VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO

FAKULTA VETERINÁRNÍ HYGIENY A EKOLOGIE Ústav hygieny a technologie vegetabilních potravin

MIKROSKOPIE POTRAVIN

MVDr. Matej Pospiech, Ph.D. doc. MVDr. Bohuslava Tremlová, Ph.D.

Mgr. Zdeňka Javůrková, Ph.D MVDr. Zuzana Řezáčová Lukášková, Ph.D.

Mgr. Michaela Petrášová

BRNO 2014

Tato učebnice je spolufinancována z Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost: 

„Inovace bakalářského a navazujícího magisterského studijního programu v oboru Bezpečnost a kvalita potravin“ 

(reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0287) 

2

OBSAH ...................................................................................................................................... 2 

1  ÚVOD .................................................................................................................................... 4 

2  CÍLE MIKROSKOPICKÉHO VYŠETŘOVÁNÍ POTRAVIN ............................................ 5 

3  MIKROSKOPICKÉ METODY A TECHNIKY PRO ANALÝZU POTRAVIN ................ 7 3.1  VÝBĚR VHODNÉ METODY A TECHNIKY .......................................................................................... 7 

3.2  SVĚTELNÁ MIKROSKOPIE ............................................................................................................... 7 3.2.1  Zpracování vzorků pro světelnou mikroskopii ....................................................................................... 8 3.2.2  Barvení mikroskopických preparátů ...................................................................................................... 9 

3.2.2.1  Přehledná barvení ............................................................................................................................. 11 3.2.2.2  Cílená barvení ................................................................................................................................... 13 

3.2.3  Imunohistochemické metody (IHC) ..................................................................................................... 18 

3.3  MODIFIKACE SVĚTELNÉ MIKROSKOPIE ........................................................................................ 20 3.3.1  Polarizační mikroskopie ....................................................................................................................... 20 3.3.2  Fázový kontrast .................................................................................................................................... 22 3.3.3  Interferenční mikroskopie .................................................................................................................... 22 3.3.4  Fluorescenční mikroskopie .................................................................................................................. 23 3.3.5  Aplikace jednotlivých metod světelné mikroskopie ............................................................................ 24 

3.4  ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE ...................................................................................................... 25 3.4.1  Transmisní elektronová mikroskopie (TEM) ....................................................................................... 25 3.4.2  Skenovací elektronová mikroskopie (SEM) ........................................................................................ 26 3.4.3  Použití elektronové mikroskopie v potravinářství ................................................................................ 29 

3.5  DALŠÍ TYPY MIKROSKOPICKÝCH METOD ..................................................................................... 30 3.5.1  Infračervená mikroskopie .................................................................................................................... 30 3.5.2  Konfokální mikroskopie ...................................................................................................................... 31 3.5.3  Mikroskopické metody skenovací sondou ........................................................................................... 32 3.5.4  Mikroskopie blízkého pole ................................................................................................................... 32 3.5.5  Skenovací tunelová mikroskopie (STM) .............................................................................................. 33 3.5.6  Mikroskopie atomárních sil (AFM) ..................................................................................................... 33 3.5.7  Akustická mikroskopie ........................................................................................................................ 34 

3.6  KVALITATIVNÍ A KVANTITATIVNÍ MIKROSKOPICKÁ ANALÝZA ................................................... 35 3.6.1  Kvalitativní mikroskopické vyšetření .................................................................................................. 35 3.6.2  Semikvantitativní mikroskopické vyšetření ......................................................................................... 36 3.6.3  Kvantitativní mikroskopické vyšetření ................................................................................................ 36 

4  SUROVINY ROSTLINNÉHO PŮVODU .......................................................................... 41 4.1  MOUKY A ŠKROBY ....................................................................................................................... 41 

4.1.1  Mouky .................................................................................................................................................. 41 4.1.2  Škroby .................................................................................................................................................. 43 

4.2  NEŠKROBOVÉ POLYSACHARIDY ................................................................................................... 49 

4.3  KARAGENANY .............................................................................................................................. 51 

4.4  LUŠTĚNINY A SUROVINY Z NICH .................................................................................................. 52 

4.5  KOŘENÍ ......................................................................................................................................... 60 4.5.1  Technologie zpracování koření ............................................................................................................ 60 4.5.2  Použití koření ve výrobě potravin ........................................................................................................ 61 4.5.3  Oddenky ............................................................................................................................................... 61 

4.5.3.1  Zázvor ................................................................................................................................................ 61 4.5.3.2  Kurkuma ............................................................................................................................................ 62 

4.5.4  Kůry ..................................................................................................................................................... 63 4.5.4.1  Skořice ............................................................................................................................................... 63 

4.5.5  Listy a natě ........................................................................................................................................... 66 4.5.5.1  Bobkový list ........................................................................................................................................ 66 4.5.5.2  Majoránka ......................................................................................................................................... 66 

OBSAH

3

4.5.6  Květy a součásti květů ......................................................................................................................... 67 4.5.6.1  Hřebíček ............................................................................................................................................. 67 

4.5.7  Plody a semena .................................................................................................................................... 69 4.5.7.1  Pepř ................................................................................................................................................... 69 4.5.7.2  Nové koření ........................................................................................................................................ 71 4.5.7.3  Paprika .............................................................................................................................................. 74 4.5.7.4  Muškátový květ a muškátový oříšek ................................................................................................... 76 4.5.7.5  Kmín................................................................................................................................................... 77 

4.5.8  Další druhy koření ................................................................................................................................ 78 4.5.8.1  Cibule ................................................................................................................................................. 78 4.5.8.2  Česnek ................................................................................................................................................ 79 

4.6  ROSTLINNÉ ALERGENY ................................................................................................................. 80 4.6.1  Sezam ................................................................................................................................................... 81 4.6.2  Podzemnice olejná ............................................................................................................................... 82 4.6.3  Hořčice ................................................................................................................................................. 83 4.6.4  Celer ..................................................................................................................................................... 84 4.6.5  Stromové ořechy .................................................................................................................................. 85 

4.6.5.1  Mandle ............................................................................................................................................... 85 4.6.5.2  Lískový ořech ..................................................................................................................................... 86 4.6.5.3  Vlašský ořech ..................................................................................................................................... 86 

4.7  HOUBY ......................................................................................................................................... 87 

4.8  KAKAOVÉ BOBY ........................................................................................................................... 87 

4.9  KÁVOVÉ BOBY ............................................................................................................................. 90 

5  SUROVINY ŽIVOČIŠNÉHO PŮVODU ........................................................................... 91 5.1  PRINCIPY DIAGNOSTIKY ŽIVOČIŠNÝCH PRODUKTŮ URČENÝCH K VÝROBĚ POTRAVIN ............... 92 

5.1.1  Epitely .................................................................................................................................................. 92 5.1.2  Pojivová tkáň ....................................................................................................................................... 94 5.1.3  Svalová tkáň ......................................................................................................................................... 98 5.1.4  Mikroskopická struktura dalších poživatelných částí......................................................................... 103 

5.1.4.1  Využitelné části trávicí soustavy ...................................................................................................... 104 5.1.4.2  Využitelné části dýchací soustavy .................................................................................................... 109 5.1.4.3  Využitelné části oběhové soustavy ................................................................................................... 111 5.1.4.4  Využitelné části mízní soustavy ........................................................................................................ 112 5.1.4.5  Využitelné části nervové soustavy .................................................................................................... 114 5.1.4.6  Využitelné části močové soustavy .................................................................................................... 115 5.1.4.7  Využitelné části pohlavní soustavy ................................................................................................... 116 5.1.4.8  Využitelné části kožní soustavy ........................................................................................................ 117 

5.2  MLÉKO ....................................................................................................................................... 119 

5.3  VEJCE ......................................................................................................................................... 122 

6  MIKROSKOPIE HOTOVÝCH POTRAVIN ................................................................... 124 6.1  MIKROSKOPIE MASNÝCH VÝROBKŮ ........................................................................................... 124 

6.1.1  Mikrostruktura mělněných masných výrobků .................................................................................... 125 6.1.2  Mikrostruktura celosvalových masných výrobků .............................................................................. 127 6.1.3  Mikrostruktura vařených a pečených masných výrobků .................................................................... 128 6.1.4  Mikrostruktura trvanlivých výrobků .................................................................................................. 130 6.1.5  Mikrostruktura roztíratelných fermentovaných masných výrobků .................................................... 132 6.1.6  Mikrostruktura výrobků z drůbežího masa ........................................................................................ 132 

6.2  MIKROSKOPIE MLÉČNÝCH VÝROBKŮ ......................................................................................... 133 

6.3  MIKROSKOPIE PEKÁRENSKÝCH VÝROBKŮ ................................................................................. 139 

6.4  MIKROSKOPIE MEDU .................................................................................................................. 141 

6.5  MIKROSKOPIE SPECIÁLNÍCH PRODUKTŮ .................................................................................... 145 

7  LITERATURA .................................................................................................................. 146 

8  REJSTŘÍK ......................................................................................................................... 148 

4

Kvalita potravin zahrnuje celou řadu vzájemně propojených nebo na sebe buď přímo či nepřímo navazujících aspektů - hygienických, nutričních, technologických, senzorických a informačních. Kvalita finálního výrobku je odvozena od kvality surovin a je ovlivňována v pozitivním i negativním smyslu v celém průběhu potravinového řetězce. Snížení kvality výrobků mohou tedy způsobit nekvalitní suroviny, technologické chyby až úmyslné porušení nebo falšování. Falšování potravin zůstává problémem i v současnosti, a proto je třeba neustále zdokonalovat analytické metody pro detekci jednotlivých součástí potravin. Ze skupiny optických metod pak zejména zobrazovací metody představují jedny z nejvhodnějších postupů pro hodnocení skladby a struktury potravin. Je pro to několik důvodů – mikroskopická stavba základních surovin je známá, změny po základních technologických postupech jsou popsány, lze využít cílené diagnostické metody. Mikroskopické metody umožňují získat přehled o rozmístění a velikosti součástí ve výrobku a způsobu jejich zpracování. V případě potřeby je možné převést mikroskopický obraz na číselná data, která dovolují statistické zpracování. V České republice není tento způsob vyšetření potravinářských výrobků obvyklý. V řadě evropských zemí (Rakousko, Německo, Francie, Holandsko, Rusko) je však používáno jako cílené vyšetření a je také součástí potravinářské legislativy a souborů analytických metod pro vyšetřování potravin. Výsledek analýzy může být rozhodujícím faktorem pro posouzení dodržování technologického postupu a některých způsobů falšování potravin. Obvykle jde o kvalitativní vyšetření, tzn. o zjištění přítomnosti jednotlivých tkání a posouzení jejich přípustnosti nebo vhodnosti pro daný výrobek. Učebnice Mikroskopie potravin je určena pro všechny, kteří chtějí získat ucelené znalosti související s využitím mikroskopických metod a technik pro analýzu potravin. Zároveň by měla kniha sloužit jako učebnice pro studenty potravinářských oborů a také jako zdroj informací pro odborníky z potravinářské praxe a výzkumu. Učebnice je rozdělena na dvě samostatné knihy. První kniha je zaměřena na popis metod a technik vhodných ke studiu i praktickému mikroskopickému vyšetření, na popis mikroskopické stavby nejvýznamnějších potravinových surovin rostlinného a živočišného původu, dále hotových výrobků s využitím popisu změn surovin v souvislosti s technologickým opracováním a se zaměřením na hodnocení skladby a struktury potravinářských výrobků. Druhá kniha představuje mikroskopický atlas potravin a potravinových surovin s minimálním podílem textu. Odkazy na atlas jsou v učebnici mikroskopie potravin propojeny textem obr. aX-X. Učebnice bude jistě vhodnou učební pomůckou pro vysokoškolsky připraveného odborníka v oblasti kvality a složení potravin a rozhodování o jejich použitelnosti. Hlubší znalosti a praktické dovednosti v této oblasti mohou získat studiem specializovaných předmětů Struktura a skladba potravin a Mikroskopie potravin. Autory jednotlivých kapitol jsou pracovníci Ústavu hygieny a technologie vegetabilních potravin Fakulty veterinární hygieny a ekologie VFU Brno. Autorům i odborníkům, kteří se podíleli na recenzi textu, patří poděkování.

1 ÚVOD

5

Mikroskopické metody (mikroskopie světelná, elektronová, laserová, mikroskopie atomových sil aj.) a další zobrazovací techniky jsou jedny z nejvhodnějších postupů pro hodnocení složení a struktury potravin. Cíle mikroskopického vyšetření určují počet a způsob odebíraných vzorků a také jejich další zpracování a vyšetření. Složení potravin V současné době je dobře známá mikroskopická stavba surovin rostlinného a živočišného původu a jsou popsány změny po základních technologických postupech. Základní mikroskopickou technikou při hodnocení složení potravin je světelná mikroskopie a její modifikace, fluorescenční mikroskopie a v menší míře i ostatní techniky. Mikroskopické metody jsou schopné i s využitím řady cílených diagnostických postupů zprostředkovat informace nutné pro identifikaci složek potravin a posouzení vzhledem k jejich kvalitě, velikosti, rozmístění a množství a následně tyto informace využít také pro hodnocení případného falšování potravin. V případě potřeby je mikroskopický obraz možné převést na data, která dovolují statistické zpracování ať už digitálních nebo analogových snímků. Složení potravin je do určité míry regulováno předpisy národními a na úrovni Evropské unie. Konkrétní požadavky na jejich složení umožňují, aby se zachovala určitá kvalita potravin ve spojení s konkrétním druhem výrobku a použitím určitého názvu. Struktura potravin Struktura a uspořádání potravinového materiálu mají přímý vztah k dalším vlastnostem potravin, zejména organoleptickým, a proto jsou jedním z prvků určujících kvalitu potravin. Charakter a stupeň změn surovin v souvislosti s technologickým opracováním jsou podmíněny jejich strukturou a parametry technologického procesu. Základem mechanické struktury potravin je struktura rostlinných a živočišných tkání, jejichž původní vlastnosti jsou známé a souvisí s jejich funkcí v živém organizmu. Přirozené změny těchto struktur jsou způsobené enzymatickými procesy, např. při zrání produktů nebo jejich kažení. Strukturální vlastnosti se však podstatně mění také při technologických procesech, zahrnujících vlivy chemické, mechanické a termické. Kromě porušení původní struktury dochází v řadě případů k vytváření nových struktur, které v nativním materiálu přítomné nebyly. Některé takové příklady jsou známé už celá staletí – např. struktura masných výrobků, gelové vlastnosti pudinků a pórovitost chlebové střídky. Existuje však řada jiných potravin, jejichž struktura ještě popsána nebyla. Je tedy stále příležitost přinést nové znalosti o struktuře potravin, případně doplnit již známé informace. V současné době se vyrábějí potraviny nových typů struktur (např. pěny, emulze, disperze, extruze a vlákna) a používají se nové funkční přísady do potravin. Vznik těchto nových struktur a působení různých přísad v potravinách lze vysvětlit pomocí strukturálních studií. Následně lze využít těchto znalostí k cílené produkci dalších nových struktur v potravinách eventuálně k vyvarování se nedostatků při výrobě. Při studiu struktury potravin se uplatňují i náročnější mikroskopické techniky – elektronová mikroskopie, konfokální laserová mikroskopie, atomová mikroskopie a další. Vizualizace přesné a skutečné struktury potraviny je nesmírně obtížná. Každý krok přípravy vzorku pro mikroskopii jej do určité míry mění. Nešetrné nebo záměrné odstranění vody, tuku nebo jiných substancí během přípravy působí změny vztahů, které existují mezi jednotlivými komponentami. Takové změny musí tudíž být brány do úvahy při formulaci závěrů a zobecňování výsledků analýz. Nejlepší přístup pro správné získání informací o vzorku potraviny je použití několika zobrazovacích technik pro srovnání a potvrzení výsledků.

2 CÍLE MIKROSKOPICKÉHO VYŠETŘOVÁNÍ POTRAVIN

6

Pro kvantifikaci některých znaků potraviny je používána analýza obrazu, která umožňuje zpracování dat získaných přímo v digitální podobě z mikroskopu. Parametry, jako jsou rozměry a tvary sledovaného objektu k celkové ploše vzorku, lze prakticky využít např. pro programování automatických operací na výrobních linkách.

7

Optické metody patří mezi biofyzikální metody, které využívají rychlé, přesné a neinvazivní techniky pro zjištění technologické a senzorické kvality potravin, navíc je možné je zapojit on-line do technologického procesu. Biofyzikální metody mohou buď přímo měřit vlastnosti, nebo komponenty potravin anebo je vypočítat nepřímo pomocí korelací mezi několika parametry z dat získaných těmito měřeními. Jednotlivé metody poskytují různé klíčové informace pro posouzení potravin. Současnost i budoucnost výzkumu potravin je v kombinování metod pro získání a zpracování výsledků zobrazovacích metod. Kombinace metod je základem pro získání objektivních výsledků, případně pro jejich lepší vizualizaci.

3.1 VÝBĚR VHODNÉ METODY A TECHNIKY Mikroskopické techniky a metody se odlišují v metodě získání obrazu, rozlišení a typu detekovaného signálu a dávají podrobný, speciální druh informace, která je zvláštní podle použité techniky. Obvykle se rozdělují podle druhu záření, které se používá na analýzu sledovaných složek: a) Mikroskopické metody využívající světelné záření

– klasická světelná mikroskopie – polarizační mikroskopie

b) Mikroskopické metody využívající proud elektronů – transmisní elektronová mikroskopie – skenovací elektronová mikroskopie

c) Mikroskopické metody využívající jiné druhy záření d) Mikroskopické metody využívající rastrovací sondu V potravinářské praxi se nejčastěji jedná o použití mikroskopie světelné (klasické nebo jejích modifikací) a mikroskopie elektronové. Méně často, spíše v oblasti výzkumu, se setkáváme s ostatními mikroskopickými metodami. O výběru vhodné metody rozhoduje cíl vyšetření a vlastnosti vyšetřované matrice. Obecně je cílem každého vyšetření poskytnout přesnou informaci o struktuře a složení potravin, každá z metod však umožňuje různé stupně zvětšení a je vhodná pro různé složky vyšetřované matrice.

3.2 SVĚTELNÁ MIKROSKOPIE Světelná mikroskopie je nejjednodušší technikou pro získání obrazu vzorku potravin. V potravinářském průmyslu je využívaná od vzniku prvních instrumentálních zařízení. Její primární použití bylo spojeno s odhalováním některých způsobů falšování potravin. V současné době je používána řada mikroskopických technik pro získání mikrostrukturálních informací o potravinách, o potravinových složkách a také o distribuci a uspořádání potravinových komponent. Pomocí světelné mikroskopie můžeme zjistit vzájemné interakce potravinových složek a zjistit také hodnotné informace, které umožňují pochopení vlastností finálních produktů, zpracování a technologických procesů a jejich dopad na strukturu jednotlivých složek.

3 MIKROSKOPICKÉ METODY A TECHNIKY PRO ANALÝZU POTRAVIN

8

Princip světelné mikroskopie Vizualizace detailů objektů umožňuje vytvoření zvětšeného obrazu světlem procházejícím přes soustavu skleněných čoček. Maximální zvětšení je násobkem objektivového a okulárového zvětšení. Světelná mikroskopie může dosáhnout zvětšení až 1200krát, avšak pro analýzu složek a struktury potravin je většinou postačující zvětšení 100 až 200krát. Zvětšení 400 až 600krát je potřebné pro práci s emulzemi, pro posouzení přítomnosti mikroorganizmů (žádoucích i nežádoucích), kvasinek či mycelií a spór nižších hub. Limitem pro světelnou mikroskopii je propustnost sledovaných struktur pro světelné záření. Vzorky je nutné zpracovat histologickou technikou nebo vytvořit tenký nátěr. Větší zvětšení potřebuje tenčí řez a silnější zdroj světla. Absorpci světla můžeme také cíleně ovlivnit použitím různých barvících technik, kdy barvivo reaguje se sledovanými strukturami, mění absorpci světla o určitých vlnových délkách a vznikají tak barevně odlišené struktury. Pro vyšetření vzorků bez úpravy je možné použít stereomikroskopické, které ale dosahují zvětšení maximálně 200krát a analyzují jenom povrch vzorku. Technika je používána ke sledování větších součástí v potravinách, např. koření, zjištění cizích částic nebo vyšetření práškových materiálů. Výhodou je, že se vzorek nemusí nijak předem zpracovávat, nevýhodou je nepříliš velké zvětšení. Pro lepší zobrazení 3D efektu, který tento typ mikroskopu umožňuje, je vhodné volit LED osvětlení, které umožňuje nasvícení z různých stran. 3.2.1 Zpracování vzorků pro světelnou mikroskopii Základem pro dosažení očekávaného výsledku je správný odběr, ošetření a zpracování vzorku. Odběr vzorků Vzorky pevných potravin jsou odebírány podle toho, jaký je cíl vyšetření. Objektivitu posouzení složení a struktury potraviny zajišťuje odběr dostatečného počtu vzorků, který zohlední velikost, konzistenci a homogenitu vyšetřované potraviny. U masného výrobku se vzorky odebírají z míst od sebe co nejvíce vzdálených, tak aby postihly střed výrobku a podobalovou vrstvu, příp. i obal, pokud je součástí výrobku. U výrobků nestejnorodé konzistence se vzorky odebírají zejména z rozmělněných částí. U homogenních vzorků není místo odběru vzorků omezeno. Vzorky tekutých, roztíratelných a sypkých potravin se odebírají rovněž z různých částí výrobku. Z výrobků jsou odebrány obvykle 3 - 4 vzorky, které se obvykle zpracovávají a vyhodnocují samostatně (obr. 1). Je možné však vytvořit průměrný vzorek a teprve ten rozdělit na 3 – 4 dílčí vzorky. V případě výskytu podezřelých míst a při podezření na falšování potraviny je vhodné odebrat větší počet vzorků. Vzorky se v tomto případě nespojují do průměrného vzorku a vyšetřují se vždy samostatně. Zpracování vzorků Vzorky z potravin, které podléhají zkáze, se před zpracováním fixují a to buď chemicky, nebo zmražením. U pevných vzorků je vhodné před fixací vzorek upravit na velikost asi 1 cm3 (obr. 2). Vzorky výrobků s drobivou konzistencí se zabalí do gázy, příp. uzavřou do speciálních krabiček s otvory, aby se při zpracovávání nerozpadly (obr. 3). Do fixační tekutiny se vzorky ukládají minimálně na 24 h, nejčastěji se používá formaldehyd v koncentraci 5 – 10 %. K urychlení fixace, případně z důvodu vysokého obsahu tuku ve vzorku, lze využít i jiné fixační tekutiny (Carnoyova nebo Bodianova fixační směs).

9

Obr. 1 Odběr vzorku (autoři)

Obr. 2 Úprava velikosti vzorku (autoři)

Vzorky se po potřebné době fixace a odvodnění zalévají do vhodného média, v případě masných výrobků nejčastěji do parafínu (obr. 4). Z takto vyrobených bloků se připravují tenké řezy (obvykle kolem 4 m) pro mikroskopické vyšetření. Urychlení této fáze zpracování vzorků a rovněž některé další výhody (menší poškození) představuje zmrazení vzorku, ze zmrazených vzorků se mikroskopické řezy krájí přímo na kryotomu.

Obr. 3 Umístění vzorku do histologické kazety (autoři)

Obr. 4 Příprava parafínového bločku (autoři)

Parafínové i zmrazené řezy se přenášejí na podložní skla a na nich se po usušení a odstranění parafinu z parafinových řezů barví (obr. 5). Z tekutých a lehce roztíratelných výrobků je možné vytvořit přímo tenký roztěr, který se dále barví stejným postupem. Podobně se přímo mohou zpracovat i sypké materiály. V některých případech lze sypké materiály zamíchat do parafínu a vytvořit parafínové bločky, které se dále zpracovávají výše uvedeným způsobem. Trvalé preparáty se montují do média, které je fixuje na podložním skle a zároveň umožní jejich vyšetření ve světelném mikroskopu (obr. 6). 3.2.2 Barvení mikroskopických preparátů Až na několik málo výjimek jsou vzorky bezbarvé, což velice znesnadňuje jejich pozorování světelným mikroskopem. Metody barvení byly vyvinuty nejen pro zviditelnění jednotlivých složek vzorku, ale také pro jejich snadné odlišení. Použití barviv bylo v minulosti a možná je i dnes často založeno na empirii, ale v řadě případů jsou přesně známé mechanismy vzniku

10

zbarvení. K barvení jsou používána převážně barviva rozpuštěná ve vodě, výjimečně v alkoholu. Převážně se jedná o směsi barviv nebo postupnou aplikaci různých barviv.

Obr. 5 Barvení preparátů (autoři)

Obr. 6 Montování preparátů (autoři)

Mechanismus vzniku zbarvení závisí na barvivu a barvené součásti: fyzikální – přijetí barviva prostřednictvím rozpustnosti ve struktuře, difuze barviva,

prosáknutí (závisí na hustotě struktury, velikosti molekul a koncentraci barviva), chemický – vznikají pravé chemické vazby (histochemické metody), zejména syntetická

barviva, projevuje se afinita kyselých barviv k zásaditým složkám a naopak. Podle způsobu barvení: nepřímé (adjektivní) barvení – dochází k tvorbě tzv. barevných laků, kontakt s barvivem

je zprostředkován pomocí mořidla, které upraví povrch biologické struktury anebo přímo reaguje s barvivem,

přímé (substantivní) barvení. Podle postupu barvení: progresívní barvení – roztok barviva působí na řez do dosažení dostačujícího zbarvení, regresívní barvení a diferenciace – řez se přebarví a přebytek barviva se odstraní

diferenciační tekutinou, sukcedánní – objekt barvíme postupně dvěma nebo více barvivy po sobě, každé barví

jinou složku (hematoxylin-eozin), simultánní – barvíme současně více barvivy v jednom roztoku. Podle výsledku barvení: ortochromatické – součásti vzorku se barví v různých odstínech jedné barvy (kyselina

pikrová), metachromatické barvení – součásti vzorku se barví jiným odstínem než má barvivo

(modrá barviva, např. toluidinová modř). V následující části je uveden přehled nejběžnějších barvících metod využívaných v mikroskopii potravin se stručným popisem cílených struktur. Nejedná se však o výčet úplný. U jednotlivých barvení jsou dále popsány mechanismy barvení a struktury, které jsou zvýrazněny.

11

3.2.2.1 Přehledná barvení Přehledná barvení se používají za účelem zobrazení všech struktur potravin a slouží zejména k posuzování uspořádaní a struktury výrobku. Správná diagnostika je založena na znalosti nevelkých barevných odlišností a na znalosti vzhledu složek potraviny. Hematoxylin-eozin Hematoxylin-eozin (dále také HE) je běžně používané přehledné histologické barvení, které našlo uplatnění také v mikroskopii potravin. Jedná se o nepřímé, sukcedánní, bazické barvivo. Vlastní barvící látkou je hematein (oxidační produkt hematoxylinu), důležité je spojení hemateinu s hliníkem z kamence draselného (tzv. mořidlo), tak vzniká potřebný barevný lak. Je to silně pozitivně nabité jaderné barvivo. Jádra jsou barvena modře, obarvení jader přitom nevyžaduje přítomnost DNA a je pravděpodobně dáno vazbou hemateino–solného komplexu s bazickými nukleoproteiny bohatými na arginin. Podle druhu mořidla pak se pak označují různé druhy hematoxylinu (např. kamencový Mayerův, železitý Weigertův). Eozin je kyselé, xantenové, cytoplasmatické barvivo. Jedná se o skupinu barviv - nejčastěji se používá erytrosin a žlutý eozin. Eozinem se barví intracelulární a extracelulární proteiny. Barvení je vhodné zejména pro barvení potravin živočišného původu (obr. 7 a 8) a lze je tedy použít pro průkaz běžných struktur masných výrobků, např. pro určení druhu svaloviny, průkazu pojivových tkání včetně tkáně tukové a také pro určení použitých orgánů. Změny v barvitelnosti jader a kolagenního vaziva v důsledku tepelného ošetření výrobků lze použít na určení tepelného namáhání tkání a tím i na potvrzení nebo vyvrácení tepelného ošetření výrobků. U materiálu rostlinného původu je barvení méně výrazné, důvodem je složení buněčných stěn, které se tímto způsobem nebarví. Také další polysacharidové součásti rostlinných buněk a pletiv včetně škrobu jsou neobarveny nebo barveny jenom slabě, ale je možné prokázat buněčná jádra, buněčnou cytoplazmu a proteinové inkluze jako jsou například aleuronová zrna, která představují zásobní proteiny řady semen. Barvení lze tedy použít na průkaz celozrnných obilovin, papriky, kmínu a dalších součástí s vyšším obsahem proteinů ve formě aleuronových zrn.

Obr. 7 Svalovina kosterní, HE (autoři)

Obr. 8 Lymforetikulární tkáň – mízní uzlina, HE A mízní uzlík, B kolagenní vazivo (autoři)

Toluidinová modř Barvení toluidinovou modří je další přehledné barvení, vhodné zejména pro barvení kryostatových řezů. Jedná se o základní bazické barvivo vhodné pro identifikaci potravinových součástí, které obsahují aniontové skupiny. Schopnost různých složek

AB

12

potraviny vázat barvivo je dána množstvím a zejména vzájemnou vzdáleností aniontových skupin, nazýváme ji metachromazií a barviva jsou označována jako metachromatická. Při vzdálenosti aniontových skupin nad 0,45 nm se naváže jenom jedna molekula toluidinové modři a výsledkem je modré zbarvení. Hovoříme o slabě pozitivní metachromazii, která je typická pro glykoproteiny. V případě vzdálenosti aniontových skupin menší než 0,45 nm dochází mezi molekulami barviva k polymerizaci a změně barvy na purpurovou (červenorudou), jedná o pozitivní metachromazii, která je typická zejména pro polysacharidy s vyšším počtem sulfátových skupin. Barvení lze použít jak pro živočišné tak také pro rostlinné suroviny. Výsledkem barvení potravin živočišného původu je světle modrá svalovina s červeno fialovými jádry, kolagen je zbarven bledě fialově, tepelně opracovaný kolagen bledě modře s modrofialovými jádry, elastické vazivo je tyrkysové (obr. 9 a 10). U rostlinných tkání jsou buněčné stěny barveny tmavě purpurově, sójový protein tmavě modře až purpurově, pšeničný protein světle modrozeleně, celulóza tmavě modře až modrozeleně (obr. 11 a 12). Tuky se nebarví, v případě mastných kyselin je zbarvení světle modré. Potravinové gumy jsou zbarveny růžově, purpurově anebo tmavě purpurově (obr. 13 a 14). Výhodou barvení toluidinovou modří je právě schopnost rozlišit rostlinné a živočišné proteiny na základě již zmíněné metachromazie. Určité omezení má při analýze potravin s vysokým obsahem organických kyselin (kečup, ocet) a tedy s nízkým pH, kde dochází k redukci zbarvení vlivem omezené vazby barviva na aniontové skupiny.

Obr. 9 Modelový vzorek, toluidinová modř A kolagen (bledě fialově), B pšeničný protein (světle modře) (Flint & Firth, 1988)

Obr. 10 Modelový vzorek, toluidinová modř A svalovina (světle modře), B stěny buněk (fuchsiově) (Flint & Firth, 1988)

Obr. 11 Modelový vzorek, toluidinová modř A sójový protein (tmavě modře), B pšeničný protein (světle modře) (Flint & Firth, 1988)

Obr. 12 Modelový vzorek, toluidinová modř A sójový protein (modře), B stěny buněk (fuchsiově) (Flint & Firth, 1988)

B

A

B

A

B

A

B

A

13

Obr. 13 Karagenan, toluidinová modř (Flint, 1990)

Obr. 14 Pektin, toluidinová modř (Flint, 1990)

3.2.2.2 Cílená barvení Cílená barvení jsou určena pro zvýraznění struktur, které chceme prokázat. Další (často i hlavní) složky potraviny jsou méně viditelné. Většina cílených barviv působí na principu histochemických barvení. Znamená to, že dochází k chemické vazbě mezi barvivem a sledovanou strukturou např. určitého druhu proteinu, polysacharidu nebo fosforečnanu vápenatého. Pro usnadnění orientace jsou metody rozděleny do skupin podle cílové složky. Barvení kolagenu Massonovy trichromy – existují tři základní druhy trichromů, jejichž název vychází z výsledné barvy kolagenního vaziva. Jedná se o trichrom žlutý, modrý a zelený. Žlutý trichrom má omezené použití, barvení je málo trvanlivé. Z tohoto důvodu se častěji setkáváme s použitím modrých nebo zelených trichromů, které poskytují standardní výsledek barvení a rovněž barevně odliší základní druhy tkání. Barvení modrým trichromem vyžaduje po obarvení jader použití mořidla (kyselina fosfowolframová), které zajistí vazbu dalších barviv na vzorek. Výsledkem barvení modrého trichromu (barvení azanem) jsou modře až hnědočerně zbarvená jádra, červeně zbarvená svalovina, oranžově zbarvené erytrocyty a modře zbarvené kolagenní vazivo (obr. 15). U zeleného trichromu jsou výsledky barvení stejné kromě zbarvení kolagenního vaziva, které je zelené (obr. 16).

Obr. 15 Játra, Massonův trichrom modrý A vazivo, B jaterní trámce (autoři)

Obr. 16 Svalovina, Massonův trichrom zelený A svalovina, B vazivo, C tukové buňky (autoři)

A

BA

BC

14

Calleja výhodou tohoto barvení je snadná kombinovatelnost s dalšími barvivy, jako je například Lugolův roztok nebo Periodic Acid-Schiff´s reagent (dále také PAS). Výsledkem barvení je modře zbarvené kolagenní vazivo, zeleně zbarvená svalovina (obr. 17 až 19). Jádra buněk jsou zbarvena červeně. Picro-Sirius Red barvení určené průkaz kolagenu v různých druzích živočišných tkání (kosti, chrupavky, vazivo). Metodu lze použít pro průkaz kolagenu v masných výrobcích (obr. 20).

Obr. 17 Párek, Calleja A kolagenní vazivo (modře), B kostní úlomek (tmavě modře), C spojka (autoři)

Obr. 18 Modelový vzorek s vlákninou, PAS-Calleja A kolagenní vazivo (modře), B svalovina (zeleně), C polysacharidy (růžově) (autoři)

Obr. 19 Masný výrobek, Lugol-Calleja A kolagenní vazivo (modře), B svalovina (zeleně), C škrob (černě) (autoři)

Obr. 20 Tuková tkáň, Picro-Sirius Red A kolagenní vazivo (červeně) ( Slimani, 2012)

Barvení elastinu a retikulinu K obarvení elastického vaziva lze použít zejména cílené barvení orceinem, aldehydovým fuchsinem a Weigertovým resorcinovým fuchsinem. Výsledkem barvení orceinem jsou červenohnědě zbarvená elastická vlákna (obr. 21) a modře zbarvená jádra buněk. Aldehydový fuchsin barví elastické vazivo jasně fialově. Stabilním, ale zdlouhavým postupem s Weigertovým resorcinovým fuchsinem získáme modročerně zbarvení elastických vláken a červené zbarvení buněčných jader. Barvení retikulárního vaziva nemá v potravinách významné praktické použití. Běžně používané barvení je založené na principu impregnace retikulárních vláken dusičnanem stříbrným barvení dle Gömöriho. Principem metody je oxidace řezů manganistanem

A

B C

A

BC

AC

A

B

15

draselným a vybělení pyrosiřičitanem. Poté následuje moření železitým kamencem a impregnace retikulárních vláken amoniakálním roztokem stříbra. Pro docílení černého zbarvení se řezy vloží do chloridu zlatitého. Posledním krokem je ustálení vzniklého komplexu roztokem sirnatanu sodného. Výsledkem barvení jsou šedě až černě zbarvená retikulární vlákna (obr. 22). Další možností pro průkaz retikulárních vláken je barvení histochemickou reakcí PAS.

