsobu sráţení. Důleţitá je také i teplota mléka, protoţe při teplotě pod 6 °C zůstávají kaseiny více či méně v roztoku. Micelární kalcium fosfát se při sráţení rozpouští, při pH menším neţ 4,9 je rozpuštěn zcela. Největší mnoţství kaseinu se vysráţí při pH 4,2 - 4,6 a při teplotě 40 °C. Syřidlové sráţení mléka má tří fáze. Fáze primární představuje štěpení -kaseinu, který je tvořen řetězcem, 169 aminokyselin. Vznikají dva kratší řetězce: od 1. do 105. aminokyseliny tzv. para--kasein a druhý řetězec je tvořen 106. aţ 169. aminokyselinou a je označen jako tzv. -kaseinglykomakropeptid. Para--kasein obsahuje hydrofobní část molekuly kaseinu, zůstává tedy součástí kaseinových micel. Nemá však jiţ ochrannou funkci jako u původního -kaseinu. Vytvářejí se silné vazby mezi jednotlivými micelami a za podpory vápenatých iontů dochází k vysráţení kaseinu a tím dojde k vytvoření sraţeniny. -kasein-makropeptid obsahuje hydrofilní část molekuly původního -kaseinu a odchází do syrovátky. Sekundární fáze je koagulační, v ní vzniká trojrozměrný gel z kaseinových frakcí, jehoţ vznik je moţný pouze působením vápenatých iontů na jádra micely. Terciární fáze nastává při proteolýze kaseinu, tedy aţ při vlastním zrání sýrů [57]. Ve formě zředěného roztoku se přidává syřidlo, dávka syřidla se pohybuje do 30 ml na 100 kg mléka. Důleţité je důkladné rozmíchání během 2 - 3 minut a uvedení mléka do klidu během dalších 8 - 10 minut, aby nedošlo k narušení průběhu tvorby gelu a nezvyšovaly se ztráty do syrovátky. Celková doba syřidlového sráţení se pohybuje mezi 25 a 120 minutami, obvykle však probíhá 30 minut [55]. 8.1.3.4 Zpracování sraženiny K vytvoření sýrových zrn a k oddělení potřebného mnoţství syrovátky ze struktury gelu slouţí zpracování sraţeniny. Podle typu vyráběného sýra se nechá sraţenina na určitou dobu odpočinout. Dochází zde k tuhnutí a pomalému oddělování syrovátky. Řezáním na kostičky dochází k synerezi (tj. odstranění syrovátky a zakoncentrování sýřeniny). Při této ope-


45

raci, která trvá přibliţně 20 minut, vzniká sýrové zrno, tj. částice o velikosti 3 - 15 mm. Mezi nejdůleţitější faktory ovlivňující synerezi patří teplota, tlak a pokles pH [54,55,58]. V uvolněné syrovátce je zrno dále mícháno. Zejména na počátku, míchání musí být šetrné, protoţe je zrno v této fázi křehké a můţe dojít k jeho rozbití na jemné částice, tzv. sýrový prach [55]. U polotvrdých a tvrdých sýrů jsou ještě zařazeny operace dohřívání a dosoušení. Tyto procesy pomáhají vyloučit více syrovátky a dochází u nich k vývinu poţadovaných vlastností. V průběhu dohřívání se zvyšuje teplota z teploty sýření na teplotu dosoušení. U nízkodohřívaných sýrů s obsahem tuku v sušině 30 % je teplota dosoušení 36 - 37 °C, teplota 39 40 °C je vhodná pro sýry se 45 % tuku v sušině, u vysokodohřívaných sýrů se dohřívá na teplotu 48 - 56 °C [54,55]. U některých typů sýrů (eidam, gouda) se provádí i tzv. praní sýrového zrna, při kterém se sniţuje obsah laktózy, současně je sýřenina dohřívána, protoţe k praní se pouţívá teplá voda [55]. 8.1.3.5 Formování Způsob, jakým se syrovátka a sýřenina oddělí, můţe hrát roli ve struktuře sýra, a můţe i ovlivnit chuť a barvu. Během formování dochází k formování sýřeniny do poţadovaného tvaru a odlučování syrovátky. Způsob oddělení syrovátky i další formování jsou závislé na typu sýra [55,58]. Sýřenina se formuje ve speciálních tvořítkách, ve kterých sýr získá potřebný tvar a velikost. Tvořítka mohou být kovová nebo plastová. Do tvořítka se sýřenina nalévá společně se syrovátkou nebo aţ po odtoku syrovátky. Samovolné odkapání se pouţívá u měkkých sýrů, kde je nutné udrţovat teplotu kolem 20 °C a několikrát během odkapu sýry obracet, aby došlo k rovnoměrnému odkapu syrovátky a k dosaţení co nejpravidelnějšího tvaru. U některých jiných sýrů lze pouţít i lisování, kterým lze odkap podstatně urychlit. Díky lisování se sýry zbavují syrovátky rychleji. Doba a síla tlaku je různá, dle druhu sýra, stejně tak, zda se sýr během lisu obrací, či ne. Zejména u tvrdých sýrů se pouţívá lisování. Po skončení fáze odkapu či lisování je nutné sýry vyjmout z tvořítek [57].


46

8.1.3.6 Solení Sůl inhibuje růst zákysových kultury a jiné mikroorganismy, přispívá k chuti, a ovlivňuje texturu. Zvýšení osmotického tlaku v prostoru mezi zrny a působením bílkovin se zvyšuje mnoţství uvolněné syrovátky. Solením se dále zpevňuje povrch sýrů. Obsah soli u většiny sýrů je mezi 0,5 - 2 % [54,55]. Způsoby solení sýrů: - solení do zrna - jedná se o přímé přidání a míchání suché soli do rozkrájené nebo pomleté sýřeniny na konci zpracování před formováním, - solení na sucho - suchá sůl nebo kaše je roztírána na povrchu vyformovaných sýrů, - solení v solné lázni - sýry se vkládají do solné lázně o koncentraci 18 - 22 % a teplota se pohybuje v rozmezí 10 - 14 °C [55]. 8.1.3.7 Zrání V závislosti na typu sýra se mění zrání. Během zrání dochází k chemickým a enzymatickým reakcím, jejichţ výsledkem dochází k vývoji chuti, změně v textuře, a fyzikálních vlastností. Teplota při zrání, pH sýra, výrobní postup a přidávání specifických enzymů a mikroorganismů má vliv na tyto změny. Primární reakce zodpovídající se za texturní změny a vznik aromatických látek jsou glykolýza, proteolýza a lipolýza [55,58]. Kromě čerstvých sýry všechny sýry vyţadují určitý stupeň zrání pro plný rozvoj chuti a textury. Měkké sýry s vysokou vlhkostí jsou zralé za relativně krátké období. Tvrdé a silně ochucené sýry mohou zrát déle neţ jeden rok. Povrchově zrající sýry vyţadují poměrně vysokou vlhkost. Zrání sýrů můţe probíhat buď v celé hmotě sýra (anaerobně) nebo od povrchu dovnitř (aerobně) působením povrchové mikroflóry [54,55]. Zrání sýrů probíhá ve zracích komorách nebo sklepech, kde jsou podle druhu sýra vytvořené optimální podmínky teploty a relativní vlhkosti. Sýry se musí během zrání ošetřovat. Je důleţitá i pravidelná kontrola povrchu sýra, aby nedošlo k nárůstu neţádoucích plísní. Některé druhy sýrů zrají volně bez zracích obalů, ale řada sýrů zraje v speciálních fóliích nebo pod ochrannými nátěry [57].


47

8.1.3.8 Balení Většina sýrů se balí do expedičních obalů. Nejčastěji primárním obalem bývá fólie. Sekundárním obalem je papírová, případně dřevěná krabička. Některé sýry se různě porcují, plátkují či strouhají před samotným balením. Sýry by měly být skladovány v chladu, bez světla, a doba skladování záleţí na stupni zrání [57].

8.2 Masné výrobky Za masný výrobek je moţné označit pouze takový, který obsahuje převaţující základní surovinu maso [60]. Masné výrobky se dělí na: - tepelně opracovaný - výrobek, u kterého bylo ve všech částech dosaţeno minimálně tepelného účinku odpovídajícího působení teploty 70 °C po dobu 10 minut, - tepelně neopracovaný - výrobek určený k přímé spotřebě bez další úpravy, u něhoţ neproběhlo tepelné opracování surovin ani výrobku, - trvanlivý tepelně opracovaný - výrobek, u kterého bylo ve všech částech dosaţeno minimálně tepelného účinku odpovídajícího působení teploty 70 °C po dobu 10 minut a navazujícím technologickým opracováním došlo k poklesu aktivity vody s hodnotou aw(max.) = 0,93 a k prodlouţení minimální doby trvanlivosti na 21 dní při teplotě skladování 20 °C, - trvanlivý fermentovaný - výrobek tepelně neopracovaný určený k přímé spotřebě, u kterého v průběhu fermentace, zrání, sušení, popřípadě uzení za definovaných podmínek došlo ke sníţení aktivity vody s hodnotou aw (max.) = 0,93, s minimální dobou trvanlivosti 21 dní při teplotě 20 °C [61]. 8.2.1 Chemické složení Sloţení masných výrobků je velmi různorodé. Proto je zde uvedena tabulka s chemickým sloţením vybraných masných výrobků [62].


48

Tabulka 1: Chemické sloţení vybraných masných výrobků [62] Název masného výrobku poličan turistický salám čajovka vysočina selský salám godhajský salám jaternice tlačenka světlá šunkový salám pečinkový závin dušená šunka

voda [%]

bílkoviny [%]

tuky [%]

25,9 37 39,5 39,3 45,3 50,5 50,7 57,2 65 68,3 69,2

16,8 14,5 14,7 21,4 15,3 13,9 15 14,1 18,6 22 20,7

48 43,5 43,2 36 39,3 34 31,6 27,8 16,1 9,3 9

8.2.2 Kontaminující mikroflóra masných výrobků Kontaminace je nezáměrná přítomnost škodlivé látky nebo mikroorganismu v potravinách. Mezi zdroje kontaminace se řadí prostředí, ve kterém dochází ke zpracování masných výrobků. Maso můţe být kontaminováno během řezání, zpracování, skladování, během přípravy, pokud není dodrţována zásada správné výrobní a hygienická praxe. Pokud není s masem správně zacházeno během zpracování, konzervování a přípravy ke spotřebě, tak toto maso podporuje růst různých mikroorganismů, které vedou ke znehodnocení a alimentárním onemocněním. Zdroje mikroorganismů v masných výrobcích můţe být maso, koření, ostatní přídatné látky [64,65]. Mikroorganismy, jsou zodpovědné za znehodnocení a ztrátu kvality masných výrobků. Patří mezi ně Pseudomonas a související rody, za studena tolerantní Enterobacteriaceae, Acinetobacter spp., Alcaligenes spp., Moraxella spp., Flavobacterium spp., Staphylococcus spp., Micrococcus spp., bakterie mléčného kvašení a mnoho dalších. Podmínky skladování (např. teplota, balení a sloţení atmosféry, atd.) v kombinaci se sloţením a vlastnostmi výrobků (např. pH, enzymatická aktivita, obsah sacharidů a lipidů, přísad, atd.) a délkou skladování, mají vliv na růst a aktivitu pro určité mikroorganismy způsobující kaţení.