Obr. 21 Stěna cévy, orcein A elastická vlákna (hnědočerveně) (autoři)

Obr. 22 Plíce, Gömöri A retikulární vlákna (černě) (autoři)

Barvení kostní tkáně Na průkaz kostní tkáně se nejčastěji využívají metody histochemické. S nejlepšími výsledky se setkáváme u barvení dle Kossy a barvením alizarinovou červení. Principem barvení dle Kossy je reakce nitrátů stříbra s vápennými solemi. Výsledkem barevní jsou černě zbarvené vápenaté soli a červená jádra buněk (obr. 23). U barvení alizarinovu červení dochází ke vzniku chelátových komplexů mezi barvivem Alizarin Red S a vápenatými ionty. Takto vzniklý komplex vykazuje také dvojlomné vlastnosti a lze ho tedy detekovat pomocí polarizačního vyšetření. Výsledkem barvení jsou červeně zbarvené vápenaté ionty (obr. 24). Podobné výsledky lze dosáhnou i s výše uvedeným barvivem Picro Sirius Red. Kromě histochemických metod lze na průkaz kostní tkáně použít také přehledné barvící postupy, jako je například hematoxylin-eosin nebo toluidinová modř, kde se identifikace opírá o charakteristickou strukturu kostní tkáně.

Obr. 23 Masný výrobek, dle Kossy A kostní úlomek (černě) (autoři)

Obr. 24 Masný výrobek, alizarinová červeň A kostní úlomek (černě) (autoři)

A A

A

A

16

Barvení tuků Pod označením lipidy rozumíme skupinu látek značně heterogenních. Obecně lze říct, že se jedná o látky, které lze z tkání a pletiv extrahovat pomocí organických rozpouštědel (např. éter, chloroform, benzen) a ve vodě jsou nerozpustné. Pro naše účely je lze rozdělit na lipidy neutrální, vosky, fosfolipidy a glykolipidy. Kapénky nacházející se v tukových nebo olejových buňkách patří mezi neutrální lipidy. Vosky jsou součástí kutikuly rostlin. Fosfolipidy jsou součástí buněčných membrán a membránových komplexů buněk. Glykolipidy se vyskytují zejména v mozkové kůře a na povrchu buněk. Pokud chceme prokázat lipidy, musíme se při zpracování vzorků vyvarovat použití organických rozpouštědel. Po fixaci ve vodných fixativech (např. 10% formaldehyd) se vzorek krájí na zmrazovacím mikrotomu. Po nakrájení následuje vlastní barvení a obarvené vzorky je nutné uzavírat do vodou ředitelných médií. Nejčastěji se používá glycerin-želatina, levulázové sirupy nebo sirup s arabské gumy. Pro barvení lipidů se používají barviva rozpustná v tucích a nerozpustná ve vodě. Na barvení tuku v potravinách se nejčastěji používají barvení sudanovými barvivy a olejovou červení.

Obr. 25 Tuková tkáň, sudanová čerň tukové kuličky (černě) (autoři)

Obr. 26 Tuková tkáň, olejová červeň tukové kuličky (oranžově) (autoři)

Barvení sudanovými barvivy Je to skupina barviv, patří sem Sudan I, II, III, IV a sudanová čerň. Tato barviva jsou cílená především na neutrální tuky. Přibarvují však i tuky jiné povahy, proto je tato metoda především základní orientační metodou. Výsledkem barvení sudanovou černí je modročerně až černě zbarvený tuk, ostatní struktury jsou barveny do modra, výhodou je to, že obarví i drobné kapénky tuku (obr. 25). Výsledkem barvení Sudanem I–IV je červeně zbarvený tuk, oranžově zbarvené ostatní struktury a modře zbarvená jádra. Barvení olejovou červení je dalším barvením na neutrální tuky, olejová červeň podobně jako sudanová čerň obarvuje drobné kapénky tuků. Výsledkem barvení je červenoranžově zbarvený tuk, oranžově zbarvení ostatních struktur a modrá jádra (obr. 26). Barvení celkových polysacharidů Sacharidy jsou hojně zastoupenou látkou v rostlinných pletivech a živočišných tkáních. Histochemickou detekci však nelze stanovovat monosacharidy a oligosacharidy, které se nachází v rozpustné formě. Během zpracovaní vzorků totiž dochází k jejich difuzi do používaných roztoků. V živočišných tkáních se nacházejí převážně jednoduché sacharidy, jejichž detekce není mikroskopickými metodami možná. Ty, které lze detekovat, jsou většinou spojeny s proteiny glykoproteiny. Glykoproteiny mají bílkovinnou složku, která je v převaze a nese kovalentně navázané dvou až šesti článkové oligosacharidy. Jedná

17

se zejména o proteiny séra, krevních skupin, sekreční produkty endo a exokrinních žláz a amyloid. Další polysacharidy živočišných tkání jsou glykosaminoglykany (mukopolysacharidy). Jsou tvořeny lineárními řetězci uronových kyselin a aminocukrů. U rostlinných surovin jsou sacharidy zastoupeny ve větší míře. Pro mikroskopickou identifikaci rostlinných pletiv mají rovněž význam zejména polysacharidy škroby, celulóza, hemicelulóza, pektiny aj. Pro identifikaci polysacharidů lze použít tři základní techniky vazbu bazických barviv, oxidační metody nebo aplikaci lektinů. Každý z uvedených postupů může být doplněn buď chemickou blokádou funkčních skupin (acetylace hydroxylů) nebo enzymatickou extrakcí mukosubstance (amyláza, hyaluronidáza, neuraminidáza). Mezi používaná bazická barviva pro identifikaci polysacharidů patří výše zmíněná toluidinová modř, dále také metylénová a alciánová modř. Alciánová modř se používá zejména na průkaz kyselých glykosaminoglykanů, které jsou zbarveny modrozeleně. Aplikace lektinů je principiálně podobná metodám imunohistochemickým. Lektiny jsou látky rostlinného, živočišného, nebo bakteriálního původu, které se selektivně vážou na terminální mono- a oligo- sacharid buněčných glykoproteinů, glykopeptidů a glykosaminoglykanů. Pro samotnou vizualizaci musí být na lektin navázán chromogen. Nejčastěji se používají fluorochromy. Mezi oxidační metody patří metoda využívající PAS reakce (Periodic Acid-Schiff´s reagent), která může být úspěšně kombinovaná s jinými barvicími postupy (obr. 27).

Obr. 27 Střevo, PAS (dobarveno HE) mukopolysacharidy (růžově) (autoři)

Obr. 28 Šunka, PAS-Calleja A kosterní svalovina (zeleně), B kolagenní vazivo (modře), C jádra (červeně) (autoři)

Barvení PAS-Calleja Pro diagnostiku jednotlivých surovin v potravinách se hodí nejvíce kombinace PAS-Calleja. Toto barvení využívá oxidační metodu PAS s dobarvením dalších struktur cíleným barvením dle Callejy na průkaz kolagenu. Principem PAS reakce je oxidace 1,2-hydroxylových skupin hexóz, 1-hydroxy-2-amino- 1-hydroxy-2-alkylamino, 1-hydroxy-2-ketoskupin kyselinou. Nejčastěji je používána 1% kyselina jodistá. Oxidací vznikají aldehydy, jejichž přítomnost je prokázána pomocí Schiffova činidla. Pozitivní PAS reakce dává růžově červené až purpurově červené zbarvení. Výsledkem barvení jsou tedy celkové polysacharidy (včetně škrobu) růžově červené až purpurově červené zbarvené. Kolagenní vazivo je barveno modře, jádra jsou červené a svalovina zelená až žlutě zelená (obr. 28). V případě průkazu škrobu nebo glykogenu je vhodné dělat kontrolní řez, který je po dobu 30 minut vystaven působení amylázy nebo diastázy. Působení těchto enzymů dochází k jejich rozštěpení. Kontrolní řez

B A

C

18

má být PAS negativní. V případě jiných polysacharidů, které jsou vůči amyláze rezistentní, je kontrolní řez naopak PAS pozitivní. Barvení škrobů Jodové roztoky Toto barvení je klasickou metodou pro průkaz škrobů. Hlavním limitem použití jodu je jeho rozpustnost ve vodě. Nejčastěji se používá jod rozpuštěný v škrobovém mazu, ale je možné také použít jod v alkoholovém roztoku jodová tinktura (obr. 29). Další možností použití tohoto barvení je barvení v jodových párách, zejména pro potraviny obsahující tepelně opracovaný (želatinizovaný škrob), který má tendenci se rozpouštět ve vodných roztocích jodu.

Obr. 29 Bramborový a kukuřičný škrob, Lugol A bramborový škrob (hnědě), B kukuřičný škrob (světle hnědě) (autoři)

Obr. 30 Mouka, trypanová modř A poškozený škrob (modře), B nepoškozený se nebarví (Flint, 1994)

Trypanová modř Ve srovnání s jodovými roztoky trypanová modř barví jenom poškozená škrobová zrna. Trypanová modř patří do skupiny azobarviv, které se váží s některými polysacharidy (celulosa, škrob) vodíkovými můstky, kterou usnadňuje podlouhlý tvar molekul barviva. Podstatou barvení je, že poškozená škrobová zrna včetně škrobů želatinizovaných umožní přestup molekul barviva do škrobového zrna a navázání na molekuly amylózy a amylopektinu. Využití barvící metody je tedy vhodné při sledování změn v procesech mletí obilí. Další využití tohoto barvení je také v barvení plísní ať už kulturních nebo patogenních, kde se využívá vazba s celulózou. Poškozený škrob se barví modře, slabě poškozený škrob světle modře a nepoškozený škrob se nebarví (obr. 30). U plísní a celulózy je výsledná barva světle modrá a u lignifikované celulózy tmavě modrá. 3.2.3 Imunohistochemické metody (IHC) Imunohistochemie se rozvíjela z histochemie, a to zaváděním postupně objevovaných zákonitostí specifické imunologické reakce a s rozvojem její dostupnosti pro běžné laboratoře. Původní histochemie vznikala přibližně od 30. let dvacátého století na hranici histologie a analytické chemie a biochemie. Jejím cílem je identifikovat a lokalizovat chemické látky v místě jejich výskytu v tkáních na úrovni histologické či cytologické.

A

BA B

19

Základem pro imunohistochemické techniky byla možnost kovalentní vazby molekul imunoglobulinů s jinými molekulami, což se stalo předmětem výzkumu již ve 30. letech dvacátého století. Do patologické diagnostiky se tyto techniky dostávaly od 50. let a postupně byla zlepšována specifita, senzitivita a dostupnost stále širšího spektra metod, k čemuž napomohl i rozvoj molekulárního, proteinového a genového inženýrství nezbytný pro produkci reagencií potřebné kvality a kvantity. V 70. letech dvacátého století byly připraveny protilátky proti jednotlivým epitopům (antigenní determinantě), tzv. monoklonální protilátky. Do imunohistochemických metod spadají všechny techniky využívající mono- či polyklonální značené protilátky, kterými lokalizujeme a vizualizujeme příslušné tkáňové antigeny. Imunohistochemické metody jsou využívány zejména v medicínských oborech. V potravinářství lze tyto metody použít na průkaz rostlinných alergenů, průkaz nervové tkáně, typizaci svaloviny nebo typizaci kolagenu. Podle intenzity vazby a jejích násobku rozdělujeme imunohistochemické metody na metody přímé a nepřímé. Přímé metody využívají protilátky značené vizualizačním činidlem. Specifická vazba protilátek na antigen se uskuteční i tehdy, jestliže je antigen zabudován nebo tvoří součást organizovaných supramolekulárních struktur, jakými jsou v histologických řezech buňky a jejich různé komponenty včetně buněčných povrchů. Rozmístění označené protilátky se pak hodnotí ve světelném, flurescenčním nebo elektronovém mikroskopu. Podmínkou je, aby antigen byl ve tkáních v dostatečném množství, které umožní jeho detekci. V případě, že je ve tkáních antigenu málo, je vhodnější použít metody nepřímé, které zahrnují znásobení síly signálu vložením dalších stupňů do imunologické reakce. Podle stupně násobení dělíme tyto metody na dvoustupňové a třístupňové. U dvoustupňové metody je v prvním kroku použita neoznačená protilátka specifická proti zvolenému antigenu. Nazýváme ji primární protilátkou. Ve druhém kroku je použita značená protilátka proti protilátce primární (sekundární protilátka) – nejčastěji proti Fc – fragmentu imunoglobulinů zvířete, které bylo producentem primární protilátky. Třístupňové a vícestupňové metody slouží k ještě většímu zesílení signálu a jsou použity v případě, že množství antigenu v potravině je malé nebo byla snížená jeho antigenicita například z důvodu tepelného opracování, mechanického namáhání nebo působením kyselin či konzervačních látek. U těchto metod je podobně v prvním kroku použita primární protilátka proti prokazovanému antigenu. Ve druhém kroku je použita také neznačená protilátka (sekundární) proti protilátce primární. Sekundární protilátku je nutno přidávat v nadbytku, aby nebyla vazebně vysycena obě její ramena (Fab – fragmenty IgG molekuly), což by poskytlo falešně negativní výsledek. Ve třetím kroku použijeme značený komplex. Hlavní částí komplexu je enzym, který v dalších krocích reaguje s barvivem (chromogenem). Z enzymů se používá zejména křenová peroxidáza nebo alkalická fosfatáza. Další součástí komplexu jsou spojovací látky. Může se jednat o protilátku s reaktivitou se sekundární protilátkou nebo je využita specifická aktivita jiných látek jako jsou například avidin a biotin. Právě metody využívající specifické vazby avidinu nebo streptavidinu (produkt bakterií) s biotinem představují v současnosti nejcitlivější imunohistochemické metody. Pro nepřímé imunohistochemické metody je výhodnější k identifikaci cílové součásti fluorescenční mikroskop, z důvodu snadnější kvantifikace výsledků a také vysoká míry detekce. Imunohistochemické metody se používají v potravinách pro lokalizaci látek s antigenními vlastnostmi (specifické proteiny) - součásti svaloviny jako jsou aktin, myosin nebo kolagen, suroviny z mléka (např. syrovátkové bílkoviny v masných výrobcích) nebo z vajec. Touto metodou lze dále identifikovat rostlinné bílkoviny (sójové, pšeničné aj.) na základě výraznějšího zvýraznění pomocí vazby značených specifických protilátek a DAB chromogenem oproti dobarvenému pozadí. Při kombinaci tohoto barevného systému s dalším, např. s BCIP/NBT chromogenem, pak lze metodou dvojího značení souběžně vyšetřovat přítomnost dvou bílkovin během jednoho vyšetření. Imunohistochemická metoda má však

20

svá omezení při vyšetřování přídavku pšeničné mouky, u níž k barevnému zvýraznění pomocí vazby protilátek dochází jen nepatrně. Tento jev je zapříčiněn relativně nízkou koncentrací pšeničné bílkoviny v pšeničné mouce (7 – 13 %), kdy jsou jednotlivé bílkovinné epitopy s navázanou protilátkou od sebe příliš vzdálené a neposkytují tak okem pozorovatelný barevný obraz. V případě sójové bílkoviny je však množství bílkovin pro spolehlivý imunohistochemický průkaz ve všech formách aditiv (sójová mouka, koncentrát, izolát, texturát) dostatečné (obr. 31 a 32).

Obr. 31 Modelový výrobek, IHC, dobarveno Calleja A pšeničná bílkovina (hnědě) (autoři)

Obr. 32 Modelový výrobek, IHC, dobarveno Calleja A sójová bílkovina (hnědě) (autoři)

3.3 MODIFIKACE SVĚTELNÉ MIKROSKOPIE Pro vyšetření specifických materiálů nebo pro získání specifických informací o optických vlastnostech vzorků byly zkonstruovány také jiné druhy mikroskopů a některé z těchto metod našly využití v mikroskopii potravin. 3.3.1 Polarizační mikroskopie Pokud mluvíme o polarizační mikroskopii, jedná se o mikroskopické systémy pro pozorování různých histologických anizotropních (dvojlomných) objektů. Polarizační mikroskopie využívá vlastnosti světla, které říkáme polarizace a využití našla zejména v mineralogii a geologii méně také v oblasti potravinové mikroskopie. Princip polarizační mikroskopie Světlo jako příčné elektromagnetické vlnění kmitá ve všech rovinách, kolmých na směr paprsku, kterým se šíří. Tak se například chová světlo ze světelného zdroje (slunce, žárovka) při průchodu vzduchem nebo sklem. Pro pozorování anizotropních objektů je třeba světlo ze světelného zdroje polarizovat. Na polarizaci světla se používá polarizační filtr. Polarizátor je vložen do optické osy za čočku osvětlovací soustavy. Jeho funkce spočívá v propuštění pouze paprsků z "normálního" nepolarizovaného světla, které kmitají jenom v jedné rovině. Druhým filtrem, potřebným pro práci s polarizačním mikroskopem, je analyzátor. Analyzátor se obvykle vkládá za vzorek a před okuláry. Polarizační filtry mají dvě základní polohy. Jsou-li roviny polarizačních filtrů na sebe rovnoběžné, pak jimi světelný paprsek prochází jen s nepatrným omezením, které způsobuje jejich optická hustota. Jsou-li obě roviny na sebe

A A

21

kolmé, žádné světlo neprojde (v okuláru vidíme tmu). Otáčením jedním z filtrů o 360°, pak zviditelníme opticky aktivní látky ve vyšetřovaném vzorku. Obecně nezpůsobí změny v otáčení rovin světla látky, kterým říkáme izotropní. Tyto látky mají ve všech možných směrech stejné optické vlastnosti (např. propustnost, index lomu atd.). Typickými izotropními látkami jsou plyny, kapaliny, sklo (bez vnitřního pnutí), krystaly kubické soustavy atd. U jiných látek se jejich optické vlastnosti liší podle směru, kterým v nich světlo prochází. Tato látky se nazývají anizotropní. Prochází-li světelný paprsek anizotropní látkou, dochází u něho ke změně, které říkáme polarizace. Ze všech možných rovin, ve kterých světlo před průchodem anizotropní látkou kmitalo, převáží po průchodu jedna rovina, ostatní roviny jsou potlačeny. Takovému světlu říkáme lineárně polarizované světlo. Kromě lineárně polarizovaného světla rozlišujeme světlo nahodile, elipticky a kruhově polarizované. Kruhově polarizované světlo je zvláštním případem elipticky polarizovaného světla. Kruhově polarizované světlo na příklad vznikne, sloučí-li se dva paprsky se stejnou vlnovou délkou s fázovým posunem λ/4. Toho se dosáhne vložením fázové destičky. Stupeň polarizace a směr roviny, ve které lineárně polarizované světlo kmitá, přinášejí informace o anizotropní látce, která tuto změnu způsobila. Další důležitou vlastností anizotropních látek je jejich schopnost rozdělit procházející paprsek na dvě části. Vznikne řádný paprsek a mimořádný paprsek ve smyslu Snellova zákonu o lomu. Paprsek, který se láme podle tohoto vztahu, označujeme jako řádný paprsek. Index lomu, měřený ve směru druhé roviny kmitajícího paprsku, není v žádném vztahu k zákonu o lomu paprsků. Tento index lomu není stálý, ale mění se podle úhlu, pod kterým dopadá světlo na dvojlomné těleso. Na základě tohoto jevu, pro který neplatí zákon o lomu, vzniká druhý, tzv. mimořádný paprsek, jehož rovina kmitání je kolmá k rovině řádného paprsku. Podle toho jsou (většinou) indexy lomu pro řádný a mimořádný paprsek různé. K dvojlomným strukturám patří např. různá vlákna (myosinová filamenta), nebo krystalické buněčné inkluze. Nekrystalické (jednolomné) oblasti budou tmavé zatím co krystalické nebo vláknité oblasti (dvojlomné) jsou velmi světlé oproti tmavému pozadí. Údaje z literatury uvádějí např. využití pro průkaz rostlinných součástí − sója, škrob, koření, ale je možné takto i zjišťování kolagenu. Polarizační mikroskopie může být použita při sledování technologického zpracování potravin, protože např. škrobová zrna nebo kolagen po tepelném opracování dvojlomnost ztrácejí. Výhodné mohou být rovněž kombinace polarizace a různých barvících postupů. Obrázky 33 a 34 porovnávají vzhled dvojlomných struktur v běžném světelném mikroskopu a pod polarizací – škrobová zrna.

Obr. 33 Modelový výrobek, Lugol-Calleja A škrobová zrna (hnědočerně), B kolagenní vazivo (modře) (Vorlíčková, 2009)

Obr. 34 Modelový vzorek, Lugol-Calleja a polarizace A škrobová zrna (červenooranžově) (Vorlíčková, 2009)

A

AB

22

Obrázky 35 a 36 porovnávají vzhled dvojlomných struktur v běžném světelném mikroskopu a pod polarizací – kolagenní vlákna.

Obr. 35 Tuková tkáň, Picro Sirius Red A kolagenní vlákna (červeně) (Flint, 1994)

Obr. 36 Tuková tkáň, Picro Sirius Red a polarizace A kolagenní vlákna (červenožlutě) (Flint, 1994)

3.3.2 Fázový kontrast Fázový kontrast je velmi užitečná technika pro sledování vzorků, které nemohou být barveny ale jenom vyšetřeny v jejich původním stavu. Objekty, které v klasické světelné mikroskopii nemohou být zobrazeny, jsou při použití fázového kontrastu sledovány v ostré siluetě a s dobrým kontrastem k okolí. Světlo se pohybuje ve formě světelných paprsků, které mají určitou vlnovou délku a amplitudu. Lidské oko je schopné vnímat rozdíly v amplitudě světelného vlnění jako rozdílnou intenzitu světla a rozdíly ve vlnové délce jako různou barvu světla. Rozdíly ve fázi světelného vlnění nevnímá. Zařízením pro fázový kontrast je možné dosáhnout toho, že současně se změnou fáze vlnění se změní také jeho amplituda. Oddělí se od sebe nepřímé paprsky, které procházejí objektem (difraktované) a přímé paprsky, které procházejí mimo objekt (nedifraktované) a obě skupiny paprsků jsou pak v objektivu rekombinovány. Nejlepšího kontrastu se při fázovém kontrastu dosáhne, když se přímé a odražené světelné paprsky setkají v místě interference z fáze o poloviční vlnové délce. Výsledkem je to, že silnější struktury jsou tmavé na rozdíl od tenkých – pozitivní fázový kontrast. Při použití jiné fázové destičky získáme negativní fázový kontrast. Pokud se použije bílé světlo, lze získat i barevný fázový kontrast. Pro tuto mikroskopii se k vyšetřování používá nebarvený preparát. Pomocí fázově kontrastní mikroskopie je možné studovat a hodnotit změny potravinových surovin při technologickém opracování, např. svalovinu a její změny při mělnění. 3.3.3 Interferenční mikroskopie Interferenční mikroskopie je kontrastovací metoda, která slouží (podobně jako mikroskopie s fázovým kontrastem) ke zvyšování kontrastu při pozorování průhledných fázových objektů. Její aplikace je rozsáhlejší a účinnější než fázový kontrast, je však mnohem složitější a náročnější na technické vybavení mikroskopu. Světlo, vycházející z osvětlovací soustavy mikroskopu, je rozděleno do dvou koherentních svazků paprsků. Po průchodu preparátem a objektivem se oba svazky opět spojí do jediného. Projdou-li paprsky preparátem (fázovým objektem) vznikne mezi oběma svazky rozdíl fáze, způsobený strukturou fázového objektu.

A A

23

Následkem toho nastane ve spojeném svazku interference světelných vln, která obecně způsobí změny v amplitudě vlnění. Tak vzniknou kontrasty optické hustoty, což se projeví zviditelněním fázového objektu, který byl původně průhledný. Technika má řadu předností při sledování především drobných buněčných struktur nebo malých partikulí a kapiček například v emulzích. Metoda může být použita k pozorování i relativně silných preparátů. Obrazy, získané metodou interferenční mikroskopie, jsou vhodné pro digitální snímací techniku, která umožňuje úpravy, vedoucí k dalšímu zvýšení kontrastu. Rozdvojení paprsků na dva svazky a jejich opětovné spojení se provádí vložením různých druhů hranolů, tím vznikají různé druhy modifikací této metody. Nomarského diferenciální interferenční kontrast Diferenciální interferenční kontrast dle Nomarského umožňuje, díky páru vložených Wollastonových hranolů a páru zkřížených polarizátorů, interferenci světelných příspěvků, které přicházejí ze sousedních míst vzorku, vzdálených od sebe méně, než činí rozlišovací schopnost mikroskopu. Takto se zviditelní oblasti, kde existují gradienty optické dráhy zobrazujících paprsků (optická dráha je součinem geometrické tloušťky a indexu lomu objektu). Zobrazení fázových objektů Nomarského metodou se velice podobá tomu, co můžeme vidět pomocí obyčejného šikmého osvětlení nebo pomocí Hoffmanova modulačního kontrastu. Stejné gradienty optické dráhy se však zpravidla vyjeví s podstatně lepším kontrastem. Díky použití zkřížených polarizátorů se Nomarského mikroskop současně chová i jako obyčejný polarizační mikroskop, v němž anizotropní objekty s dvojlomem jasně září na temném pozadí. Tato skutečnost někdy příznivě přispívá ke zlepšení obrazového kontrastu. Metoda není při studiu vlastností masa a masných výrobků příliš využívána, byla použita např. pro vizualizaci myofibril ve svalových vláknech. 3.3.4 Fluorescenční mikroskopie Fluorescenční mikroskopie je založena na poznatku, že některé látky po absorbci energie ultrafialového světla emitují záření o větší vlnové délce, zpravidla ve viditelné oblasti světelného spektra. Mnoho organických látek má schopnost základní fluorescence (autofluorescence) a některé z nich jsou užitečné pro specifické označování složek v potravinách rostlinného a živočišného původu. V rostlinách jsou to pigmenty (např. chlorofyl a karotenoidy) a fenolové sloučeniny s vysokou i nízkou molekulární hmotností (např. lignin) a v živočišných tkáních kosti a chrupavky, kolagen, elastin a některé tuky. Další součásti masných výrobků jako vitamíny, vonné a kořenící složky jsou rovněž autofluorescenční. Pro zvýraznění dalších struktur se používají selektivní fluorescenční barviva. V současnosti je k dispozici velký spektrální rozsah fluoroforů, který umožňuje současné zobrazení různých buněčných, subcelulárních nebo molekulárních komponent. Fluorescenční mikroskop může být konstruován jako transmisní nebo epifluorescenční. V potravinářské mikroskopii lze tento způsob použít pro zvýraznění tukových částic nebo bílkovin, včetně přídavků rostlinných bílkovin do výrobků. Látky antigenní povahy a v některých případech i protilátky, vyskytující se ve tkáních a buňkách jako jejich přirozená součást, mohou být v mikroskopických preparátech zjišťovány tzv. imunofluorescenčními (přesněji imunohistofluorescenčními) metodami. Používáme antigen nebo protilátku značenou fluorochromem. Velkou výhodou je vysoká specifičnost a citlivost těchto metod pro detekci antigenů. Z těchto důvodů byla metoda fluorescenční mikroskopie použita k detailní studii myofibril ve svalech skotu ve vztahu k použití svaloviny jako potraviny. Z rostlinných antigenů se ověřovala detekce sójové bílkoviny v masných výrobcích pomocí

24

imunofluorescenční mikroskopie Obrázky 37 a 38 ukazují rozdílné zbarvení proteinu dle použitého fluorescenčního filtru a také rozdílný morfologický vzhled.

Obr. 37 Modelový vzorek, fluorescein A sójová bílkovina (Talandová et al., 2013)

Obr. 38 Modelový vzorek, fluorescein A sójová bílkovina (Talandová et al., 2013)

3.3.5 Aplikace jednotlivých metod světelné mikroskopie Všestrannost, mnohostrannost přípravných postupů a technik pro světelnou mikroskopii způsobuje její aplikovatelnost pro širokou paletu různých potravin a ingrediencí. Prášky Velké množství potravinových materiálů (zejména surovin) existuje v práškové formě. Běžné příklady zahrnují koření, sprejově sušené příchutě, mléčný prášek a mrazem sušené nápoje a proteiny. Světelná mikroskopie umožňuje vyšetření velikosti, tvaru a často také vnitřní struktury jednotlivých partikulí v prášku. Vyšetření polarizovaným světlem ukazuje přítomnost krystalů nebo jiných dvojlomných struktur, umožňuje určit jejich velikost a lokalizaci. Přítomnost krystalů laktózy je často demonstrována svým charakteristickým tvarem (tomahawk-sekera), který je vidět pomocí polarizovaného světla. U většiny komplexních práškových směsí je možné pomocí selektivního barvení odlišit jednotlivé komponenty. Použitím roztoku jodu v jodidu draselném nebo jednoduchého barvení jodovými výpary je zřetelné charakteristické modré až černé zbarvení škrobu na rozdíl od bledě hnědého zbarvení tuku a žlutého zbarvení proteinů. Produkty živočišného původu Různé barvící procedury jsou vhodné pro identifikaci jednotlivých komponent zahrnujících tuk, svalovinu, pojivovou tkáň a kosti ve spojení s vyšetřením ve světelném mikroskopu. Jde o jednoduché barvení např. toluidinovou modří nebo použití komplexu třech až čtyř barvících roztoků. Polarizované světlo může dále doplnit použití barvení při lokalizaci oblastí s krystaly tuku a pojivovou tkání a pro odlišení čerstvého a zpracovaného masa. Polarizaci lze rovněž využít pro průkaz přídavku rostlinných látek do masných výrobků - sója, škrob, koření. Dále může být použita při sledování technologického zpracování potravin, protože např. škrobová zrna nebo kolagen po tepelném opracování dvojlomnost ztrácejí. Pomocí polarizace lze dobře rozlišit kostní částice ve vzorku masného výrobku po předchozím odvápnění a následném kombinovaném barvení alciánovou modří a červení Sirius. Metodou fázově kontrastní lze studovat změny při mělnění svaloviny.

A A

25

Ovoce a zelenina (rostliny) Mnoho celulárních struktur je viditelných použitím fázového kontrastu, ale detailnější informace změn buněčných stěn a obsahu buněk se dosáhne následným barvením na celulózu, pektin apod. Porozumění vlivům při zpracování ovoce a zeleniny jako je solení, zmrazování, vaření apod. bylo velmi usnadněno mikroskopickými studiemi vzorků odebíraných v různých fázích těchto procesů. Pečivo Kombinace preparačních a pozorovacích technik byla použita při vyšetření komplexní mikrostruktury mnoha těchto produktů, např. chleba, sušenek apod. Tyto techniky umožňují sledovat změny součástí obzvláště škrobů a proteinů a následně vztahy mezi mikrostrukturou a fyzikálními a senzorickými vlastnostmi (např. texturou) hotového výrobku. Jedním ze znaků změn při pečení je želatinizace škrobů, které lze pozorovat pomocí polarizační mikroskopie.

3.4 ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE Elektronové mikroskopy můžeme zařadit mezi nejvšestrannější přístroje pro pohled do mikrosvěta. Uživatelům poskytují komplexní informaci o mikrostruktuře, chemickém složení a o mnoha dalších vlastnostech zkoumaného vzorku. V elektronových mikroskopech jsou na rozdíl od světelného mikroskopu optické čočky nahrazeny elektromagnetickými čočkami, které vytvářejí magnetické pole a fotony viditelného světla jsou nahrazeny elektrony. Nejlepší a nejmodernější elektronové mikroskopy mohou vzorek zvětšit až na úroveň zobrazení atomů. Dalším rozdílem od světelného mikroskopu je umístění pozorovaného vzorku ve vakuu, aby nedocházelo k interakcím elektronů s atmosférou, která ovlivňuje dráhu letících elektronů. 3.4.1 Transmisní elektronová mikroskopie (TEM) Transmisní elektronový mikroskop je možné popsat jako složité technické zařízení, které umožňuje pozorování preparátů do tloušťky 100 nm při vysokém zvětšení a s velkou rozlišovací schopností. Vzhledem k příbuznosti paprskových diagramů lze jej považovat za analogii světelného mikroskopu v procházejícím světle. Oba přístroje mají společnou i řadu součástí - zdroje světla nebo elektronů, čočky skleněné nebo elektromagnetické a v obou se preparát umísťuje na mechanický stolek. TEM však potřebuje ke své činnosti mnoho dalších systémů, které u světelného mikroskopu nejsou, např. vysokonapěťové zdroje, elektroniku k řízení mikroskopu a výkonný vakuový systém pro vyčerpání vnitřních prostor mikroskopu. Důvodem je snaha zabránit náhodným srážkám urychlených primárních elektronů s molekulami vzduchu, které by vedly ke změnám jejich energie a směru pohybu. Na dosáhnutí pracovního vakua minimálně 10-3 Pa musí být mikroskop vybaven dostatečně výkonnými vývěvami. Proces čerpání vzduchu je řízen automaticky. Praktickým výstupem z transmisního elektronového mikroskopu je trvalý záznam pozorovaného obrazu. Obraz se zaznamenává na speciální fotografický materiál nebo v digitální podobě pomocí CCD kamer. Zpracování preparátů pro TEM Ve zpracování vzorků lze rovněž najít určitou analogii se světelnou mikroskopií. Vzorky pro transmisní elektronovou mikroskopii nesmí obsahovat vodu, protože v mikroskopu jsou vystaveny vysokému vakuu a z mokrých preparátů by se voda bouřlivě uvolňovala.