49

Znehodnocení mikroorganismy je různé mezi vařenými, nasolenými, tepelně zpracovanými, fermentovanými nebo sušenými produkty s rozdílnou hodnotou aktivity vody a pH. Nepříznivé účinky na zdraví mohou způsobit také biogenní aminy přítomné v masných výrobcích. Produkce biogenních aminů je spojena s růstem mikroorganismů jako Enterobacteriaceae a Lactobacillus. Regulace růstu a sníţení produkce biogenních aminů je dosaţeno dodrţováním správné hygieny, teplotou a dodrţováním doby skladování [64]. Mezi patogenní mikroorganismy, které se mohou vyskytnout v masných výrobcích, patří Bacillus spp. (např. Bacillus cereus), Campylobacter spp., Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Salmonella enterica, Staphylococcus aureus, a Yersinia enterocolitica [65]. Prevence a sníţení počtu mikroorganismů v masných výrobcích je dosahována působením vyšších teplot a okamţitým zchlazením po tepelném ošetření, dále sušením, zmrazením, vytvořením nízkého pH, dodrţování správné hygienické praxe, atd. [63].

8.2.3 Výroba masných výrobků Termínem masná výroba je myšlena produkce nejrůznějších druhů salámů, párků, klobás, uzených mas a dalších masných výrobků. Zahrnuje několik operací, pomocí kterých se dosahuje potřebné údrţnosti a charakteristické struktury, barvy a dalších ţádoucích senzorických vlastností. Jednotlivé operace masné výroby se liší podle typu výrobku, velmi významný rozdíl je mezi výrobky tvořenými celými kusy masa a mělněnými výrobky, kde je nutné jejich strukturu vytvořit. Kombinací několika konzervačních zákroků se dosahuje údrţnosti masných výrobků, jejichţ účinek se vzájemně zesiluje: sterilace (pasterace), sníţení aktivity vody nasolením či sušením, sníţení pH u fermentovaných salámů, chemický účinek některých sloţek kouře a dusitanů, sníţená teplota při skladování. Na údrţnost má vliv nejen úroveň těchto faktorů, ale i výchozí četnost mikroorganismů a poměrné zastoupení jejich jednotlivých skupin [55]. 8.2.3.1 Struktura masných výrobků Struktura masných výrobků se tvoří rozdílně u kusového zboţí (uzená masa, šunky) a u mělněných masných výrobků. V prvním případě jde při tvorbě struktury zejména o změny


50

rozpustnosti a o bobtnání bílkovin. V druhém případě je situace při vytvoření struktury díla mělněných výrobků komplikovanější. Dílo je směs rozmělněného masa promíchaného s vodou, solí, kořením a jinými přísadami a tvoří základ masného výrobků. Dílo je sloţeno obvykle ze spojky a vloţky. Vloţkou mohou být různě velké kousky masa, syrového sádla, zeleniny nebo jiných sloţek, které se vmíchají do spojky a tvoří pak mozaiku salámu. Spojka je jemně mělněná součást díla, která se připravuje z vazného masa, do něhoţ se vmíchává určitý podíl méně vazného masa. Má význam pro tvorbu struktury a pro soudrţnost masných výrobků [62]. 8.2.3.2 Suroviny a přídatné látky Hlavní surovinou pro masné výrobky je maso. Pouţívá se výrobní maso, které vzniká jako vedlejší produkt po vybourání nejcennějších svalových partií pro výsek, pro mnohé výrobky můţe být pouţívána pouze i čistá svalovina. Obvykle se kombinuje libovolný vazný podíl s tučnějším výřezem, přidává se určité mnoţství vody ve formě šupinkového ledu, solící směs, polyfosfáty, cukry, bílkoviny, koření a další přísady [55,62]. 8.2.3.3 Solení Sůl je jednou z nejčastěji pouţívaných sloţek ve zpracovaných masných výrobcích, a je pouţívána pro konzervaci masných výrobků, v důsledku její schopnosti sniţovat aktivitu vody, a proto inhibovat mikrobiální růst. Sůl se pouţívá jako aromatická látka nebo jako látka zvýrazňující chuť. Je také zodpovědná za dosaţení poţadovaných texturních vlastností masných výrobků. Sůl dodává řadu funkčních vlastností v masných výrobcích [66]. Přídavek soli do masných výrobků činí 2 - 3 % hm. Samotná sůl se však pouţívá jen u malé části výrobků, většinou je přidávána ve formě dusitanové solící směsi. Pokud není přítomen dusitan, dojde při záhřevu ke změně barvy na šedohnědou v důsledku přeměny myoglobinu na hemochromy. Dusitanová solící směs obsahuje 0,5 - 0,6 % dusitanu sodného, a zbytek je tvořen chloridem sodným. Způsoby solení masných výrobků: - solení přímo do díla (mělněné masné výrobky), - naloţením masa do láku na několik dnů aţ týdnu, - nastříknutí láku přímo do masa pomocí mnohajehlového nastřikovacího stroje,


51

- solení na sucho [55]. 8.2.3.4 Mělnění a míchání Mělněním dochází ke zmenšování kousků masa na různě veliké částice. Mícháním rozmělněného masa s vodou (šupinkovými ledem), solí, kořením a jinými přísadami se získává hotové dílo. Míchání a mělnění se provádí buď na univerzálních strojích, jako jsou moderní výkonné kutry, které mohou mělnit i míchat, nebo na kontinuálních linkách, sloţených z jednotlivých jednoúčelových strojů, jako jsou řezačky a míchačky, desintegrátory [62,67]. 8.2.3.5 Narážení a tvarování Naráţením je myšleno plnění mělněného a zamíchaného díla do pruţných přírodních anebo umělých plastových střev pod určitým tlakem pomocí tzv. naráţeček. Pouţitý obal přitom slouţí jako obal technologický, který dodává výrobku tvar a umoţňuje jeho tepelné opracování a další technologické kroky [67]. Důleţitým poţadavkem při plnění je zabránění tvorby vzduchových bublin ve výrobku. Důleţitý je i správný stupeň naráţení, protoţe méně naraţené výrobky se mohou při tepelném opracování zkrátit, naproti tomu velmi naraţené výrobky mohou při tepelném opracování roztrhnout obal [68]. Naraţené výrobky je nutné uzavřít. K uzavření je moţné v některých případech pouze přimáčknout konce k sobě, jiné výrobky se oddělují přetáčením. Některé obaly se mohou ještě uzavírat špejlováním, nověji se však oddělují motouzem nebo sponováním [62]. 8.2.3.6 Uzení Kouř ze dřeva má antioxidační a bakteriostatické vlastnosti, které pomáhají prodlouţit dobu pouţitelnosti masným výrobkům. Tyto vlastnosti byly původním účelem uzení. V současné době se však působení udícího kouře vyuţívá především k dosaţení ţádoucích senzorických vlastností a vytvoření povrchově hnědé barvy [55,69]. Udící kouř je sloţitá disperzní soustava, která obsahuje spojitou plynnou fázi, v níţ jsou rozptýleny ve formě aerosolu tuhé a kapalné částice. Hlavními sloţkami kouře je dusík, kyslík, oxid uhličitý, voda, alkoholy, ketony, kyseliny, fenoly, estery, aj [55].


52

Uzení se nejčastěji provádí vystavením masných výrobků kouři z hořících nebo doutnajících rostlinných materiálů, nejčastěji dřevu. Nejčastěji se pouţívají tvrdé dřeviny. Měkčí dřeva obsahují vyšší mnoţství pryskyřic, které produkují neţádoucí látky, kdyţ hoří. Jinou moţností je pouţití umělých udících preparátů, které umoţňují aplikovat udící kouř i přímo do díla a mají upravené chemické sloţení oproti klasickému kouři [55,69]. Je moţné udit, jak maso v kusech, tak i masné výrobky naráţené do obalů [55]. Typy uzení: 

Uzení studeným kouřem se obvykle provádí při teplotě 10 - 25 °C a relativní vlhkosti přibliţně 70 - 80 %.



Uzení teplým kouřem se provádí při 23 - 40 °C a relativní vlhkosti 75 - 85 %, po dobu 4 - 48 hodin.



Uzení horkým kouřem začíná při teplotě 40 - 60 °C, ale teplota můţe stoupat aţ k 90 - 100 °C, v závislosti na produktu a poţadované chuti, s relativní vlhkostí v rozmezí od 60 % do 85 % po dobu 4 hodin [70].

8.2.3.7 Sušení Sušení můţe být definováno jako odstranění většiny vody přítomné v masných výrobcích odpařováním nebo sublimací. V důsledku toho, je aktivita vody sníţena a tím je zabráněno růstu mikroorganismů a biochemickým reakcím. Sušený masný výrobek, tak bude mít delší trvanlivost. Proces probíhá při mírných teplotách (pod 35 ° C) nebo při vyšších teplotách (50 - 60 °C). Sušení následuje po zauzení trvanlivých masných výrobků a doba sušení trvá týden aţ 14 dnů [55,70]. 8.2.3.8 Tepelné opracování Hlavním cílem tepelného opracování je zničení většiny patogenních mikroorganismů a zabránit znehodnocení masných výrobků mikroorganismy podílející se na kaţení potravin. Tepelné opracování má zajistit údrţnost výrobku, vytvořit příslušnou strukturu i upravit chuť, vůni, barvu a celkový vzhled výrobku. Pro dosaţení údrţnosti masných výrobků se dosud poţaduje takový záhřev, kdy je dosaţeno minimálně pasteračního účinku, který je ekvivalentní působení teploty 70 °C ve středu výrobku po dobu nejméně 10 minut [55,70].


53

Po záhřevu je nutné pořádně výrobky zchladit, čímţ se jednak rychle překoná kritická oblast 20 - 40 °C, při které můţe docházet k pomnoţení případně přeţívajících mikroorganismů, nebo dokonce mohou vyklíčit a pomnoţit se sporuláty [55]. 8.2.3.9 Fermentace Obecně fermentované potraviny jsou povaţovány za bezpečné výrobky, protoţe při jejich výrobě a acidifikaci dochází k vytvoření takového prostředí, které neumoţňuje růst patogenních mikroorganismů. Fermentace umoţňuje prodlouţení trvanlivosti velmi rychle se kazících potravin [70]. Fermentací je zajišťována údrţnost u výrobků, které nejsou tepelně opracovány. Jedná se o proces, kdy jsou činností mikroorganismů zkvašovány cukry na organické kyseliny, zejména kyselinu mléčnou. Sníţením pH je zabráněno růstu hnilobných mikroorganismů a je zajištěna údrţnost. Ke zvýšení údrţnosti pak přispívá i sníţení aktivity vody (přídavkem soli a usušením) a konzervační sloţky z kouře. Sníţením pH je zároveň zpevněna struktura a stabilizována barva. Fermentované salámy se vyrábějí s přídavkem čistých mikrobiálních kultur, tzv. startovacích kultur a fermentace probíhá za kontrolovaných podmínek [55]. 8.2.3.10 Balení Nejčastějšími obaly pouţívanými pro balení masa a masných výrobků jsou fólie. Balení masa a masných výrobků se provádí z důvodů hygienických, zdravotních a obchodních. Balení je třeba oddělit od plnění masných výrobků do technologických obalů (střívek). Následně se balí do plastových vaniček, sáčků - prostě, vakuově, do ochranné atmosféry (do primárního obalu, který se dotýká výrobku). Tyto primárně zabalené výrobky se vkládají do přepravních (sekundárních) obalů – plastových přepravek, kartonů a dále na palety [71].