26

To by vedlo jednak jejich degradaci a jednak i ztěžovalo práci urychleným elektronům, které by se srážkami s molekulami vody brzdily. Proto je nutné biologický materiál, který obsahuje vysoké procento vody, před pozorováním v mikroskopu upravit tak, aby žádnou vodu neobsahoval. Druhou podmínkou, která vyplývá z nízké penetrační schopnosti elektronů, je, že tloušťka preparátu nesmí překročit 100 nm. Silnějšími preparáty elektrony neprojdou, a pokud ano, je obraz zatížený značnou chromatickou vadou a nelze jej zaostřit. Prvním krokem přípravy preparátů pro TEM je v naprosté většině případů fixace. Jejím cílem je zachovat buněčnou ultrastrukturu s minimem změn oproti nativnímu stavu, zabránit degradačním procesům a stabilizovat vzorek do dalších kroků přípravy. K fixaci biologických objektů se používají chemické (metanol, etanol, kyselina chlorovodíková, glutaraldehyd, oxid osmičelý, manganistan draselný) nebo fyzikální metody (změna teploty a pomocí záření). Po fixaci a promytí preparátu následuje jeho zalití do vhodné pryskyřice. Bohužel, většina zalévacích médií rutině používaná pro přípravu vzorků pro TEM není mísitelná s vodou, a proto je nutné po fixaci nahradit volnou vodu ve vzorku kapalinou, která je mísitelná jak s vodou, tak se zalévacím médiem. K tomuto účelu slouží dehydratace, kdy vzorek je postupně umisťován do roztoků s rostoucím podílem dehydračního činidla, až je všechna voda v systému nahrazena. Nejčastěji se jako dehydratační činidla používají etanol a aceton. Účelem zalévání je dát zpracovávanému vzorku takové vlastnosti, aby ho bylo možné nakrájet na ultratenké řezy tloušťky do 100 nm. Na pryskyřice, které se pro zalévání používají, je kladeno opět velké množství požadavků: měly by vykazovat dostatečnou mechanickou pevnost v tenké vrstvě, musí být stabilní ve vakuu a při ozáření primárními elektrony, neměly by rozptylovat primární elektrony, tedy nepřispívat obrazem vlastní struktury k výslednému obrazu na stínítku mikroskopu, jejich polymerizace by měla být rovnoměrná bez objemových změn a poškození ultrastruktury, pryskyřičné směsi by měly mít nízkou viskozitu a měly by být rozpustné v běžných dehydratačních činidlech, aby bylo možné preparát snadno a dobře pryskyřicí prosytit, vzniklé bločky by měly mít přiměřenou tvrdost, aby se daly dobře krájet. Biologické preparáty jsou tvořeny lehkými prvky, které nedostatečně rozptylují primární elektrony, a navíc jsou zality do pryskyřic, které mají přibližně stejné prvkové složení jako vlastní preparáty a tedy i podobné rozptylové vlastnosti. Výsledkem je, že není velký rozdíl v kontrastu mezi vzorkem a zalévacím médiem. Proto se v průběhu přípravy preparátů dodávají do vzorku těžké kovy, např. Os, Pb, U. Kontrast se zvyšuje dále objektivovou clonou malého průměru, snížením urychlovacího napětí či zvětšením tloušťky řezů. Tyto úpravy přináší zhoršení optických chyb mikroskopu a snížení rozlišovací schopnosti. 3.4.2 Skenovací elektronová mikroskopie (SEM) Skenovací elektronový mikroskop je přístroj určený k pozorování povrchů nejrůznějších objektů. Je ho možné do jisté míry považovat za analogii světelného mikroskopu v dopadajícím světle, na rozdíl od něho je výsledný obraz tvořen pomocí sekundárního signálu odražených nebo sekundárních elektronů. Díky tomu je zobrazení v SEM považováno za nepřímou metodu. Velkou předností SEM v porovnání se světelným mikroskopem je jeho velká hloubka ostrosti, v důsledku které lze z dvojrozměrných fotografií ze SEM nalézt jistý trojrozměrný aspekt. Další předností těchto mikroskopů je, že v komoře preparátů vzniká při interakci urychlených elektronů s hmotou vzorku kromě výše zmíněných signálů ještě řada dalších, např. rentgenové záření, Augerovy elektrony, katodoluminiscence, které nesou mnoho dalších informací o vzorku. Při jejich detekci je možné určit např. prvkové složení preparátu v dané oblasti a při porovnání s vhodným standardem určit i kvantitativní zastoupení jednotlivých prvků. V literatuře se kromě názvu skenovací používá i označení

27

rastrovací nebo český název řádkovací elektronový mikroskop, který naznačuje, že při práci mikroskopu se primární svazek pohybuje po určité ploše preparátu. Získání obrazu ve skenovacím elektronovém mikroskopu je založeno na interakci primárního svazku s povrchem prohlíženého objektu. Každý produkt této interakce přináší informaci o fyzikálních a chemických vlastnostech zkoumaného objektu, které lze využít, pokud je mikroskop vybaven detekčním čidlem, které dokáže účinně a selektivně tento signál zachytit. Interakce mezi primárními elektrony a atomy preparátu můžeme stejně jako u TEM rozdělit do dvou skupin: elastické kolize, které mají na svědomí vznik zpětně odražených elektronů a neelastické, při kterých dochází k předávání energie primárních elektronů atomům vzorku a následně k uvolnění sekundárních a Augerových elektronů, rentgenového záření a katodoluminiscenci. Na hloubku penetrace primárních elektronů má vliv i složení preparátu, je zřejmé, že preparát tvořený těžšími prvky (např. kovy) bude produkovat více odražených elektronů než preparát tvořený lehkými prvky a hloubka průniku primárních elektronů bude menší. K zobrazení povrchu preparátu se v SEM využívají sekundární elektrony. Od zpětně odražených elektronů se odlišují svojí nízkou energií a rychlostí. Aby byly schopné dostat se k detektoru sekundárních elektronů, je třeba je přitáhnout mřížkou s předpětím okolo 10 kV. Jas paprsku synchronně rastrujícího po obrazovce je přímo úměrný signálu z detektoru sekundárních elektronů. Vzhledem k nízké energii sekundárních elektronů se z vyvýšenin na povrchu preparátu dostane do detektoru více sekundárních elektronů a výsledkem je vyšší intenzita signálu z detektoru a tedy světlé místo na obrazovce, z prohlubenin je tomu naopak. Tím je získán topografický kontrast, který umožňuje zobrazit v mnohonásobném zvětšení povrch vzorku. Detektor sekundárních elektronů je prostředníkem mezi dějem odehrávajícím se při interakci primárních elektronů s povrchem preparátu, při kterém dochází k uvolnění sekundárních elektronů, a obrazovkou mikroskopu, na kterou přenáší informace získané zachycením sekundárních elektronů o topografickém kontrastu preparátu. Detektor sekundárních elektronů by měl mít vysokou citlivost, široký dynamický rozsah, účinnost, malou velikost a odolnost ke změnám tlaku, světlu a vzdušné vlhkosti. Tradičním výstupem ze SEM je fotografie. Kromě pozorovací obrazovky jsou tyto mikroskopy vybaveny fotomonitorem s jemnějším zrnem, ke kterému je připojen fotoaparát. K vytvoření obrazu na fotografickém filmu se používají fotony, takže lze použít zcela normální černobílý fotografický materiál. Nové mikroskopy se standardně dodávají s digitálním záznamem obrazu. Vzhledem k tomu, že signál v SEM, který nese obrazovou informaci, má v sobě i informaci o pozici, jeho digitalizace není tak problematická a nevyžaduje tak náročná zařízení jako v případě TEM. Digitální obraz pak nabízí řadu možností jeho úpravy, například nabarvení původně černobílého snímku. Příprava preparátů pro SEM Ani v SEM většinou nelze biologické materiály prohlížet bez předchozí úpravy. Preparát vhodný pro prohlížení v mikroskopu musí totiž splňovat následující kritéria: na jeho povrchu by se neměly vyskytovat cizorodé částice, např. prach, měl by být stabilní ve vakuu, stabilitu by měl vykazovat i při ozáření elektronovým paprskem, měl by produkovat dostatečné množství požadovaného signálu, např. sekundárních elektronů, při expozici primárním elektronům by nemělo docházet k jeho nabíjení. Některé biologické objekty tyto předpoklady bez problémů splňují, jako např. různé mineralizované struktury, zuby, kosti, schránky rozsivek, ale i rostlinný materiál typu dřevo, pylová zrna apod. Ve většině případů však biologické vzorky obsahují vodu, která z nich musí být před prohlížením odstraněna, což znamená jejich úpravu. Výběr metody závisí na typu preparátu a informacích, které o něm chceme získat. Živočišné tkáně a orgány, rostlinné tkáně představují preparáty, které jsou dosti choulostivé a vyžadují jemné zacházení. Jejich příprava

28

začíná kvalitní fixací. Problematická bývá příprava mikroorganismů, jako jsou např. bakterie, prvoci, plankton, především z hlediska manipulace s preparátem. Po každém kroku musí být tyto vzorky centrifugovány, což je nebezpečný zdroj tvarových změn. Východiskem může být jejich přilepení na vhodnou podložku, např. krycí sklíčko, nebo zachycení na filtr, se kterým se pak dále pracuje. Obvykle příprava biologického objektu pro SEM zahrnuje následující kroky: výběr vzorku, jeho odebrání a v případě potřeby očištění, fixace preparátu nejčastěji ponořením do fixačního činidla, vymytí fixačních roztoků a dehydratace, vysušení preparátu a jeho nalepení na nosný terčík, zvýšení povrchové vodivosti preparátu. Celý tento postup zabere zhruba dva až tři dny. Jen zřídka se vyskytne vzorek, jehož povrch je bez kontaminací. U větších částic můžeme použít k odstranění jemnou jehlu a pracovat pod stereomikroskopem, nebo se pokusit objekt opláchnout isotonickým roztokem, např. s NaCl nebo HCl. Po fixaci je možné k omývání použít kakodylanový nebo fosfátový pufr. U suspenzí je možné použít opakovanou opatrnou centrifugaci. Z dalších metod, používaných k očištění povrchu preparátu, které se řadí do kategorie nebezpečných, je třeba ještě zmínit sonifikaci nebo ofukování tlakovým vzduchem. Hlavním účelem fixace je stejně jako v TEM stabilizovat preparát co nejblíže nativnímu stavu a zamezit autodegradačním procesům. Navíc se od fixace očekává zpevnění povrchových struktur preparátu určených k pozorování. K fixaci se nejvíce používají aldehydy a oxid osmičelý ve stejné koncentraci jako v TEM. Nejlepších fixačních výsledků je dosahováno při použití glutaraldehydu. Jeho velkou nevýhodou při přípravě preparátů pro SEM je, že jen velmi pomalu proniká do větších vzorků, které se pro SEM fixují velmi často. Z tohoto důvodu je třeba při jeho použití prodlužovat časy fixace. Další možnosti nabízí fyzikální způsoby fixace. Z fyzikálních postupů se uplatňují především mrazové metody, zatímco mikrovlnné ozáření se používá většinou jen k urychlení jednotlivých kroků přípravy při použití chemické cesty. Velkou předností mrazových metod je rychlost přípravy, zachování povrchové struktury a v případě potřeby i možnost nahlédnout do struktury vnitřních tkání nebo buněk za pomoci mrazového lámání. Cílem odvodnění je postupné nahrazení vody ve vzorku organickým rozpouštědlem. K odvodnění se používají rozpouštědla dobře mísitelná s vodou, nejčastěji etanol, aceton. Při odvodnění vzorek projde řadou roztoků se zvyšující se koncentrací organického rozpouštědla, čas jednotlivých kroků při odvodňování závisí na velikosti preparátu. Urychlení a zkvalitnění tohoto procesu dosáhneme ozářením v mikrovlnné troubě v každém kroku odvodnění. Po úplném nahrazení vody je vzorek třeba zbavit dehydratačního činidla. Vzhledem k existenci povrchového napětí, které je příčinou tvarových deformací při sušení na vzduchu, nelze tento postup u většiny preparátů použít. Řešením je metoda kritického bodu, která umožňuje vyhnout se působení povrchového napětí dehydratační kapaliny na preparát a v současné době patří mezi nejpoužívanější a nejrozšířenější postup sušení. Aby nedošlo k opětovnému navlhnutí preparátu, je třeba jej co nejdříve nalepit na vhodný nosič a pokovit. Nosiči jsou nejčastěji hliníkové kruhové podložky lišící se průměrem u různých typů SEM. I lepidlo musí vyhovovat řadě požadavků: nesmí obsahovat vodu, nemělo by být hygroskopické, mělo by být nevzlínavé, aby nezakrývalo povrchové detaily vzorku, mělo by být stabilní ve vakuu a neměnit zde své vlastnosti, tzn. udržet vzorek na nosiči při náklonu, mělo by být elektricky vodivé a nemělo by emitovat stejně jako nosič zpětně odražené elektrony. Velké objekty se zpravidla lepí přímo na hliníkový terč pomocí koloidního stříbra, malé objekty pomocí oboustranně lepící uhlíkové nebo adhesivní pásky. Vysušené biologické objekty jsou téměř elektricky a tepelně nevodivé. Při jejich prohlížení v SEM dochází k nabíjení rastrovaného povrchu primárními elektrony, které se projevuje deformacemi a ztrátou ostrosti obrazu. K eliminaci nabíjecích jevů se proto preparát pokrývá

29

vrstvičkou kovu o tloušťce cca 10 20 nm, která má za úkol odvést negativní náboj, zvýšit produkci sekundárních elektronů a minimalizovat poškození preparátu teplem uvolněným brzdícími se primárními elektrony. Nejčastěji se používá zlato, platina nebo slitina platiny a paládia. Počítače a elektronová mikroskopie Explozivní rozvoj počítačové technologie zasáhl všechny oblasti lidské činnosti, elektronovou mikroskopii nevyjímaje. Zde počítače přinesly nejvýraznější změny zhruba do dvou oblastí. Počítače se staly řídícími jednotkami elektronových mikroskopů, což přináší hlavně uživatelský komfort. Druhou oblastí, která v současnosti zaznamenává pravděpodobně největší rozvoj, je zpracování snímků pomocí počítače, vedoucí k získání jinak skrytých informací. Možností, jak se dobrat těchto skrytých informací, je vícero. Například nasnímat řadu obrazů ze stejného typu objektu – biologické makromolekuly – a jejich průměrováním zvýraznit ultrastrukturální detaily, z mnoha obrazů jednoho objektu nasnímaných z různých úhlů sestrojit prostorovou rekonstrukci daného objektu nebo modifikovat stupnici stupňů šedi s ohledem na zvýraznění kontrastu a jasu upraveného obrazu, odstranění obrazových defektů apod. 3.4.3 Použití elektronové mikroskopie v potravinářství Potraviny a jejich složky byly vyšetřovány elektronovým mikroskopem od dob, kdy byl dostupný první elektronový mikroskop. Využití elektronových mikroskopů v potravinářství je velice rozmanité. Z počátku byly studie pomocí SEM zaměřeny hlavně na mikrostrukturu suchých potravin, zejména prášků (suchých přísad, mouky, cukru, kávy a čaje). Nicméně s vývojem řady různých technik a přípravy vzorků jsme v současnosti schopni vyšetřit téměř všechny druhy potravin (včetně těch, které obsahují vysoký obsah vody). Velká část výrobních procesů zahrnuje produkci celé řady relativně nestabilních, tekutých nebo polotvrdých meziproduktů. SEM (nejčastěji v kombinaci s přípravou vzorků za nízkých teplot), poskytuje způsob, jak sledovat změny odehrávající se během vývoje konečné mikrostruktury a pomáhá zkoumat účinky různých podmínek výrobního procesu či přísad. Použití je zvláště cenné při změnách klíčových potravinových složek, jako jsou bílkoviny, cukry nebo tuk vlivem technologického opracování či přídavkem dalších komponent a aditivních látek. SEM monitoruje změny velikosti, tvaru a struktury jednotlivých klíčových složek a sleduje jejich vzájemné interakce s ostatními komponenty. V současnosti využíváme metody elektronové mikroskopie při studiu různých druhů potravinové matrice zejména u pekařských, mléčných a masných výrobků. Při vyšetřování pekařských výrobků jsme schopni vidět vnitřní strukturu škrobových zrn a jejich vzájemné propojení s proteinovými vlákny. Takový detail mikrostruktury může souviset s vlastnostmi pekařských výrobků, jako je drobivost či křehkost. V tomto případě mohou mikrosnímky ze SEM poskytovat informace, které mají často přímou souvislost s texturními vlastnostmi potravin a mohou být porovnatelné se senzorickou skupinou dat. Velmi široké využití má studium metody elektronové mikroskopie při studia mléka a mléčných výrobků. Touto problematikou se zabýval zejména kolektiv autorů profesora Kalába již od 70. let. V jejich pracích jsou popsány změny a chování základních potravinových složek (bílkovin, tuků, sacharidů) v mléčných výrobcích. Bylo zjištěno, že znalost mikrostruktury má přímou souvislost s požadovanými vlastnostmi finálních výrobků. Každý druh výrobku by měl mít předpokládanou konzistenci např. roztíratelnost, krájitelnost, jemnost, a tyto vlastnosti závisí právě na mikrostruktuře, kterou můžeme pozorovat pouze pomocí metod elektronové mikroskopie. Příkladem využití je také

30

např. odhalení obsahu „reworku“ (již jednou tavený sýr) v tavených sýrech nebo při falšování sýrů vyrobených srážením horkého mléka kyselinami. Maso a masné výrobky jsou další významnou oblastí, kde je využito metod elektronové mikroskopie. Z počátku byly studie masa a masných výrobků zaměřeny zejména na popis struktury svalových vláken a následně na popis případných změn během tepelného a jiného technologického opracování (obr. 39 a 40). Později se autoři zaměřovali hlavně na různé aspekty zpracování masa a produkce různých druhů masných výrobků. Byl sledován vliv přídavku (polyfosfátu, NaCl, karagenanu, mléčných bílkovin) na strukturní změny, zejména na chování a vzájemné interakce těchto komponent se svalovými bílkovinami. Působením různých druhů přídavku (např. polyfosfátů a vystavení různých podmínek skladování (chlazení, zmražení) dochází ke změnám texturních vlastnosti masa. Pomocí TEM byly hodnoceny ledové krystaly a změny vznikající v důsledku zmražení a uchovávání při teplotě 20°C. Dále byly zkoumány účinky zahřívání na sekundární, terciární a kvartérní strukturu proteinů. Lze konstatovat, že SEM je vhodná metoda ke studiu vztahů mezi proteiny, strukturou a kvalitou masa.

Obr. 39 Kosterní svalovina, SEM snímek (Aquilera et al., 1999)

Obr. 40 Změny kosterní svaloviny po zmražení,SEM snímek (Aquilera et al., 1999)

V oblasti falšování potravin se využívá elektronová mikroskopie zejména tam, kde jiné („jednodušší a levnější“) metody nebyly úspěšné. Část potravinářské mikroskopie se zabývá identifikací kontaminantů v potravinách (úlomky skla, kovu, barvy nebo hmyzu), které se do potravin dostanou náhodně nebo záměrně během nebo po skončení výrobního procesu. Výhodou je, že elektronová mikroskopie odhalí kontaminanty i velice malé (menší než 1 nm) a to, že se jedná o neinvazivní metodu.

3.5 DALŠÍ TYPY MIKROSKOPICKÝCH METOD 3.5.1 Infračervená mikroskopie Princip infračervené mikroskopie je založen na pohlcení infračerveného záření o různé vlnové délce analyzovaným materiálem, při němž dochází ke změnám rotačně vibračních energetických stavů molekuly v závislosti na změnách dipólového momentu molekuly. Infračerveným zářením je elektromagnetické záření v rozsahu vlnových délek

31

λ = 0,78 1000 mm, což odpovídá rozsahu vlnočtů 12800 10 cm-1. Celá oblast bývá rozdělena na blízkou (13000 4000 cm-1), střední (4000 200 cm-1) a vzdálenou infračervenou oblast (200 10 cm-1), přičemž nejpoužívanější je střední oblast. Analytickým výstupem je infračervené spektrum, které je grafickým zobrazením funkční závislosti energie, většinou vyjádřené v procentech transmitance nebo jednotkách absorbance na vlnové délce dopadajícího záření. Transmitance (propustnost) je definována jako poměr intenzity záření, které prošlo vzorkem, k intenzitě záření vycházejícího ze zdroje. Optika používaná v infračerveném mikroskopu je reflexní optika, tj. zrcadla. Klasické optické materiály, sklo a křemen, mají vysokou absorpci infračerveného záření, proto nelze použít čočky, kterými záření prochází. Světlo je soustředěno do roviny vzorku a na detektor Cassegrainovými objektivy. Připojený detektor intenzity záření musí vykazovat vysokou citlivost, používá se pyroelektrický MCT detektor (mercury-cadmium-telurid), který je chlazen kapalným dusíkem. Mikroskop je schopen pracovat i ve viditelném světle. Minimální plocha, kterou je možno analyzovat je řádově omezena vlnovou délkou infračerveného záření, cca průměr 10 mm. Infračervená mikroskopie se používá všude tam, kde nás zajímají prostorově rozlišené vlastnosti a efekty, sledování ohraničených změn, vrstevnaté struktury vzorku, rozlišení materiálů v obtížně rozdělitelných směsích. Pro praktické využití jsou přístroje spojené s Fourierovou transformací FT-IR. Pomocí FT-IR a světelné mikroskopie je možné vyšetřovat vzorky masa s cílem studovat změny mikrostruktury po nasolení různými koncentracemi NaCl a posoudit vztahy mezi biofyzikálními a chemickými parametry a sekundární proteinovou strukturou. 3.5.2 Konfokální mikroskopie Konfokální laserová skenovací mikroskopie je rozšířením klasických světelných mikroskopických metod. Výhodou je zejména její schopnost skenovat potravinu v různých hloubkách, redukovat světelný šum a získat tak vyšší rozlišení obrazu. Takto získaný obraz může být také převeden do 3D zobrazení. Příprava vzorků pro konfokální laserovou skenovací mikroskopii často využívá barvení cílené na konkrétní strukturu. Princip laserového rastrovacího konfokálního mikroskopu spočívá v osvětlování vzorku bodovým zdrojem světla, kterým je laserový paprsek soustředěný na clonku, která je pak objektivem mikroskopu zobrazena na vzorek, do bodu o průměru rovnajícím se rozlišovací schopnosti objektivu (tzv. difrakční mez). Tentýž objektiv pak sbírá světlo vzorkem odražené nebo rozptýlené, včetně emitovaného fluorescenčního záření. Po zpětném průchodu sekundárního záření objektivem vznikne další obraz bodové clonky, který je pomocí děliče paprsků lokalizován před fotonásobič. Zde se nachází druhá, konfokální bodová clonka, blokující detekci záření pocházejícího z míst vzorku mimo rovinu, do které je mikroskop právě zaostřen. Obraz celé zaostřené roviny, pak získáme jejím skenováním bod po bodu. Při skenování je také registrována intenzita světla počítačem spolu s informací o souřadnicích analyzovaného bodu. Díky prostorové filtraci záření dopadajícího na detektor neobsahuje obraz vytvořený počítačem neostré pozadí pocházející z nezaostřených oblastí vzorku. V tomto smyslu jsou konfokální obrazy vždy zaostřené a představují optické řezy vzorkem. Prostým vertikálním posouváním vzorku vůči objektivu je navíc umožněno pozorovat optické řezy v různých hloubkách pod povrchem. Zpracování obrazu a prostorová rekonstrukce objektů je u konfokální mikroskopie usnadněna zejména tím, že optické řezy vznikají v digitální podobě a lze je proto dále upravovat všemi běžnými způsoby počítačového zpracování obrazů. Specialitou konfokální mikroskopie je možnost prostorové rekonstrukce mikroskopických objektů, opírající se o několik desítek

32

až stovek optických řezů jedním objektem, postupně snímaných při plynule se měnící hloubce zaostření. Ze souboru horizontálních řezů lze také rekonstruovat vertikální optické řezy vzorkem. Další, poměrně nová metoda konfokální mikroskopie, spočívá v současném snímání fluorescenčních obrazů pomocí tří fotonásobičů se spektrálními filtry pro modrou, zelenou a červenou barvu. Rekombinací dílčích obrazů v základních barvách získáme optický řez v reálných barvách emitované fluorescence. Pomocí konfokální mikroskopie je možné např. studovat různé přídavky do masných výrobků a sledovat jejich vliv na strukturu výrobku. 3.5.3 Mikroskopické metody skenovací sondou Skupina metod nazývaných souhrnně mikroskopie skenovací sondou (SPM) zahrnuje vedle vlastní mikroskopie i četné techniky analýzy povrchu. Nad zkoumaným povrchem se pohybuje mikrosonda, která snímá nejen jeho topografii nebo fyzikálně-chemické vlastnosti (například elektrickou vodivost, magnetické vlastnosti a teplotu), ale může detekovat i přítomnost funkčních skupin některých molekul. Měřicí sonda se pohybuje v oblasti blízkého pole vzorku tj. ve vzdálenosti do 100 nm. Z hodnot sledovaných veličin je pak konstruován obraz povrchu v odpovídající interpretaci. Rozlišovací schopnost těchto technik může dosahovat až molekulární, resp. atomární úrovně (zvětšení řádově 108x) a dosahuje tedy rozlišení lepší, než by u světla odpovídalo difrakční mezi, ovšem za cenu získání pouze lokální informace o vzorku. Mikroskopické metody rastrovací sondou se používají ke studiu komplexních biologických systémů, které jsou důležité v potravinách a zemědělství. Ve spojení s řadou dalších biofyzikálních technik pomáhají vysvětlit chování biologických struktur na molekulární úrovni – např. u bílkovin, fosfolipidů, polysacharidů a škrobu. 3.5.4 Mikroskopie blízkého pole K těmto metodám patří i mikroskopie a spektroskopie velmi vysokého rozlišení, přestože pracuje ve viditelné oblasti světelného záření. Říká se jí rastrovací optická mikroskopie blízkého pole (scanning near-field optical microscope - SNOM). Tento typ mikroskopie je založen na pohybu velmi jemné sondy v těsné blízkosti povrchu vzorku (pomocí piezoelektrických posuvů). SNOM musí osvětlovat vzorek ze vzdálenosti menší, než je vlnová délka použitého světla, a to optickým vláknem zakončeným otvorem opět menším než vlnová délka (velikost otvoru určuje maximální možné rozlišení, obvykle má průměr 0,05 0,15 µm). Detekovat pak můžeme světlo prošlé vzorkem, rozptýlené či sledovat fluorescenci vyvolanou osvětlením v blízkém poli. Výhodou mikroskopu SNOM je, že poskytuje nejenom obraz vzorku, ale v každém bodě zároveň umožňuje měřit různá optická spektra nesoucí v sobě velké množství dalších informací, např. o energetické struktuře a vzájemném ovlivňování přítomných molekul. Metoda SNOM poskytuje základ pro zkoumání molekulární struktury potravin. Aplikace skenování v blízkém poli mikroskopie odhalila při studiu protein-povrchově aktivní interakce na typu rozhraní vzduch-voda a voda-olej nové a nečekané obecné modely pro povrchově indukované destabilizaci proteinu stabilizované pěny a emulze.

33

3.5.5 Skenovací tunelová mikroskopie (STM) Skenovací (též řádkovací) tunelová mikroskopie se obejde se bez zvláštního zdroje volných částic, se kterými pracují ostatní mikroskopy, neboť využívá přímo elektrony přítomné v elektronových obalech atomů zkoumaného vzorku. Nepotřebuje žádné optické prvky (čočky), ani klasické, jako je tomu u světelného mikroskopu, ani elektromagnetické, které používá elektronový mikroskop. 3.5.6 Mikroskopie atomárních sil (AFM) Některá omezení tunelové mikroskopie odstraňuje mikroskopie atomárních sil. Podobně jako v případě tunelové mikroskopie je obraz povrchu vzorku snímán po jednotlivých řádcích sondou, jejíž vzdálenost od povrchu vzorku je řízena piezoelektrickým polohovacím zařízením. Nazývá se někdy také SFM (scanning force microscopy). Vlastní sonda je tvořena miniaturním hrotem na konci pružného nosníku. Při přibližování hrotu k povrchu vzorku na dostatečně malou vzdálenost působí mezi atomy hrotu a povrchu vzorku přitažlivé síly krátkého dosahu (van der Waalsovy síly) a delšího dosahu (magnetické a elektrostatické síly), při dalším přiblížení pak i odpudivé síly velmi krátkého dosahu plynoucí z Pauliho principu. Dále mohou působit také síly adhezivní, vazebné, třecí, deformační a kapilární. Z nich nejvýznamnější jsou síly kapilární, které mají různé projevy a mnohdy měření ztěžují, projevují se však jen při přechodu rozhraní kapalina-vzduch. Nosník s hrotem tak připomíná miniaturní gramofonovou přenosku sledující záznam na gramofonové desce a nosník svým ohybem poskytuje informace o velikosti interakce se skenovaným povrchem. Podle typu interakce hrotu sondy se vzorkem může mikroskopie atomárních sil snímat povrch vzorku v kontaktním, nekontaktním režimu nebo v poklepovém režimu. Při použití AFM je nutné si uvědomit, že sledovat molekulární nebo atomární strukturu vzorku lze jen tehdy, pracujeme-li na atomárně plochém povrchu, jehož zvlnění není větší než několik vrstev atomů. Jen tehdy je totiž možné využít maximální axiální a laterální rozlišení, které by v případě polykrystalického nebo amorfního povrchu s velkými nerovnostmi bylo potlačeno. Rovněž je nutné maximálně eliminovat vibrace přicházející z okolí a posouvání pozice hrotu vůči vzorku, způsobené nedostatečným vyrovnáním teploty a tak podstatně omezit nebo zcela znemožnit využití vysokého rozlišení mikroskopu. Mikroskop by měl být umístěn na speciálním antivibračním stole nebo jinak oddělen od vibrací ostatních částí budovy. Byly vyvinuty metody pro zobrazení proteinů a polysacharidů, molekulární struktury ve stěnách rostlinných buněk, rostlinných pletiv a škrobových zrn. Metody byly použity pro studium vztahů mezi molekulární strukturou a funkcí systémů, složité interakce na rozhraní odpovědného za stabilitu pěny a emulze. Dalším tématem je studium bakteriálních biofilmů, sondování nano-montáže biopolymerních struktur na různých druzích povrchu a rozhraní a koloidní interakce mezi olejovými kapičkami ve vodných médiích. Pomocí AFM byly studovány texturální vlastnosti a mikrostruktura nízkotučných masových karbanátků, které byly vyrobeny s použitím různých solí (KCl a MgCl2 nebo CaCl2) a gumy gellan (obr. 41 a 42).

34

Obr. 41 Masový karbanátek, kontrola, AFM ( Totosaus & Perez-Chabela, 2009)

Obr. 42 Masový karbanátek, přídavek gellanové gumy, KCl a MgCl2, AFM (Totosaus & Perez-Chabela, 2009)

3.5.7 Akustická mikroskopie Akustický mikroskop vysílá na vzorek řádkovacím způsobem ultrazvukový signál, odezvu převádí na elektrický signál a na monitoru prezentuje rekonstruovaný obraz. K výhodám akustické mikroskopie patří její potenciál pro podpovrchové zobrazování v opticky neprůhledných materiálech. Nevyžaduje barvení vzorků a kontrast obrazu je řízen mechanickými vlastnostmi. Výsledky studia masných výrobků naznačují, že akustická mikroskopie má určitý potenciál ve studiu a charakterizaci tuku a svalů v mase a masných výrobcích. Barevná škála na obrázcích 43 a 44 odpovídá velikosti odraženého signálu, přičemž bílá barva odpovídá nulovému signálu a případná černá barva maximálnímu signálu.

Obr. 43 Snímek šunky, akustická mikroskopie (Watson et al., 2012)

Obr. 44 Snímek choriza, akustická mikroskopie (Watson et al., 2012)

Na obrázku 45 (šunka) je vidět výrazný přechod mezi tukem a svalovou hmotou (tmavá část vpravo) a tento přechod je vidět i na obrazu z akustického mikroskopu. Na obrázku 46 ze vzorku salámu chorizo není přechod mezi oběma druhy tkání příliš zřetelný, podpovrchové

35

odrazy jsou nehomogenní v souladu s charakteristickou směsí svalové a tukové tkáně v rámci tohoto výrobku.

Obr. 45 Analyzovaný vzorek šunky (Watson et al., 2012)

Obr. 46 Analyzovaný vzorek choriza (Watson et al., 2012)

3.6 KVALITATIVNÍ A KVANTITATIVNÍ MIKROSKOPICKÁ ANALÝZA 3.6.1 Kvalitativní mikroskopické vyšetření Cílem kvalitativního mikroskopického vyšetření je identifikovat jednotlivé součásti a posoudit jejich přípustnost nebo vhodnost pro daný výrobek. Obvyklou mikroskopickou technikou je světelná mikroskopie a její modifikace. Pro získání objektivního výsledku je potřeba dodržet doporučený postup a zodpovědně přistupovat k posouzení vzorků. Postup pro kvalitativní vyšetření zahrnuje odběr vzorků, zpracování vzorku, přípravu preparátu pro mikroskopii, vyšetření a vyhodnocení výsledku. Vyšetření zahrnuje určení přítomnosti či nepřítomnosti sledovaných složek potravin, případně také zjištění formy, způsobu či stupně jejich zpracování. Obvykle se vyšetřuje 6 řezů obarvených přehledným barvením při menším zvětšení, optimální je 10 řezů. Tím se získá přehled, z jakých součástí je vzorek složen. Pokud není možné částice spolehlivě identifikovat, použijeme větší počet řezů, větší zvětšení a další druhy barvení. Popisuje se přítomnost jednotlivých druhů tkání ve vyšetřovaných vzorcích. Je možné se zaměřit jen na průkaz vybraných druhů složek zvýrazněných speciálním barvicím postupem. Při identifikaci složek živočišného a rostlinného původu je vhodné používat srovnávací vzorky ve formě modelových preparátů nebo obrazového materiálu. Slovní popis výsledků může být doprovázen fotodokumentací. Hodnocení výsledku se opírá o legislativní podklady, pokud existují určité požadavky pro některé suroviny ve spojení s konkrétním druhem výrobku (např. použití strojně odděleného masa, obsah tuku, obsah rostlinné bílkoviny). U balených výrobků lze také posoudit odpovídající označení. Pro vyjádření výsledku použijeme slovní vyjádření: složka obvyklá, běžná, odpovídající danému druhu výrobku, složka nevhodná vzhledem k typu výrobku, nepřípustná. Posouzení nálezu vyžaduje specifické odborné znalosti, které vycházejí z obvyklého histologicko-anatomického vzdělání a jsou doplněné o znalosti anatomie pletiv rostlinného

36

původu. Pro správné vyhodnocení je nezbytný rovněž přehled o technologii výroby, o používaných surovinách a specifických vlastnostech jednotlivých druhů výrobků. Pro upřesnění výsledků je možné použít další mikroskopické techniky a postupy a jejich kombinace (fluorescenční mikroskopie, analýza obrazu). 3.6.2 Semikvantitativní mikroskopické vyšetření Přechod mezi kvalitativním vyšetřením a přesnou kvantitativní analýzou představují techniky, které jsou založeny na odhadu množství a ten je pak vyjádřen jako hodnocení: orientační – pouhé seřazení součástí podle odhadnutého množství, semikvantitativní s využitím:

slovního vyjádření převládající, ve značném množství, střední množství, mírně, nepatrně (minimálně jedna částice na řezu), ojediněle, grafického vyjádření +++, ++, +, +/-, -.