II. PRAKTICKÁ ČÁST

54


9

55

POUŽITÉ MATERIÁLY A PŘÍPRAVA VZORKŮ

V této kapitole praktické části diplomové práce jsou popsány výchozí sloţky pro přípravu fólií, jejich příprava a následné zpracování. Pro experiment byly pouţity, jak čisté vzorky polymerních materiálů, tak i vzorky polymerních materiálů obohacené o nanoplnivo.

9.1 Použité materiály Jako nosné materiály pro polymerní matrice byly pouţity Surlyn (1857), LDPE (AC 100 LD), EVA (ESCORENE FUW 380/85, EXXOMMOBIL), EVOH (EVAL, H171B, MITSUI CHEM.). 9.1.1 Použité plnivo Jako nanoplnivo pro všechny vzorky byl pouţit organicky modifikovaný montmorilonit Cloisite 20A. 9.1.2 Použité kompatibilizátory Pro Surlyn a LDPE byly pouţity kompatibilizátory. Pro Surlyn byl jako kompatibilizátor pouţit Poly(ethylene-co-methacrylic acid), zinc salt. Kompatibilizátorem pro LDPE byl PRIEX 15005. 9.1.3 Příprava předsměsi - MASTERBATCH Předsměs byla připravena pro Surlyn a LDPE. Kompatibilizátor i plnivo byly předsušeny v sušárně při teplotě 60 °C po dobu minimálně 24 hodin. Byla provedena naváţka 20 g nanoplniva a 20 g kompatibilizátoru. Předsměs byla připravována v hnětací komůrce. Do hnětací komůrky byla nejprve nadávkována část kompatibilizátoru, po částečném roztavení kompatibilizátoru bylo přidáno plnivo a nakonec zbytek kompatibilizátoru. Předsměs byla připravována po dobu 7 minut při teplotě 140 °C, otáčky při sypání 10 ot./min a poté byly zvýšeny na 15 ot./min. Tímto způsobem bylo připraveno 500 g MASTERBATCH.


56

9.1.4 Příprava směsí Vzorky se Surlynem: - vzorek 1 se Surlynem obsahoval 5 % maleinizovaného Surlynu a 5 % nanoplniva  bude označován jako 5SRL - vzorek 2 se Surlynem obsahoval 5 % maleinizovaného Surlynu a 3 % nanoplniva  označení 3SRL Vzorky s LDPE: - vzorek 1 s LDPE obsahoval 5 % maleinizovaného LDPE a 5 % nanoplniva  dále označován jako 5LDPE - vzorek 2 s LDPE obsahoval 5 % maleinizovaného LDPE a 3 % nanoplniva  označován jako 3LDPE Vzorky s EVA: - vzorek 1 s EVA obohacený o 5 % nanoplniva  zkratka 5EVA - vzorek 2 s EVA obohacený o 3 % nanoplniva  označení 3EVA Vzorky s EVOH: - vzorek 1 s EVOH obohacený o 5 % nanoplniva  zkratka 5EVOH - vzorek 2 s EVOH obohacený o 3 % nanoplniva  zkratka 3EVOH

9.2 Příprava vzorků Vzorky s obsahem nanoplniva byly namíchány a homogenizovány pomocí dvoušnekového extrudéru. 9.2.1 Míchání a homogenizace Připravené směsi byly nasypány do sáčku, který byl poté uzavřen. Míchání bylo provedeno třepáním sáčku pomocí rukou. Homogenizace směsí byla provedena na dvoušnekovém extrudéru Brabender. Z extrudéru byla vytlačena struna, která byla chlazena vzduchem. Struna byla nařezána pomocí noţo-


57

vého mlýnu zpět na granulát. Tento celý proces byl 1x opakován, z důvodu lepší homogenizace směsi.

Obrázek 7: Dvoušnekový extrudér - homogenizace vzorku

Tabulka 2: Podmínky homogenizace směsí Vzorek

1. topné pásmo [°C]

2. topné pásmě [°C]


Teplota na hlavě [°C]

Počet otáček za minutu

5SRL 3SRL 5LDPE 3LDPE

170 170 90 90

190 190 110 110

200 200 125 125

220 220 145 145

50 45 35 30

5EVA 3EVA 5EVOH

145 145 155

160 160 170

180 180 190

200 200 210

65 60 30

3EVOH

155

170

190

210

28

Vzniklý granulát byl poté pouţit pro výrobu lisovaných desek a vytlačovaných fólií.


58

9.2.2 Lisování Pro výrobu lisovaných desek z připraveného granulátu byl pouţit rámeček o rozměrech 125 x 125 x 2 mm. Vlastní lisování desek bylo provedeno na mechanickém lisu. Pomocí hydraulického lisu byly desky chlazeny. Pro lisování desek byl vybrán jen určitý materiál.

Obrázek 8: Mechanický lis

Tabulka 3: Podmínky lisování Vzorek

Navážka [g]

Teplota lisování [°C]

Předehřev [min]

Lisování [min]

Chlazení [min]

5SRL

40

160

3

3

7

SRL

40

160

3

3

7

5LDPE

40

140

5

3

7

LDPE

40

140

5

3

7

5EVA

40

200

3

3

10

EVA

40

200

3

3

10

5EVOH

40

210

6

3

9

EVOH

40

210

6

3

9

Vylisované desky slouţily k tahovým zkouškám.


59

9.2.3 Vytlačování Vytlačování fólií z granulátu bylo provedeno pomocí širokoštěrbinové vytlačovací hlavy, která byla nasazena na dvoušnekový extrudér značky Brabender.

Obrázek 9: Vytlačování fólií na širokoštěbinové hlavě

Tabulka 4: Podmínky vytlačování Vzorek

Teplota na hlavě [°C]


2. topné pásmě [°C]



Počet otáček za minutu

5SRL

220

170

190

200

210

15

3SRL

220

170

190

200

210

15

SRL

220

170

190

200

210

15

5LDPE

145

90

110

125

140

20

3LDPE

145

90

110

125

140

20

LDPE

145

90

110

125

140

20

5EVA

200

145

160

180

195

20

3EVA

200

145

160

180

195

20

EVA

200

145

160

180

195

20

5EVOH

210

155

170

190

205

20

3EVOH

210

155

170

190

205

20

EVOH

210

155

170

190

205

20

Vytlačené fólie slouţily k balení potravin, tahovým zkouškám a měření plynopropustnosti.


60

9.3 Balení potravin Potraviny byly baleny, jak do fólií vyrobených ve školní laboratoři, tak i do fólií komerčních dodávaných firmou INVOS. Z vyrobených fólií byly vybrány jen některé k balení potravin. K balení jako potraviny slouţily sýr a masný výrobek. Sýrem byla eidamská cihla v sedmitýdenní zralosti s obsahem sušiny 50 % a tukem v sušině 30 %. Masným výrobkem byl výrobní salám, který byl vyroben 5 dní před balením. 9.3.1 Fólie Z vyrobených fólií byly pouţity pro balení sýra i masného výrobku následující:  5SRL  SRL  5EVA  EVA  5LDPE Z komerčně dodávaných fólií byly vybrány 4 pro balení potravin: Sýr

Masný výrobek

- PET/PE

- PLA

- PE/EVOH/PE

- PE/EVOH/PE

- PP

- PP

- PE

- PE

9.3.2 Příprava potravin Sýr byl krájen na celé kusy pomocí noţe, který byl dezinfikován ve 2% roztoku Aktivitu D. Aktivit D je speciální dezinfekce na bázi kvartérních amonných sloučenin. Hmotnost vzorku sýra byla 150 g. Masný výrobek byl nakrájen nářezovým strojem na tenké plátky. Nářezový stroj byl před pouţitím umyt vodou s čistícím přípravek. Poté byl stroj vydezinfikován pomocí 70% roztoku ethanolu. Hmotnost vzorku masného výrobku vkládaného do obalu činila 60 g.


61

9.3.3 Příprava obalů Fólie byly nastříhány na menší kousky a vydezinfikovány z obou stran 70% roztokem ethanolu. Dále byly dezinfikovány v UV boxu po dobu 4 minut. Vydezinfikované fólie byly přehnuty napůl a svařeny ze dvou stran. Svařování fólií probíhalo ve vakuové baličce Mini Jumbo od firmy Henkelman, a díky ní byl vytvořen na fólií dvojitý svár. Tímto způsobem byla vytvořena kapsa, do které se poté vkládaly potraviny. 9.3.4 Vlastní balení potravin Potraviny byly v rukavicích a pomocí obracečky vkládány do připravených kapes z fólií. Potraviny byly baleny dvojím způsobem, a to balením ve vakuu a prostým balením. Balení ve vakuu znamená, ţe se odsaje veškerý vzduch z obalu. Prostým balením je myšleno balení, u kterého nedochází k odsátí vzduchu ani ke změně sloţení atmosféry. Jak vakuové, tak i prosté balení bylo provedeno ve vakuové baličce Mini Jumbo od firmy Henkelman. U vakuového balení byl program nastaven na 45 sekund. Po této době došlo k vytvoření vakua a dvojitého sváru. U prostého balení byl program nastaven na 15 sekund. Po uplynutí této doby byl vytvořen dvojitý svár, a potraviny byly zabaleny prostě, jelikoţ nedošlo k vytvoření vakua.

Obrázek 10: Vakuová balička od firmy Henkelman

Zabalené potraviny byly skladovány v chladničce při teplotě 4  1 °C a slouţily k mikrobiologickému rozboru.


62

9.3.5 Přehled zabalených vzorků Pro prosté balení a balení ve vakuu budou pouţívány následující zkratky: - PB - označuje prosté balení - V - označuje balení ve vakuu Sýr

Masný výrobek

- 5SRL PB

- 5SRL PB

- 5SRL V

- 5SRL V

- SRL PB

- SRL PB

- SRL V

- SRL V

- 5EVA PB

- 5EVA PB

- 5EVA V

- 5EVA V

- EVA PB

- EVA PB

- EVA V

- EVA V

- 5LDPE PB

- 5LDPE PB

- 5LDPE V

- 5LDPE V

- PET/PE PB

- PE/EVOH/PE PB

- PET/PE V

- PE/EVOH/PE V

- PE/EVOH/PE PB

- PP PB

- PE/EVOH/PE V

- PP V

- PP PB

- PE PB

- PP V

- PE V

- PE PB

- PLA PB

- PE V

- PLA V

Obě potraviny byly do kaţdé fólie baleny 3x, z důvodu mikrobiologického rozboru, který probíhal ve třech časových intervalech.


63

10 EXPERIMENTÁLNÍ METODY A POSTUPY Tato část diplomové práce popisuje pouţité experimentální metody měření a jejich postupy.

10.1 Tahové zkoušky Tahové zkoušky byly měřeny a vyhodnoceny pomocí trhacího stroje TENSOMETR 2000. Trhací stroj se nachází v Demoroom ALPHA Technologies s.r.o., který je součástí fakulty technologické UTB. Tahovými zkouškami jsou měřeny mechanické vlastnosti vylisovaných desek a fólií. Z vylisovaných desek a z fólií byly vysekány lopatky pomocí vysekávacího stroje. Pro tahové zkoušky byla pouţita zkušební tělíska ve tvaru oboustranné lopatky typu 5 dle ČSN EN ISO 527-3 (64 0604). Počet zkušebních tělísek byl 5 pro kaţdou sérii, počáteční rozpětí čelistí bylo nastaveno na 80 mm, a byly navoleny 2 rychlosti trhání. Počáteční rychlost byla nastavena na 1 mm/min do modulu 2 %, poté se rychlost zvýšila na 100 mm/min do přetrţení. Pro zkušební tělíska z vylisovaných desek byl pouţit siloměr 1000 N. Pro fólie, z důvodu citlivosti zařízení, byl pouţit siloměr 100 N. Byly naměřeny a vyhodnoceny následující vlastnosti při tahových zkouškách: pevnost v tahu, prodlouţení při přetrţení, tahový - Chor modul. Zřejmě malá citlivost trhacího zařízení způsobila, ţe při pomalejší rychlosti 1 mm/min nedošlo k naměření hodnot E modulu v rozmezí 0,025 - 0,05 %. Kvůli tomu byl zaznamenán Chor modul měřený v rozmezí modulů 2 - 5 % při vyšší rychlosti 100 mm/min, který je definován jako srovnávací. Pro názorné porovnání vlastností jednotlivých materiálů jsou naměřené veličiny zpracovány v grafech.


64

10.2 Zkoušky plynopropustnosti Zkoušky plynopropustnosti jsou měřeny dle normy ČSN 64 01 15 - metoda konstantního objemu. Měření probíhalo na přístroji pro měření propustnosti pro plyny JULABO TW8. Zkušební membrány pro měření propustnosti pro plyny byly vyseknuty ze vzorků připravených fólií. Membrány byly vyseknuty ve tvaru kruhu o průměru 80 mm a průměrné tloušťce 0,051 mm. Propustnost byla měřena pro kyslík při teplotě 35 °C, rozdílu tlaku 2 Bary a 99% relativní vlhkosti. Aparatura pro měření plynopropustnosti se skládá z komory rozdělené membránou měřeného vzorku na dvě části. Ve vrchní části je přetlak, ve spodní části podtlak (vakuum). Je měřen přírůstek tlaku v čase difundujícího skrze měřený vzorek. Záznam měření probíhá přes převodník tlaku na elektrický signál na PC. Ze získaných dat je určena směrnice přímky, která je poté pouţita do vzorce: P

kde

P

p V h  t R  T  A  p

je permeační koeficient [mol/m.s.Pa],

Δp/Δt přírůstek tlaku v čase v nízkotlaké komoře, R

plynová konstanta,

V

objem nízkotlaké komory [m³],

T

teplota [°C],

h

tloušťka vzorku [m],

A

pracovní plocha vzorku [m²],

p

tlakový gradient [Pa].


65

10.3 Mikrobiologický rozbor 10.3.1 Příprava půd a fyziologického roztoku Veškeré půdy jsou od HiMedia, Bombai, Indie. 10.3.1.1 Plate Count Agar Pro zjištění přítomnosti celkového počtu mikroorganismů byl pouţit PCA (Plate Count agar). Bylo naváţeno 17,50 g prášku, který byl rozpuštěn v 1 litru destilované vody. Počkalo se 5 minut, poté byl obsah důkladně promíchán, aby se vytvořila homogenní suspenze. V případě potřeby se pH upravilo na 7,0 ± 0,2. Sterilizace byla provedena v autoklávu při 121 °C po dobu 15 aţ 20 minut. Složení: LÁTKA

MNOŢSTVÍ (g/l)

enzymatický hydrolyzát kaseinu

5,00

kvasničný extrakt

2,50

glukosa

1,00

agar

9,00

1.1.2 Chloramphenicol Yeast Glucose Agar Agar s chloramfenikolem (CHYGA) se pouţívá pro zjištění počtu kvasinek a plísní. Naváţilo se 40,00 g přípravku do 1 litru destilované vody a zahřívalo do úplného rozpuštění. Sterilizace v autoklávu při 121 °C po dobu 15 minut. Konečné pH můţe být upraveno na 6,6 ± 0,2. Složení: LÁTKA

MNOŢSTVÍ (g/l)

kvasničný extrakt

5,00 g

dextrosa

20,00 g

chloramfenikol

0,10 g

UTB ve Zlíně, Fakulta technologická agar

66 14,90 g

10.3.1.2 ENDO Agar ENDO agar slouţí pro detekci a rozlišení laktosa-pozitivních a laktosa-negativních koliformních bakterií. Naváţka byla 41,50 g přípravku do 1 litru destilované vody. V autoklávu byla provedena sterilizace při 121 °C po dobu 15 minut. Před nalitím na Petriho misky se musí důkladně promíchat. Konečné pH je moţné upravit na 7,5 ± 0,2. Složení: LÁTKA

MNOŢSTVÍ (g/l)

masový pepton

10,00

laktosa

10,00

siřičitan sodný

2,50

hydrogenfosforečnan (di)draselný

3,50

basický fuchsin

0,50

agar

15,00

10.3.1.3 Baird Parker Agar Baird Parker Agar (B - P agar) je pouţíván pro izolaci a stanovení počtu koaguláza pozitivních stafylokoků z potravin a ostatních materiálů. Naváţka činí 63,00 gramů přípravku do 950 ml destilované vody. Zahřívalo se do úplného rozpuštění. Sterilizace byla provedena v autoklávu při 121 °C po dobu 15 minut. Poté byl ochlazen na teplotu 45 - 50 °C a asepticky bylo přidáno 50,00 ml ţloutkové emulze s teluričitanem draselným (Egg Yolk Tellurite Emulsion). Před nalitím na Petriho misky se musí důkladně promíchat. Pokud je nutné, tak se konečné pH se upraví na 7,0 ± 0,2. Složení: LÁTKA

MNOŢSTVÍ (g/l)


10,00

hovězí extrakt

5,00

kvasničný extrakt

1,00


67

glycin

12,00

pyrohroznan sodný

10,00

chlorid lithný

5,00

agar

20,00

10.3.1.4 M17 Agar M17 agar slouţí pro kultivaci mléčných streptokoků. Bylo naváţeno 33,25 g přípravku do 1 litru destilované vody. Sterilizace probíhala v autoklávu při 121 °C po dobu 15 minut. Konečné pH pokud je nutné se upraví na 7,1 ± 0,2. Složení: LÁTKA

MNOŢSTVÍ

masový pepton

5,00

sojový pepton

5,00

kvasničný extrakt

2,50

hovězí extrakt

5,00

laktosa

5,00

kys. askorbová

0,50

síran hořečnatý

0,25

agar

10,00

10.3.1.5 Lactobacillus MRS Broth Slouţí pro kultivaci rodu Lactobacillus. Naváţka MRS Broth je 55,15 g do 1 litru destilované vody. Dále, kvůli ztuhnutí byl přidán k naváţce MRS Broth agar. Naváţilo se 15 g do 1 litru destilované vody. V autoklávu byla provedena sterilizace při 121 °C po dobu 15 minut. Složení: LÁTKA

MNOŢSTVÍ (g/l)

proteosový pepton

10,00


68

hovězí extrakt

10,00

kvasničný extrakt

5,00

dextrosa

20,00

polysorbát 80

1,00

citran amonný

2,00

octan sodný

5,00

síran hořečnatý

0,10

síran manganatý

0,05

hydrogenfosforečnan di(draselný)

2,00

10.3.1.6 Reinforced Clostridial Broth (RC Broth) Slouţí pro kultivaci a stanovení počtů Clostridium spp. a dalších anaerobních bakterií. Naváţka je 38,00 g přípravku do 1 litru destilované vody. Pro ztuhnutí byl přidán k naváţce ještě agar. Bylo naváţeno 15,00 g agaru do 1 litru destilované vody. Zahřívání probíhá do úplného rozpuštění. Sterilizace v autoklávu při 121 °C po dobu 15 minut. Konečné pH je moţné upravit na 6,8 ± 0,2. Složení: LÁTKA

MNOŢSTVÍ (g/l)


10,00

hovězí extrakt

10,00

kvasničný extrakt

3,00

dextrosa

5,00

chlorid sodný

5,00

octan sodný

3,00

škrob

1,00

L-cystein hydrochlorid

0,50

agar

15,50


69

10.3.1.7 Fyziologický roztok Příprava fyziologického roztoku probíhala následovně: 8,5 g chloridu sodného bylo rozpuštěno v 1 litru destilované vody. Poté byl důkladně promíchán a sterilizován v autoklávu při 121 °C po dobu 15 minut. 10.3.2 Mikrobiologický rozbor potravin K mikrobiologickému rozboru byly odebírány zabalené potraviny v pravidelných časových intervalech. Po celou dobu byly vzorky skladovány v chladničce při teplotě 4  1 °C. Počet mikroorganismů byl stanoven 5., 9. a 13. den skladování. Dále byl proveden mikrobiologický rozbor sýra a masného výrobku v den jejich balení. 10.3.2.1 Odběr vzorku a ředění Odběr vzorků byl proveden pomocí sterilního skalpelu. Vzorek potraviny byl vloţen do sterilního sáčku. Do sáčku byl přidán fyziologický roztok v poměru 1:9. Byla provedena homogenizace vzorku ve stomacheru po dobu 5ti minut. Homogenizace byla provedena z důvodu zmenšení a rozptýlení velikosti vzorku. Díky homogenizaci jsou mikroorganismy rozptýleny v celém objemu vzorku. Následně bylo podle potřeby provedeno desítkové ředění. 10.3.2.2 Stanovení mikroorganismů Při stanovení mikroorganismů je očkován určený objem zkušebního vzorku. Na Petriho misku byl pomocí automatické pipety nadávkován 1 ml inokula, který byl zalit agarovou půdou vytemperovanou na 45 °C. Nalitá půda byla pomocí krouţivých pohybů důkladně promíchána s inokulem. Po ztuhnutí půdy se Petriho miska otočí dnem vzhůru a je provedena kultivace. 10.3.2.3 Kultivace Při teplotě 30 °C po dobu 48 hodin byla provedena kultivace mikroorganismů. Mikroorganismy byly kultivovány aerobně nebo anaerobně. Po uplynutí doby kultivace byly spočítány mikroorganismy narostené na kultivačních půdách a byl určen celkový počet mikroorganismů v 1 gramu.


70

10.3.2.4 Skupiny zjišťovaných mikroorganismů V tabulce jsou uvedeny zkoumané mikroorganismy ve vzorcích potravin. Dále jsou zde uvedeny pouţité půdy pro dané mikroorganismy, a kultivační podmínky. Tabulka 5: Přehled mikroorganismů Skupina mikroorganismů

Kultivační médium

Kultivační podmínky

Celkový počet mikroorganismů

PCA

30 °C/48 hod/A

Kvasinky a plísně

CHYGA

30 °C/48 hod/A

Enterobakterie

ENDO agar

30 °C/48 hod/A

Stafylokoky

B - P agar

30 °C/48 hod/A

BMK

M17 agar

30 °C/48 hod/A

BMK

MRS agar

30 °C/48 hod/A

Klostridie

RCA

30 °C/48 hod/AN

10.3.3 Mikrobiologický rozbor obalů Kvůli zjištění, zda byly pouţité fólie pro balení potravin dostatečně vydezinfikovány, bylo provedeno jejich mikrobiologické vyšetření. Z fólií byly vytvořeny obaly, které neobsahovaly potraviny. 10.3.3.1 Odběr vzorku K otevření obalů slouţily sterilní nůţky, které byly ponořeny do etanolu a vyţíhány plamenem. Mikrobiologický rozbor byl proveden pomocí stěru obalu z definované plochy. Ke stěru byl pouţit sterilní kovový rámeček o rozměrech 50 x 50 mm a sterilní tampon. Sterilní tampon byl ponořen do fyziologického roztoku a z definované plochy rámečku byl proveden stěr. Poté byla tamponem potřena celá Petriho miska s vylitou kultivační půdou. Zkoumanými mikroorganismy byly kvasinky a plísně, a celkový počet mikroorganismů. Pro kvasinky a plísně byla pouţita kultivační půda CHYGA. Pro určení celkového počtu mikroorganismů byl pouţit PCA.