3.6.3 Kvantitativní mikroskopické vyšetření Kvalitativní analýza se využívá na hodnocení poměr nebo množství přítomných druhů součástí nebo jejich velikosti, tvaru či jiných tvarových charakteristik. Manuální hodnocení počtu součástí Pro kvantitativní vyjádření lze použít také sečtení objektů v mikroskopických řezech. Není-li v zorném poli počítaných prvků mnoho, lze je počítat po celé jeho ploše. Při větším počtu se však snadno dopouštíme chyby. Abychom se tomu vyhnuli, používáme jako doplněk k mikroskopu tzv. počítací okuláry se čtvercovou clonou, kterou je možné zorné pole zmenšit nebo zvětšit. V každém případě však musíme pomocí objektivního a okulárového mikrometru změřit plochu celého zorného pole nebo čtverce a vypočítat potom plochu řezu. Uvedené pomůcky používáme rovněž při měření velikostí a ploch jednotlivých objektů, které jsou pro výsledek hodnocení významné. Tento postup je velmi pracný, protože pro získání objektivních výsledků je třeba podle zkušeností z praxe zpracovat nejméně 6 řezů z každého vzorku a každý řez dále představuje několik zorných polí k vlastnímu posouzení. Vyjadřuje se potom jako počet sledovaných objektů na 1 řez nebo na mm2 plochy řezu a dále jako obsah daného objektu v % (vypočítaný z poměru plochy objektů a plochy řezu) nebo vzájemný poměr jednotlivých objektů (součástí, tkání) v %. Další variantou kvantitativní analýzy je bodovací systém. Tento systém spočívá v přidělení určitého počtu bodů, které reprezentuje množství hledaných složek. Z jednotlivých bodových hodnocení se stanoví průměry, které je možné vyjádřit procentuálně. Širší použití takového hodnocení v praxi omezeno právě pro značnou náročnost manuálních měření a počítání. Postup je popsán v německé Úřední sbírce analytických metod (1989), ale v praxi se nepoužívá. Obrazová analýza Zvýšená poptávka po objektivitě, konsistenci a efektivitě v hodnocení kvality potravin si vyžádala zavedení technologií počítačového zpracování obrazu i do této oblasti, včetně technik, kterými se dají kvantitativně popsat komplexní informace o velikosti, tvaru, barvě a vlastnostech textury potravin. Zpracování obrazové informace lidským okem má řadu výhod, ale pro objektivní vyhodnocení (velikosti, tvaru, barvy objektů apod.) není dostačující.

37

Výhodou systémů zpracovávajících při hodnocení kvality potravin je, že jsou přesné a konzistentní, na rozdíl od subjektivní manuální kontroly. Měření různých parametrů pomocí obrazové analýzy (OA) je v případě vzorků potravin často ve vztahu k významným senzorickým a technologickým vlastnostem potravin a potravinových surovin. Aplikace obrazové analýzy zahrnují např. objektivní stanovení mramorování masa nebo měření řady parametrů u svalových vláken, které jsou vhodné pro kontrolu kvality masa. Pomocí obrazové analýzy bylo určováno množství sójového proteinu v játrové paštice a dále byl stanovován obsah kolagenního, elastického vaziva a kostí v masných výrobcích, tzn. součástí, které ovlivňují kvalitu výrobku. Postup obrazové analýzy Obrazová analýza umožňuje převést komplexní obrazovou informaci na soubor předem definovaných kvalitativních a kvantitativních údajů o obrazu či o zaznamenaných objektech (spektrální vlastnosti, počet a geometrie objektů). Základním krokem obrazové analýzy jsou různé úpravy, které vedou ke značné redukci obrazové informace. Následně je uživatel schopen vyčlenit z obrazu a analyzovat (měřit, počítat, srovnávat) jen ty údaje, které jsou pro něj právě důležité. Obecný postup analýzy obrazu je řízen na základě toho, zda se v obraze resp. Jednotlivých objektech zájmu situovaných v obraze budeme zaměřovat na informaci obsaženou v barevné, případně černobílé složce (struktury, textury), zda předmětem zájmu budou informace velikostní (délka, plocha, úhly) nebo četnost výskytu daného objektu tzv. stanovení kvantitativní. Zjednodušeně si lze přiblížit obrazovou analýzu a její postupy jako soubor po sobě následujících kroků vedoucí k přeměně obrazových vjemů do číselné podoby. Prvním krokem je získání obrazu v digitální podobě následovaný jeho zpracováním do formy, která nejvíce vyhovuje plánovaným účelům. Dalším krokem může být diskriminace, jejímž výsledkem je binární obraz, obsahující pouze dvě barvy – černou a bílou. V takto zpracovaném obraze je možné po jeho úpravě metodami matematické morfologie již poměrně snadno měřit a na základě těchto měření provádět výpočty. Při těchto krocích se digitální záznam mění a zjednodušuje, jak dokládá klesající velikost původního obrazu po jednotlivých krocích zpracování. Konečným výsledkem může být datový soubor s výsledky provedených výpočtů zabírající v porovnání s původním snímkem zlomek paměti počítače. a) Získání obrazu Prvním krokem obrazové analýzy je získání obrazu. Pro získání obrazů potravinářských produktů se běžně používají různé senzory, jako jsou CCD kamera, ultrazvuk, zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), počítačová tomografie (CT) a elektrická tomografie (ET). CCD kamera se v systémech zpracování obrazu pro hodnocení kvality potravin využívá často. Vytvořený obraz má výbornou světelnou citlivost, neobsahuje geometrické nepřesnosti a je vysoce lineární v závislosti na světle. V současné době se CCD kamery začínají čím dál více uplatňovat v hodnocení kvality potravin (ryby, ovoce, obiloviny, maso, zelenina). Další možností využití CCD kamery je oblast klasifikace kvality, detekce fyzických charakteristik a odhadování vlastností potravinářských produktů. Pomocí různých filtrů připevněných na CCD kameru se dá vyhotovit analýza obrazu z určitých spektrálních oblastí. b) Předzpracování obrazu Za účelem zlepšení kvality obrazu musí být provedeny určité operace, které odstraní nebo sníží degradaci obrazu, která mohla být způsobena při snímání obrazu. Účelem předzpracování obrazu je zlepšení dat obrazu, které potlačí nežádoucí vady nebo zdůrazní některé důležité rysy obrazu pro zpracování. Takto vytvořený obraz je pro specifickou

38

aplikaci vhodnější, než původní originál. Postupy pro předzpracování obrazů v oblasti hodnocení kvality potravin se dají rozdělit do dvou kategorií: bodová transformace (pixel pre – processing) a lokální předzpracování (local pre – processing). Bodová transformace je poměrně jednoduchá, ale důležitá technika. Při bodové transformaci dochází k převodu vstupního obrazu do výstupního obrazu tak, že každý výstupní bod odpovídá přesně vstupnímu bodu se stejnými souřadnicemi. Na druhou stranu metody lokálního předzpracování, které se také nazývají filtrace, využívají blízké okolí bodu ze vstupního obrazu pro výpočet nové hodnoty jasu výstupního obrazu. c) Segmentace obrazu Segmentace obrazu je jedním z nejdůležitějších kroků vedoucích k analýze obsahu zpracovávaných obrazových dat. Je to proces extrakce, v němž jsou objekty separovány od nezajímavého pozadí. Segmentací obrazu rozumíme detekci hran ohraničující jednotlivé objekty nebo detekci celých oblastí, kterými jsou jednotlivé objekty v obraze reprezentovány. Výsledkem segmentace má být soubor vzájemně se nepřekrývajících oblastí, které buď jednoznačně korespondují s objekty vstupního obrazu, pak jde o kompletní segmentaci, nebo vytvořené segmenty nemusí přímo souhlasit s objekty obrazu a pak jde o částečnou segmentaci. Při částečné segmentaci je výsledkem rozdělení obrazu do samostatných částí, které jsou homogenní vzhledem k určitým zvoleným vlastnostem, jako jsou jas, barva, odrazivost, textura. Častá je situace, kdy je obraz tvořen kontrastními objekty na pozadí neměnného jasu, např. nedotýkající se chromozómy, krevní buňky, psaný text apod. Tam lze užít jednoduché globální postupy a dosáhnout kompletní segmentace obrazu na objekty a pozadí. Takové postupy nezávisejí na kontextu, neužívá se žádný model zpracovávané oblasti, k řízení procesu segmentace nepřispívají znalosti výsledné oblasti. Nejčastější, nejjednodušší a také nejvíce používanou metodou segmentace obrazu je tzv. prahování. Princip prahování a metody na něm založené spočívají v tom, že objekty a pozadí mají jinou úroveň intenzity jasu. Stačí tudíž určit tuto rozdílovou úroveň (práh) a poté každý pixel, který má menší hodnotu než zvolený práh, je určen jako pixel pozadí a všechny ostatní pixely jako pixely objektu, který chceme segmentovat. d) Vlastní analýza obrazu V okamžiku úspěšného rozdělení obrazu na dílčí objekty zájmu, můžeme přistoupit k dalšímu zpracování obrazu. Toto zpracování zahrnuje analýzy, při kterých dochází k měření jednotlivých parametrů každého objektu. Měření, která se dají provést na parametrech z obrazu pro hodnocení potravin, mohou být zařazeny do čtyř skupin: velikost, barva, tvar a textura. V každé skupině se dá udělat řada specifických měření a existuje několik způsobů, jak tyto operace provést. Měření velikosti Pro hodnocení kvality potravin ve vztahu k měření objektu se používají 4 parametry: obvod, délka, šířka a plocha. Obvod objektu je obzvláště užitečný pro rozlišování mezi objekty s jednoduchými a složitými tvary. Mezi základní měření v analýze obrazu patří měření velikosti plochy. Plocha a obvod objektu jsou počítačem jednoduše zpracovány během extrakce objektu ze segmentu obrazu. Objekt se dá změřit i měřením jeho délky a šířky. Je nutné lokalizovat hlavní osu objektu a změřit jeho délku a šířku.

39

Měření tvaru Tvar je jedním z nejčastěji měřených parametrů objektu pro hodnocení kvality potravin. Oproti dalším parametrům, jakou jsou barva a textura, se dá tvar měřit pomocí technik zpracování obrazu jednodušeji. Parametry tvaru mohou být měřeny nezávisle nebo v kombinaci s měřením velikosti. Měření barvy V automatické obrazové analýze je barva významným deskriptorem, často napomáhá zjednodušit identifikaci stanovovaného objektu a vyextrahovat jej z pozadí. Barevný vjem objektu závisí na třech faktorech: spektrální činitelé odrazu plošného povrchu (jak odráží povrch barvu), spektrální obsah okolního osvětlení (barevné složení světla svítícího na plochu) a na spektrální odezvě senzorů v obrazovém systému. Barevné vidění nabízí ohromné množství prostorového rozlišení, které může být využité na kvantifikaci barevného rozptýlení přísad. Barevné rysy objektu mohou být extrahovány prozkoumáním každého pixelu v rámci hranic objektu. Barva je úspěšným objektivním měřidlem mnoha typů potravinových produktů. Své využití nachází v hodnocení kvality ovoce, zeleniny, obilovin a masa. Příklad postupu obrazové analýzy při určení počtu, velikosti a tvaru tukových kuliček (použitý software ACC, verze 6, obr. 47 až 52)

Obr. 47 Tukové kuličky – snímek pro OA (autoři)

Obr. 48 Vytvoření šablony – pro OA (autoři)

Obr. 49 Zadání měřených parametrů – pro OA (autoři)

Obr. 50 Manuální úprava obrazu – pro OA (autoři)

40

Obr. 51 Automatické označení objektů a vlastní analýza – OA (autoři)

Obr. 52 Vyjádření dílčích výsledků – pro OA (autoři)

Vzorek P I

0

100

200

300

400

500

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41

třída velikosti č.

poče

t tu

kový

ch k

uliče

k

41

Život člověka je od samého počátku jeho existence velmi těsně spjat s existencí rostlin. V dobách, kdy byl lovcem zvěře a živil se především masitou potravou a žil většinou pod ochranou lesů, vytvářel si svůj vztah k rostlinám vcelku náhodně. Sbíral plody či semena planých rostlin, vyhrabával ze země dužnaté kořeny, hlízy a cibulky. Sloužily mu jednak jako velmi chutný doplněk potravy a zdroj základních životních potřeb v období, kdy měl nedostatek masa, a jednak jako i lovec pudově cítil, že si potřebuje skladbu potravy zpestřit a doplnit o látky, které jeho tělo vyžaduje a které nachází v rostlinách. Rostliny, které člověk dnes pěstuje, byly rozmnoženy do obrovského počtu jedinců, šlechtěním dosáhly nesmírné variability a s postupným poznáním a rozvojem zákonů genetiky a šlechtění i se zdokonalováním agrotechniky se neustále zvyšoval počet pěstovaných kulturních plodin, které nakonec opanovaly největší část povrchu země schopného kultivace. Lidé, kteří během uplynulých tisíciletí poznávali vlastnosti rostlin a získali rozsáhlé zkušenosti s jejich pěstováním, se i dnes sami nadále tvůrčím způsobem podílejí na zlepšení jejich vlastností. V rostlinné říši je známo asi 300 000 druhů rostlin, z nich se pěstuje asi 2 300 druhů. V polních kulturách se jich využívá ale jen nepatrná část přibližně 100 druhů. V současné době je přes 80 % potravin zajišťováno pěstováním pouhých 11 druhů (např. kukuřice, pšenice, rýže, cukrová třtina, sója, hrách, brambory, cukrová řepa). Suroviny rostlinného původu se získávají zpracováním částí rostlin přímo (obvykle semen, plodů, ale i jiných částí) nebo se izolují jejich významné obsahové součásti (škroby, bílkoviny) a ty se pak používají pro výrobu potravin. Suroviny rostlinného původu jsou základem některých významných potravin, zejména velké skupiny pekárenských výrobků. Přidávají se v menším množství i do dalších potravin s cílem ovlivnit jejich vzhled, konzistenci, chuť. Diagnostika jednotlivých rostlinných složek v potravinách je založena na znalostech mikroskopické stavby různých rostlinných pletiv a jejich součástí. Identifikace spočívá ve zjištění a posouzení nejen tvaru a velikosti buněk, ale také charakteristického obsahu buněk jako jsou: škrobová zrna, aleuronová zrna, krystaly šťavelanu vápenatého, kapénky tuku, barevné inkluze.

4.1 MOUKY A ŠKROBY Mouky a škroby jsou běžnou součástí potravin. Patří k základním surovinám, kterými lze ovlivnit texturu a funkční vlastnosti potravin. Mouky patří mezi základní suroviny pro pekárenskou výrobu. Ve většině těst tvoří až 60 i více % hmotnosti. 4.1.1 Mouky Obiloviny jsou základní surovinou lidské potravy. Jako světově nejrozšířenější obilovinu používanou v pekárenské výrobě můžeme bezesporu označit pšenici. Zhruba ve stejném množství je produkována rýže, která se ale velice málo zpracovává na mouku. V jiných částech světa mimo Evropu dosahují značného významu další obiloviny, zejména již zmíněná rýže, kukuřice, proso a čirok. Pekařské využití těchto surovin na výrobky podle našich zvyklostí je omezené, nejsou schopné vytvořit pevnou strukturu klenutého výrobku. Také se můžeme setkat s použitím pseudocereálií jako je pohanka, která se používá zejména pro přípravu kaší, její využití pro pekařské výrobky není běžné. Amarant neboli laskavec má

4 SUROVINY ROSTLINNÉHO PŮVODU

42

drobná zrnka, která nelze loupat, proto se na mouku rozemílají celá. Amarantová mouka se přidává do pečiva, sušenek nebo těstovin. Složení obilného zrna kolísá podle oblasti, odrůdy, hnojení, doby setí, agrotechniky, klimatických podmínek a celé řady dalších činitelů. Důležitou složkou obilného zrna je voda. Z technologického hlediska, podle obsahu vody, mluvíme o zrnu mokrém (nad 17 %), vlhkém (nad 15,5 %), středně suchém (nad 14 %) a suchém (do 14 %). Základními stavebními složka podle obsahu jsou: sacharidy a bílkoviny, lipidy a minerální látky, vitamíny a barviva, složky, které mají růstové regulační a genetické funkce. Anatomická stavba obilného zrna (obr. 53) má význam nejen při jeho hodnocení, ale také při následném zpracování obilovin. Každá obilka se skládá z obalových vrstev, endospermu a zárodku. Hmotnostní podíl jednotlivých částí obilky je rozdílný u jednotlivých obilovin a je proměnlivý vlivem vnitřních a vnějších faktorů. Jednotlivé složky zrna mají různé strukturní, mechanické a fyzikálně chemické vlastnosti a plní v životě obilky i při následném využití a zpracování své specifické funkce.

Obr. 53 Stavba obilného zrna (http://www.ssss.cz/files/kpucebnice/p/pv/index.htm) Obalové vrstvy tvoří cca 8 12,5 % hmotnosti zrna. Jsou tvořeny několika vrstvami buněk, jež chrání zárodek a endosperm před vysycháním a mechanickým poškozením. Podíl obalů stoupá s pluchatostí zrna. Obalové vrstvy mají dvě hlavní části – oplodí a osemení. Oplodí (perikarp) tvoří: pokožka (epidermis), buňky podélné (epikarp), buňky příčné (mesokarp) a buňky trubicovité (endokarp). Osemení (perisperm, testa) je tvořeno vrstvou barevnou a hyalinní (skelnou). Obalové vrstvy jsou cenným zdrojem vlákniny (celulózy a hemicelulózy) a minerálních látek (vápníku, železa, hořčíku, křemíku a fosforu). Vnější vrstvy (oplodí) jsou složeny převážně z nerozpustných polysacharidů typu celulózy s velkou mechanickou pevností, mohou sloužit jako zdroj nestravitelné vlákniny. Osemení je složeno rovněž z polysacharidů, které ale s vodou bobtnají nebo se částečně rozpouštějí a jsou schopny vodu pevně vázat. Další složkou jsou barviva, která nesou barevné buňky a určují tak barevný vzhled zrna. Aleuronová vrstva (obr. 54 a 55) představuje vnější vrstvu endospermu, tvoří asi 8 % z celého zrna a obsahuje především bílkoviny, tuky, vitamíny a minerální látky. Obsahuje podstatně více bílkovin než ostatní endosperm, ale tyto bílkoviny nepatří většinou k lepkotvorným

oplodí

osemení

aleuronová vrstva

škrobová zrna

zárodek

43

a nejsou nositelem pekařské kvality mouky. Aleuronové buňky tvoří obvykle jednu vrstvu, u ječmene je těchto vrstev více. Endosperm (vnitřní obsah zrna) představuje největší podíl zrna (84 86 %) a je technologicky nejvýznamnější částí. Je tvořen velkými hranolovitými buňkami s poměrně jemnou buněčnou stěnou. Obsahuje hlavně škrob (téměř 3/4) a bílkoviny (asi 10 % obsahu endospermu). Zárodek (embryo, klíček) tvoří nejmenší, avšak nejvíce kolísající podíl zrna. Je cenným zdrojem tuků, jednoduchých cukrů, bílkovin, enzymů a vitamínů rozpustných v tucích (E) a vitamínů skupiny B. Významný je štítek, který obsahuje až 33 % bílkovin. Při mlýnském zpracování je klíček oddělován, protože má na vzduchu velmi krátkou stabilitu vzhledem k vysokému obsahu tuku.

Obr. 54 Pšeničné zrno, Calcofluor buněčné stěny modře, bílkoviny červeně, škrob černě (Kaletunc, 2003)

Obr. 55 Zrno žita, Calcofluor buněčné stěny modře, bílkoviny červeně, škrob černě (Kaletunc, 2003)

Mlýnské zpracování

Mlýnské zpracování lze rozdělit na několik na sebe navazujících úseků: příjem obilí, skladování obilí, čištění a příprava obilí k mletí, mletí, skladování a expedice produktů. Charakter výsledné suroviny ovlivňuje zejména proces mletí, který lze rozdělit do tří základních etap šrotování, luštění krupic, vymílání. Podle stupně vymletí rozeznáváme: vysokovymleté mouky - obsahují více povrchových částí zrna, jsou tmavší, hůře stravitelné, méně trvanlivé, mají nahořklou a trpčí chuť a vyšší biologickou hodnotu a nízkovymleté mouky - mají odstraněny povrchové části zrna, jsou světlejší, lépe stravitelné, trvanlivější, lahodné chuti a mají nižší biologickou hodnotu. Mikroskopické preparáty z mouky obsahují části obilky jako je osemení a oplodí. Hlavní součástí jsou škrobová zrna. Na základě identifikace druhu škrobového zrna lze určit druh mouky (obr. 56 až 59) (obr. a1-1, a1-2, a1-3, a1-4). Dalším identifikačním znakem je stavba osemení a počet řad buněk aleuronové vrstvy. 4.1.2 Škroby Škrob patří mezi fyziologicky a hospodářsky nejdůležitější polysacharidy rostlin. Vzniká jako metabolický produkt v chloroplastech listů zelených rostlin, kde je degradován

44

na rozpustné sacharidy, z nich následně v zásobních orgánech (hlízy, oddenky, plody apod.) syntetizován škrob, který se ukládá v podobě škrobových zrn ve zvláštních organelách, amyloplastech. Jedná se o tzv. zásobní škrob. Je složen ze dvou frakcí – amylózy a amylopektinu. Obě frakce jsou tvořeny jednotkami glukosy. V případě amylózy jsou tyto frakce spojeny α-1,4 glykosidickou vazbou a jde o lineární strukturu. V molekulách amylopektinu se vyskytují vazby α-1,6 a struktura je větvená. Poměr těchto frakcí může být různý, většina škrobů obsahuje 20 25 % amylózy a 75 – 80 % amylopektinu. Obě frakce se díky různé struktuře liší i svými chemickými a fyzikálními vlastnostmi. Amylóza je nerozpustná ve vodě a amylopektin pouze bobtná a není schopen vytvořit roztok. Jejich poměr proto ovlivňuje vlastnosti a chování škrobu, zejména reologické chování a retrogradaci. Škrobová zrna jsou vždy ve volné formě, nejsou na žádnou jinou složku chemicky ani fyzikálně vázána. Proto se nejedná o výrobu jako takovou, ale o izolaci škrobu z různých, na škrob bohatých, částí rostlin. V našich podmínkách se nejčastěji vyrábí škrob z brambor (asi 70 %), z kukuřice (20 %) a z pšenice (10 %). V oblastech světa, kde je hlavní obilovinou rýže, je častěji používán škrob rýžový. V poslední době se do oblasti zájmu dostává také amarantový škrob, který lze používat v potravinářství jako zahušťovadlo. Výroba škrobu probíhá v pěti základních krocích: přejímka, ukládání a čištění suroviny, úprava suroviny do stavu, ze kterého je možné škrob izolovat, vlastní izolace škrobu (vypírání), rafinace škrobu, předsoušení, sušení a finální úprava suchého škrobu. Fyzikální a chemické vlastnosti škrobu Nativní škroby jsou jemné, sypké prášky, bez mechanických nečistot, neutrální vůně a chuti, jsou silně hydroskopické a ve studené vodě nerozpustné. Barva bramborového škrobu je bílá, u pšeničného bílá se slabým odstínem došeda, u kukuřičného bílá s odstínem dožluta. Zrna nativních škrobů mají charakteristické vlastnosti (tvar, velikost, vrstvení apod.), které umožňují jejich rozlišení. Škrobová zrna tvoří ve studené vodě suspenzi, která se nazývá škrobové mléko. Při zahřátí suspenze škrobová zrna absorbují vodu, ale stále není porušená jejich integrita – stále se jedná o reverzibilní proces. Takovým způsobem může škrob nabrat až 30 % vody bez změny velikosti a tvaru zrn, ale jen do určité teploty. Až při teplotě, kdy molekuly získají dostatečnou energii na to, aby byly přerušené intermolekulární vodíkové vazby, nastává bobtnání. Tato teplota se nazývá počáteční želatinační teplota, její výše je charakteristická pro každý druh škrobu. Mezi škroby s nejnižšími teplotami mazovatění patří žitný škrob. Nejobtížněji mazovatí rýžový škrob, který nevytvoří úplný gel ani po dosažení 95 ºC a je ho nutno ještě nějakou dobu při této teplotě udržovat. V průběhu bobtnání škrobové zrno postupně přijímá velké množství vody, která proniká do prostoru mezi polysacharidové řetězce škrobu, čímž se naruší struktura zrna. Pokud dojde k rozrušení vazeb mezi molekulami škrobu, vznikne škrobový maz. V něm molekuly volně rotují. Při těchto pohybech můžou tvořit intermolekulární asociace, čímž roste viskozita škrobového roztoku. Při jeho ochlazování se vytváří pevná trojrozměrná síť, ve které je zachyceno velké množství vody – vznikne pevný gel. Postupně se v něm vytvářejí další vodíkové můstky, tím se mění jeho struktura, síť řetězců polysacharidů se stává hustější a vytlačí část vody, která byla původně zachycena v gelu. Tímto procesem nativní škroby vytvářejí škrobový maz o vysoké viskozitě a propůjčují zahušťovaným výrobkům gumovitou a kohezní strukturu. Škrobový maz po určité době stání a ochlazení podléhá tzv. retrogradaci, kdy maz přechází do původního krystalického stavu a uvolňuje se koloidně vázaná voda. Retrogradace nativních škrobů je proto problém zejména u chlazených potravin (např. masných výrobků). Tyto vlastnosti limitují použití nativních škrobů a z tohoto důvodu nemají tak velké technologické využití jako výrobky ze škrobů.

45

Deriváty škrobu je možné rozdělit na škrobové hydrolyzáty, technické dextriny a modifikované škroby. Modifikovanými škroby rozumíme výrobky, které mají zachovánu alespoň jednu původní charakteristickou vlastnost škrobu, a jejichž vlastnosti jsou biochemickými, chemickými, fyzikálními nebo kombinováním těchto vlivů přizpůsobeny určitému účelu. Modifikační proces si klade za úkol některou původní vlastnost zvýraznit (viskozita, schopnost vázat vodu, želírující schopnost, tvorba filmu, iontovýměnná schopnost), jinou potlačit nebo vytvořit novou. Změny se projeví také na tvaru škrobových zrn. Modifikované škroby jsou látky získávané jednorázovou nebo vícenásobnou chemickou úpravou jedlých škrobů, které mohly být předtím podrobeny fyzikální nebo enzymové úpravě a mohly být pomocí kyselin nebo zásad štěpeny nebo běleny. Většina chemických modifikací závisí na reakci –OH skupiny amylózy a amylopektinu. Amylóza obsahuje tři –OH skupiny na jednotku anhydridu glukózy, což je méně než v případě amylopektinu. Mezi nejčastěji modifikované škroby používané v potravinářství lze zařadit oxidované škroby, zesítěné a substituované škroby. Mezi typické vlastnosti modifikovaných škrobů řadíme hydratační vlastnosti (rozpustnost škrobu a vaznost vody), chemickou a mechanickou stabilitu a želírovací vlastnosti. Rozpustnost škrobu stoupá se stupněm hydrolýzy škrobu, tedy s klesající viskozitou. Zvyšování rozpustnosti škrobu hydrolýzou je na úkor zahušťovací schopnosti. Nejlepší metodou pro zvýšení rozpustnosti škrobů je enzymová hydrolýza. Rozpustnost škrobů ovlivňují také technologické vlastnosti. Například pro potřeby výroby mrazírenských a mlékárenských výrobků musí škrob hydratovat za nízkých teplot (max. 10°C). Vaznost vody je tím vyšší, čím je vyšší polymerační stupeň. Vaznost vody zvyšuje síťování škrobu a souvisí s dostatečnou rozpustností a to při zachování nejvyššího polymeračního stupně. Pro většinu modifikovaných škrobů lze hodnotu vaznosti vyjadřovat hodnotou viskozity. Schopnost vázat vodu mají zejména enzymově modifikované škroby. Jejich výhodou je, že neovlivňují chuť ani konzistenci potraviny. Chemická stabilita je odolnost hydratovaného škrobu vůči chemickým vlivům. Jde o hydrolýzu škrobu přítomnými látkami za zvýšené teploty. Chemickou stabilitu částečně zlepšuje síťování škrobů. Síťování posune strukturu škrobu tak, že po odbourání dostane škrob původní vlastnosti škrobu nativního. Při mechanické stabilitě dochází k porušování makromolekul. V potravině se škrob vyskytuje ve dvou různých formách. Ve formě spojitého solu či gelu nebo ve formě jednotlivých nabobtnalých částic (u zahušťovadel). Spojité gely či soly jsou na mechanické namáhání velmi citlivé. Citlivost závisí na viskozitě systému. V hmotách, kde je vysoká viskozita se struktura trhá a viskozita prudce klesá. Nespojité systémy, ve kterých se škrob vyskytuje ve formě nabobtnalých částic, jsou na mechanické namáhání méně citlivé. V první fázi se porušují nabobtnalé částice, klesá viskozita, ale vaznost vody škrobem se zlepšila. Až hlubokým mechanickým zásahem se poruší struktura makromolekul a může dojít ke ztrátě zahušťovací schopnosti a vaznosti vody. Modifikované škroby mají schopnost vytvářet gely. Při ochlazení systému pak dochází ke vzniku vodíkových vazeb mezi molekulami škrobu. Příkladem škrobových gelů jsou klasické pudinky a gumovité cukrovinky. Želírující vlastnosti vykazují zejména škroby, které jsou hydrolyzované kyselinou. Naopak želírující schopnost škrobům odebírá termická modifikace, která probíhá na sušících válcích. Změny v morfologii zrn výrazně ovlivňují fyzikální vlastnosti potravin a chování během technologického zpracování. Platí tedy, že čím více je škrob zesítěný, tím je odolnější vůči změnám při zpracování výrobku a může se podílet na zvýšení stability, zlepšení textury a mechanické odolnosti konečného výrobku. Modifikované škroby mají nejen rozdílný vliv na technologické, funkční a reologické vlastnosti konečného výrobku, ale liší se také způsoby jejich použití a následného označení. Nativní škroby nejsou považovány za aditiva (nemají přiděleny E kódy a jejich použití není regulováno předpisy o aditivech), ale jsou považovány za „potraviny“, podobně jako např. sůl či cukr. Modifikované škroby jsou považovány

46

za potravinářská aditiva a jejich přítomnost v potravině musí být uvedena na obalu pod celým názvem nebo v podobě číselného E kódu (E 1404 – 1451, podle typu modifikace). Použití modifikovaných škrobů v potravinách je regulováno českou legislativou (vyhláška č. 4/2008, Sb.), kterou se stanoví druhy a podmínky použití přídatných látek a extrakčních rozpouštědel při výrobě potravin ve znění vyhlášky č. 130/2010 Sb., č. 122/2011 Sb. a legislativou evropskou, která byla sjednocena do jediného Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1333/2008 o potravinářských přídatných látkách. Správné určení druhu a formy škrobu je důležité při kontrole složení výrobku uvedeném na etiketě. Mikroskopické techniky mohou být užitečnou metodou určení druhu škrobu nebo pro odlišení nativního a modifikovaného škrobu a tím odhalování případného klamání spotřebitele nesprávným označením výrobku. Principy diagnostiky mouky a škrobů ve výrobcích Přítomnost mouky ve výrobku lze prokázat již makroskopicky po aplikaci Lugolova roztoku, v případě pozitivního nálezu dojde k černohnědému zbarvení. Pro přesnější určení druhu škrobu a následně mouky je nutné použít mikroskopické vyšetření, i zde je vhodné pro zvýraznění škrobových zrn v preparátech použít Lugolův roztok. Mikroskopické preparáty z mouky obsahují části zrna jako je osemení a oplodí. Hlavní součástí jsou škrobová zrna. Na základě identifikace druhu škrobového zrna lze určit druh mouky. Dalším identifikačním znakem je stavba osemení a počet vrstev buněk, které tvoří aleuronovou vrstvu. Škrob je uložený v rostlinných pletivech ve formě škrobových zrn, které mají specifický tvar a velikost. V mikroskopu je u některých škrobových zrn znatelné charakteristické vrstvení uspořádané kolem jádra škrobového zrna. Jádro může být uloženo na středu škrobového zrna nebo mimo něj. Na základě jeho uložení rozeznáváme vrstvení excentrické nebo soustředné, vrstvení může probíhat rovnoběžně s obvodem, protínat obvod, může být jednoduché nebo dvojčaré. Jádro bývá popisováno jako černá dutinka různého tvaru. Pokud zrno obsahuje jedno jádro, nazýváme je jednoduché, může být ovšem také složené z více jader. Nativní škroby Bramborový škrob má dobře rozpoznatelná zrna a to díky charakteristickému tvaru a velikosti. Bramborový škrob má největší škrobová zrna ze všech domácích škrobů. Velikost zrn se pohybuje v intervalu od 70 do 100 µm, nejmenší zrna ovšem mohou být 5 µm velká. Bývají vejčitá anebo eliptického tvaru s excentricky uloženým jádrem v užším konci (obr. a1-5, a1-6), se zřetelným mimostředným vrstvením. Občas se můžeme setkat se zrny podvojnými nebo potrojnými (obr. 59). Pšeničný škrob je další velmi používaný škrob. Jeho zrna jsou dvojí: malá (2 – 8 µm) a velká škrobová zrna čočkovitého tvaru (12 – 41 µm). Uprostřed zrna je velice slabě zřetelné jádro a nepatrné centrické vrstvení (obr. a1-7, a1-8). Mezi menšími škrobovými zrny se ojediněle vyskytují také zrna složená (obr. 60). Žitný škrob má zrna podobná pšeničným, velká zrna jsou 14 až 47 µm velká a obvykle mají ve středu typickou hvězdicovitou trhlinku (obr. a1-9, a1-10). Malá zrna jsou velká 2 – 9 µm. Časté bývá také jemné centrické vrstvení (obr. 61). Hranatá polyedrická nebo nepravidelně kulovitá škrobová zrna bývají u kukuřičného škrobu (8 – 20 µm) (obr. a1-11, a1-12). Mají hvězdicovitě rozeklanou dutinkou a nepatrné vrstvením (obr. 62).

47

Obr. 59 Schématický obrázek bramborového škrobu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 60 Schématický obrázek pšeničného škrobu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 61 Schématický obrázek žitného škrobu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 62 Schématický obrázek kukuřičného škrobu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Rýžový škrob (obr. 63) je velmi drobný s tečkovitým jádrem uprostřed, který bývá 3 – 7 µm velký. Zrna se buď vyskytují samostatně, nebo jako zrna složená, která tvoří nepravidelné tvary. Drobná mnohostranná zrnka s málo zřetelnou dutinkou má škrob ovesný (obr. 64). Tento škrob velice často obsahuje složená zrna, tvořená několika sty částic nepravidelného tvaru sestavených do kulovitého nebo vejčitého tvaru. Celý útvar pak může dosahovat velikosti až 50 µm a více. Další ze škrobů, se kterým se můžeme setkat, je škrob amarantový. Jedná se o velice drobný škrob, velikost zrn se pohybuje okolo 1 až 2 µm. Zrna mají sférický, prstencovitý či polygonální tvar. Detekce nativních škrobů je dle výše uvedených znaků poměrně snadná i v běžném světelném mikroskopu a využití cílených barvení (např. Lugol-Calleja, PAS-Calleja) nebo polarizační mikroskopie může jejich identifikaci ve výrobku ještě usnadnit.