71

10.3.3.2 Kultivace Kultivace probíhala 2 dny při teplotě 30 °C a aerobních podmínkách. Po uplynutí doby kultivace byly spočítány mikroorganismy a určen celkový počet mikroorganismů v 1 g vzorku. 10.3.4 Stanovení CFU Po příslušné době kultivace byly spočítány kolonie, které vyrostly na Petriho miskách. Celkové počet mikroorganismů na 1 g vzorku byl vypočítán z následujícího vztahu:

c

...počet narostených kolonií

n1, n2 ...počet misek příslušného ředění d

...první ředění zvolené k počítání


72

11 VÝSLEDKY A DISKUZE 11.1 Tahové zkoušky Pomocí tahových zkoušek byly měřeny mechanické vlastnosti. Měření bylo provedeno na lisovaných deskách a vytlačených fólií. Tahové zkoušky byly provedeny na čistých vzorcích a vzorcích s plnivem. Účel tahových zkoušek je porovnání mechanických vlastností mezi čistým a obohaceným vzorkem. 11.1.1 Tahové zkoušky desek  Prodloužení při přetržení - V grafu 1 pozorujeme, jak plnivo ovlivňuje danou mechanickou vlastnost. Obecně největšího procentuálního prodlouţení dosahovaly čisté materiály. Vzorek EVA měl nejlepší vlastnost při prodlouţení při přetrţení. Naopak nejhorší materiál zaznamenaný v grafu byl 5LDPE.

Graf 1: Prodlouţení při přetrţení Materiály 5EVOH a EVOH byly velice křehké, lámaly se okamţitě, proto je nebylo moţné zaznamenat do grafu. Hodnota pro 5EVOH byla 0,88 %, a pro čistý EVOH 1,01 %. Všechny materiály s plnivem měly horší prodlouţení při přetrţení oproti čistým materiálům. Nejspíše přítomnost plniva nemá aţ takový vliv na prodlouţení při přetrţení.


73

 Pevnost v tahu - v grafu 2 můţeme pozorovat další mechanickou vlastnost, a to pevnost v tahu. Obecně největší pevnost v tahu byla zaznamenána u vzorku 5EVOH. Nejniţší pevnost v tahu byla zaznamenána u 5LDPE. Materiály EVA, LDPE a SRL měly vyšší pevnost v tahu, oproti jejich vzorkům obohaceným o plnivo. Pouze 5EVOH měl vyšší pevnost vtahu oproti čistému EVOH. Tato skutečnost můţe být způsobena špatným rozmícháním nanoplniva, kdy nedošlo k jeho exfoliaci a tím nedošlo k jeho ztuţujícímu efektu.

Graf 2: Pevnost v tahu

 Chor modul - další mechanickou vlastností sledovanou u tahových zkoušek je tahový modul tzv. Chor modul. Chor modul je měřený v rozmezí modulů 2 - 5 %, při vyšší rychlosti 100 mm/min. V grafu 3 můţeme pozorovat, ţe vyšší hodnoty dosahují vzorky obohacené o plnivo, oproti čistým vzorkům.


74

Graf 3: Chor modul Hodnoty pro 5EVOH a čistý EVOH nebylo moţné změřit. Závěrem lze o mechanických vlastnostech desek říci, ţe plniva výrazně neovlivnila zkoušené vlastnosti. Jen v případě Chor modulu u všech vzorků a pevnosti v tahu u 5EVOH byly zaznamenány vyšší hodnoty ve vzorcích obohacených o plnivo. 11.1.2 Tahové zkoušky fólií U tahových zkoušek fólií byly taktéţ měřeny jejich mechanické vlastnosti.  Prodloužení při přetržení - V grafu 4 lze vidět mechanickou vlastnost prodlouţení při přetrţení. Největší rozdíl byl zaznamenán mezi vzorky 5 EVA a čistou EVA, a dále mezi 5SRL a čistým SRL. Obecně lze říci, ţe u materiálů obohacených o plnivo bylo prokázáno vyšší procentuální prodlouţení oproti čistým materiálům.


75

Graf 4: Prodlouţení při přetrţení  Pevnost v tahu - v grafu 5 můţeme pozorovat mechanickou vlastnost pevnost v tahu. Největší rozdíl byl zaznamenán mezi vzorky 5EVOH a EVOH, a dále mezi 5EVA a EVA. Vzorky 5EVOH, 5EVA, 5LDPE vykazují lepší mechanickou vlastnost oproti čistým vzorkům. Jen materiál 5SRL měl horší pevnost vtahu oproti čistému SRL.

Graf 5: Pevnost v tahu


76

 Chor modul - u fólií byl také zaznamenán tahový modul - Chor modul. Chor modul byl opět měřen v rozmezí modulů 2 - 5 % při rychlosti 100 mm/min. V grafu 6 můţeme pozorovat největší rozdíl mezi vzorky 5SRL a SRL. Nejmenší rozdíl je zaznamenán mezi vzorky 5EVA a EVA. V grafu 6 můţeme vidět, ţe Chor modul měl vyšší hodnoty u plněných vzorku 5EVOH a 5LDPE.

Graf 6: Tahový modul - Chor modul Závěrem lze o tahových zkouškách fólií konstatovat, ţe u některých vzorků plniva výrazně ovlivnila mechanické vlastnosti. Pouze v případě 5SRL u pevnosti v tahu a 5EVA a 5SRL u Chor modulu byly zaznamenány horší hodnoty oproti čistým materiálům.


77

11.2 Zkoušky plynopropustnosti Měření propustnosti pro plyny probíhalo na přístroji JULABO TW8. Na vzorcích fólií byla měřena propustnost pro kyslík. Měření plynopropustnosti bylo provedeno na těchto vzorcích fólií: - čisté fólie: SRL, EVOH, EVA, LDPE, - obohacené fólie o plnivo: 5SRL, 5EVOH, 5EVA, 5LDPE, - komerční fólie: PET/PE, PE/EVOH/PE, PP, PE, PLA. Tabulka 6: Permeační koeficient pro propustnost O2

Vzorek

Tloušťka [mm]

Permeační koeficient [mol/m.s.Pa]

5SRL

0,087

1,1810-15

5EVOH

0,030



EVOH

0,029

1,0410-17

5EVA

0,052

2,65

EVA

0,032

10-15

5LDPE

0,029

10-15

LDPE

0,026

10-17

PET/PE

0,105

5,6910-17

PE/EVOH/PE

0,035

10-18

PP

0,049

10-16

PE

0,105

1,6910-15

PLA

0,030

3,2210-16

U čistého SRL nebylo moţné provést měření, z důvodu malé tloušťky fólie, která nebyla během měření schopna zadrţet tlak. Z důvodu lepšího srovnání byl permeační koeficient zaznamenán z tabulky do grafu 7.


78

5,33E-15

Propustnost pro O2

3,22E-16

5,92E-18

5,69E-17

4,81E-17

1,04E-17

1,00E-15

1,11E-17

2,00E-15

1,35E-15

3,00E-15

9,79E-16

2,65E-15

4,00E-15

1,69E-15

5,00E-15

1,18E-15

Permeační koeficient [mol/m.s.Pa]

6,00E-15

0,00E+00

Typy materiálů

Graf 7: Permeační koeficient - propustnost pro kyslík U vyrobených vzorků fólií byl největší rozdíl zaznamenán mezi čistou EVA a 5EVA. Vzorek obsahující nanoplnivo měl zhruba poloviční hodnotu propustnosti pro kyslík. Dobré bariérové vlastnosti prokázaly fólie 5EVOH, EVOH a LDPE. Mezi vzorky 5EVOH a EVOH nebyl zaznamenn výrazný rozdíl propustnosti, tudíţ obě prokazují dobré bariérové vlastnosti a obecně nejniţší propustnost pro kyslík. Ostatní vyrobené fólie měly horší bariérové vlastnosti pro kyslík. U komerčních fólií měla nejlepší bariérové vlastnosti fólie PE/EVOH/PE. Celkově měla tato fólie nejmenší propustnost pro kyslík. Avšak fólie 5EVOH, EVOH a LDPE mají lepší bariérové vlastnosti pro kyslík oproti zbývajícím čtyřem komerčně dodávaným. Souhrnem z výsledků hodnocení propustnosti pro kyslík lze říci, ţe komerčně dostupné folie dodané výrobcem potvrdily svou funkčnost v případě zajištění nepřístupu kyslíku k balenému obsahu. Navíc se k těmto foliím můţe přidat námi připravená folie z EVOH a 5 % nanoplniva. Podle předchozích výsledků z měření mechanických vlastností má navíc niţší taţnost.


79

11.3 Mikrobiologický rozbor V průběhu třinácti dnů byly provedeny mikrobiologické rozbory sýrů a masných výrobků, který byly zabaleny do různých typů obalového materiálu. První den, kdy byly potraviny baleny, byl proveden mikrobiologický rozbor potravin a obalů. Další mikrobiologický rozbor potravin byl proveden 5., 9. a 13. den. Cílem tohoto měření je zjistit, který obal je nejvhodnější pro balení potravin. Mikrobiologický rozbor potravin byl zaměřen na stanovení celkového počtu mikroorganismů, stanovení kvasinek a plísní, enterokoků, stafylokoků, klostridií, BMK (laktobacilů) a BMK (laktokoků, streptokoků). U obalů byl zjišťován celkový počet mikroorganismů, kvasinky a plísně. Pro lepší porovnání byla do grafu zaznačena logaritmická osa. 11.3.1 Mikrobiologický rozbor - sýr Kvasinky a plísně - Téměř ve všech obalových materiálech, ve kterých byl zabalen sýr, je moţné sledovat nárůst mikroorganismů (graf 8). Počáteční hodnota sýra byla 2,0 · 101 CFU/g. Kromě jednoho obalového materiálu lze vidět další nárůst mikroorganismů. Jako nejlepší obalový materiál se v tomto případě jeví PP V. Počet mikroorganismů v sýru u tohoto typu obalového materiálu je stejný, jako pro počáteční hodnotu. Zato nejméně vhodným materiálem pro balení sýrů je EVA V, u které došlo během 13ti dní ke zvýšení počtu mikroorganismů na hodnotu 3,8 · 103 CFU/g.

Graf 8: Mikrobiologický rozbor sýra - kvasinky a plísně


80

Stafylokoky - V grafu 9 je počáteční hodnota pro sýr 2,0 · 101 CFU/g. U všech typů balení sýra došlo k nárůstu stafylokoků. 5. den byl u některých obalových materiálů zaznamenán stejný počet mikroorganismů jako na počátku balení. Ale v průběhu skladování došlo k dalšímu nárůstu. Nejniţší počet mikroorganismů se nacházel v sýru baleném v 5EVA PB, kde po 13ti dnech skladování byla hodnota 6,5 · 103 CFU/g. Nejvyšší počet stafylokoků byl zaznamenán u balení sýra LDPE V, kde se hodnota zvýšila na 7,6 · 104 CFU/g.

Graf 9: Mikrobiologický rozbor sýra - stafylokoky Enterobakterie - V grafu 10 jsou hodnoceny enterobakterie. Počáteční hodnota v sýru byla 7,4 · 103 CFU/g. V průběhu skladování se počet mikroorganismů zvyšoval. PET/PE PB se jeví jako nejlepší obalový materiál, jelikoţ po 13ti denním skladování, byl u něho zaznamenán nejmenší nárůst mikroorganismů. Po 13ti dnech byla hodnota 1,9 · 104 CFU/g. Nejhorším obalovým materiálem byl v tomto případě 5EVA PB, u něhoţ byla po 13ti denním skladování hodnota 2,5 · 105 CFU/g.


81

Graf 10: Mikrobiologický rozbor sýra - enterobakterie BMK tyčinky - V grafu 11 je počáteční hodnota pro sýr 5,0 · 105 CFU/g. U všech typů balení sýra došlo k nárůstu BMK. V průběhu skladování docházelo však k výrazným změnám. U některých obalových materiálů došlo v průběhu 9. dne k největšímu nárůstu BMK v sýru, a do 13. dne k jejich poklesu. K nejmenšímu nárůstu BMK v sýru došlo u obalových materiálů PET/PE V a PE PB. Jejich hodnota po 13ti dnech skladování byla 1,4 · 106 CFU/g. Zato největší nárůst BMK v sýru byl zaznamenán u obalu SRL V, kdy hodnota pro sýr byla 3,9 · 107 CFU/g.

Graf 11: Mikrobiologický rozbor sýra - bakterie mléčného kvašení - tyčinky


82

Klostridie - V průběhu skladování se počet klostrií v sýru v různých balení zvyšoval (graf 12). Počáteční hodnota sýru byla 8,0 · 104 CFU/g. Nejniţší hodnota byla po 13ti dnech zaznamenána u obalu PET/PE PB 7,6 · 105 CFU/g. Zato nejvyšší hodnota po 13ti dnech byla u sýra v obalu SRL V 2,7 · 107 CFU/g.

Graf 12: Mikrobiologický rozbor sýra - klostridie BMK koky - V grafu 13 jsou hodnoceny BMK koky. Počáteční hodnota v sýru byla 3,2 · 103 CFU/g. Během 9. dne byl zaznamenán u sýra v různých typech obalů vyšší nárůst, oproti jejich nárůstu v 13. den. Nejvyšší hodnotu během 9. dne měl sýr zabalený v obalovém materiálu PP PB. Hodnota byla 2,7 · 107 CFU/g. Nejniţší hodnota 4,5 · 106 CFU/g byla zaznamenána v sýru baleném v PE PB. Sýr zabalený v LDPE PB vykazoval po 13ti dnech nejvyšší hodnotu 2,7 · 107 CFU/g.


83

Graf 13: Mikrobiologický rozbor sýra - bakterie mléčného kvašení - koky Celkový počet mikroorganismů - V průběhu 13ti denního skladování došlo u všech obalů ke zvyšování počtu mikroorganismů (graf 14). Počáteční hodnota sýra byla 9,0 · 105 CFU/g. K nejmenšímu nárůstu mikroorganismů v sýru došlo během 13ti dní u obalového materiálu 5EVA V. Jeho hodnota byla 9,5 · 106 CFU/g. Nejvyšší nárůst mikroorganismů byl zaznamenán v sýru baleném v 5SRL PB, kdy hodnota byla 3,6 · 107 CFU/g.

Graf 14: Mikrobiologický rozbor sýra - celkový počet mikroorganismů


84

U všech typů obalových materiálů byl zaznamenán nárůst vyšetřovaných mikroorganismů v sýru. Pro kaţdý hodnocený mikroorganismus v sýru byl vhodný jiný typ obalového materiálu. Nelze tedy říci, který obalový materiál je nejvhodnější pro balení sýra. Rozdíl mezi prostým balením a balením ve vakuu nebyl víceméně zaznamenán. 11.3.2 Mikrobiologický rozbor - masný výrobek Kvasinky a plísně - V grafu 15 můţeme pozorovat mikrobiologický rozbor masného výrobku, u kterého je stanovován počet kvasinek a plísní. V průběhu 13ti dnů skladování dochází k nárůstu kvasinek a plísní. První den hodnocení je hodnota pro masný výrobek 2,0 · 101 CFU/g. Masný výrobek v obalu 5EVA V má nejniţší hodnotu po 13ti dnech skladování. Hodnota je 7,6 · 102 CFU/g. Naopak nejvyšší hodnota masného výrobku po 13ti dnech skladování je zaznamenána u obalu PE/EVOH/PE. Hodnota je 2,4 · 103 CFU/g.

Graf 15: Mikrobiologický rozbor masného výrobku - kvasinky a plísně Stafylokoky - Graf 16 se týká mikrobiologického rozboru zaměřeného na hodnocení stafylokoků. Počáteční hodnota masného výrobku činí 2,0 · 101 CFU/g. Téměř u všech obalových materiálů, ve kterých byl balen masný výrobek dochází k zvyšování počtu mikroorganismů. Vyjímkou jsou obaly 5EVA PB a 5EVA V, u kterých se hodnota ani po 13ti denním skladování nemění. Největší nárůst v masném výrobku je zaznamenán u obalových materiálů PP PB a PE PB, kdy jejich hodnota je 1,9 · 103 CFU/g.


85

Graf 16: Mikrobiologický rozbor masného výrobku - stafylokoky Enterobakterie - Počáteční hodnota pro Enterobakterie v masném výrobku činí 2,0 · 101 CFU/g. Z grafu 17 je patrné, ţe v průběhu skladování dochází ke zvyšování počtu enterobakterií v masném výrobku. Nejmenší nárůst po 13ti dnech je zaznamenán v masném výrobku baleném v 5EVA V, kdy jeho hodnota činí 1,2 · 102 CFU/g. Zato nejvyšší nárůst po 13ti denním skladování je zaznamenán u masného výrobku baleného v materiálu PE/EVOH/PE. Hodnota pro tento masný výrobek je 1,0 · 103 CFU/g.

Graf 17: Mikrobiologický rozbor masného výrobku - enterobakterie


86

BMK tyčinky - V průběhu skladování se počet BMK tyčinek v masném výrobku v různých typech obalů zvyšoval (graf 18). Počáteční hodnota pro masný výrobek byla 7,4 · 10 CFU/g. Nejniţší hodnota masného výrobku byla po 13ti dnech zaznamenána u obalu 5EVA V 5,7 · 102 CFU/g. Zato nejvyšší hodnota masného výrobku po 13ti dnech skladování byla v balení PE/EVOH/PE PB 2,2 · 103 CFU/g.

Graf 18: Mikrobiologický rozbor masného výrobku - bakterie mléčného kvašení - tyčinky Klostridie - Počáteční hodnota masného výrobku činí 1,0 · 102 CFU/g. Během skladování dochází ke zvyšování počtu klostridií v masném výrobku (graf 19). Nejniţší nárůst je zaznamenán u masného výrobku baleného v 5EVA V, kdy jeho hodnota je 1,0 · 103 CFU/g. Naopak nejvyšší nárůst je zaznamenán u masného výrobku zabaleného v obalovém materiálu 5SRL V, kdy jeho hodnota je 6,8 · 103 CFU/g.


87

Graf 19: Mikrobiologický rozbor masného výrobku - klostridie BMK koky - V grafu 20 můţeme pozorovat postupné zvyšování mikroorganismů během 13ti denního skladování. Počáteční hodnota BMK koků byla pro masný výrobek 1,1 · 102 CFU/g. Po 13ti dnech skladování byl zaznamenán nejmenší nárůst koků u masného výrobku baleného v 5EVA V. Hodnota koků pro masný výrobek byla 1,0 · 103 CFU/g. Naopak nejvyšší nárůst po 13ti denním skladování byla v masném výrobku baleném v SRL PB. U tohoto obalového materiálu bylo v masném výrobku 9,7 · 103 CFU/g.

Graf 20: Mikrobiologický rozbor masného výrobku - bakterie mléčného kvašení - koky


88

Celkový počet mikroorganismů - Počáteční hodnota mikroorganismů v masném výrobku byla 1,0 · 103 CFU/g. V průběhu skladování se zvyšoval počet mikroorganismů (graf 21). Nejniţší hodnota v masném výrobku po 13ti dnech skladování byla zaznamenána u obalového materiálu 5EVA V. Hodnota pro masný výrobek u tohoto typu obalového materiálu činila 3,2 · 103 CFU/g. Zato nejvyšší hodnota byla naměřena v masném výrobku baleném do obalového materiálu PLA V. Hodnota byla naměřena 1,9 · 104 CFU/g.

Graf 21: Mikrobiologický rozbor masného výrobku - celkový počet mikroorganismů Závěrem můţeme u balení masných výrobků říci, ţe u všech obalových materiálů byl zaznamenán nárůst mikroorganismů. Jako nejvhodnější obalový materiál byl vyhodnocen 5EVA V (balen ve vakuu). Tento obalový materiál měl nejniţší počet všech vyšetřovaných mikroorganismů v masném výrobku ve srovnání s ostatními hodnocenými typy folií. Bohuţel výsledky pro měření mechanických vlastností a propustnosti kyslíků jsou horší. I tento výsledek potvrzuje jiţ uvedenou skutečnost, ţe díky někdy aţ protichůdným poţadavkům na obaly pro potraviny není moţno toto všechno splnit jedním materiálem a proto se většinou pouţívají folie vícevrstvé - kombinace z několika typů čistých či modifikovaných polymerů.


89

11.3.3 Mikrobiologický rozbor - obaly Byl proveden mikrobiologický rozbor obalů. Cílem rozboru obalů bylo zjistit, zda jsou obaly dostatečně vydezinfikovány a tudíţ nemohou kontaminovat balené potraviny. U obalů byl vyšetřován celkový počet mikroorganismů, a počet kvasinek a plísní. V ţádném obalovém materiálu nebyla zaznamenána přítomnost, jak celkového počtu mikroorganismů, tak kvasinek a plísní.

11.4 Porovnání výsledků U mnoho výrobků, je nezbytné zajistit dokonalou bariéru mezi produktem a okolním prostředím. Kalendová ve své práci popisuje vliv přídavku nanokompozitů do obalového materiálu. Byl proveden experiment pro LLDPE, kdy byl pouţit čistý a obohacený materiál. Mezi těmito materiály byly měřeny změny propustnosti pro kyslík. Obecně polyethylen se vykazuje horší bariérovou vlastností pro plyny. V této práci bylo měřením plynopropustnosti zjištěno, ţe pouţitím různých nanokompozitů byly docíleno lepších bariérových vlastností LLDPE oproti čistému LLDPE [19]. V diplomové práci byly pro plynopropustnost pouţity fólie z 5LDPE, čistého LDPE a komerční PE. U PE byla z těchto tří materiálů zaznamenána nejhorší propustnost pro kyslík, avšak 5LDPE obohacený o plnivo nevykazoval zlepšení propustnosti pro kyslík oproti čistému LDPE. Měřínská se také zabývá vlivem přídavku plniva do obalového materiálu. Experiment byl proveden pro čistý PE a PE obohacený o plnivo. Všechny PE obohacené o plnivo vykazovaly lepší bariérové vlastnosti oproti čistému materiálu [23]. V našem experimentu byla měřena propustnost pro kyslík pouze u čistého vzorku PE. Jednalo se o materiál komerčně dodávaný. Tento materiál neměl ani nejhorší, ani nejlepší bariérové vlastnosti z našich zkoumaných vzorků. Měřínská dále ve své práci zkoumala mechanické vlastnosti. Zjistila, ţe některé vzorky s plnivem u PE vykazují lepší mechanické vlastnosti oproti čistému PE. Záleţí však na typu pouţitého plniva [23]. U našich měřených mechanických vlastností u fólií bylo zjištěno, ţe 5LDPE obohacené o plnivo vykazuje lepší mechanické vlastnosti oproti čistému LDPE. U destiček tomu bylo naopak.