48

Obr. 63 Schématický obrázek rýžového škrobu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 64 Schématický obrázek ovesného škrobu (upraveno dle Gassner et al., 1989

Modifikované škroby Prostřednictvím modifikace dochází také ke změnám tvaru, morfologie i velikostí škrobových zrn. Tyto změny jsou lépe pozorovatelné na snímcích ze skenovacího elektronového mikroskopu. Škrobová zrna jsou prostorové objekty, proto analýza ve skenovacím elektronovém mikroskopu poskytuje díky své vysoké hloubce ostrosti podrobnější informace. Pomocí SEM jsme schopni nejen identifikovat a odlišit nativní i modifikované škroby, ale i určit, o jaký druh modifikace se jedná. Obrazová dokumentace ze skenovacího elektronového mikroskopu prokázala, že povrch nativních škrobových zrn je hladký a téměř neporézní (obr. 65, 67A a 70A), kdežto u modifikovaných škrobů (obr. 66, 68A a 69A) jsou pozorovány zřetelné změny jak ve velikosti, tak ve tvaru a povrchu škrobového zrna, které se liší v závislosti na použité modifikace (teplota, tlak, bělení, enzymy, zásady, kyseliny).

Obr. 65 Nativní bramborový škrob, SEM (Eliášová et al., 2012a)

Obr. 66 Modifikovaný bramborový škrob, SEM (Eliášová et al., 2012a)

U fyzikálně modifikovaného škrobu působením teploty a tlaku se škrobová zrna spojují do kompaktnější struktury (obr. a1-13, a1-14), která je sice členěná, ale na povrchu hladká (obr. 68). Během této modifikace dochází k odstranění vody ze škrobového mazu, aby se nemohly obnovit vodíkové můstky. Výsledkem je modifikovaný škrob s vyšší rozpustností a bobtnavostí ve studené vodě. V případě chemických modifikací (acetyl disacharid fosfát, acetyl disacharid adipát, hydroxypropyl disacharid fosfát) dochází ke spojování jednotlivých škrobových zrn do mnohonásobně větších a nepravidelných granulí, které mají členitý zvrásnělý povrch, na

49

kterém se vyskytují poměrně velké póry (obr. a1-15, a1-16), které mnohdy procházejí celou strukturou modifikovaného škrobu (obr. 69).

Obr. 67 Nativní bramborový škrob, A SEM, B světelná mikroskopie, PAS-Calleja (Eliášová et al., 2012a)

Obr. 68 Fyzikálně modifikovaný bramborový škrob A SEM, B světelná mikroskopie, PAS-Calleja (Eliášová et al., 2012a)

Obr. 69 Chemicky modifikovaný bramborový škrob A SEM, B světelná mikroskopie, PAS-Calleja (Eliášová et al., 2012a)

Obr. 70 Nativní kukuřičný škrob A SEM, B světelná mikroskopie, PAS-Calleja (Eliášová et al., 2012a)

Prostřednictvím světelné mikroskopie (obr. 68B a 69B) nejsme schopni identifikovat původ ani způsob modifikace analyzovaných škrobů. Obarvením modifikovaných škrobů barvivy PAS-Calleja a Lugol-Calleja není dosažen dostatečný kontrast pro identifikaci, protože změna vlastností škrobu sebou přináší i sníženou schopnost reakce s barvivem a jeho udržení.

4.2 NEŠKROBOVÉ POLYSACHARIDY Z pohledu výživy můžeme rozlišit polysacharidy využitelné a nevyužitelné. Mezi využitelné polysacharidy řadíme již popsané rostlinné škroby. Do skupiny nevyužitelných polysacharidů patří celulóza, hemicelulóza, pektin apod. Souhrnně označujeme tyto látky termínem vláknina. Tento termín je používán i v potravinářské praxi pro skupinu látek různého původu. Vláknina je tvořena řadou chemických sloučenin, jež jí dodávají specifické fyziologické, funkční a nutriční vlastnosti.

50

Podle rozpustnosti ve vodě dělíme vlákninu na rozpustnou a nerozpustnou. Rozpustná forma je tvořena β-glukany, rozpustnými pektiny, inulinem a rostlinnými gumami. Tato vláknina je fermentována bakteriemi tlustého střeva. Bobtná, tj. váže na sebe vodu. Zdrojem této vlákniny jsou luštěniny, oves, ječmen, jablka, hrušky, citrusové ovoce, banány, brambory, mrkev a kapusta. Nerozpustnou vlákninu tvoří celulóza, hemicelulóza a lignin (obr. a1-17, a1-18 a1-19, a1-20). Má rovněž schopnost vázat vodu, čímž změkčuje stolici. Prochází však tlustým střevem téměř bez změny. Vláknina má nízkou výživnou hodnotu, ale pro bakterie, které jsou ve střevě, je dobrou živnou půdou. Vhodným zdrojem nerozpustné vlákniny jsou pšeničné a kukuřičné otruby, hnědá rýže, ovoce a zelenina se slupkou a oříšky. Nejvhodnější poměr nerozpustné a rozpustné vlákniny v potravě by měl být 3:1. Vláknina příznivě ovlivňuje fyziologické funkce trávící soustavy. Zvláštní pozornost si zasluhují otruby, spolehlivý a ověřený zdroj cereální vlákniny, zejména otruby pšeničné, tedy periferní část zrna, do níž při tradičních způsobech mlýnského zpracování přechází jen nepatrná část škrobnato-bílkovinného endospermu. Nejrozšířenější stavební polysacharid celulóza je hlavní složkou buněčných stěn rostlin. Chemicky se jedná o β-(1,4)-D-glukan. Základní jednotkou je glukóza. Celulózová vlákna jsou tvořena asi stem rovnoběžně orientovaných řetězců, spojených intermolekulárně vodíkovými můstky. Toto uspořádání molekul dodává celulózovým vláknům pevnost a elastičnost, je příčinou nerozpustnosti celulózy ve vodě a rovněž její značné chemické odolnosti. Průmyslově je celulóza získávána z bavlníkových semen, ze dřeva a slámy. Surová bavlna obsahuje 85 90 % celulózy, dřevo kolem 40 60 % a sláma asi 30 %. Široké použití má velké množství derivátů celulózy. V potravinářství je významná karboxymetylcelulóza a metylcelulóza jako zahušťující a stabilizační prostředek do zmrzlin, mléčných výrobků, nápojů apod. Hemicelulóza se vyskytuje společně s celulózou v rostlinných tkáních. Je složená z různých monosacharidů (pentosy, hexosy) a jejich derivátů (kyselina D-glukuronová a D-galakturonová). Podle složení se celulózy rozdělují na pentosany (arabany, xylany) a na hexosany (manany, glukany, fruktany). Velký vliv na texturu ovoce a zeleniny mají pektiny. V buněčných stěnách i v mezibuněčných výplních rostlinných pletiv (v tzv. střední lamele) nacházíme pektocelulózy, které jsou příčinou tvrdosti nezralého ovoce. Při zrání se štěpí pomocí enzymů na celulózu a protopektin, z něhož jsou protopektinázou uvolňovány pektiny. Při zrání z tohoto důvodu obsah protopektinů postupně klesá a obsah rozpustných pektinů roste, čímž ovoce měkne. Ve stádiu zralosti nastává období, kdy je poměr obou složek konstantní a textura se nemění. Následně začne klesat obsah všech pektinových látek a ovoce moučnatí. Při tepelném opracování za přítomností vody postupně klesá koncentrace protopektinů a v menší míře i ostatních pektinových látek a rozrušuje se také střední lamela. Rozpustné pektinové látky vytvoří koloidní disperzi. Tím vysvětlujeme měknutí ovoce a zeleniny při záhřevu. Někdy je měknutí potravin při technologických operacích nežádoucí, neboť sterilované ovoce nebo převařené brambory aj. mají již nevyhovující, příliš měkkou texturu a rozpadají se. Těmto nežádoucím změnám (např. u rajčat, jablek a luštěnin) můžeme do určité míry předejít přídavkem vápenatých iontů, jež vytvoří s pektiny nerozpustné pektáty vápenaté, a tím texturu zlepšují. Průmyslově pektiny vyrábíme zejména ze slupek citrusových plodů či jablek pomocí zředěných kyselin. Neškrobové sacharidy používáme v potravinářství z obdobných důvodů jako mouky a škroby, např. k ovlivnění konzistence výrobků při snížení množství tuku. Nejdůležitější vlastností vlákniny je její výborná schopnost vázat vodu, více jak desetinásobek vlastní váhy může absorbovat ve velmi krátkém čase. Komplex vláknina-voda si zachovává svojí stabilitu i po dobu tepelného opracování (vaření, uzení, pečení), při nízkých hodnotách pH, sterilizaci i při zmrazení a rozmrazení, proto je často používána do vybraných masných výrobků

51

pro zvýšení jejich stability, protože váže vodu, bobtná a vytváří gely. Některé zpevňují také strukturu mělněných masných výrobků, což má význam při krájení výrobku. Kromě vlákniny z obilovin je často používána vláknina bramborová (obr. 71), pšeničná a ovocná. Mikroskopická struktura vlákniny není v odborné literatuře přesně popsána. Základem jsou stěny prázdných buněk endospermu (celulóza a hemicelulóza), dále obsahuje ve velmi malém množství bílkoviny, pektiny a škrob. Pod světelným mikroskopem se vláknina jeví jako směs neuspořádaných, pevně ohraničených vláken bez specifického tvaru (obr. 72).

Obr. 71 Schématický obrázek bramborové vlákniny (autoři)

Obr. 72 Schématický obrázek zesítěné bramborové vlákniny (autoři)

4.3 KARAGENANY Jedná se o extrakty z červených mořských řas čeledi Rhodophyceae. Červené řasy obsahují polysacharid karagenan, agar a furcellaran. Karagenany jsou převážně komplexní směsi polysacharidů (obr. a1-21). Základem struktury karagenanu je opakující se sekvence β-D-galaktopyranózy a 3,6-anhydro-α-D-gylaktopyranózy, tedy disacharid, který se nazývá karabióza. Je známo minimálně 8 druhů sekvencí monomeru v molekulách karagenu, které se označují malými písmeny řecké abecedy. V potravinářství je věnována pozornost pouze třem převládajícím frakcím, které jsou označovány jako κ-karagenan (kappa) (obr. a1-22), ι-karagenan (jota) (obr. a1-24) a λ-karagenan (lambda). Tyto jednotlivé formy se v komerčních preparátech kombinují (obr. a1-23). Významnou vlastností karagenanu je tvorba gelu (obr. a1-21). Tvorba a vlastnosti gelu ovlivňuje zejména prostorové uspořádání molekul karagenanu. λ-karagenan je tvořen pouze jedním řetězcem, a proto není schopen tvořit pevné a stabilní gely. Molekuly ι-karagenanu a κ-karagenanu jsou tvořeny dvojitou šroubovicí a tvoří gely stabilní, κ-karagenan obvykle poskytuje tuhé a křehké gely, zatímco -karagenan měkké elastické gely. Tvorba pevných, ale křehkých gelů vyžaduje přítomnost neutralizujících iontů (např. draselných či amonných iontů, ale ne sodných iontů u κ-karagenanu či vápenatých iontů u ι-karagenanu). Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 4/2008 Sb. zařazuje karagenany do přídatných látek a označuje je jako E 407. V potravinářském průmyslu se používají jako zahušťovadla, gelotvorné látky, stabilizátory a emulgátory. Jedná se o látky, které umožňující udržovat fyzikálně-chemické vlastnosti potravin, zvyšují vazebnou kapacitu potravin včetně tvorby příčných vazeb mezi bílkovinami, které umožnuje spojení jednotlivých složek potravin. V masném průmyslu přídavek karagenanů zlepšuje vlastnosti masa při jeho zpracování, snižují se ztráty zapříčiněné tepelným opracováním, ve výrobcích snižuje obsah tuku a zlepšují schopnost vázat vodu. Běžné dávky v masném průmyslu činí od 0,3 do 0,7 %. Na pokusech při výrobě jemných párku bylo prokázáno, že přídavek do 0,8 % karagenanu

52

měl příznivý vliv na texturní vlastnosti – výrobky měly elastičtější strukturu. Naopak vyšší přídavek karagenanu (0,8 až 1,5 %) způsobil zvýšení tvrdosti konečného výrobku. Toto zvýšení tvrdosti může být výsledkem vytvořené sítě karagenanu s bílkovinami. Mikroskopické pozorování ukazuje, že rostoucí přídavek karagenu vede k postupnému vzniku karagenové sítě, která je napojena na trojrozměrnou síť svalových bílkovin. Kromě párků se využívá také k výrobě šunek, uzených mas, vložek pro různé druhy masných výrobků, při přípravě paštik s vyšším obsahem přidané vody a případně i vyšším obsahem přidaného tuku a také při výrobě výrobků s vyšším obsahem přidané vody. Karagenany mají velmi široké uplatnění také v mlékárenském průmyslu. Mají totiž schopnost tvořit komplexy s mléčnými bílkovinami (kaseiny). Používají se při výrobě mléčných desertů, mléčných nápojů a také při výrobě tavených sýrů, kde ovlivňují a stabilizují konzistenci. Popis mikroskopické struktury karagenanu (obr. 73) není jednoznačný. Jedná se o síť vytvořenou z polysacharidů. Někdy je znatelná hvězdicovitá struktura. Analýzou samotného karagenanu ve skenovacím elektronovém mikroskopu jsou pozorovány částice o velikosti 20 až 150 μm, nepravidelného tvaru, se zvrásnělým povrchem. Karagenan lze od ostatních surovin rostlinného původu odlišit prostřednictvím skenovacího elektronového mikroskopu (obr. 74). Po přídavku do potravin tvoří nejčastěji komplexy s bílkovinami. Jsou pozorované karagenové sítě napojené na síť mléčných či svalových bílkovin v závislosti na použité potravinové matrici.

Obr. 73 Schématický obrázek struktury karagenanu (autoři)

Obr. 74 Karagenan, SEM (Eliášová et al., 2012a)

4.4 LUŠTĚNINY A SUROVINY Z NICH Na povrchu luštěninových semen nacházíme kožovité osemení, pod nímž se u některých druhů luštěnin nachází zbytek endospermu a hlavní část semene vyplňuje zárodek, který se skládá ze dvou děloh a klíčku. Na základě zásobní látky, která převládá, rozdělujeme luštěniny do dvou skupin, škrobnaté luštěniny – hrách, čočka, fazole a bílkovinné – sója. Mikroskopická stavba jednotlivých semen luštěnin je velice obdobná. V případě, že je mouka vyrobena z neloupaných semen, poskytují fragmenty slupky semene jednoznačné ukazatele. Jednotlivé druhy je možné odlišit na základě charakteristického tvaru a velikosti palisádových a pohárkových buněk v osemení, dále také podle struktury děložního pletiva. Také u mouky z loupaných semen se většinou tyto fragmenty vyskytují, byť jen v malém množství. Jako rozlišovací znak také slouží obsah buněk a tvar škrobových zrn luštěnin.

53

Využití v potravinách mají mouky z luštěnin, bílkovinné koncentráty, které obsahují asi 70 % bílkovin a izoláty, které obsahují až 90 % bílkovin, v případě sóji se také můžeme setkat s texturovaným proteinem v různé úpravě a velikosti. Semena hrachu setého (Pisum sativum), pocházejícího ze Středomoří, nevypadají u všech odrůd stejně. Semena mohou být kulatá a hladká nebo nepravidelně hranatá a svraštělá, také barva semen je různá, od světle žluté až po zelenou. Semena hrachu polního neboli pelušky, sloužící v některých oblastech také pro lidskou výživu, jsou menší a tmavší. Anatomické rozdíly mezi jednotlivými druhy hrachu nejsou velké, omezují se v podstatě na osemení semene. Na řezu osemením semene hrachu můžeme rozeznat tyto vrstvy: vrstvu palisádových buněk, vrstvu pohárkových buněk a vrstvu parenchymatických buněk (obr. a1-25). Vrstva palisádových buněk (obr. 75) je tvořena hranolovitými buňkami o průměru 10 až 15 µm. Buňky jsou vysoké 70 až 100 µm. Z vrchní strany jsou buňky rovné a v dolní části mají buňky rozšířené lumen, kde bývají stěny zvlněné. Nedaleko od povrchu buněk, které jsou směrem ven mírně vyklenuté, probíhá světlá linie. Vrstva pohárkových (nosných) buněk, majících tvar přesýpacích hodin s rozšířenou horní částí, přiléhá k palisádové vrstvě, zatímco rovněž rozšířená nožka je srostlá s buňkami pod ní. Poslední je vrstva parenchymatických buněk, mezi kterými je větší množstvím mezibuněčné hmoty. Semeno hrachu je tvořeno dvěma polokulovitými dělohami, jejichž epidermální buňky obsahují pouze aleuronová zrna, zatímco všechny zbývající buňky obsahují bílkovinu a škrob (obr. a1-26). Na řezech vedených dělohami (obr. 76) jsou viditelné mírně ztluštělé a jemně tečkované buňky podlouhlého oválného tvaru s více méně tříbokým mezibuněčným prostorem. Tloušťka stěny buněk je 2 až 4 µm. Obsah buněk je tvořen aleuronovými zrny a škrobem.

palisádové buňky

pohárkové buňky

parenchymatické buňky

Obr. 75 Řez osemením hrachu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 76 Buňky děloh hrachu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Vzhled škrobových zrn hrachu je pro jednotlivé odrůdy odlišný. Škrobová zrna žlutého hrachu (obr. 77) dosahují velikosti až 45 µm, jsou převážně oválného tvaru s různými prohlubněmi a výčnělky, velice častá jsou také zrna tvaru bobovitého či ledvinovitého. Velká škrobová zrna mají soustředné vrstvení. U drobných zrnek převažují tvary kulaté. Škrobová zrna dřeňového hrachu (obr. 78) jsou kulatá s kulatou nebo podlouhlou dutinkou. Zrna se snadno rozpadají na drobné částice o velikosti 5 až 15 µm v průměru, nedotčená zrna měří 20 až 30 µm, ojediněle až 45 µm. Rozlišení druhu hrachu podle škrobu slouží k tomu,

54

že například mouka z dřeňového hrachu se nehodí k výrobě hrachové polévky nebo hrachové kaše, neboť tento škrob má minimální bobtnavost. Hrachová mouka je tvořena převážně buňkami děloh naplněnými škrobovými a aleuronovými zrnky. Průkaz fragmentů osemení závisí na tom, zda byla mouka vyrobena z hrachu loupaného nebo neloupaného.

Obr. 77 Škrobová zrna žlutého hrachu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 78 Škrobová zrna dřeňového hrachu (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Čočka jedlá (Lens culinaris) patří k nejstarším kulturním plodinám na světě. Pochází z oblasti Středomoří. Semena čočky jsou kruhovitá, plochá, s lehce vypouklými stěnami, jejich velikost je 4 až 7 mm. Barva čočky kolísá mezi světle žlutou, zelenou až hnědou a oranžově červenou. Slupka semen (osemení) čočky je poměrně jemná. Na jejím řezu můžeme pozorovat tyto vrstvy: vrstvu palisádových buněk, vrstvu pohárkových buněk a vrstvu parenchymatických buněk (obr. 79).

Obr. 79 Řez osemením čočky (upraveno dle Gassner et al., 1989)

palisádové buňky

pohárkové buňky

parenchymatické buňky

Buňky nacházející se v palisádové vrstvě jsou vysoké 40 až 50 µm (obr. 79), ale široké jsou pouze 8 µm. Stěna buňky je v horní části ztluštělá, na vnější straně se nachází drobná papila, pod níž je zřetelná světlá linie. Buňky pohárkové (nosné), které se navzájem dotýkají svojí spodní (širší) neztluštělou částí, mají tvar připomínající přesýpací hodiny nebo cívku. Parenchymatické buňky bývají značně zborcené (obr. a1-27, a1-28).

55

Na plošných řezech vnější vrstvou zárodečnými listy čočky v mikroskopických preparátech nacházíme protažené tenkostěnné buňky obsahující drobná zrnka. Buňky na ploché straně jsou širší než buňky na vyklenuté straně. Vnitřní pletivo děloh je tvořeno různě velkými parenchymatickými, mírně ztluštělými a téměř neznatelně tečkovanými buňkami s četnými úzkými mezibuněčnými prostory. Stěny těchto buněk jsou tenčí než u hrachu a obsahují aleuronová a škrobová zrna (obr. 80 a 81). Malá škrobová zrníčka čočky mají soustředné vrstvení, u větších škrobových zrn bývá vrstvení podélné. Zrna jsou o něco menší, než nacházíme u hrachu (45 µm) a jádro není moc zřetelné. Mouka vyrobená z čočky obsahuje kromě částí děloh také komponenty slupky semene.

Obr. 80 Buňky děloh čočky (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 81 Škrobová zrna čočky (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Jako fazole označujeme semena fazole zahradní (Phaseolus vulgaris), která pochází z Jižní Ameriky. Fazole se pěstuje v různých odrůdách. Velikost a barva ledvinovitých semen fazole se u jednotlivých kulturních variet liší, v mikroskopické struktuře se však nevyskytují rozdíly, pokud nepočítáme různé nebo zcela chybějící barevné látky obsažené v palisádových buňkách osemení u tmavých a světlých semen. Na řezech slupkou fazole jsou rozeznatelné také tři vrstvy: vrstva palisádových buněk, vrstva pohárkových buněk a vrstva parenchymatických buněk (obr. 82). Palisádové buňky jsou vysoké 40 µm, ve spodní části mají krátké kuželovité lumen (obr. a1-29). Pohárkové buňky vytvářejí uzavřenou vrstvu, bez mezibuněčných prostorů. Pohárkové buňky jsou pravoúhlé, tlustostěnné, v malém nepravidelném lumen obsahují krystal šťavelanu vápenatého, někdy dva. Krystaly šťavelanu jsou nejlépe pozorovatelné v polarizačním mikroskopu. Tímto se fazole výrazně odlišuje od ostatních semen luštěnin. Parenchymatické buňky následující vrstvy slupky jsou houbovité nebo hvězdicovité.

palisádové buňky pohárkové buňky

parenchymatické buňky

Obr. 82 Řez osemením fazole (upraveno dle Gassner et al., 1989)

56

Vnitřní část semene fazole je téměř beze zbytku tvořena dvěma dělohami (obr. 83). Na plošném řezu jejich svrchní vrstvou na vyklenuté straně jsou zřetelně vyklenuté polygonální buňky, na rovné vnitřní straně jsou buňky protažené a mají ztluštělé stěny, které vypadají jako šňůry perel. Vnitřní buňky jsou mnohostěnné se stěnou silnou 5 µm. Škrobová zrna fazole jsou velmi podobná škrobovým zrnům žlutého hrachu a čočky. Lze je odlišit podle výraznější velikosti (60 µm) a celkově štíhlejšího tvaru, ostřejších kontur (obr. a1-30), obzvlášť silného vrstvení a také podle toho, že se u nich vždy vyskytují úzké, ale výrazné štěrbiny jádra (obr. 84).

Obr. 83 Buňky děloh fazole (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 84 Škrobová zrna fazole (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Sójové boby jsou semena sóji luštinaté (Glycine max). Má domov v Číně, kde se pěstují rozmanité odrůdy již po tisíce let, obdobně jako v Japonsku, Indii, a od minulého století také v jižních oblastech USA. Výjimečné postavení sójových semen mezi luštěninami je dáno jejich chemickým složením, které se mění podle účelu pěstování. Semena jsou potravinou a jedním z nejlevnějších zdrojů bílkovin ve světě. Sójový protein získávaný ze sóji, je její hlavní rezervní látkou. Z tohoto důvodu ji řadíme mezi bílkovinné luštěniny. Sója obsahuje téměř 40 % bílkovin, které jsou z hlediska výživového její nejcennější složkou. I když nejsou pro nedostatek esenciálních aminokyseliny methioninu a cysteinu plnohodnotné, řadí se svojí kvalitou hned za plnohodnotné bílkoviny z živočišných zdrojů. Proteiny sójových bobů jsou tvořeny z 80 % globuliny, nejvýznamnější je globulin glycinin. Minoritními složkami jsou nízkomolekulární albuminy. Druhou významnou složkou sójových bobů jsou lipidy. Celé obsahují téměř 15 až 20 % tuku, z tohoto mají nejvyšší energetickou hodnotu ze všech luštěnin. Tuk má vysoký obsah nenasycených mastných kyselin, 50 % tvoří esenciální kyselina linolová, kyselina olejová (25 – 30 %) a kyselina linolenová (2 10 %). Dále sója obsahuje určitý podíl fosfolipidů (označujeme je jako lecitin, i když se nejedná pouze o lecitin) a menší množství kyseliny stearové, palmitové a arachidonové. Sacharidy sóji nemají na rozdíl od bílkovin a lipidů velký výživový význam. Z rozpustných je přítomna sacharóza (do 10 %) a dále obsahuje kolem 5 % nestravitelných oligosacharidů (rafinóza, stachyóza aj.), které jsou příčinou nadýmání. Na rozdíl od ostatních luštěnin obsahuje sója velmi malé množství škrobu, naopak má poměrně vysoký obsah vlákniny, která je tvořena hemicelulózou, lignocelulózou, pektinem a škrobem. Sójové boby obsahují významné množství vitamínů, především ze skupiny B (B1 a niacin) dále A, D a E. Z vyskytujících se minerálních látek má pro lidskou výživu největší význam vápník, fosfor, hořčík, zinek, měď, draslík a zejména železo. Využitelnost minerálních látek

57

sóji lidským organismem je ve srovnání s jejich živočišnými zdroji výrazně nižší a to v důsledku jejich vazby na kyselinu fytovou, oxalovou a vlákninu. Fytoestrogeny nacházíme v poměrně vysokém množství (až 3mg/100g bobů), které se strukturou a funkcí podobají přirozeným estrogenním hormonům v lidském těle. Mezi nejznámější patří dadzein a genistein. Sekundární metabolity obsažené v sóji jsou: flavony, isoflavony (skupina látek vykazujících různé biologické účinky), kumestrany a lignany. Sója jako potravina rostlinného původu neobsahuje cholesterol, ale je mimořádně bohatá na fytosteroly. Fytosteroly tvoří z 60 % sitosterol a po 20 % stigmasterol a kampesterol. Fytosteroly extrahujeme ze sójových bobů jako vedlejší produkt výroby sójového oleje a jsou surovinou pro výrobu syntetických steroidních hormonů. Tvar sójového bobu je u variet s široce složenými lusky plochý, podlouhlý až ledvinovitý, kdežto u variet s lusky kulatého průřezu je tvar oválný až téměř kulatý. Velikost bobů kolísá mezi 5 a 12 mm, barva je mezi světle žlutou, červenohnědou a černohnědou. Anatomická stavba sójového bobu odpovídá základní stavbě luštěninových semen (obr. 85). Na řezu osemením sóji pozorujeme vrstvu palisádových buněk, které jsou vysoké 50 µm. Stěny buněk v horní části jsou silně ztluštělé. U semen tmavého zabarvení je v palisádových buňkách uloženo ještě barvivo. Na palisádovou vrstvu navazuje vrstva pohárkových buněk, které mají tvar přesýpacích hodin. Jejich výška odpovídá výšce palisádových buněk nebo je někdy dokonce větší, přičemž jsou mezi částmi semene určité rozdíly. Na tuto vrstvu navazuje několik vrstev silně kolabovaných buněk (obr. a1-31, a1-32). Některé buňky obsahují aleuronová zrnka. Dělohy sóji naplňující vnitřek semene jsou tvořeny poměrně velkými, více či méně protaženými a nezřetelně tečkovanými buňkami obsahujícími rozměrná, z části i více než 20 µm velká aleuronová zrna. Škrobová zrnka se u některých sójových bubů vyskytují, nicméně je obsah škrobu malý. Zrnka sójového škrobu mají kulovitý tvar a jsou relativně malá, často pouze body. Kotyledonové buňky obsahují úzké oxalátové krystaly, zhruba 50 µm dlouhé. Extrakční šrot ze sójových bobů a sójové mouky je téměř prost škrobu a lze jej snadno rozeznat podle palisádových a pohárkových buněk.

palisádové buňky

pohárkové buňky buňky s aleuronovými zrny

Obr. 85 Řez osemením sóji (upraveno dle Gassner et al., 1989) Před vlastním zpracováním jsou sójové boby pečlivě roztříděny podle barvy a velikosti. Poté jsou čištěny, zbaveny slupek a následně zválcovány do podoby vloček, ze kterých je pomocí rozpouštědel získáván olej. Po odstranění rozpouštědla jsou vločky sušeny. Odtučněné sójové

58

vločky jsou základní surovinou pro sójové proteinové produkty, jako je např. mouka, izoláty nebo koncentráty, které dělíme podle stupně rafinace a kvality (resp. obsahu proteinů). Každý sójový proteinový typ má charakteristické vlastnosti a specifické možnosti použití: sójová mouka (40 % proteinů), odtučněná sójová mouka (50 – 54 % proteinů), sójové koncentráty (65 – 70 % proteinů),

– funkční koncentráty (70 % proteinů), – texturovaný proteinový koncentrát (70 % proteinů),

sójové izoláty (min. 90 % proteinů). Sójová mouka (obr. 86) (obr. a1-33, a1-34) je nejstarší typ používaného sójového produktu, který se vyrábí mletím a vyséváním na sítech. Bez následného zlepšujícího procesu je kvalita vyráběných mouk velice nejednotná. Běžně obsahuje až 30 % dieteticky významné vlákniny a také řadu oligosacharidů včetně 20 30 % rozpustných uhlohydrátů, které ji propůjčují „luštěninovou“ příchuť. Sójová mouka existuje jako jemnozrnná a hrubozrnná a také v texturované formě. V masných výrobcích se používá na doplňování a zvětšování objemu. Sójové koncentráty (obr. 87) (obr. a1-35, a1-36) obvykle obsahují 70 % bílkovin, zbytek tvoří vláknina. Vyrábějí se z odtučněných sójových šrotů a mouk odstraněním ve vodě rozpustných sacharidů, minerálních látek a dalších látek Řadí se k nejvíce používaným aditivním proteinovým preparátům. U masných výrobků je najdeme zejména u výrobků typu játrových paštik, konzerv apod. Nejkvalitnějšími preparáty jsou sójové izoláty (obr. 88) (obr. a1-37, a1-38, a1-41). Vyrábí se chemickou izolací, kdy je protein získáván z vloček prostřednictvím uvolnění a separace, následované izoelektrickým poklesem. Lze vyrábět izoláty s vysokým podílem rozpustných proteinů a nízkým profilem příchuti. Neobsahují žádné škodlivé látky ani vlákninu, pouze mají někdy příliš vysoký obsah sodíku, což může omezovat jejich použitelnost. Můžeme je použít při výrobě drobných masných výrobků a měkkých salámů, paštik, drůbežích výrobků, stejně jako specialit a šunkových výrobků nebo dokonce trvanlivých salámů. Texturované sójové bílkoviny (obr. 89) (obr. a1-39, a1-40, a1-42) jsou vyráběny ze sójových mouk a krupic, sójových koncentrátů nebo izolátů. Principem jejich výroby je přeměna globulárních sójových bílkovin na fibrilární bílkoviny připomínající bílkoviny masa. Vlákna sójových bílkovin se vytvoří protlačením roztoku sójových bílkovin o pH 12 – 13 matricí s otvory o průměru kolem 75 μm do kyselého média o pH 2,5. Následně se spřádají podobným postupem jako syntetická vlákna pro textilní průmysl. Texturace sójových bílkovin probíhá na stejném principu jako extruze cereálních materiálů. Výrobky mohou být barvené, nebarvené, aromatizované nebo ne. Vlákninový koncentrát označovaný jako „sójová vláknina“ je vyrobený ze sójových bobů, většinou slupek. V produktech ze sóji nacházíme charakteristické buněčné struktury zřídka, nejvíce jich nalezneme v preparátech z/obsahujících sójovou mouku. Izolovaná bílkovina obsahuje téměř výhradně houbovité, popřípadě srpovité až kruhovité částice (tabulka 1). Pro žádný takovýto výrobek nesmí být používán termín „sójové maso“, neboť se složením a následně i výživovou hodnotou výrazně odlišuje od masa. Podle současné české legislativy se používá termín „sójový výrobek“. Většinou slouží jako náhrady masa nebo přídavek do masných výrobků např. sekané výrobky, salámy, hrubě mleté výrobky, paštiky, konzervované výrobky, nízkotučné výrobky apod. Legislativní opatření týkající se přídavku rostlinných bílkovin do masných výrobků upřesňuje vyhláška č. 326/2001 Sb. Tato vyhláška například nepřipouští použití rostlinných bílkovin při výrobě trvanlivých tepelně

59

opracovaných a fermentovaných masných výrobků a tepelně opracovaných masných výrobků typu šunka. Pouze do šunky konzumní je přídavek rostlinných bílkovin povolen. Tabulka 1 Mikroskopická identifikace výrobků ze sóji Typ výrobku Histologický nález Histologický obraz

Sójová mouka (obr. 86) sójová mouka bílkovinné částice s rostlinnými

buňkami typické struktury sójové mouky

Texturovaná sójová bílkovina (obr. 89)

strukturovaná rostlinná bílkovina

bílkovinné „provazce, přadena“ se zbytky polysacharidů

eventuálně krystaly oxalátu a zbytky typických struktur sójové mouky

Izoláty (obr. 88) bílkovinné konglomeráty se zbytky polysacharidů

houbovité nebo srpovité až kruhovité částice

bílkoviny se zbytky polysacharidů eventuálně oxalátu

Obr. 86 Sójová mouka (autoři)

Obr. 87 Sójový koncentrát (autoři)

Obr. 88 Sójový izolát (autoři)

Obr. 89 Texturovaný sójový protein (autoři)

60

4.5 KOŘENÍ Definici koření nalezneme ve vyhlášce č. 331/1997 Sb.: Kořením se rozumí části rostlin jako kořeny, oddenky, kůra, listy, nať, květy, plody, semena nebo jejich části, uvedené v příloze č. 2 vyhlášky, v nezbytné míře technologicky zpracované a užívané k ovlivňování chutě a vůně potravin; u mletých koření se připouští přídavek protispékavých látek nejvýše do jednoho procenta hmotnosti. Literatura uvádí, že se dnes jako koření používá přes 200 druhů rostlin patřících do více než 30 čeledí. Nejvýznamnější druhy koření získáváme z rostlin pocházejících většinou z tropických oblastí Asie, Afrika a Ameriky. Naše legislativa uvádí 35 druhů koření. Koření můžeme rozdělit podle různých hledisek: podle původu (obchodní dělení): koření tuzemské a dovážené (také subtropické

a tropické); podle složení výrobku: koření jednodruhové a směsi koření; podle technologické úpravy: koření celé, drhnuté, drcené, mleté; podle použitých částí rostlin

– kořeny a oddenky (také nadzemní části rostlin) – kurkuma, zázvor; – kůra – skořice; – listy a celé rostliny – bazalka, bobkový list, estragon, majoránka, oregano, rozmarýn,

saturejka, šalvěj, tymián; – květy, poupata a jiné části květu – hřebíček, šafrán; – plody a jejich součásti, zejména semena – anýz, badyán, fenykl, chilli, jalovec,

kardamon, kmín, muškátový květ, muškátový ořech, nové koření, paprika, pepř; podle fyziologických účinků: koření prospěšné a koření dráždivé. 4.5.1 Technologie zpracování koření Koření se v pěstitelských zemích různě upravuje, fermentuje a suší. Sušené koření se transportuje do zemí spotřeby, kde se mele (případně jinak mechanicky upravuje) a balí. Podstatou fermentace je aktivace enzymů katalyzujících reakce, při kterých vzniká charakteristické aroma a barva koření a odbourávají se nežádoucí látky (závisí na druhu koření). Další fází zpracování je sušení koření. To je prováděno dvěma způsoby: sušení vzduchem volně v tenké vrstvě, což je nejstarší postup, který se používá i dodnes,

nebo v sušárnách. Přestože je sušení vzduchem šetrná metoda, dochází k určitým ztrátám aromatických látek a změně barvy;

sušení sublimací (lyofilizací), kdy se koření šokově zmrazí na –50 ºC a suší se ve vysokém vakuu (cca 60 Pa). Koření usušené tímto způsobem si zachovává původní aroma a barvu a po rehydrataci i texturu.