90

Wilson dělal experiment zabývající se propustností pro kyslík u čisté EVA a obohacené o plnivo. Z tohoto experimentu bylo zjištěno, ţe všechna pouţitá plniva vykazovala lepší bariéru oproti čistému materiálu [27]. V našem experimentu byla taktéţ srovnávána čistá EVA a 5EVA, která je obohacená o plnivo. Z našich výsledků jsme zjistili, ţe obohacená 5EVA má lepší bariérové vlastnosti oproti čisté EVA. Tudíţ výsledky jsou srovnatelné. Zehetmeyer se ve své práci zaměřuje na propustnost pro kyslík u PP. PP obohacený o nanoplnivo vykazuje lepší bariérové vlastnosti oproti čistému PP. Obecně bylo v tomto experimentu zaznamenáno, ţe plniva pouţitá do PP mají pozitivní efekt týkající se bariérových vlastností pro plyny. A dále by se snaţil o lepší vyuţití obohaceného PP v obalovém průmyslu pro potraviny [21]. V našem experimentu byla měřena propustnost pouze pro čistý polypropylen. Jednalo se o komerčně dodávanou fólii. Nedopadl ani nejhůř, ani nejlépe ze všech měřených vzorků.


91

ZÁVĚR Cílem diplomové práce bylo vyrobit vzorky fólií z nemodifikovaných polymerů a fólií z polymerní matrice obohacené o plnivo a vyzkoušet tyto fólie, zda jsou vhodné pro balení potravin. Z připraveného granulátu a vyrobených fólií byly nejprve měřeny mechanické vlastnosti, z důvodu zjištění, jak se mezi sebou liší čisté vzorky a vzorky obohacené o plnivo. Poté byla u fólií měřena plynopropustnost pro kyslík kvůli zjištění bariérových vlastností u vybraných materiálů. Poslední fází bylo balení potravin a zkoumání, který obalový materiál je nejvhodnější pro balení potravin. Pro experiment byl pouţit připravený granulát, pak pro balení fólie vyrobené pomocí vytlačování a komerčně dodávané fólie. Měření mechanických vlastností bylo provedeno pomocí tahových zkoušek. Byly měřeny mechanické vlastnosti pro lisované desky a vyrobené fólie. U lisovaných desek při sledování změn prodlouţení při přetrţení nebylo zjištěno zlepšení vlastností u vzorků obohacených o nanoplnivo. Při sledování změn pevnosti v tahu se zlepšila vlastnost pouze u jednoho plněného materiálu, a to 5EVOH. U vyhodnocení tahového modulu došlo ke zlepšení vlastností u všech plněných materiálů. U vyrobených fólií u prodlouţení při přetrţení můţeme z naměřených hodnot vyčíst, ţe u všech obohacených fólií nastalo zlepšení vlastnosti oproti čistému materiálu. Při sledování změn pevnosti v tahu se vzrostly naměřené hodnoty téměř u všech obohacených fólií, aţ na fólii 5SRL. Při hodnocení výsledků tahového modulu lze konstatovat, ţe lepších hodnot dosáhly vlastnosti pouze u plněných fólií typu 5EVOH a 5LDPE. Propustnost pro kyslík je jedním z hlavních ukazatelů bariérových vlastností. Nejhorší propustnost pro kyslík měla vyrobená fólie čistá EVA. Dobré bariérové vlastnosti byly pozorovány u vyrobených fólií 5EVOH, EVOH a obecně měly nejniţší propustnost pro kyslík ze všech vyrobených fólií. Celkově nejmenší propustnost pro kyslík byla však naměřena u komerčně dodávané fólie PE/EVOH/PE. U mikrobiologického rozboru zabalených potravin byly sledovány tyto mikroorganismy: celkový počet mikroorganismů, počet kvasinek a plísní, stafylokoky, enterobakterie, BMK koky, BMK tyčinky a klostridie. U mikrobiologického rozboru baleného sýra nelze přesně říci, který obalový materiál je nejvhodnější pro jeho balení. Ve všech případech byl zaznamenán nárůst mikroorganismů a pro kaţdý mikroorganismus hodnocený v sýru vyhovoval


92

jiný obalový materiál. U mikrobiologického rozboru baleného masného výrobku byl jako nejvhodnější obalový materiál vyhodnocen 5EVA V. U všech skupin vyšetřovaných mikroorganismů v masném výrobku tento materiál vykazoval nejniţší nárůst. Zvláštní je, ţe u sýra nebyl ani jeden vhodný materiál, ale u masného výrobku ano. Je překvapivé, ţe nebyl zjištěn výrazný rozdíl u mikrobiologického rozboru potravin mezi prostým balením a balením ve vakuu. Shrnutím výsledků této práce můţe být jiţ výše zmíněné konstatování, ţe prakticky není moţno všechny poţadavky na polymerní obal splnit jedním materiálem a proto se většinou pouţívají folie vícevrstvé, tvořené spojenými vrstvami několika typů čistých či modifikovaných polymerů.


93

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1]

DOBIÁŠ, Jaroslav a Dušan ČURDA. Balení potravin - provizorní učební text [online]. 2004, [cit. 2013-11-06]. Dostupný z www: .

[2]

Zákon č. 477/2001 Sb., o obalech a o změně některých zákonů. (poslední změna: Zákon č. 62/2014 Sb.).

[3]

Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů. (poslední změna: 344/2013 Sb.).

[4]

TECHNOR. Technické normy kategorie 77. [online]. 2008, [cit. 2014-03-15]. Dostupný z www: .

[5]

Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 178/2002, kterým se stanoví obecné zásady a požadavky potravinového práva, zřizuje se Evropský úřad pro bezpečnost potravin a stanoví postupy týkající se bezpečnosti potravin.

[6]

Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1935/2004, o materiálech a předmětech určených pro styk s potravinami a o zrušení směrnic 80/590/EHS a 89/109/EHS.

[7]

Nařízení Komise (EU) č. 10/2011, o materiálech a předmětech z plastů určených pro styk s potravinami.

[8]

Směrnice Komise 2007/19/ES, kterou se mění směrnice 2002/72/ES o materiálech a předmětech z plastů určených pro styk s potravinami a směrnice Rady 85/572/EHS, kterou se stanoví seznam simulantů pro použití při zkoušení migrace složek materiálů a předmětů z plastů určených pro styk s potravinami.

[9]

International Featured Standards. IFS Food [online]. 2014, [cit. 2014-03-15]. Dostupný

z

www:

companies-en/ifs-standards/ifs-food>. [10]

BUDÍN, Vlaslav. Obaly - základní poţadavky právních předpisů a technických norem. Kvalita potravin. 2012, roč. 12, č. 3, s. 27-31. ISSN 1213-6859.

[11]

BRC Global Standards. BRC Global Standards [online]. 2014, [cit. 2014-03-15]. Dostupný z www: .

UTB ve Zlíně, Fakulta technologická [12]

94

Food Safety System Certification 22000. FSSC 22000 [online]. 2014, [cit. 201403-15]. Dostupný z www: .

[13]

KAČEŇÁK, Igor. Obaly a obalová technika. 1. vyd. Bratislava: Slovenská vysoká škola technická, 1990, 173 s. ISBN 802270301x.

[14]

TŘÍDĚNÍ PLASTU. Plasty [online]. 2013, [cit. 2013-11-05]. Dostupný z www: .

[15]

ŠTĚPEK, Jiří, Jiří ZELINGER a Antonín KUTA. Technologie zpracování a vlastnosti plastů. Vyd. 1. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1989, 637 s.

[16]

ŠTĚPEK, Jiří. Polymery v obalové technice. vyd. 1. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1981, 530, [1] s. [4] s. barev. fot. příl.

[17]

MILLER, Chaz. Plastic Film. Plastic Waste. 2010, vol. 41, s. 42. ISSN 1945-256X.

[18]

DUCHÁČEK, Vratislav. Polymery: výroba, vlastnosti, zpracování, použití. Vyd. 3., přeprac. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2011, 276 s. ISBN 978-80-7080-788-0.

[19]

KALENDOVA, Alena a Dagmar MERINSKA. Polymer/clay nanocomposites and their gas barrier properties. Polymer Composites. 2013, 34(9), s. 1418-1424. ISSN: 0272-8397.

[20]

HERNANDEZ, Ruben J., John D. CULTER a Susan E. SELKE. Plastics packaging: properties, processing, applications, and regulations. 2nd ed. Munich: Han ser, c2004, xvii, 448 s. ISBN 1569903727.

[21]

ZEHETMEYER, G. a J. M. SCHEIBEL. Morphological, optical, and barrier properties of PP/MMT nanocomposites. Polymer Bulletin. 2013, 70(8), s. 2181-2191. ISSN: 0170-0839.

[22]

KOVAČIČ, Ľudomír a Jaroslav BÍNA. Plasty: vlastnosti, spracovanie, využitie. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1974, 339 s.

[23]

MERINSKA, D. a H. KUBISOVA. Processing and properties of Polyethylene/Montmorillonite nanocomposites. Journal of Thermoplastic Composite Materials. 2012, 25(1), s. 115-131. ISSN: 0892-7057.


95

NANOMATERIÁLY A NANOTECHNOLOGIE. Nanokompozity na bázi polymer/jíl. Ústav fyziky a materiálového inţenýrství [online]. 2014, [cit. 2014-04-10]. Dostupný z www: .

[25]

KOMPOZITY.INFO. Nanokompozity [online]. 2014, [cit. 2014-04-10]. Dostupný z www: .

[26]

CHAUDHRY, Qasim, L. CASTLE a Richard WATKINS. Nanotechnologies in food. Cambridge: RSC Publishing, c2010, xiii, 229 s. ISBN 978-0-85404-169-5.

[27]

WILSON, Runcy a Tomas S. Plivelic. Preparation and characterization of EVA/clay nanocomposites with improved barrier performance. Journal of Applied Polymer Science. 2012, 123(6), s. 3806-3818. ISSN: 0021-8995.

[28]

BARLOW, C. Y. a D. C. MORGAN. Polymer film packaging for food: An environmental assessment. Resources, Conservation and Recycling. 2013, 78, s. 74-80. ISSN 0921-3449.

[29]

MARTINEZ-ABAD, Antonio a Maria LAGARON. Antimicrobial beesway coated polyactide films with silver control release capacity. International Journal of Food Microbiology. 2014, 174, s. 39-46. ISSN: 0168-1605.

[30]

JOHANSSON, Kristin a Sami KOTKAMO. Extruded polymer films for optimal enzyme-catalyzed oxygen scavenging. Chemical Engineering Science. 2014, 180, s. 1-8. ISSN: 0009-2509.

[31]

QIN, Yuyue a Jiyi YANG. Mechanical, Barrier, and Thermal Properties of Poly(lactic acid)/Poly(trimethylene carbonate)/Talc Composite Films. Journal of Applied Polymer Science. 2014, 131 (6). ISSN: 0021-8995.

[32]

ZHANG, Yachuan a Curtis REMPEL. Thermoplastic Starch Processing and Characteristics - A Review. Critical Reviews in food science and nutrition. 2014, 54 (10), s. 1353-1370. ISSN: 1040-8398.

[33]

BIE, Pingping a Peng LIU. The properties of antimicrobial films derived from poly(lactic acid)/starch/chitosan blended matrix. Carbohydrate Polymers. 2013, 98 (1), s. 959-966. ISSN: 0144-8617.

[34]

SWEETING, Orville J. The science and technology of polymer films. New York: Wiley - Interscience, c1970-1971, 2 sv. ISBN 0-470-83893-01.


96

GOKHALE, Ankush A. a Ilsoon LEE. Recent Advances in the Fabrication of Nanostructured Barrier Films. Journal of Nanoscience and nanotechnology. 2014, 14 (3), s. 2157-2177. ISSN: 1533-4880.

[36]

PREGIS, První obalová spol. s r.o. Bariérové fólie a obaly [online]. 2014, [cit.2014-04-10]. Dostupný z www: < http://www.prvni-obalova.cz/2012/01/barierove-folie-a-obaly/>.

[37]

Barier films & Technical films [online]. 2012 [cit. 2014-04-10]. Dostupný z www: .

[38]

CeeT. High Packaging Barier films [online]. 2012 [cit. 2014-04-10]. Dostupný z www: .

[39]

ŠTĚPEK, Jiří. Zpracování plastů. Vyd. 1. Praha: SNTL - nakladatelství technické literatury, 1980, 220 s.

[40]

BAIRD, Donald G. a Dimitris I. COLLIAS. Polymer processing: principles and design. New York: Wiley. c1998, viii, 346 s. ISBN 0471254533.

[41]

MORTON-JONES, David H. Polymer processing. London: Chapman and Hall. 1989, xi, 260 s. ISBN 0-412-26700-4.

[42]

OSSWALD, Tim A. Understanding polymer processing: processes and governing equations. Munich: Hanser Publishers. c2011, xiv, 286 s. ISBN 978-1-56990-4725.

[43]

LENFELD, Petr. Technologie II. - Zpracování plastů [online]. 2006 [cit. 2014-0411]. Dostupný z www: .

[44]

KANAI, Toshitaka a Gregory A. CAMBELL. Film Processing. Hanser

Publish-

ers. c1999, s. 2-14. ISBN 978-3-446-17882-3. [45]

OSSWALD, Tim A. Polymer processing fundamentals. Munich: Hanser. c1998, xv, 229 s. ISBN 3-446-19571-8.

[46]

LEE, Norman. Practical Guide to Blow Moulding. Smithers Rapra Technology. c2006, s. 1-12. ISBN 978-1-85957-513-0.


97

KILCAST, David a Persis SUBRAMANIAM. Food and Beverage Stability and Shelf Life. Woodhead Publishing. c2011, s. 3-249. ISBN 978-1-84569-701-3.

[48]

BLACKBURN, Clive de W. Food Spoilage Microorganisms. Woodhead Publishing. c2006, s. 120-177. ISBN 978-1-85573-966-6.

[49]

ROBERTSON, Gordon L. Food packaging: principles and practice. 2nd ed. Boca Raton, FL: CRC Press. 2006, 550 s. ISBN 0-8493-3775-5.

[50]

KILCAST, David a Persis SUBRAMANIAM. Stability and Shelf-Life of Food. Woodhead Publishing. c2000, s. 3-6. ISBN 978-1-85573-500-2.

[51]

TORRES, Alejandra a Julio ROMERO. Near critical and supercritical impregnation and kinetic release of thymol in LLDPE films used forfood packaging. Journal of Supercritical Fluids. 2014, 85, s. 41-48. ISSN: 0896-8446.

[52]

Vyhláška č. 77/2003 Sb., kterou se stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky, mražené krémy a jedlé tuky a oleje (poslední změna: 336/2013).

[53]

ANDĚL, Michal et al. Sýry a tvarohy ve výživě [online]. 2013 [cit. 2014-04-12]. Dostupný z www: .

[54]

FERNANDES, Rhea. Microbiology Handbook - Dairy Products. 3rd ed. Royal Society of Chemistry. c2009, s. 63-69. ISBN 978-1-905224-62-3.

[55]

KADLEC, Pavel, Karel MELZOCH a Michal VOLDŘICH. Přehled tradičních potravinářských výrob: technologie potravin. Vyd. 1. Ostrava: Key Publishing. 2012, 569 s. ISBN 978-80-7418-145-0.

[56]

WEIMER, Bart C. Improving the Flavour of Cheese. Woodhead Publishing. c2007, s. 57. ISBN 978-0-8493-9158-3.

[57]

ŠUSTOVÁ, Květoslava a Vladimír SÝKORA. Mlékárenské technologie. Vyd. 1. V Brně: Mendelova univerzita. 2013, 223 s. ISBN 978-80-7375-704-5.

[58]

LAW, Barry A. a A. TAMIME. Technology of cheesemaking. 2nd ed. Chichester: Wiley-Blackwell, 2010, 482 s. ISBN 978-1-4443-2374-0.

[59]

DOYLE, Michael P. a Robert L. BUCHANAN, Robert L. (2013). Food Microbiology - Fundamentals and Frontiers. 4th ed. American Society for Microbiology. c2013, s. 825-827. ISBN 978-1-55581-626-1.


98

HRABĚ, Jan, Pavel BŘEZINA a Pavel VALÁŠEK. Technologie výroby potravin živočišného původu: bakalářský směr. Vyd. 1. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2006, 180 s. ISBN 8073184052.

[61]

Vyhláška č. 326/2001 Sb., kterou se provádí § 18 písm. a), d), g), h), i) a j) zákona č. 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, pro maso, masné výrobky, ryby, ostatní vodní živočichy a výrobky z nich, vejce a výrobky z nich. (poslední změna: 169/2009)

[62]

PIPEK, Petr. Základy technologie masa. Vyd. 1. Vyškov: Vysoká vojenská škola pozemního vojska, 1998, 104 s. ISBN 8072310100.

[63]

FERNANDES, Rhea. Microbiology Handbook - Meat Products. 2nd ed. Royal Society of Chemistry. c2009, s.53-55. ISBN 978-1-905224-66-1.

[64]

MOTARJEMI, Yasmine a Huub LELIEVELD. Food Safety Management – A Practical Guide for the Food Industry. Elsevier. c2014, s. 123-125. ISBN 978-0-12-381504-7.

[65]

MOTARJEMI, Yasmine, Gerald G. MOY a Ewen TODD. Encyclopedia of Food Safety. Elsevier. c2014, s. 269-271. ISBN 978-0-12-378612-8.

[66]

KILCAST, David a Fiona ANGUS. Reducing Salt in Foods - Practical Strategies. Woodhead Publishing. c2007, s. 162-240. ISBN 978-1-84569-018-2.

[67]

STEINHAUSER, Ladislav. Hygiena a technologie masa. 1. vyd. Brno: Last, 1995, 643 s. ISBN 80-900260-4-4.

[68]

DRDÁK, Milan. Základy potravinárskych technológií: spracovanie rastlinných a živočišných surovín. Cererálne a fermentačné technológie. Uchovávanie, hygiena a ekológia potravín. 1. vyd. Bratislava: Malé centrum, 1996, 495 s. ISBN 8096706411.

[69]

KERRY, J. P. a J. F. KERRY. Processed Meats - Improving Safety, Nutrition and Quality. Woodhead Publishing. c2011, s. 527-530. ISBN 978-1-84569-466-1.

[70]

HUI, Y. H. Handbook of meat and meat products processing. 2nd ed. Boca Raton. c2012, s. 505-572. ISBN 978-1-43983-683-5.


99

STEINHAUSER, Ladislav. Technologie a hygiena potravin živočišného původu MASO - pracovní verze pro bakaláře [online]. 2013 [cit. 2014-04-15]. Dostupný z www: .


SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK ČSN

Česká technická norma

ES

Evropské Společenství

EU

Evropská Unie

IFS

International Featured Standard

GFSI

Global Food Safety Initiative

BRC

British Retail Consortium

FSSC

Food Safety System Certification

mm

Milimetr

%

Procento

°C

Stupeň Celsia

g/cm3

Gram na centimetr krychlový

m

Metr

min

Minuta

µm

Mikrometr

aw

Aktivita vody

Eh

Redox potenciál

mg/kg

Mikrogram v kilogramu

κ

Kappa

ml

Mililitr

g

Gram

kg

Kilogram

%hm.

Hmotnostní procento

ot./min

Otáček za minutu

ČSN EN ISO

Česká technická norma

100

UTB ve Zlíně, Fakulta technologická N

Newton

Pa

Pascal

mol

Mol

m

Metr

O2

Kyslík

UV

Ultrafialové záření

PB

Prosté balení

V

Vakuové balení

HDPE

Vysocehustotní polyethylen

PP

Polypropylen

PE

Polyethylen

PA

Polyamid

PLA

Kyselina polymléčná

PC

Polykarbonát

PVC

Polyvinylchlorid

PVDC

Polyvinylidenchlorid

PET

Polyethylentereftalát

5SRL

Surlyn s 5 % nanoplniva

3SRL

Surlyn se 3 % nanoplniva

SRL

Surlyn

5EVOH

Ethylenvinylalkohol s 5 % nanoplniva

3EVOH

Ethylenvinylalkohol se 3 % nanoplniva

EVOH

Ethylenvinylalkohol

5EVA

Ethylenvinylacetát s 5 % nanoplniva

3EVA

Ethylenvinylacetát se 3 % nanoplniva

101

UTB ve Zlíně, Fakulta technologická EVA

Ethylenvinylacetát

5LDPE

Nízkohustotní polyethylen s 5 % nanoplniva

3LDPE

Nízkohustotní polyethylen se 3 % nanoplniva

LDPE

Nízkohustotní polyethylen

BMK

Bakterie mléčného kvašení

CPM

Celkový počet mikroorganismů

CFU/g

Kolonie tvořící jednotky v gramu

PCA

Plate Count agar

MRS

deManův, Rogosův a Sharpův agar

CHYGA

Chloramphenicol Yeast Glucose Agar

102


103

SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek 1: Strukturní vzorec polyethylenu [18].................................................................. 25 Obrázek 2: Strukturní vzorec polypropylenu [18] ............................................................... 27 Obrázek 3: Jednošnekový extrudér [38] .............................................................................. 32 Obrázek 4: Linka pro výrobu tenkých fólií vytlačováním [39] ........................................... 33 Obrázek 5: Výroba fólií vyfukováním [39] ......................................................................... 34 Obrázek 6: Schéma výroby sýrů [52] ................................................................................... 41 Obrázek 7: Dvoušnekový extrudér - homogenizace vzorku ................................................ 57 Obrázek 8: Mechanický lis .................................................................................................. 58 Obrázek 9: Vytlačování fólií na širokoštěbinové hlavě ....................................................... 59 Obrázek 10: Vakuová balička od firmy Henkelman ............................................................ 61


104

SEZNAM TABULEK Tabulka 1: Chemické sloţení vybraných masných výrobků [62] ........................................ 48 Tabulka 2: Podmínky homogenizace směsí ......................................................................... 57 Tabulka 3: Podmínky lisování ............................................................................................. 58 Tabulka 4: Podmínky vytlačování ....................................................................................... 59 Tabulka 5: Přehled mikroorganismů .................................................................................... 70 Tabulka 6: Permeační koeficient pro propustnost O2 .......................................................... 77

Vliv obalového materiálu na trvanlivost vybraných druhů potravin. Bc. Lucie Šašinková

Recommend Documents