Starý způsob mletí mezi mlecími kameny se stále ještě používá. Třecím teplem se zvyšuje teplota, která způsobuje ztráty aromatických látek. Chlazením mlýnů vzduchem se ztráty snižují. Při mletí za studena se ke koření přimísí tekutý dusík o teplotě –196 ºC. Ztráty aromatických látek jsou minimální, postup je však nákladný. Koření se balí do různých obalů (sáčků z vrstevnatých fóliových materiálů, skleněných obalů, obalů z různých plastických hmot), které zaručují minimální ztráty aromatických látek. Koření se někdy ozařuje radioaktivním záření, aby se zničila mikrobiální kontaminace a živočišní škůdci.

61

4.5.2 Použití koření ve výrobě potravin Koření má v potravinářství velmi široké využití. Největší význam má zřejmě v masném průmyslu, kde nachází své využití ve většině masných výrobků. Neméně důležité je koření i při výrobě cukrovinek, salátů nebo kompotů. V dnešní době nenalezneme masné výrobky bez charakteristické vůně a chuti, kterou jim dodává koření nebo různé byliny. Přírodní koření bylo v minulosti považováno za kvalitnější, ale jeho problémem bývá fyzikální kontaminace nebo kontaminace mikroorganismy. Do masných výrobků se používá přírodní koření v mleté formě, někdy ale také kvůli vzhledu ve větších kouscích. Přímá aplikace kapalných a velmi koncentrovaných extraktů, je až na výjimky v masném průmyslu nevýhodná. Technologicky výhodná je forma prášku (navázaný extrakt na vhodný nosič sůl, maltodextrin, glukóza aj.). V masné výrobě se můžeme setkat s použitím celé škály koření, ale nejčastěji se používá pepř černý a paprika, dále kmín, majoránka, koriandr, nové koření a další. Množství koření ve výrobcích se pohybuje řádově v setinách až v desetinách %, výjimečně je to kolem 1 %. 4.5.3 Oddenky 4.5.3.1 Zázvor Jsou to neloupané nebo loupané oddenky hlízy zázvoru pravého (Zingiber officinale) pocházejícího z tropických oblastí Asie a přilehlých ostrovů. Po skončení vegetační doby se hlízy vybírají ze země a upravují se případně loupáním, bělením a sušením. Jakost tohoto koření souvisí s oblastí původu, nejlepší pochází z Malabarského pobřeží. Některé země, zejména Čína, dodávají zázvor zavařený v cukru jako kandované kousky, které nejsou vyráběny ze Z. officinale, ale z jiného druhu. Mletý zázvor je převážně tvořena velkými, tenkostěnnými parenchymatickými buňkami, zcela naplněnými škrobovými zrny (obr. 90). Ve škrobnatém parenchymu jsou rozptýleny četné buňky se žlutou silicí nebo černohnědou pryskyřicí, také jsou zde úlomky cévních svazků (obr. a1-43, a1-44) a tabulovité tenkostěnné buňky korku z kůry (v případě neloupaného zázvoru), které neobsahují škrob. Škrobová zrnka jsou téměř vždy jednoduchá, plochá, protáhlá a obvykle mírně hranatá. Jeden konec zrna bývá protažený do špičky a obsahuje výrazně excentrické jádro, vrstvení škrobových zrn můžeme pozorovat zřídka. Délka škrobových zrn se pohybuje mezi 20 a 30 μm, tloušťka mezi 7 a 10 μm. U kandovaného zázvoru nelze v důsledku tepelného opracování prokázat škrobová zrna. Cévní svazky zázvoru mají schodovitou nebo síťovitou strukturu a jsou doprovázeny vláknitými buňkami, mohou dosahovat délky až 1000 μm.

62

cévní svazek se sekreční buňkou

parenchym se škrobem

buňka s pryskyřicí

Obr. 90 Úlomek pletiva oddenku zázvoru (upraveno dle Gassner et al., 1989) 4.5.3.2 Kurkuma Kurkumovník dlouhý (Curcuma longa) pochází z Jižní Asi. Kvůli obsahu žlutého kurkuminu a kvůli své aromatické vůni podobné zázvoru a pálivé, trochu nahořklé chuti se používá zejména ve formě kari (prášku, kde tvoří hlavní součást). Hlízy se před sušením povaří, čímž bohatě zastoupená škrobová zrna, úplně zmazovatí, takže původně moučnatý oddenek je přeměněn na rohovitou masu. Stejnoměrné oranžovožluté zbarvení na řezu vzniká tak, že kurkumin během vaření vystoupí ze sekrečních buněk a žlutě obarvuje všechny pletiva. Na příčném řezu oddenkem je 3 až 4 mm silná kůra. Na povrchu je epidermis s jednotlivými dlouhými chlupy (obr. 91) a pod ní leží mnohobuněčné vrstvy tabulovitých buněk. Vnitřní pletivo se skládá z parenchymatických buněk obsahujících škrob (obr. 92), mezi kterými jsou uloženy sekreční buňky s olejem a kurkuminem. Cévní svazky procházející základním pletivem a mají podobnou stavbu jako cévní svazky zázvoru, neobsahují ovšem žádné doprovodné vláknité buňky. Žlutý prášek z kurkumy lze poznat podle shluků nepravidelně okrouhlých žlutě zbarvených škrobových zrn, které odpovídají zmazovatělému obsahu buněk základního pletiva obsahující škrob, které ve vodné roztoku jodu modrají, a v přítomnosti amoniaku hnědnou. Mezi shluky škrobových zrn se nachází žlutohnědá hmota rozdrcených sekrečních buněk. Chybějící vlákna jsou negativním znakem potřebným pro určení kurkumy.

Obr. 91 Epidermis kurkumy s dlouhými chlupy (upraveno dle Gassner et al., 1989

Obr. 92 Škrobnatý parenchym vnitřního pletiva kurkumy (upraveno dle Gassner et al., 1989)

63

4.5.4 Kůry 4.5.4.1 Skořice Skořice je usušená kůra skořicovníku čínského (Cinnamomum aromaticum, čínská skořice) a skořicovníku cejlonského (Cinnamomum zeylanicum, cejlonská skořice). Oba druhy jsou velmi aromatické, jejich vůně a chuť je dána éterickým skořicovým olejem, bohatým na skořicový aldehyd. V prodeji bývá ve svitcích (celá), drcená nebo mletá. Kůra je těžena ze stonků (příležitostně i větví), u nichž již dávno nastal sekundární růst do šířky. Primární kůra skořice je ohraničena epidermis, pod ní jsou uloženy korkové vrstvy. Zbývající tkáň primární kůry tvoří zejména parenchymatické buňky s roztroušenými slizovými a olejovými pohárky. Na primární kůru navazuje kůra sekundární, vzniklá činností kambia. Tato vrstva je převážně tvořena parenchymatickou tkání s roztroušenými olejovými a slizovými pohárky. Čínská skořice Kůra skořice čínské se získává loupáním výhonků 4 až 10-ti letých větví. Jednotlivé kousky skořice (červené až temně hnědé barvy) jsou stočeny do válečků a mají tloušťku odpovídající stáří větví (1 – 2 mm). Velmi tvrdé a křehké kousky kůry jsou zvenčí oloupány, přesto na nich bývá často zbytek korkových vrstev, ale i epidermis. Taková neúplně oloupaná místa se prozradí svojí šedobílou barvou. Vnější část primární kůry bývá na některých místech směrem ven, kryta epidermis s drobnými buňkami, se silně ztluštělými vnějšími stěnami (obr. 93). Pod epidermis se nachází korkové vrstvy složené z tabulovitých tenkostěnných korkových buněk silně zhutnělých, tzv. sklerenchymatický korek. Hlavní část primární kůry je tvořena z poměrně velkých parenchymatických buněk, v nichž jsou rozsety tečkované sklerenchymatické buňky a slizové a olejové nádržky. Tyto parenchymatické buňky jsou tangenciálně protaženy a tvoří dodatečně komůrky po působení radiálních stěn. Stěny jsou červenohnědé, a kromě bohatého výskytu škrobových zrn, mají buňky často červenohnědý obsah. Buňky obsahující sliz a olej jsou o něco málo větší než ostatní části kůry, slizové nádržky jsou zcela naplněny vrstveným slizem, olejové buňky obsahují také často žluté pryskyřičné hrudky. Na tyto tkáně navazuje směsný sklerenchymatický prstenec složený ze skupin lýkových buněk (obr. a1-45), který je na příčném řezu velmi ztluštělý, a z původně parenchymatických buněk, u nichž dodatečně nastalo zahuštění na sklerenchymatické buňky. Sklerenchymatické buňky mívají často hnědý obsah a obsahují škrob, bývají většinou tangenciálně protaženy a jsou ztluštělé ve tvaru podkovy. Zvláštní charakteristický rys směsného sklerenchymatického prstence u čínské skořice je dán dodatečným růstem větví do tloušťky, kdy tento prstenec praská, a vzniklé mezery jsou vyplněny obvyklými parenchymatickými buňkami. Toto přerušení směsných sklerenchymatických prstenců odlišuje skořici čínskou od skořice cejlonské, která má prstenec zcela uzavřený. Uvnitř sklerenchymatického prstence je sekundární kůra. Také ta je parenchymatického charakteru a tento parenchym je tvořen tangenciálně protaženými buňkami s tenkými hnědými stěnami, bohatými na škrob. Roztroušeně v něm leží větší slizové a olejové buňky. Nalézáme zde skupinově uspořádané trubičky z měkkého lýka a vodící buňky, které jsou prosty škrobu. Buňky dřeňových paprsků se liší od parenchymu měkkého lýka tím, jak jsou uspořádány a mírně radiálně protaženy, dále mají také hnědé buněčné stěny a obsahují kromě škrobu krystalové jehličky o délce 7 – 11 μm, které se v ostatních buňkách parenchymu sekundární kůry vyskytují ojediněle (obr. a1-46).

64

sklerenchymatické buňky olejová buňka olejová nádržka lýková vlákna slizová buňka

Obr. 93 Řez kůrou skořice čínské (upraveno dle Klika, 1936) Tkáně skořice čínské jsou bohaté na škrob. Škrobová zrnka (obr. 94) jsou jednoduchá, velikost dosahuje až 15 μm, někdy tvoří 2 – 4 dílná zrníčka, která dosahují velikosti 30 μm.

Obr. 94 Škrobová zrna skořice čínské (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 95 Škrobová zrna skořice ceylonské (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Cejlonská skořice Kůra cejlonské skořice se získává loupáním jednoletých, maximálně dvouletých výhonků stromů. Před sušením se kousky kůry opatrným loupáním zbaví primární kůry až ke sklerenchymatickému prstenci a při sušení se sami stočí dovnitř z obou konců, je světle hnědé barvy. Je méně křehká než skořice čínská. Z důvodu, že se odstraňují části primární kůry a je z mladších výhonků, je daleko tenčí. Tloušťka bývá kolem 0,5 mm.

65

sklerenchymatický prstenec sklerenchymatický korek slizová buňka olejová nádržka Obr. 96 Část primární kůry skořice ceylonské (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Popis struktury cejlonské skořice je jednodušší, protože se popisuje pouze sklerenchymatický prstenec a sekundární kůra (obr. 96). Sklerenchymatický prstenec cejlonské skořice se od čínské liší: je úplně uzavřený, svazek lýka vycházející z primárního lýka a přiléhající k prstenci z něj nevyčnívá, ale je do něj více méně zasazený, lýková vlákna vláknitých svazků jsou daleko štíhlejší, sklerenchymatické buňky jsou větší, silnější, rovnoměrnější a méně zřetelně podkovovitě ztluštělé. Sekundární kůra ležící uvnitř sklerenchymatického prstence vykazuje podobnou stavbu jako odpovídající vrstvy čínské skořice, přesto je zde několik rozdílů: sekundární kůra je slaběji vyvinuta než u skořice čínské, parenchymatické buňky jsou o něco menší a obsahují daleko méně škrobu než u skořice čínské, zejména mladší buňky dřeňových paprsků, jako ostatně celá vnitřní část sekundární kůry je vesměs prosta škrobu, krystalové jehličky buněk dřeňového paprsku jsou u ceylonské skořice menší a ostřejší (2 – 7 μm), ale i přesto jsou daleko nápadnější, neboť nejsou překryty škrobem, zrnka škrobu(obr. 95) jsou menší, jednotlivá zrníčka nepřekročí 8 μm, jejich shluky nebývají větší než 20 μm, lýková vlákna sekundární kůry jsou mnohem četnější než u skořice čínské a nevyskytují se na příčných řezech ojediněle, ale často v tangenciálně uspořádaných skupinách, lýková vlákna nemají zakulacený kvadratická tvar, ale jsou tangenciálně protažena nebo mají až čárkovité lumen. Zbytky primární kůry, jež zvenčí stále ještě ulpívají na sklerenchymatickém prstenci, jsou tvořeny parenchymatickými buňkami s hnědými stěnami.

66

4.5.5 Listy a natě 4.5.5.1 Bobkový list Jedná se o listy stále zeleného vavřínu vznešeného (Laurus nobilis), pocházejícího ze Středomoří, které se používají jako koření. Jsou kožovité a hladké, s lesklou vrchní stranou a mírně zvlněným okrajem. Listy mají dorsoventrální stavbu. Pokožka listu se skládá z tabulovitých laločnatých buněk velkých až 36 μm se silnou kutikulou. Pod horní vrstvou epidermis leží dvojitá vrstva palisádového parenchymu, pod ní je houbovitý parenchym (obr. a1-47, a1-48). Jak palisádový, tak i houbový parenchym obsahují velké množství kulatých olejových buněk o velikosti asi 40 μm s bezbarvým olejem. Plošné řezy vrchní epidermis (obr. 97) ukazují polyedrické buňky se silnými stěnami.

  Obr. 97 Epidermis vrchní strany bobkového listu (upraveno dle Gassner et al., 1989)  4.5.5.2 Majoránka Majoránka zahradní (Majorana hortensis) je jednoletá, silně aromatická bylina s bohatě větvenou, tenkou lodyhou, křižmostojnými, krátce řapíkatými, oválnými, celokrajnými listy. Majoránka, se kterou se běžně setkáme na trhu, obsahuje kromě listů určitý podíl květů (drcená majoránka) nebo také části stonku. Svrchní pokožku listu majoránky (obr. 98) tvoří ploché buňky, spodní strana se skládá z průduchů (obr. a1-50) a laločnatých buněk (obr. 99). Z pokožky majoránky vyrůstají celkem tři druhy chlupů (trichomů): kuželovité (štíhlé chlupy složené ze dvou až čtyř buněk, jsou štíhlé), paličkovité (jedno nebo dvoubuněčné), žláznaté (jednobuněčné s váčkem se silicí na vrcholu). Epidermis vrchní části listů (obr. 98) obsahuje buňky se slabě zvlněnými stěnami, štěrbinové otvory nejsou příliš časté. Velká část chlupů je ohnuta v jednom směru (obr. a1-49). Hodně chlupů vykazuje v blízkosti přepážek skupiny menších krystalických jehliček, které je možné nejlépe rozpoznat pomocí polarizačního mikroskopu. Epidermis spodní části listů (obr. 99) má obdobnou stavbu; stěny buněk povrchové vrstvy jsou však silnější a mají mnohem více štěrbinových otvorů. Chlupy, které vyrůstají ze spodní části, jsou tří až čtyř buněčné, jsou poněkud větší a mají bradavičnatě zbrázděný povrch.

67

trichomy

laločnaté buňky

průduchy 

Obr. 98 Svrchní strana listu majoránky (upraveno dle Klika, 1936)

  Obr. 99 Spodní strana listu majoránky (upraveno dle Klika, 1936) 

Mletá majoránka je charakteristická tenkostěnnými, vícebuněčnými a často zahnutými chlupy. Vedle toho se zde nacházejí části krycích listů květenství, jejichž povrchové buňky jsou silně stočeny často skoro ve formě hvězdice. Tyto buňky jsou zdřevnatělé a je možné je identifikovat pomocí fluoroglucinu a kyseliny chlorovodíkové. 4.5.6 Květy a součásti květů 4.5.6.1 Hřebíček Hřebíčkovec kořenný (Eugenia cyryophyllata) je strom pochází z Moluckého souostroví a v současné době se pěstuje v mnoha tropických zemích. Velké množství hřebíčku dodávají zejména Madagaskar a východoafrické ostrovy Zanzibar a Pembar, dále Réunion, Mauritius a Indonésie. Koření hřebíček to jsou krátce před rozkvětem sklizená a usušená poupata. Poupata v čerstvém stavu jsou s výjimkou bílých korunních lístků zářivě červená, a teprve po usušení nabývají temně hnědé barvy. Dolní část poupěte má tvar stopkovitého kalichu a obsahuje velký počet drobných semen. Horní, širší část poupěte, má směrem z venku dovnitř čtyři ztluštělé trojhranné kalichové listy, čtyři korunní lístky, jež jsou stočené vzhůru a tvoří dutou kuličku. Všechny části poupěte obsahují velké množství nažloutlého hřebíčkového oleje, který se vyznačuje výraznou kořenitou vůní a pálivou chutí (obsahuje eugenol). Receptaculum (květní lůžko) je na příčném řezu čtyřhranného tvaru se zaoblenými hranami (obr. 100). Pod drsným povrchem jsou 1 – 3 řady četných oválných olejových nádržek (obr. 101), pak následuje směrem dovnitř prstenec vodivých cévních svazků. Pod touto prstencovitou zónou je houbovitá střední část (obr. a1-51). Pletivo vrchní vrstvy je tvořena drobnými destičkovými až téměř čtvercovými buňkami s velmi silnými vnějšími a radiálními stěnami (obr. a1-52). Pod epidermis je uložen parenchym s jemnými stěnami, často s radiálním protažením a s četnými velkými, radiálně protaženými olejovými nádržkami, jež jsou ohraničeny dvojitým až trojitým věncem plochých sekrečních buněk.

68

Obr. 100 Příčný řez receptakulem (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 101 Příčný řez okrajovou částí receptakula (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Na olejovou vrstvu navazuje poněkud pevnější pletivo s mírně kolenchymaticky ztluštělými buňkami s nevelkým mezibuněčným prostorem. V tomto pletivu probíhají v přibližně kruhovitém uspořádání cévní svazky (obr. 102), dále je zde také osový provazec cévních svazků. Všechny cévní svazky jsou složeny z nápadných jemných prstencových a spirálních cév a z vláken s krystalovými komůrkami s oxalátovými žlázkami, ojediněle doprovázená vřetenovitými lýkovými vlákny Dužnaté kališní lístky mají u hřebíčku stejnou stavbu, jako mají vnější vrstvy receptakula, epidermální buňky pokryté hrubou kutikulou jsou v plošném pohledu polygonálního tvaru. Pod epidermis je parenchym s četnými olejovými nádržkami. Korunní plátky se od kališních lístků liší. Epidermální buňky vnitřní strany korunního plátku jsou vesměs o něco větší a mají mírně prohnuté stěny. Také obsahují olejové nádržky. Veškeré součásti hřebíčku jako koření jsou charakterizovány přítomností četných oxalátových krystalů.

krystalová komůrka cévní svazek lýkové vlákno

Obr. 102 Cévní svazky receptakula (upraveno dle Gassner et al., 1989) Mletý hřebíček je tvořen úlomky parenchymu s četnými krystalickými drúzami, nejčastěji nacházíme tyto úlomky pletiv a buněk: vrchní vrstvy složené z polygonálních buněk,

69

útržky parenchymu s olejovými kalíšky, zbytky cévních svazků s jemnými prstencovými a spirálovými cévami, vlákna s krystalovými komůrkami a drúzami, hladká vřetenovitá vlákna lýka, trojhranná zrnka pylu. 4.5.7 Plody a semena 4.5.7.1 Pepř Pepř má svůj původ v Indii, kde o něm nacházíme zmínky již ve staroindické literatuře. Již tehdy se používal pepř bílý, černý a zelený ve formě drcené i mleté, tak jako je tomu dnes. Všechny tři druhy pepře pocházejí ze stejné rostliny. Pepřovník černý (Piper nigrum) je typickým tropickým keřem, který roste v tamních pralesích. Má tam ideální podmínky pro svůj růst, protože potřebuje hodně vlhka a polostín. Jako koření se používají jeho plody, což jsou malé černé bobule zhruba o velikosti hrášku, a na povrchu je překrývá tenká dužnatá vrstva. Pepř černý se získává sklízením nezralých zelených plodů, které se asi 10 dní suší na slunci, kde získají svoji typickou černou barvu a svraštělý povrch, tak jak jej známe jako spotřebitelé. Někdy se nezralé plody namáčejí do solného nálevu nebo do octu a tím se získává tzv. zelený pepř, který je určen zejména pro labužníky. Bílý pepř se sklízí jako zcela zralé plody červené barvy. Jejich oplodí se proto mnohem snadněji odděluje od bílého středu. Plody se potom po částečném prokvašení máčejí ve vodě a drhnutím se docílí odloupnutí povrchové dužniny od středu. Potom se suší a získávají tak svou typickou žlutošedou barvu. Chuť tohoto druhu pepře je mnohem jemnější, než je tomu u pepře černého. Pepř obsahuje velmi ostře chutnající pryskyřici (až 2 %) uložené převážně v oplodí, škrob (30 – 50 %), silice (1 – 3 %) a také alkaloid piperin (5 – 9 %), který způsobuje dráždění sliznic a podporuje tak trávení. Pokud se pepř používá v mírných dávkách, působí blahodárně i na žaludeční sliznici a stimuluje srdeční činnost, působí močopudně a kladně ovlivňuje metabolismus. Při vysokých dávkách ale představuje vysoké riziko pro zažívací systém jako je například vznik vředů. Proto by se neměl podávat ve větší míře hlavně dětem a neměl by se kombinovat s octem. Pepř se používá celý (obr. a1-60) nebo mletý. Do pokrmů by se měl přidávat až na konci vaření, aby bylo dosaženo maximální chuti. Mletý pepř delším skladováním ztrácí aroma, a proto je nejlepší jej pomlít těsně před použitím. Přidává se do nálevů na nakládání zeleniny, do marinád, šunky, jídel ze zeleniny a všech druhů mas, omáček, polévek a masných výrobků. Pepř (obr. 103) vypadá jako bobulovitý plod, ale vzhledem k vytvoření endokarpu bez mezer, tvořeného sklerenchymatickými buňkami je to peckovice. Na podélných řezech plodem je vidět, že je semeno obklopené oplodím a uvnitř je z větší části tvořeno silně vyvinutým, uvnitř dutým, šedobílým perispermem. Na horním konci semene je pod zbytkem blizny malý endosperm zapuštěný do perispermu, a v něm je nepatrný zárodek, který lze objevit pouze při bedlivém vyšetření.

70

embryo endosperm

perisperm

osemení

oplodí

Obr. 103 Podélný řez plodem pepře (upraveno dle Gassner et al., 1989) V řezu plodem (obr. 104) je vidět zvenku dovnitř: stěna plodu, slupka semene a perisperm. Stěna plodu se skládá z těchto vrstev: vnější epidermis složená z malých polygonálních buněk s tmavohnědým obsahem

a tlustou kutikulou (obr. a1-59), hypodermis, označovaného jako vnější sklerenchymatická vrstva. Tato mnohobuněčná,

nepravidelně rozeklaná vrstva, v důsledku rozptýlených parenchymatických buněk, obsahuje kvadratické až radiálně protažené sklerenchymatické buňky se silně ztluštělými, zdřevnatělými (obr. a1-57), leskle žlutými a vrstvenými stěnami se zřetelně tečkovanými kanálky. Lumen těchto buněk má tmavohnědý obsah a je vesměs menší než je tloušťka stěny,

bílý pepř

perisperm osemení vnitřní sklerenchymatická vrstva vrstva olejových buněk vrstva cévních svazků parenchymatická vrstva s pryskyřičnými buňkami vnější řez vrstvou sklerenchymatických buněk epidermis

Obr. 104 Příčný řez svrchní vrstvou pepře (upraveno dle Gassner et al., 1989)

parenchymatické vrstvy s velkými buňkami, s roztroušenými zaoblenými elipsovitými

pryskyřičnými buňkami a občas se vyskytujícími sklerenchymatickými buňkami, parenchymatické vrstvy s drobnými buňkami a cévními svazky, které jsou směrem ven

ohraničeny sklerenchymatickými buňkami,

71

vrstvy olejových nádržek, která se skládá z velkých, bez mezer k sobě přiléhajících buněk obsahujících olej. Tyto buňky doprovází menší, zčásti zřetelně tečkované buňky,

endokarpu, označovaného jako vnitřní sklerenchymatická vrstva, který tvoří úplně uzavřenou vrstvu složenou z podkovovitě ztluštělých, zdřevnatělých buněk se světležlutými stěnami, tyto buňky nemají obsah. K této vrstvě přiléhá ještě jedna vrstva tenkostěnných, světle hnědých buněk, jež odpovídá nejvnitřnější vrstvě stěny plodu.

Osemení (obr. 104) přiléhá bezprostředně k oplodí. Je tvořeno z vnitřní vrstvy hnědých pigmentových buněk a z jedné vnitřní vrstvy bezbarvých buněk zcela kolabovaných, ty jsou bezprostředně spojeny s buňkami perispermovými pod nimi ležícími, že je můžeme lehce považovat za krajní perispermové buňky. Semeno pepře tvoří téměř kompletně perispermové pletivo s tenkostěnnými parenchymatickými buňkami, jejichž velikost vzrůstá od povrchu směrem do hlubších vrstev (obr. a1-58). Buňky v krajních vrstvách obsahují aleuronová zrna, téměř žádný škrob nebo jen malé množství, zatímco dále směrem do hloubky jsou uloženy typické škrobové buňky, mezi nimi můžeme najít žluté olejové buňky. Škrobová zrnka perispermu pepře jsou malá (2 μm), hranatě kulatá, s malou jadernou dutinkou. Často jsou buňky tak stlačeny dohromady, že škrob jako polygonální hmota vyplňuje celý buněčný prostor. Některé buňky obsahují složená zrnka škrobu o velikosti až 20 μm. Buňky prosté škrobu obsahují piperin, látku nerozpustnou ve vodě, prostou zápachu, rozpuštěnou v éterickém oleji těchto buněk, jež mohou obsahovat i pryskyřičné hrudky. Ve starých pepřových zrnkách nebo v mletém pepři, u kterého tento olej z větší části vytěkal, jsou ve vodném preparátu viditelné vykrystalizované jehličky piperinu. Pálivě ostrá chuť pepře je dána jeho obsahem piperinu, kořenná chuť je určována éterickým olejem. Bílý pepř Od černého se liší tím, že vrstvy perikarpu, ležící mimo jeho zónu cévních svazků, tedy především vnější vrstvy sklerenchymatických buněk, v tomto případě chybí (obr. a1-55, a1-56). V ostatních aspektech je mikroskopická struktura stejná jako u černého pepře. Mletý pepř Největší část je tvořena škrobovými buňkami perispermu (obr. a1-53, a1-54). Dále zde nacházíme úlomky vnitřní sklerenchymatické vrstvy, kdy tyto fragmenty jsou světlehnědé a jsou tvořeny z hustě utvořené vrstvy pravidelně polygonálních, mírně ztluštělých sklerenchymatických buněk. Tyto buňky samy o sobě jsou téměř bezbarvé, kdežto hnědé zabarvení je dáno hnědými buněčnými vrstvami především osemení. U černého pepře můžeme nacházet tmavohnědé fragmenty vnější sklerenchymatické vrstvy oplodí, u bílého pepře je nacházíme velmi ojediněle. Tyto sklerenchymatické buňky nikdy netvoří uzavřenou vrstvu, ale nacházíme je ve skupinách. Tvar buněk je nepravidelný, leskle žluté buněčné stěny jsou silně ztluštělé a mají úzké tečkované kanálky, obsah je hnědý. Můžeme se setkat s falšováním mletého pepře a to pomocí oplodí, stopek pepřových plodů a vřeten květenství, příp. nerostnými součástmi. 4.5.7.2 Nové koření Plody stromu pimentovníku pravého (Pimenta dioica) pěstovaného ve střední Americe a zejména na Jamajce, jež se sklízejí krátce před úplnou zralostí, jsou známy jako nové koření, jamajský pepř, anglické koření aj. Plod nového koření je téměř úplně kulatá bobule, o velikosti 4 – 7 mm, v barvě červené až tmavě hnědé s bradavičitým drsným povrchem, má

72

na temeni čtyřzubý okraj kalicha a zbytek čnělky. Plod je rozdělen tenkou přepážkou na dvě části a uvnitř každé je ledvinovité až polokulovité tmavohnědé semeno. Na příčném řezu oplodím (obr. 105) nového koření je nejsvrchnější vrstva tvořena drobnými hnědostěnnými buňkami a pod nimi je mohutně vyvinutý mezokarp tvořený z velmi různorodě utvářených buněk a pletiv. Vnější vrstvy mezokarpu tvoří tenkostěnné, hnědé parenchymatické buňky, do nich je zapuštěna jednoduchá vrstva velkých olejových nádržek. Olejové nádržky mají kulatý nebo zploštělý tvar a jsou opatřeny věncem tabulkovitých tmavě hnědých buněk. Do velkobuněčných hnědých parenchymatických vrstev, a zejména do vnitřního mezokarpu, je zabudováno větší množství sklerenchymatických buněk, často spojených do skupin nebo vrstev. Sklerenchymatické buňky jsou kulaté nebo tangenciálně protažené, jejich stěny jsou ztluštělé, bezbarvé nebo nažloutlé, zřetelně vrstvené, s jemnými kanálky, většinou bohatě tečkované. Obsah buněk bývá červenohnědý. Kromě těchto buněk jsou v mezokarpu nápadné parenchymatické buňky s velkými oxalátovými drúzami. Nejvnitřnější vrstva stěny plodu je tvořena kolabovanými jemnostěnnými hnědými buňkami.

pokožka

olejové nádržky vnější vrstva sklerenchymatických buněk vnitřní vrstva sklerenchymatických buněk vnitřní vrstva

Obr. 105 Řez oplodím nového koření (upraveno dle Gassner et al., 1989) V plošných řezech vnějšími vrstvami stěny plodu (obr. 106) je současně vidět jak drobnozrnnou epidermis, tak velké olejové nádržky (obr. a1-61, a1-62), ležící pod ní a vyklenuté směrem ven. Nad každou olejovou nádržku jsou v epidermis buňky připomínající štěrbinovité otvory.

73

Obr. 106 Vnější vrstva nového koření (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 107 Chloupky nového koření (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Z epidermis vyčnívají ojediněle krátké, velmi ztluštělé a vesměs ohnuté chloupky (obr. 107), většinou jsou pouze na vrcholku plodu (obr. a1-62), neboť se velmi snadno odlamují. Vnější vrstva slupky plodu je tvořena úzkými protáhlými buňkami, střední vrstvy tvoří pigmentovaný parenchym. Je tvořen zakulacenými nebo tangenciálně protaženými buňkami, které obsahují po jednom pigmentovém tělísku zabarveném do hněda. Zárodek má spirálově stočenou osu se zárodečným kořínkem a kotyledony. Pletivo zárodku tvoří tenkostěnný parenchym s jemným buněčným materiálem, buňky ležící pod drobnobuněčnou epidermis jsou vesměs buňky s hnědým obsahem. Na vrstvu hypodermu navazuje jednoduchá vrstva olejových nádržek. Všechny ostatní buňky zárodku obsahují kromě bílkovin ve velkém množství drobná zrnka škrobu, jež mají ve většině případů jednoduchou strukturu a zakulacený až kulatě hranatý tvar. Semena (obr. 108) jsou tvořeny velmi nerovnoměrně tlustou slupkou a zárodkem, není zde endosperm.

osemení zárodek

Obr. 108 Řez okrajovou částí semene nového koření (Gassner et al., 1989) Velikost škrobových zrn je 5 – 12 μm, není zde zřetelné vrstvení. U drobných škrobových zrn je viditelné tečkovité jádro, u větších škrobových zrn lze rozeznat jádrovou dutinku. Kromě jednoduchých škrobových zrn se vyskytují ojediněle rovněž složená škrobová zrna, jejichž velikost dosahuje 25 μm.

74

Mleté nové koření V mikroskopickém preparátu najdeme tyto části: úlomky vnější stěny plodu s hnědými epidermálními buňkami a pod nimi ležící olejové

nádržky, drobné tlustostěnné chloupky, sklerenchymatické buňky oplodí s kousky parenchymu, buňky obsahující oxalátové drúzy, kousky osemení s pigmentovými buňkami, zrna s dutinkami, úlomky zárodku tvořené hnědými buňkami obsahujícími škrobová zrna. 4.5.7.3 Paprika Paprika roční (Capsicum annum) pochází pravděpodobně z Kolumbie, i když roste v mnoha oblastech Střední a Jižní Ameriky. V současnosti se pěstuje v teplých oblastech jižní Evropy, ve Střední Americe, Indii a východní Asii. Paprika je národním kořením Maďarů a Španělů. Je to listnatá polokeřovitá rostlina z čeledi lilkovitých. Tvar, velikost a barva plodů je velice rozmanitá, stejně jako obsah a typ v nich obsaženého kapsicinu, který způsobuje pálivě ostrou chuť. Odrůdy velmi ostré chuti se někdy označují jako chilli. Některé mírně chutnající druhy se používají také jako salát nebo zelenina. Má také význam pro svůj vysoký obsah vitamínu C. Plody jsou většinou kuželovité, často také kulovité bobule značné velikosti. Bobulovitý charakter plodu se ztrácí při dozrání vysycháním plodu, ale tvar plodu zůstává zachován. Barva je většinou červená, povrh je lesklý, stopka a kalich bývají na plodech zachovány i při obchodování s celými plody. Příčné řezy ukazují neúplné rozdělení na části, které vesměs tvoří 3 přepážky, na nichž jsou usazena četná drobná semena. Vzhledem k tomu, že v paprikovém prášku nejsou obsaženy pouze části stěny plodu a semen, ale mohou se tam vyskytnout také úlomky stopky a kalichu, je třeba znát anatomickou stavbu všech těchto částí, aby bylo možné posoudit kvalitu mleté papriky. Na řezu stěnou plodu papriky můžeme rozeznat tyto vrstvy: exokarp z epidermálních buněk, které mají ztluštělé vnější stěny, tlustostěnné buňky hypodermis, jejich ztluštělé stěny mají kolenchymatický charakter, parenchym, jednoduchou vrstvu obřích buněk a mezi nimi drobné kolabované buňky, vnitřní epidermis z parenchymatických buněk a v ní sklerenchymatické buňky, které

se vyskytují ve skupinách. Na plošném řezu vnější stěnou plodu (obr. 109) jsou viditelné tlustostěnné polyedrické epidermální buňky se zřetelně tečkovanými stěnami, pod touto vrstvou buňky kolenchymatické. Na plošném řezu vnitřními vrstvami plodové stěny jsou parenchymatické buňky, kde jsou rozesety sklerenchymatické buňky, které jsou protažené a mají charakteristický rohlíčkovitý tvar. Příčné řezy vnitřními přepážkami plodu obsahují epidermis tvořenou parenchymatickými buňkami, v nichž jsou rozesety skupiny o něco vyšších tenkostěnných žlázových buněk. Kutikula pod nimi ležící obsahuje mezi žlázovými buňkami a kutikulou malé množství žlutého, často vykrystalizovaného oleje obsahujícího kapsaicin, který se při dozrávání rozšiřuje do všech částí stěny plodu a do semen.

75

Semena (obr. 110), kterých je v paprikovém plodu bohatě, mají plochý kruhovitý tvar se ztluštělým okrajem a světle žlutou barvou. Jsou tvořena osemením, endospermem a malým spirálovitým zárodkem usazeným v endospermu. Osemení je tvořeno 5 6 vrstvami buněk, z nichž jsou viditelné pouze epidermální buňky, zatímco ostatní vrstvy jsou méně nápadné nebo i kolabované. Epidermální buňky jsou velké a na plochých stranách semene destičkovité. Jejich výška vzrůstá na vyklenutém okraji semene natolik, že mají téměř sloupovitý charakter. Vnitřní stěny a boční stěny epidermálních buněk jsou silně ztluštělé. Pletivo endospermu má relativně silnostěnné buňky, oproti tomu buňky zárodku jsou jemné. Oboje obsahují tuk a aleuronová zrna.

Obr. 109 Vnější vrstva oplodí papriky – plošný pohled na epidermální buňky a kutikulu zleva (upraveno dle Klika, 1936)

Obr. 110 Podélný řez okrajovou částí semene papriky (upraveno dle Klika, 1936)

Mletá paprika je charakteristická četnými červenožlutými tukovými kapkami. Velkou část tvoří kolenchymatické pletivo dužiny plodu (obr. a1-63, a1-64). Dále velice často nacházíme buňky z osemení (obr. a1-65, a1-66).

76

4.5.7.4 Muškátový květ a muškátový oříšek Pravý muškátový květ a oříšek pocházejí ze stromu muškátovník pravý (Myristica fragrans) z Jižních Moluk, zejména ostrovů Banda, V současné době se muškátovník pěstuje také na Jávě, na Cejlonu, v Indii, v Brazílii a v Západní Indii. Plody muškátovníku pravého jsou jednosemenné, zakulacené, velikosti broskve. Dužina plodu při dozrávání pukne a uvolní semeno tmavě hnědé barvy. Semeno zbavené osemení tvoří muškátový ořech (obr. 111 a 112), zatímco míšku, který obklopuje semeno a který se také využívá, se říká „macis“ nebo také „muškátový květ“. Při získávání muškátového květu se nejprve odstraní dužina plodu, poté se oloupáním oddělí od semene míšek a usuší se. Sušením ztratí svoji původní karmínovou červenou barvu a získá žlutou až žlutohnědou barvu.

 

Obr. 111 Muškátový oříšek podélný řez (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 112 Řez muškátovým oříškem – příčný řez(upraveno dle Gassner et al., 1989)

Semena se také nejprve suší. Tento proces trvá až několik týdnů, poté se sklerenchymatické části (osemení) opatrně rozdrtí a dojde k uvolnění oříšku. Takto získané koření se na některých místech obalí směsí vápna a mořské vody a po opětovném usušení dodává na trh. Toto vápnění mělo původně sloužit k zabránění klíčivosti semen a tím následně došlo k zabránění pěstování muškátových stromů v jiných zemích. V současné době se vápnění používá spíše ze zvyku. Vápnění má také snížit poškození koření hmyzem (tzv. holandské zboží). Nyní se na trhu můžeme setkat s „nevápněnými muškátovými oříšky“ (tzv. anglické zboží). Pravé muškátové oříšky mají velikost a tvar vlašských ořechů. Muškátový oříšek Muškátový oříšek je tvořen perispermem, endospermem a embryem. Perisperm tvoří vnější vrstvu a proniká ve formě tmavých kanálků do světlého endospermu, který tvoří převážnou část oříšku. Díky tomu, má oříšek na řezu mramorovaný vzhled. V perispermu můžeme odlišit primární vnější a sekundární vnitřní část. Buňky primárního perispermu jsou silně stlačeny. V plošném řezu mají tyto buňky kruhovitý tvar (obr. 113). Tyto buňky obsahují červenohnědé pigmenty a velice často i krystaly. Na vnější perisperm bezprostředně navazuje perisperm vnitřní (sekundární), který je tvořen z buněk s tenkými stěnami s hnědým obsahem (obr. a1-67). Mezi těmito buňkami nacházíme jednotlivé olejové buňky a cévní svazky. Z tohoto sekundárního perispermu vnikají tmavé svazky do endospermu. Tyto svazky jsou tvořeny velkými olejovými buňkami a cévními svazky. Krajní vrstvu endospermu tvoří drobné ploché buňky obsahující v protoplasmě drobná kulatá škrobová zrna a krystalky mastné kyseliny. V některých buňkách můžeme nalézt velké aleuronové zrno. Škrobová zrna endospermu jsou jednoduchá nebo složená s jádrem. Jednoduchá škrobová zrna jsou kulatá o velikosti 10 až 25 µm, složená dosahují velikosti 40 µm (obr. 114).

77

Obr. 113 Vnější perisperm muškátového oříšku (upraveno dle Gassner et al., 1989)

 

Obr. 114 Řez vnitřní částí muškátového oříšku (upraveno dle Gassner et al., 1989, 200 x)

Muškátový květ (macis) Epidermis a z části také pod ní ležící hypodermis jsou tvořeny tlustostěnnými protáhlými buňkami se zašpičatělými konci. Vnější vrstva buněk je pokryta kutikulou. Vnitřní část je tvořena parenchymatickými buňkami (obr. a1-68), mezi nimiž jsou větší olejové nádržky. Parenchymatické buňky obsahují četná, až 10 µm velká, zrnka amylodextrinu. V mletém muškátovém květu nalézáme buňky zásobního parenchymu a olejové nádržky. 4.5.7.5 Kmín Hnědé plody kmínu kořenného (Carum carvi, obr. 115), který je domovem v Evropě a v Asii, se vyznačují žebrováním ve světlejší barvě, jsou štíhlé, asi 5 mm dlouhé a 1 – 1,5 mm široké (obr. a1-70, a1-72). Jsou to srpovitě prohnuté nažky pětibokého průřezu (obr. 116) s 5 nízkými žebry.

Obr. 177 Kmín (upraveno dle Klika, 1936)

Obr. 178 Příčný řez kmínem (upraveno dle Klika, 1936)

Příčné řezy mírně srpkovitě ohnutými plody ukazují tvar pravidelného pětiúhelníku s pěti vystouplými, stejně silnými žebry (obr. a1-69, a1-71). Celý vnitřek vyplňuje bílý endosperm.

78

Svrchní vrstva stěny je tvořena nezřetelně tečkovanými, lehce protaženými, bezbarvými buňkami. Mezokarp není příliš charakteristický. Endokarp je tvořen jemnostěnnými, většinou protáhlými příčnými buňkami, které mívají prohnuté stěny. Endosperm obsahuje tlustostěnné polyedrické buňky s olejem, aleuronová zrna a drobné oxalátové drůzy (obr. 116). V drceném kmínu nacházíme zejména části endospermu a pletivo oplodí. 4.5.8 Další druhy koření Některé druhy zeleniny se do masných výrobků přidávají jako koření – např. cibule, česnek. Jiné druhy zeleniny se používají jako doplněk pro výrobu různých speciálních mozaikových salámů a dalších masných výrobků (hrášek, paprika). Setkáváme se také s používáním některých druhů hub, např. žampiony, lanýže apod. Při určování druhu hub vycházíme z charakteristické struktury jejích výtrusů. 4.5.8.1 Cibule Nejrozšířenější je cibule kuchyňská (Allium cepa), pocházející z Orientu, ale můžeme se setkat také s cibulí zimní (Allium fistulosum), pocházející ze Sibiře. V anatomické stavbě nejsou mezi nimi podstatné rozdíly. Cibule je obklopena suchými suknicemi, jež mají podle odrůdy nejrůznější odstíny hnědé, včetně odstínů červené. Vnější suché suknice se vyznačují velkobuněčnou epidermis s lehce tečkovanými stěnami, buňky jsou v podélném směru silně protaženy (obr. a1-73, a1-74). Hypodermis ležící pod nimi probíhá napříč k povrchové vrstvě a obsahuje v blízkosti stěn pravidelné velké oxalátové krystaly (obr. 117).

Obr. 117 Vnější vrstva a hypodermální buňky suché suknice cibule (Gassner et al., 1989)

Vrchní vrstva dužnatých suknic se podobá suchým suknicím. Epidermální buňky vyklenuté vnější strany listů (obr. 118) jsou vesměs výrazně delší a silněji protaženy než epidermální buňky konkávní vnitřní strany (obr. 119). Také hypodermální buňky dužnatých suknic mají velké, často poněkud podélně protažené oxalátové krystaly. Buňky mají nápadně velká buněčná jádra. Cévní svazky jsou v řadě a jsou obklopeny buňkami obsahujícími olej (obr. 120).

79

Obr. 118 Vnější buňky vyklenuté vnější strany dužnaté suknice cibule (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 119 Vrchní buňky konkávní vnitřní strany dužnaté suknice (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 120 Parenchymatické buňky a spirálovité cévní svazky cibule (upraveno dle Gassner et al., 1989)

4.5.8.2 Česnek Velké cibule česneku (Allium sativum) pokryté bílou suknicí se jako koření používají z rozmanitých důvodů. Typická vůně cibulovitých je u této rostliny obzvlášť výrazná. Cibule česneku je tvořena větším počtem dílků, kterým se říká stroužky. Obalová vrstva cibule česneku (obr. 121) je tvořena tenkou suknicí, která při mikroskopickém pozorování vykazuje určitou podobnost se suchými suknicemi cibule kuchyňské. U česneku jsou však hypodermální buňky menší, kolenchymaticky ztluštělé a znatelněji tečkované (obr. a1-75, a1-76). Často obsahují jeden oxalátový krystal. Podélně protažené epidermální buňky s tenkými netečkovanými stěnami nevykazují žádné zvláštnosti. Dužnatý stroužek (obr. 122) je tvořen pravoúhlými buňkami s jemnými stěnami a obsahuje charakteristické vláknité buňky, jež chybějí u cibule.

Obr. 121 Vnější krycí vrstva a hypoderm suchých obalových listů česnekové cibule (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 122 Pravoúhlé buňky a vláknité buňky dužnatého stroužku česneku (upraveno dle Gassner et al., 1989)

80

4.6 ROSTLINNÉ ALERGENY Alergeny jsou přirozeně se vyskytující látky bílkovinné povahy, které způsobují u přecitlivělých jedinců nepřiměřenou reakci imunitního systému. Příznaky alergické reakce jsou v rozmezí od zažívacích poruch, respiračních příznaků jako je rýma a astma, kožní reakce jako je kopřivka a atopické dermatitidy po život ohrožující anafylatický šok. Stupeň alergické reakce se liší u jednotlivých potravin, ale i u jednotlivců. Někdy se alergická reakce může projevit již po příjmu nepatrného množství potraviny. Množství alergenu nezbytné k vyvolání imunitní reakce se pohybuje v širokém koncentračním rozmezí, množství je pro každého jedince specifické. Problém potravinových alergií spočívá mimo jiné i v tom, že tato složka může být obsažena skrytě, takže o ní konzument ani neví. Dalším problémem je neexistence účinné metody léčby. Vzhledem k výše uvedenému tedy není divu, že vznikl postupně tlak na deklarování potenciálně alergizujících složek. Alergie mohou vyvolat v podstatě všechny potraviny, v Evropě však bylo stanoveno 14 nejvýznamnějším potravinových alergenů, které představují většinu potravinových rizik a z tohoto důvodu podléhají legislativnímu označování. Tuto povinnost upravuje zákon č. 110/1997 Sb. (zákon o potravinách) a prováděcí vyhláška č. 113/2005 Sb. (o označování potravin a tabákových výrobků). Jedná se o: obilniny obsahující gluten (pšenice, žito, oves, ječmen) a výrobky z nich, korýše a výrobky z nich, vejce a výrobky z nich, ryby a výrobky z nich, podzemnici olejnou (arašídy) a výrobky z nich, sójové boby (sója) a výrobky z nich, mléko a výrobky z něj, skořápkové plody a výrobky z nich – jedná se o všechny druhy ořechů, celer a výrobky z něj, hořčici a výrobky z ní, sezamová semena (sezam) a výrobky z nich, oxid siřičitý a siřičitany v koncentracích vyšších než 10 mg, ml/kg, l, vyjádřeno SO2, vlčí bob (lupinu) a výrobky z něj, měkkýše a výrobky z nich. Legislativa uvádí také výjimky – produkty z výše uvedených surovin, které vzhledem k jejich vlastnostem a k technologii jejich získání z původních surovin nejsou nositeli alergenních vlastností: glukózový sirup a dextróza z pšenice, maltodextriny na bázi pšenice, glukózový sirup

z ječmene, destiláty z obilovin, rybí želatina jako nosič vitamínových a karotenoidních přípravků a aromatických látek,

rybí želatina a vyzina (kolagen z jeseterovitých ryb) jako čiřidlo při výrobě piva a vína, destiláty a aromatické látky v destilátech vyrobené ze suchých skořápkových plodů, zcela rafinovaný sójový olej a tuk, přírodní směsi tokoferolů, fytosteroly a jejich estery

získané ze sójového oleje a ester rostlinného stenolu vyrobeného ze sterolů z rostlinného oleje ze sóji,

syrovátky použité k výrobě alkoholických destilátů, lactikol.

81

V současné době jsou nejčetnější alergie na proteiny vajec, které jsou obsaženy jak v bílku, tak i ve žloutku. Další velmi častou alergií je alergie na proteiny kravského mléka, kterou trpí 3 % dětí do tří let věku. Nejvýznamnějším alergenem ze syrovátkových bílkovin je β-lactoglobulin, který je velmi odolný vůči štěpení proteázami trávicího traktu, a proto může přecházet i do mateřského mléka. Alergii mohou vyvolat i další mléčné bílkoviny, kterými jsou bovinní sérový albumin a kasein. Obecně rozšířená a velice vysoká je i alergie na celer (3–10 % v populaci s potravní alergií), navíc alergie na celer těsně souvisí s pylovou alergií. Výskyt alergie na hořčici dosahuje 7 % potravních alergií, u této alergie však velmi záleží na konkrétní geografické oblasti a s tím související skladbě jídelníčku. Za další alergeny lze považovat též jablka, hrušky, meruňky, broskve, jahody, rajčata, špenát, křen, zelí, ředkvičky, kapusta, aromatické byliny, červené víno a řada koření a některé pikantní omáčky. Pro stanovení alergenů jsou v některých případech popsány imunologické metody. Další možností jejich stanovení jsou DNA – testy. Vývoj DNA testů je součástí úsilí o vytvoření alternativních metod pro detekci alergenů, pro které imunologické testy chybí. Real time PCR metody byly popsány pro arašídy, hrách, ořechy, hořčici, celer a sezam. V současné době existuje několik PCR – ELISA komerčně vyráběných kitů (mandle, celer, lepek, lískové oříšky, arašídy a sója). Existuje obecná dohoda o tom, že detekční limit pro jednotlivé potraviny musí být někde mezi 1 až 100 ppm (mg proteinu na kg potraviny). Mikroskopické vyšetření doplňuje uvedené metody. Mikroskopická struktura významných surovin rostlinného původu s alergenním potenciálem (obilniny, sója) již byly popsány. Následující kapitoly jsou věnovány dalším z nich. 4.6.1 Sezam Sezam indický (Sesamum indicum) pochází z Afriky a postupně se jeho pěstování rozšířilo do ostatních částí světa. Sezamová semínka jsou silným alergenem. V posledních několika letech došlo ke zvýšení počtu a závažnosti reakcí na sezam ve stravě a to v důsledku zvyšujícího se použití sezamového semínka i sezamového oleje v potravinách. Alergie na sezamové semínko se vyskytuje u 0,7 – 1,2 % populace. Začíná v útlém dětství a to v důsledku používání potravin obsahujících sezam ve stravě kojenců (sezam je zdrojem bílkovin a železa). Reakce na sezam jsou vážné, existuje vysoké riziko anafylaxe. Sezam může způsobovat obtíže u pekařů. Po dlouhodobé expozici sezamu dochází k výskytu astmatu a rýmy, kopřivky po kontaktu. Sezamová semínka obsahují asi 50 % oleje a 20 % bílkovin. Hlavní alergeny sezamu jsou 2S albuminy, které tvoří 25 % celkových bílkovin a 7S vicellin, což je méně rozšířený protein v sezamu. Dosud je málo informací o zkřížených reakcích. Pravděpodobně k nim dochází zvláště s ořechy a se zástupci čeledi Fabaceae (sója, podzemnice). Nejnižší zjištění dávka vyvolávající reakci je 30 mg sezamového semínka, anafylaktický šok po konzumaci 1–5 ml sezamového oleje. Prahová dávka pro vysoce citlivé osoby nebyla stanovena. Sezamový olej je nejběžnějším produktem získávaným ze semen sezamu. Sezamový olej může u dospělých vyvolat anafylaktický šok, přičemž osoby reagovaly již na několik mg bílkovin obsažených v sezamovém oleji. K reakci na sezamové semínko došlo při dávce 100 mg až 7 g. Tento rozdíl v množství, na které osoby reagovaly, může naznačovat interakci mezi alergeny sezamu a lipidovou matricí, která může značně zvýšit alergenitu. Taková interakce byla zjištěna i u hlavního alergenu hořčice. U sezamu a jeho produktů nebyla zjištěna stabilita alergenní bílkoviny po chemickém a termickém zpracování.

82

Obr. 123 Řez osemením a endospermem semene sezamu (upraveno dle Klika, 1936)

Pokožka osemení (obr. 123) je tvořena z palisádových buněk (obr. a1-77, a1-80), které na horním konci obsahují velké, nepravidelně zakulacené krystalky oxalátu. Pod epidermis jsou nezřetelné vrstvy buněk. Endosperm je srostlý s osemením a je tvořen 2 až 5 vrstvami tenkostěnných buněk, pouze stěny vnější vrstvy buněk je výrazněji ztluštělé. Buňky obsahují aleuronová zrna a olej. Obě dělohy jsou tvořeny z parenchymatických buněk (obr. a1-79), které kromě oleje obsahují velké množství aleuronových zrn. Na vnitřní straně zárodečných listů je typická vrstva palisádových buněk, která přiléhá k epidermis (obr. a1-78). 4.6.2 Podzemnice olejná Podzemnice olejná (Arachis hypogea) patří do čeledi Fabaceae (Leguminosae), kam patří také výše zmíněný hrách, fazole, sója, lupina a čočka. Během posledních desetiletí se konzumace podzemnice zvýšila pro její obsah snadno stravitelných proteinů a její univerzálnost: lze ji konzumovat jako zeleninu, “arašídové máslo”, praženou nebo solenou, přidává se do cukrovinek, používá se k výrobě oleje. Odhaduje se, že se alergie na arašídy vyskytuje u 0,5 – 1,1 % dospělé populace v USA i v Evropě a v posledních letech byl zaznamenán nárůst. Alergie na arašídy obvykle začíná v dětství kolem 5 let a většinou zůstává i v dospělosti. Tolerance se dosáhne asi u 20 % pacientů. Jsou popsány případy resenzibilizace. Běžné jsou vážné, život ohrožující reakce na arašídy, častěji u astmatiků. Jsou uváděny případy úmrtí po konzumaci arašídů, zvláště ve Velké Británii a USA. Již velmi nízká dávka (< 15 mg pražených arašídů) arašídů je schopná vyvolat alergickou reakci. Alergické reakce začínají během několika minut po konzumaci a často zasahují více než jeden cílový orgán (např. kůži, respirační, trávicí, kardiovaskulární systém). Bylo identifikováno minimálně 7 alergenů arašídů (Ara h 1–7), přičemž Ara h 1 (vicilin) a Ara h 2 (konglutinin) představují 20 % a 10 % všech proteinů arašídů a jsou to nejdůležitější alergeny arašídů. 95 % pacientů s vážnou alergií na arašídy rozpozná Ara h 1 a Ara h 2. Hlavní alergeny podzemnice jsou odolné k tepelnému opracování. Po pražení Ara h 1 a Ara h 2 zvyšují svoji schopnost vázat IgE. Dosud nejsou známy mechanismy tohoto zvýšení, pravděpodobně jde o strukturální modifikace alergenů. Surový olej obsahuje cca 100–300 µg proteinu, rafinovaný olej cca 100krát méně. Metoda získávání oleje ovlivňuje alergenitu konečného výrobku: olej lisovaný zastudena má vysoký podíl alergenů: 0,2 – 3,3 µg/ml, olej lisovaný zatepla nemá téměř žádné alergeny, nerafinovaný olej zpracovaný při teplotě 54 – 93 °C způsobí alergickou reakci,

83

rafinovaný olej zpracovaný při teplotě 230 – 260 °C není alergenní. Současné informace o alergenitě podzemnicového oleje nejsou jednotné a je proto rozumné předpokládat, že může obsahovat stopová množství proteinu a vyvolat u citlivých jedinců alergickou reakci. Plod se skládá z oplodí, jež představuje dřevitou část plodu (slupka), a semen – vlastních arašídů, určených ke konzumaci nebo zpracování. Semeno je tvořeno dělohami (obr. 124). Buňky epidermis jsou drsné a mají hrubě tečkované stěny. Po odstranění oleje je obsah buněk děloh tvořen aleuronovými a škrobovými zrny. Škrobová zrna jsou jednoduchá, zakulacená, vykazují slabé vrstvení a jemné trhlinky v jádře. Velikost se pohybuje mezi 5 15 µm (obr. a1-81, a1-82, a1-83, a1-84).

 

škrobová zrna

aleruonová zrna  

Obr. 124 Úlomek dělohy podzemnice olejné se škrobem a aleuronovými zrny (upraveno dle Klika, 1936)

4.6.3 Hořčice Horčice jako potravina je často směsí semen dvou nebo více druhů rodu Sinapis a Brassica z čeledi Brassicaceae, např. Sinapis alba L. hořčice bílá (hořčice žlutosemenná), Brassica nigra (hořčice tmavosemenná) a Brassica juncea L. (orientální hořčice). Žlutá hořčice se používá zvláště v Evropě, orientální hořčice v USA a Japonsku. Alergie na hořčici představuje asi 1–7 % potravinových alergií, jsou pátou až šestou nejčastější příčinu anafylaxe. Hořčice se podle některých autorů považuje za skrytý alergen v běžné kojenecké stravě – k senzibilizaci může dojít v děloze matky a prostřednictvím mateřského mléka. Po konzumaci hořčice dochází také k řadě subjektivních vjemů: pocit horka, otok rtů a jazyka, otok obličeje, hrtanu, porucha hlasu, obtížné dýchání a polykání, astma, nauzea, kopřivka, atopická dermatitida aj. Hořčice obsahuje řadu dráždivých látek, např. isothiokyanáty v B. nigra, sinalbin v S. alba a kapsaicin. Z kapsaicinu se uvolňuje látka P, která může způsobovat degradaci žírných buněk, která není způsobena IgE. Hořčice tak obsahuje látky, které mohou vyvolat neimunologické reakce napodobující alergické reakce (falešně pozitivní reakce v kožních testech). Hlavní alergeny žluté hořčice Sin a 1 a orientální hořčice Bra j 1 se strukturálně velmi podobají. Čeleď Cruciferae (Brassicaceae) zahrnuje řadu běžných druhů zeleniny, např. zelí, květák, čínské zelí, růžičkovou kapustu, brokolici, tuřín (vodnici), ředkvičky a řepku. Řada autorů uvádí potenciální zkříženou reakci mezi hořčicí a řepkou. To je třeba brát do úvahy v případě, že se bude uvažovat o zavedení přídavku bílkoviny řepky do potravin. Alergeny hořčice jsou odolné se štěpení trávicími enzymy (pepsin, trypsin, chymotrypsin), dále k teplu, působení kyselin a zásad. Při výrobě hořčice proto pravděpodobně nedochází k významnému snížení alergenního potenciálu. Alergenitu pravděpodobně zvyšuje lipidová

84

matrice. U hořčice a jejích produktů nebyla zjištěna stabilita alergenní bílkoviny po chemickém a termickém zpracování. Malé množství hořčice může vyvolat anafylaktický šok. Jako nejnižší dávka vyvolávající reakci (potvrzeno DBPCFC) se uvádí 1 mg mletého hořčičného semene, což odpovídá 0,3 mg bílkoviny. Semena jednotlivých druhů hořčic mají buď bezbarvou vrstvu palisádových buněk (obr. a1-86), nebo zřetelně viditelné slizové epidermální buňky (obr. a1-85), v některých případech obojí (obr. 125). V pochutině hořčice lze palisádové buňky také běžně prokázat (obr. a1-87, a1-88).

 

epidermis

velké buňky

palisádové buňky

pigmentové buňky

aleuronová vrstva

vnitřní vrstva Obr. 125 Povrchová část semene hořčice černé (upraveno dle Klika, 1936)

4.6.4 Celer Miřík celer (Apium graveolens) je dvouletá rostlina. Je silně aromatický díky silici obsahující lakton selanolid. Reakce na celer jsou zprostředkované IgE protilátkami a jsou velmi časté u dospělých lidí v Evropě. Citlivost k celeru je často spojena s pylem břízy nebo pelyňku. Patří na celém světě mezi nejagresivnější alergeny, tím, že hrozí vyšší riziko výskytu anafylaktického šoku. U citlivých jedinců může škodit celer syrový, ale i tepelně opracovaný. Za alergické reakce je zodpovědná homologní bílkovina s Bet v 1, která se označuje Api g 1 a bílkovina s Bet v 2, značená Api g 4.

85

Obr. 126 Celer velkobuněčný parenchym (autoři)

4.6.5 Stromové ořechy Do této skupiny patří: mandle, para ořechy, lískový ořech, vlašský ořech, pistácie, kešu ořech, pekanový ořech, makadamie 4.6.5.1 Mandle Mandloň obecná (Mandlovník obecný, Amygdalus communis) patří do čeledi Rosaceae (růžovité). Mandlovník je až 12 m vysoký opadavý strom. Plod je zploštělá, kožovitá, chlupatá peckovice. Pecka (endokarp) skrývá uvnitř velké semeno (mandli). Semeno obsahuje 27 % bílkovin a 50 % tuku. Alergické reakce jsou různé, od mírných orálních příznaků po život ohrožující stavy. Litaratura popisuje tyto alergeny: Pru du 2S albumin, Pru du 4–profilin, Pru du amandin, Pru du konglutin, Pru du LTP. Někteří popisují jako hlavní alergen mandlí amandin. Osemení je tvořeno velmi drobnými buňkami (obr. 127). V tomto pletivu můžeme nalézt jemné cévní svazky. Epidermis obsahuje sklerenchymatické buňky, mnohoúhelníkovitého tvaru s bohatě tečkovanými stěnami. Zárodek je tvořen tenkostěnnými buňkami, které obsahují olej a aleuronová zrna. Ve velkých aleuronových zrnech můžeme nalézt oxalátové krystaly, nejlépe v polarizovaném světle.

Obr. 127 Osemení mandle, příčný řez povrchovou vrstvou (Gassner et al., 1989)

Průkaz použití mandlí ve výrobku je velice obtížný, zejména pokud jsou použity mandle loupané. Pokud nalezneme části osemení, je průkaz použití možný.

Dutina celeru je tvořena velkobuněčným parenchymem (až 100 µm) s jemnými stěnami (obr. a1-89, a1-90). Dřevnaté tělo obsahuje nestejně široké a krátké cévní svazky, kůra je kryta korkovou vrstvou tvořenou tenkostěnnými korkovými buňkami (obr. 126).

86

4.6.5.2 Lískový ořech Líska obecná (Corylus avellana) je jednodomý keř z čeledi Corylaceae (lískovité). Líska největší (C. maxima) může vyrůst až do výšky 10 m a oříšky má mnohem větší než líska obecná. Kříženec mezi těmito dvěma druhy dává nejchutnější oříšky. Alergici na pyl časně kvetoucích stromů, bývají velice často alergičtí na lískový oříšek. Často se vyskytuje skřížená alergie s pylovou alergií na břízu, dub, olši, lísku a habr. Literatura uvádí tyto alergeny: Cor a 1, Cor a 2, Cor a 8 LTP, Cor a 9 -11S globulin, Cor a 10, Cor a 11 – 7S globulin.

 Obr. 128 Buňky děloh lískového ořechu s aleuronovými a škrobovými zrny (Gassner et al., 1989)

Semeno lísky je tvořeno dvěma mohutnými dělohami (obr. 128), které jsou pokryty osemením. Osemení tvoří parenchymatické buňky, ve kterých jsou cévní svazky (obr. a1-91). Pod ním je uložen endosperm tvořený velkými buňkami uloženými ve formě aleuronové vrstvy (jedno nebo dvouřadý). Pletivo děloh je tvořeno parenchymatickými buňkami s jemnými stěnami a malým mezibuněčným prostorem. Buňky kotyledonu obsahují tuk a aleuronová zrna s oxalátovými drúzami (obr. a1-92). Škrobová zrna nacházíme velice výjimečně a jsou velice drobná. 4.6.5.3 Vlašský ořech Ořešák královský (Juglans regia) patří do čeledi ořešákovité (Juglandaceae). Nejvýznamnější alergeny jsou: 2S albumin Jug r 1 a vicilin Jug r 2. Semeno je téměř kompletně tvořeno parenchymatickými buňkami obsahujícími tuk a aleuronová zrna (obr. 129), výjimečně drobná škrobová zrna. Osemení naléhá těsně na kotyledony a je tvořeno z parenchymatických buněk obsahujících třísloviny. Typické jsou kruhovité štěrbiny rozptýlené v epidermis.

87

 

   

 

  

 

a b c Obr. 129 Sklerenchymatické buňky endokarpu vlašského ořechu Popis: a – vnější část, b, c – střední část (upraveno dle Gassner er al. 1989)

4.7 HOUBY Jako doplněk pro výrobu různých speciálních mozaikových salámů a jiných masných výrobků se také používají některé druhy hub, např. žampiony, lanýže apod. Při určování druhu houby vycházíme z charakteristické struktury jejích výtrusů (obr. 130, 131).

Obr. 130 Výtrusy žampionů (Gassner er al. 1989)

Obr. 131 Výtrusy lanýže černého (Gassner er al. 1989)

4.8 KAKAOVÉ BOBY Kakovník pravý (Theobroma cacao, L.) pochází ze severní části Jižní Ameriky. Tento vytrvalý stromek znali již původní obyvatelé (Indiáni), kteří z dužniny jeho plodů vyráběli nápoje a semena, která zprvu používali jako platidlo, která také následně začali zpracovávat. Po dobytí Ameriky se přeneslo pěstování kakaovníku i do jiných oblastí s obdobným klimatem. Rozlišují se dvě nejdůležitější skupiny kakaovníku: Criollo legitimi a Forastero. Druhá skupina se ještě dělí na Angolety, Cundeamor, Amelonado a Calabacillo. V současné době se stále více začíná pěstovat varianta Trinitario, což je kříženec mezi Criollo a Forastero. Plody se odříznou ze stromu a jsou shromážděny na hromadách. Následně se vyluští, tj. vyjmou se semena z rozříznutých plodů. Po jejich vyjmutí se následně upravují fermentací a sušením. Tyto procesy mají důležitý význam na technologickou jakost suroviny.

88

K fermentaci dochází díky zbytkům ulpělé dužniny. Dužnina zralých plodů obsahuje více než 10 % cukrů a má příznivě nízké pH díky obsažené kyselině citronové. Kakaový bob představují oploštělá vejčitá semena, která jsou asi 2,7 cm dlouhá a 1,6 cm široká (obr. 132). Na konci jsou tupě zakončená hladkou plochou jizvou, z které vychází zřetelná stopa poutkového cévního svazku, probíhajícího podél silněji vyklenuté strany k druhému konci. Vnitřní část semene je složená ze dvou velkých tlustých děloh a obklopuje ho křehké žlutohnědé až načernalé osemení. Dělohy jsou olejnatě dužnaté, červenohnědé až černofialové. Do záhybů děloh vniká tenký, bezbarvý a jemný endosperm. Na povrchu semene bývají často zaschlé zbytky oplodí. Na příčném řezu osemením (obr. 133) můžeme pozorovat vnější ulpívající zbytky oplodí (obr. a1-93, a1-95), hlavně z jeho nejvnitřnější vrstvy. Ta je tvořena vrstvou natěsno uspořádaných drobných buněk. Vnější epidermis oplodí je tvořena většími buňkami, které mají na rozdíl od vnitřní vrstvy mírně ztlustlou vnější stěnu a svraštělé příčné stěny. Další strukturou v oplodí jsou velké slizové buňky, na které navazuje silně vyvinutý parenchym ze stlačených buněk.

Obr. 132 Kakaový bob (http://www.biotox.cz/enpsyro/pj3rthe.html) V parenchymu jsou často roztroušené vláknité svazky. Navazující strukturou je jednoduchá vrstva sklerenchymatických buněk. Poslední odlišitelnou vrstvou je vícebuněčná vnitřní parenchymatická vrstva, která je opět tvořena ze silně stlačených buněk (obr. a1-94). Jednotlivé druhy kakaa obsahují semena tvořící na plochách vzájemného dotyku semenné slupky sklereidy. Jsou zřetelně tečkované a velmi rozmanitě utvářené.

89

oplodí

epidermis

slizové buňky

cévní svazky

sklerenchym

stříbřitá vnitřní vrstva Obr. 133 Příčný řez osemením kakaového bobu (upraveno dle Klika, 1936)

Endosperm je tvořen tenkostěnnými paranchymatickými buňkami. Obsahují krystalky oxalátu vápenatého a občas i krystalky mastné kyseliny. Dosti nápadné a charakteristické jsou „Mitscherlichova tělíska“ (obr. 134 a 135), která však nepatří do této vrstvy, ale jsou to jen vtlačené chloupky svrchní pokožky děloh. Tyto chloupky se snadno oddělují od pokožky, a proto jsou také na vnitřním osemení. Jsou zvlášť významným znakem kakaa (obr. a1-96). Na příčném řezu okrajem dělohy nacházíme epidermis tvořenou z destičkovitých žlutohnědých buněk. Na tyto buňky navazuje vrstva vnitřních parenchymatických buněk. Z povrchové vrstvy vyčnívají chloupky, na podélném řezu viditelné jen zřídka, avšak na plošném řezu se vyskytují pravidelně. Vnitřní pletivo děloh je tvořeno převážně z parenchymatických buněk. Obsahují jehličkovité tukové krystalky mastné kyseliny, světélkující v polarizovaném světle. Dále jsou zde obsažena i aleuronová a škrobová zrna. Škrobová zrna kakaa jsou buď jednoduchá, nepravidelně kulovitá až podélná, nebo jsou tvořena několika zrníčky.

Mitscherlichova tělíska

parenchymatické buňky

buňky pletiva dělohy

Obr. 134 Svrchní část dělohy (upraveno dle Gassner et al., 1989)

Obr. 135 Pletivo dělohy s krystalky mastné kyseliny (upraveno dle Gassner et al., 1989)

90

4.9 KÁVOVÉ BOBY Káva je hojně konzumovaný nápoj získaný z pražených zrn kávovníku, ale také prášek, který se k výrobě tohoto nápoje používá. Káva a její pěstování, pražení, prodej a příprava zaměstnává velké množství lidí a je socio-ekonomicky velmi významnou komoditou, kterou v celosvětovém měřítku předstihne jen obchod s ropou a ropnými produkty. Doposud bylo identifikováno minimálně 66 druhů rodu kávovník (Coffea). Dva nejdůležitější druhy jsou C. arabica (káva arabika) (obr. a1-97) a C. canephora (káva robusta) (obr. a1-98). Třetím nejznámějším druhem je Coffea liberica, která tvoří asi 1% světové produkce. V současné době jsou běžně dostupné nápoje vyrobené z kávy arabika a robusta, pražených bobů nebo směsi těchto dvou. Obě odrůdy kávy se liší nejen z botanického hlediska, ale také z hlediska kvality. Rozdíly mezi oběma druhy se významně projevují v jejich botanické charakteristice, genetice, agronomii, chemických a morfologických charakteristikách. Plody kávovníku jsou peckovice, které svým vzhledem připomínají třešně, mající ve většině případů červenofialovou barvu, v některých případech může být i bílá a žlutá. Při podélném a příčném řezu se nám obnaží vnější exokarp a mezokarp a vnitřní světlý endokarp rohovité povahy, jež se nazývá pergamenová blanka. Tato blanka obaluje dvě zploštělá k sobě přiléhající semena. Někdy se vyvine pouze jedno zaoblené zrno, které se nazývá perlové. Každé ze dvou semen je zvlášť obaleno osemením (tzv. stříbřitá blanka). Při zpracování bývá odstraněna a její zbytky můžeme nalézt jedině v břišní rýze semena. Semena se skládají z rohovitého endospermu. Uvnitř je skryto embryo, tvořené klíčkem a dělohou.

Obr. 136 Sklerenchymatické buňky osemení C. arabica (Gassner et al., 1989)

Obr. 137 Sklerenchymatické buňky osemení C. liberica (Gassner et al., 1989)

Pro kávu je charakteristické osemení a je prokazatelné i v upražené a rozemleté kávě. Je to blanka z několika vrstev parenchymatických tenkostěnných buněk, obyčejně rozdrcených při úpravě kávy, a skupiny sklerenchymatických buněk ve svrchní vrstvě. Buňky jsou bez vnitřního obsahu, jsou uloženy těsně, a mezi nimi jsou vklíněny nápadně silnostěnné, vřetenovité librosklereidy, 35 – 40 µm široké a přes 100 µm dlouhé. Jejichž zdřevnatělé velmi tlusté stěny jsou zpravidla šikmo dvůrkované. Seskupení sklereidů je charakteristické pro odrůdu kávy. U semen kávovníku arabského tvoří sklerenchymatické buňky v osemení široké pásy, u semen kávovníku robusta jsou v nepravidelně roztroušených skupinách (obr. 136 až 137). Endosperm se oproti tomu skládá z buněk těsně k sobě přiléhajících, mnohostranných, uvnitř poněkud radiálně protáhlých, se stěnami tlustými, na příčném řezu dvůrkatými. Při příčném řezu se proto toto dvůrkování jeví silně uzlovitě. Tyto parenchymatické buňky obsahují bílkoviny a tuky, dále cukry, třísloviny a kofein. Zárodek se skládá z buněk tenkostěnných, velmi jemných, obsahujících bílkoviny a tuk.

91

Pod pojmem suroviny živočišného původu rozumíme suroviny získávané z hospodářských a některých dalších zvířat během jejich života (mléko, vejce) a dále také post mortem z hospodářských a některých dalších zvířat (maso a další poživatelné části těl). Patří sem také včelí med a další speciální produkty (maso z hlemýžďů). Suroviny jako med, mléko, maso jsou po menších úpravách považovány již za hotové potraviny, ale zároveň slouží jako suroviny pro potravinářské výrobky, případně pro další zpracování (např. strojně oddělené maso, vařené kůže, zpracované kůže, tepelně ošetřené vaječné obsahy, pekařský med, předem uvařené droby – játra, hlavy, nožičky) a teprve následné použití ve výrobě. Suroviny živočišného původu určené k výrobě potravin musí být posouzeny jako vhodné pro lidskou spotřebu. Vyšetření živočišných produktů a rozhodnutí o jejich použití je v kompetenci orgánů veterinární správy. Podmínky pro rozhodování o živočišných produktech a jejich využití obsahují veterinární předpisy na úrovni národní a evropské legislativy. Suroviny živočišného původu se pak mohou stát jedinou, převažující nebo minoritní součástí výrobku. Ve výživě člověka zaujímají suroviny živočišného původu významné místo jako zdroje zejména plnohodnotných bílkovin, ale i dalších látek (minerální látky a vitamíny). Přítomnost surovin živočišného původu ve výrobku (zejména v masných výrobcích) je možné prokazovat různými metodami. Mezi nimi zaujímají zvláštní místo metody mikroskopické, které umožňují přímý průkaz suroviny na základě charakteristických znaků. Na rozdíl od některých evropských zemí současná platná legislativa ČR tento způsob vyšetření živočišných produktů neobsahuje, ačkoli, jak uvádí Rakouský potravinový kodex, lze toto vyšetření použít „k určení obsahu tkání v mase a masných výrobcích a ke zjištění patologických změn v použitém mase a částech orgánů“. V masných výrobcích, obsahujících jako převažující základní surovinu maso, se během mikroskopického vyšetření v různém procentuálním zastoupení setkáváme se svalovinou, ale také s tukovou tkání, vazivem nebo různými typy orgánů (játra, srdce, plíce, slezina, vemeno aj.). Mohou se zde ale vyskytnout i části těl zvířat, která z dietetického hlediska považujeme za méně hodnotné a která se uplatňují zejména v průmyslovém zpracování (kosti, kůže, pokožkové útvary). Je nepřípustné v potravinách nalézt ty části těl, která jsou pro výrobu potravin zakázané (mandle, samičí nebo samčí pohlavní orgány s výjimkou varlat, močové orgány s výjimkou ledvin a močového měchýře, chrupavka hrtanu, průdušnice a extralobulární průdušky, oči a oční víčka, vnější zvukovod, rohové tkáně a u drůbeže hlava, jícen, vole, střeva a pohlavní orgány, výjimkou je hřebínek a lalůčky. Jednotlivé suroviny, jejich velikost, množství, rozmístění a kvalitu lze často zjistit pomocí mikroskopie potravin na základě jednoho vyšetření masného výrobku. Nejčastěji se k tomuto účelu používá světelný mikroskop v kombinaci s přehlednými nebo cílenými barvícími technikami. K vyšetření je však kromě jednoduchého laboratorního vybavení a mikroskopu zapotřebí zkušený hodnotitel se znalostmi morfologie jednotlivých surovin v syrovém stavu i po opracování. Mikroskopická struktura tkání se totiž ve výrobcích vlivem technologického opracování (mechanické, termické a chemické vlivy) může značně odlišovat od stavby původních tkání. K posouzení a identifikaci tkání je tedy nutné mít i tyto znalosti, zkušenosti a možnost porovnání s modelovým vzorkem nebo fotodokumentací.

5 SUROVINY ŽIVOČIŠNÉHO PŮVODU

92

5.1 PRINCIPY DIAGNOSTIKY ŽIVOČIŠNÝCH PRODUKTŮ

URČENÝCH K VÝROBĚ POTRAVIN Tkáně jsou soubory buněk a mezibuněčné hmoty, které uspořádané do pruhů, vrstev nebo kompaktních útvarů tvoří orgány. Ty jsou uspořádané do vyšších celků, orgánových soustav a organismů, v nichž mají jednotlivé orgány funkční souvislosti, typické strukturální složení a společný původ. Základními skupinami tkání jsou epitely, pojiva, svalovina, trofická a nervová tkáň. Obecně jsou základem tkáně buňky se stejnou stavbou, funkcí a původem. Jednotlivé buňky mají dle své funkce různý charakter, tvar (kubický, protáhlý, cylindrický, hvězdicovitý) a velikost (obvykle 5 50 m). Na tyto znaky se zaměřujeme při mikroskopické identifikaci, neboť velikost, tvar a vzájemné uspořádání buněk a mezibuněčné hmoty zůstávají u většiny tkání typické i po mechanickém a tepelném ošetření a pomáhají rozlišit, o který orgán se jedná. Hodnotitel je vždy odkázán na dobrou znalost jejich vzhledu a na zkušenost. 5.1.1 Epitely Epitel (textus epithelialis) je tkáň složená z těsně na sebe přiléhajících buněk navzájem spojených jen malým množstvím mezibuněčné hmoty. Epitely vznikají ze všech tří zárodečných listů. Ektodermálního původu je například pokožka a její deriváty, z endotelu vzniká výstelka trávicí trubice, pankreas, játra a žaludeční žlázy. Mezodermálního původu jsou například epitely samčí a samičí pohlavní soustavy a výstelka tělních dutin – mezotel. Tvar i velikost epitelových buněk se různí od vysokých cylindrických až po kubické a dlaždicové elementy se všemi možnými přechodnými formami. Běžný polyedrický tvar je výsledkem jejich uložení v buněčných vrstvách a tkáních. Buněčná jádra, příslušně obarvena, jsou zřetelně vidět a jejich tvar je kulatý, protáhlý nebo eliptický. Tvar jádra obvykle zhruba odpovídá tvaru buňky, takže kubické elementy mají jádra kulatá, zatímco dlaždicové epitely obsahují jádra oploštěná, eliptická. Dlouhá osa jádra je vždy rovnoběžná s hlavní osou buňky. Protože hranice mezi buňkami jsou ve světelném mikroskopu obvykle nezřetelné, tvar jádra se stává důležitým vodítkem pro odhad tvaru a počtu buněk. Jádro má též význam pro určení polohy buněk a zjištění, zda buňky jsou či nejsou uspořádány do vrstev, což slouží jako základní kritérium klasifikace epitelů. Epitely se obvykle dělí podle své struktury a funkce na dvě hlavní skupiny: krycí epitely a žlázové epitely. Toto je však rozdělení pouze arbitrární, neboť existují krycí epitely, kde každá z buněk secernuje hlen (např. povrchový epitel žaludku), nebo takové, kde žlázové buňky se vyskytují jen ojediněle (např. hlenové buňky tenkého střeva či trachey). Z hlediska diferenciální diagnostiky jsou důležité krycí epitely, které dělíme dle tvaru a počtu buněk (obr. 138.). Epitely krycí jsou tkáně, jejichž buňky vytvářejí vrstvy, které kryjí zevní povrch nebo vystýlají tělní dutiny. Bývají klasifikovány morfologicky podle počtu vrstev a tvaru buněk ve vrstvě povrchové. Jednovrstevný epitel tvoří jedna vrstva buněk a vrstevnatý epitel obsahuje více než jednu vrstvu. Jednovrstevný epitel může být dlaždicový, kubický nebo cylindrický. Příkladem jednovrstevného kubického epitelu je epitel kryjící povrch ovaria (obr. a2-1) a jako příklad epitelu cylindrického může sloužit výstelka tenkého střeva (obr. a2-2). Vrstevnaté epitely dělíme podle tvaru buněk povrchové vrstvy. Vrstevnatý dlaždicový rohovatějící epitel nacházíme především v kůži (obr. a2-3). Vrstevnatý dlaždicový nerohovatějící epitel vystýlá vlhké dutiny (obr. a2-4) (např. ústa, jícen), na rozdíl od kůže, jejíž povrch je suchý. Vrstevnatý epitel cylindrický je vzácný a najdeme jej například na spojivce.

93

Přechodný epitel vystýlající močový měchýř, močovod (obr. a2-97) a horní úsek močové trubice, je charakteristický přítomností kopulovitých fasetových buněk v povrchové vrstvě, které nejsou ani dlaždicové, ani cylindrické. Tvar těchto buněk se mění podle rozepětí měchýře. Víceřadý epitel je tak nazýván proto, že jádra jsou zde sice uložena v řadách nad sebou, avšak všechny buňky přitom zůstávají zakotveny v bazální lamině a některé z nich nedosahují povrchu. Nejznámějším příkladem této tkáně je víceřadý cylindrický epitel s řasinkami v dýchacích cestách (obr. a2-6).

 

Obr. 138 Schématické znázornění typů krycích epitelů A – jednovrstevný dlaždicový epitel, B – jednovrstevný kubický epitel (14), s mikroklky (2) a s pohárkovými žlázovými buňkami (3), D – víceřadý epitel s kinocíliemi a vrstvičkou hlenu na povrchu, E – vícevrstevný dlaždicový epitel nerohovatějící (1) a rohovatějící (2), F – vícevrstevný kubický epitel (přechodný epitel, urotel) v prázdném (1) a v naplněném (2) močovém měchýři (Jelínek, 2001) Pro potravinářské účely jsou však často epitely krycí z jatečně získávaných orgánů z hygienických důvodů odstraňovány (předžaludky, pokožka). Ve výrobcích se tak s nimi můžeme setkat pouze ojediněle, např. při použití jícnu jako obalu, kde vrstevnatý dlaždicový epitel zůstává a jeho typické uspořádání tak prozrazuje přítomnost jícnu ve výrobku. Stejně tak se lze v některých výrobcích setkat s epitelem respiračním (při použití plic) nebo resorpčním (při použití nesdíraných střev). I když jsou všechny epitelové tkáně funkčně významné a podstatné pro činnost orgánů, pro potravinářství jsou významné zejména epitely žlázové, které se shlukují a diferencují v sekreční složky orgánů (játra, ledviny, mléčná žláza, pankreas), kde tvoří tzv. parenchymatickou složku. Ta je uspořádána do tubulů, váčků a lalůčků, které jsou vzájemně oddělené vmezeřeným vazivem. Žlázy pak rozdělujeme podle počtu buněk, podle jejich vzájemného uspořádání a typu vyústění (obr. 139). Některé žlázy jsou tvořené pouze jednotlivými buňkami umístěnými v jiné tkáni, naproti tomu existují také žlázy mnohobuněčné. Příkladem jednobuněčných žláz jsou pohárkové buňky (obr. a2-5), které se nacházejí v epitelu střevní stěny (krycí epitel) a v dýchacích cestách, kde produkují hlen. Žlázy se vždy vyvíjejí z krycích epitelů buněčnou proliferací a invazí do okolního vaziva, která je sledována další diferenciací. Žlázy exokrinní jsou takové, u nichž je zachováno spojení s povrchovým epitelem, ze kterého vznikly. Toto spojení nabývá tvaru tubulárního vývodu vystlaného epitelem, kudy proudí žlázový sekret na povrch. U žláz endokrinních je spojení s povrchovým epitelem, ze kterého vznikly během vývoje, obliterováno. Tyto žlázy proto vývody postrádají a jejich sekret je sbírán a transportován do místa určení krevním proudem.

94

A-tubulózní žláza

1) jednoduchá přímá,

1´) jednoduchá klubíčková

2) rozvětvená

3) složená

B-alveolární žláza

1) jednoduchá

2) rozvětvená

3) složená

C-tubuloalveolární žláza

1) rozvětvená

2) složená

Obr. 139 Schématické znázornění typů žlázových epitelů (Jelínek, 2001)

Mezi potravinářsky významné žlázové epitely patří zejména složité tuboalveolární žlázy (obr. 139). V potravinářském průmyslu jsou nejvíce využívána játra. Játra jsou složitou tuboalveolární žlázou. Využití mají jako droby pro přímý prodej nebo na výrobu masných výrobků. Zejména se využívají na játrové paštiky a takzvané játrové sýry. Podrobněji budou popsány v části masných výrobků. Další potravinářsky významnou žlázou jsou ledviny. Ledviny jsou žlázou složitou tubulózní. Využití mají jako potravina na přímý prodej. V masných výrobcích se s nimi setkáváme ojediněle. Mohou se vyskytovat v případě použití drůbežího strojně odděleného masa , kde jsou součásti skeletu, který se používá na separaci masa od kostí. Mezi méně využívané žlázy patří mléčná žláza, ojediněle může být použita na výrobu paštik.

5.1.2 Pojivová tkáň Pojivová tkáň patří mezi méně hodnotné, a tedy i méně žádoucí součásti finálních výrobků. V organismu pojiva slouží jako mechanická opora a výplň jiných tkání (vazivové obaly, vazivové přepážky, podslizniční vazivo, vazivové vrstvy sliznice, kožní škára, stěny velkých tepen aj.) nebo tvoří samostatné orgány (chrupavka, kost, šlacha, vazy, tuková tkáň). Jejími komponentami jsou mezibuněčná hmota vláknitá tvořena proteinovými vlákny, mezibuněčná hmota amorfní a tkáňová tekutina, kterou představuje především voda vázaná v roztocích. V extracelulární matrix jsou zality vazivové buňky. Co se týče strukturálního složení, obsahuje tedy pojivová tkáň tři třídy komponent: buňky, vláknitou a amorfní mezibuněčnou hmotu. Široká paleta typů vaziva v organismu je dána různou proporcí těchto tří složek. Z technologického hlediska i z hlediska praktické mikroskopie je u pojivové tkáně důležitý vzájemný poměr buněk a vazivových vláken (obr. 140), množství mezibuněčné hmoty a do ní

95

uložených organických a anorganických látek. Z vláken tvořených tzv. stromatickými bílkovinami rozlišujeme kolagenní, elastická a retikulinová vlákna. V masných výrobcích se běžně můžeme setkat se všemi uvedenými typy vláken. Pro potravinářství jsou nejdůležitější vlákna kolagenní, tvořená bílkovinou kolagenem. Od ostatních vláken se liší aminokyselinovým složením a složitou strukturou, která se odráží v jeho vlastnostech. Čerstvá kolagenní vlákna jsou bezbarvé provazce, avšak nahromaděna ve velkém množství dávají tkáni bělavý odstín až bílé zbarvení (např. ve šlachách). Vzhledem k prostorovému uspořádání protáhlých molekul tropokolagenu jsou tato vlákna dvojlomná. Barvíme-li vlákna obsahující kolagen kyselými barvivy složenými z protáhlých molekul) např. siriová červeň), které se vážou paralelně s molekulami kolagenu, jejich dvojlomnost ještě daleko víc vynikne. K tomuto zvýraznění dochází pouze v orientovaných kolagenních strukturách a využívá se jako specifický způsob jejich detekce. Nehledě na to, že bylo popsáno více než tucet typů kolagenu, nejčastější, nejvýznamnější a nejvíce studované jsou typy I, II, III, IV a V. Kolagen typu I je nejhojnější a nejvíce rozšířený. Vyskytuje se ve tkáních v podobě klasických kolagenních vláken, která vytvářejí kosti, dentin, šlachy, pouzdra orgánů, dermis atd. Kolagen typu II je přítomen především v hyalinní a elastické chrupavce. Vytváří jen velice tenké fibrily. Kolagen typu III je ve tkáních obvykle sdružen s kolagenem typu I a pravděpodobně tvoří hlavní kolagenní komponentu retikulárních vláken. Nověji se dokazuje, že kolagen III může kopolymerovat s jinými typy kolagenů. Kolagen typu IV najdeme v bazální lamině. Nevytváří fibrily ani vlákna. Kolagen typu V je přítomen v plodových obalech, krevních cévách a v malém množství i v jiných tkáních. Kolagenní vlákna jsou vláknité útvary složené z jemných vlákének (fibril) probíhajících ve vláknu přímo, nevětví se. Tlustší vlákna jsou obtočena spirálovitě jinými fibrilami, mezi nimiž se tvoří příčné vazby, což jim dodává pevnost. Se stářím zvířete se počet těchto příčných pevných vazeb a počet spojovacích míst ve fibrilách zvyšuje. Výsledkem je tuhost, odolnost vůči tepelnému i mechanickému opracování a nižší stravitelnost, která se pak projevuje u všech orgánů, v nichž jsou tato vlákna obsažena (včetně svaloviny). Ve světelném mikroskopu jsou kolagenní vlákna acidofilní, barví se růžově eosinem, modře Malloryho trichromem, zeleně Massonovým trichromem a rudě siriovou červení a vypadají jako vláknité útvary složené z jemných vlákének (fibril) (obr. a2-7) probíhajících ve vláknu přímo, nevětví se. Tlustší vlákna jsou obtočena spirálovitě jinými fibrilami, mezi nimiž se tvoří příčné vazby, což jim dodává pevnost (obr. 141).

S použitím kolagenu se v potravinářském průmyslu běžně setkáváme. Nejčastěji se využívá u masných výrobků, ale nalezneme jej také u potravin, jako jsou cukrářské výrobky, nebo

Obr. 140 Řídké kolagenní vazivo A buněčná složka, B vazivová vlákna (Bőhm a Pleva, 1956)

Obr. 141 Syntézy a uspořádání kolagenních vláken (Kruger, 2013)

A

B

96

cukrovinky. Způsob zpracování suroviny se liší podle použití v masném výrobku, takže se setkáváme s minimálním opracováním, kde zůstává zachována původní struktura kolagenových fibril. Patří sem například zpracování škáry kůže (obr. a2-10) nebo celých kůží (obr. a2-13). Můžeme se, ale setkat také s formou, kde došlo v procesu želatinizace ke vzniku amorfní hmoty želatiny (glutinu), která se využívá u specifických výrobků, jako je například tlačenka (obr. a2-14). Přítomnost většího množství uspořádaného kolagenního nebo elastického vaziva je známkou snížené hodnoty výrobku. Proto je pro hodnocení kvality výrobku důležité rozlišení vaziva a svaloviny. To je možné na základě morfologie nebo za použití speciálních barvících metod (barvení dle van Giesona, trichromové metody, dle Calley). Šlachy Šlachy jsou tvořeny hustě uspořádanými svazky kolagenu, které odděluje malé množství amorfní mezibuněčné hmoty. Fibrocyty zde obsahují protáhlá jádra, rovnoběžná s dlouhou osou šlachy, a skrovnou cytoplazmu, která zčásti obaluje jednotlivé porce kolagenních vláken. Cytoplazma je zřídkakdy viditelná při barvení hematoxylin-eosinem, nejen z toho důvodu, že jí je málo, ale také proto, že se přibarvuje stejně jako vlákna. Kolagenní svazky šlach (primární svazky) se spojují do útvarů vyššího řádu (sekundární svazky), jež jsou obklopeny řídkým vazivem, v kterém probíhají cévy a nervy. Navenek je šlacha obalena pochvou z hustého kolagenního vaziva. U některých šlach se tato pochva skládá ze dvou vrstev lemovaných plochými buňkami mezenchymového původu. Jedna z vrstev přisedá ke šlaše a druhá lemuje přilehlé struktury. Mezi oběma listy vzniká dutina, vyplněná viskózní tekutinou (podobnou synoviální tekutině kloubů). Tato tekutina, která obsahuje vodu, bílkoviny, glykosaminoglykany, glykoproteiny a ionty, plní funkci maziva umožňujícího hladký klouzavý pohyb šlachy v pouzdře. Chrupavky a kosti Chrupavka se skládá z buněk (chondrocytů) a velkého množství mezibuněčné hmoty (matrix) (obr. a2-15 a a2-16), obsahující vlákna a základní hmotu. Mezibuněčná hmota vzniká činností chondrocytů umístěných v dutinkách matrix., které se nazývají lakuny. V mezibuněčné hmotě všech druhů chrupavek nalezneme kolagen, kyselinu hyaluronovou, proteoglykany a malá množství různých glykoproteinů. Elastická chrupavka, která je velice ohebná, obsahuje významné množství elastinu. Vzhledem k tomu, že kolagen i elastin jsou ohebné, je pevná gelovitá konzistence chrupavky podmíněna elektrostatickou vazbou mezi kolagenními vlákny a postranními glykosaminoglykanovými řetězci proteoglykanů. Dále závisí na množství vody, vázané na záporně nabité řetězce glykosaminoglykanů, které odstupují z proteoglykanových osových proteinů. V důsledku různých funkčních nároků se vyvinuly tři druhy chrupavek lišící se stavbou matrix. Hyalinní chrupavka (obr. a2-15), která je nejběžnější obsahuje v základní hmotě převážně kolagen typu II. Více ohebná a roztažitelná elastická chrupavka (obr. a2-16) obsahuje kromě kolagenu II navíc i větší množství elastických vláken. Vazivová chrupavka, vyskytující se v místech s vysokými nároky na mechanickou odolnost a zátěž, má základní hmotu složenou především z husté síťoviny vrstvených kolagenních vláken typu I. všechny tři typy chrupavek postrádají cévní zásobení a jsou živeny difuzí z kapilár přilehlé vazivové tkáně (perichondria) (obr. a2-15), nebo prostřednictvím synoviální tekutiny kloubů. V některých případech sice mohou cévy chrupavkou procházet, ale pak jsou určeny k výživě jiných tkání. Chondrocyty v avaskulární tkáni mají jen nízkou metabolickou aktivitu. Chrupavka navíc postrádá lymfatické cévy i inervaci. Kost je specializovaná pojivová tkáň složená ze zvápenatělé buněčné hmoty – kostní matrix a tří různých typů buněk. Osteocyty sídlí v malých komůrkách (lakunách), zalitých v matrix (obr. a2-17). Osteoblasty vytvářejí organickou složku mezibuněčné hmoty. Osteoklasty jsou

97

obrovské mnohojaderné elementy, které resorbují a přestavují kostní tkáň. Vzhledem k tomu, že metabolity nemohou difundovat zvápenatělou kostní matrix, výměna látek mezi osteocyty a krevními kapilárami je závislá na propojení buněk, které je uskutečněno prostřednictvím kanálků. Kostní kanálky jsou tenké, válcovité prostory pronikající matrix. Pomocí těchto kanálků osteocyty komunikují filopodiálními výběžky s osteocyty ve svém sousedství, s vnitřním a vnějším povrchem kosti a s krevními cévami procházejícími matrix. Vnitřní i vnější povrch kostí je lemován vrstvou tkáně, nazývané endost (obr. a2-18), resp. periost, která obsahuje osteogenní buňky. Chrupavky a kosti nejsou běžnou součástí potravin. Vyskytují se ojediněle a jejich větší přítomnost signalizuje použití výrobních surovin jako je strojně oddělené maso (separované maso). Z tohoto důvodu je žádoucí kosti a chrupavky odlišit od jiných tkání. Toho lze dosáhnout pomocí cílených barvení dle Kossy nebo alizarinovou červení. Změny pojiva po technologickém opracování Kolagen Při působení vyšších teplot dochází k výrazným změnám také u kolagenních vláken ve vazivových součástech svaloviny. Při záhřevu se kolagenní vlákna deformují, ohýbají a stávají se elastickými. Ve vodě bobtnají, zvětšují svůj objem a dochází k rozrušení jejich příčných vazeb (klihovatí) (obr. a2-14). Tyto změny vedou k přechodu na rozpustný glutin, želatinu. Ta má mikroskopicky homogenní vzhled a oproti kolagenu vykazuje změnu barvitelnosti (hematoxylinem-eosinem se barví modře) (obr. a2-12, a2-13). Na této přeměně je založena výroba klihu a želatiny z těch částí těl jatečných zvířat, která obsahují hodně kolagenu, jako jsou šlachy, kůže, kosti, chrupavky. V masné výrobě jsou pak důsledkem této reakce některé žádoucí vlastnosti masných výrobků. Elastin Elastin je chemicky velmi odolný, nemění se varem ani v roztocích solí nebo kyselin. Z tohoto důvodu je také z hlediska výživy člověka tato bílkovina bezcenná. I z technologického hlediska je přítomnost těchto vláken ve větší míře nežádoucí, neboť elastické vazivo je i po zpracování tuhé (obr. a2-8). U tkání, které obsahují větší množství těchto vláken, dochází během technologického opracování jen k minimálním, sotva sledovatelným změnám (obr. a2-8). Orgány pojivové tkáně – šlachy, chrupavky, kosti Změny odpovídají výše uvedenému v závislosti na podílu jednotlivých součástí orgánu (kolagenní vlákna, organické a anorganické látky). Nejméně se změny dotýkají kostí, rovněž chrupavky si zachovají původní strukturu, přítomná kolagenní vlákna se přemění na gluten. Šlachy obvykle popraskají (obr. a2-9). Tuková tkáň Tuková tkáň si po tepelném působení zachovává obrysy poškozených buněk s viditelnými jádry (zprohýbané a popraskané stěny, obr. a2-19), jejichž obsah při vyšších teplotách (nad 100°C) vytéká. Při působení teplot nad 160°C difunduje tuk do vmezeřeného vaziva a vzniká emulze, která má velký význam pro křehkost pečeného masa (obr. a2-20). Při uzení působí vysoká teplota nejdéle na tuk umístěný pod povrchem výrobku, který zde po uzení tvoří vrstvičku, jejíž tloušťka souvisí s délkou a s teplotou uzení. Vytékání tuku z tukových buněk je využíváno také při tavení sádla a loje, při kterém dochází k zahřívání rozemleté tukové tkáně na teplotu 100–120°C. Dochází tak k oddělení tuku a prázdných buněk s retikulárními vlákny. Pokud zbytky tukové tkáně po vyškvaření vylisujeme, získáme škvarky, které

98

obsahují zbytky buněk, krevní a mízní cévy, mízní tkáň a části orgánů podle místa původu tuku. 5.1.3 Svalová tkáň Podle buněčné stavby, vzhledu a způsobu inervace rozlišujeme svalovinu kosterní (obr. a2-21, a2-22)., hladkou (obr. a2-23) a srdeční (obr. a2-24) – tabulka 2. Z technologického pohledu, stejně jako z pohledu spotřebitele, je nejvýznamnější tkání příčně pruhovaná svalovina, která se během posmrtných změn stává masem v nejužším slova smyslu. Kosterní svalovina (příčně pruhovaná) se skládá ze svazků dlouhých (až 30 cm), cylindrických, mnohojaderných buněk, které jsou příčně pruhovány. Velký počet jader v jednom elementu je výsledkem splynutí embryonálních jednojaderných myoblastů kosterní (obr. a2-21, a2-22). Oválná jádra obvykle nacházíme u savců na obvodu buňky pod sarkolemou (cytoplazmatickou membránou) kosterní (obr. a2-21, a2-22). Jejich stah je rychlý, energický a obvykle podléhá vůli jedince. Stah je vyvolán interakcí tenkých aktinových a tlustých myozinových filament, jejichž molekulární struktura jim umožňuje vzájemné klouzavé pohyby. Síly potřebné ke klouzavým pohybům vznikají na podkladě slabých interakcí v můstkách, které propojují aktin a myosin. Na příčném řezu mají svalová vlákna typický tvar. Jsou to polygonální políčka kosterní (obr. a2-21). Při velkém zvětšení lze na těchto průřezech zjistit i průřezy jednotlivých myofibril, které jsou sestaveny do zvláštních obrazců, tzv. Cohnheimova políčka. Několik svalových vláken přiložených k sobě tvoří svazek (primární). Mezi vlákny a na povrchu primárního snopce je malé množství vaziva (endomysium). Několik primárních snopců je spojeno tlustší vrstvou vaziva (perimysium) ve snopce sekundární. Tak se utváří ještě terciální snopce a celý sval je na povrchu rovněž pokryt vazivem (epimysium). Tabulka 2 Diferenciální diagnostika jednotlivých typů svalové tkáně

Příčně pruhovaná svalovina

Hladká svalovina Srdeční svalovina

Tvar základní struktury

svalová válcovitá vlákna, tzv. soubuní

buňky protáhlého vřetenovitého tvaru

buňky válcovitého tvaru

Velikost základní struktury

různé tloušťky a délky (podle druhu, pohlaví, věku, způsobu výkrmu), délka až 20 a více cm

50 – 100 µm x 10 µm 20 µm x 100 – 150 µm

Uložení jader pod sarkolemou centrálně ve střední části vždy uprostřed buňky Počet jader v buňce

mnoho jedno jedno

Myofibrily uspořádané do izotropních a anizotropních úseků

neuspořádané uspořádané do izotropních a anizotropních úseků

99

Tabulka 2 pokračování

Příčně pruhovaná svalovina

Hladká svalovina

Srdeční svalovina

Obrázek

(Jelínek, 2001) Vazivová vlákna mezi svalovými vlákny a snopci jsou vlákna kolagenní, elastická a argyrofilní, u tlustších přepážek převládají vlákna kolagenní. Vazivo přechází na obou koncích svalu ve šlachu (tendum). Poměr svaloviny, tuku a vaziva je u jednotlivých výrobních mas různý a ovlivňuje kvalitu masa z pohledu vhodnosti ke kulinářským úpravám, ale i z pohledu výživové hodnoty (obsahu esenciálních bílkovin). Další typy svaloviny, hladká a srdeční svalovina (tab. 2), které tvoří stěny vnitřních orgánů, mají pro potravinářství menší význam, ačkoli droby (např. střevo, předžaludky – dršťky, slezina aj.) se uplatňují jak v masné výrobě, tak i v kulinářských úpravách. Hlavním zdrojem masa jsou domestikovaní živočichové, zejména jatečná zvířata (skot, prasata, koně, ovce, kozy a králíci) a jatečná drůbež, dále je využívána lovná zvěř (zejména jelen, srnec, daněk, divočák, muflon, zajíc a bažant a dále exotické druhy). Některé druhy zvěře se dnes chovají farmovým způsobem. Za určitých okolností se ve vazivových přepážkách ukládá tuk, a vzniká tak makroskopicky viditelné mramorování masa. Ve vazivu probíhají svalovinou krevní a mízní cévy a nervy a jsou v něm uloženy mízní uzliny. Krevní cévy probíhají jako vlásečnice až ke svalovým vláknům. Rozdíly v poměru svaloviny a vaziva nalezneme také mezi jednotlivými druhy zvířat. Vzhled svalových vláken je kromě živočišného druhu ovlivněn také množstvím pohybu, stářím a stravou zvířete, ale i částí těla, ze které pochází. Barva masa je způsobena obsahem hemových barviv a souvisí s podílem dvou druhů svalových vláken. Červená vlákna mají více sarkoplasmatu a méně myofibril, vyšší obsah myoglobinu a jsou bohatší i na jiné chemické látky. Vlákna jsou užší do 50 μm. U savců se nacházejí hlavně v hřbetních svalech a svalech končetin. Jsou tedy ve svalech určených pro vytrvalejší práci. Vytrvalost je dána bohatším krevním zásobením a množstvím mitochondrií, kde je vysoký obsah ATP, probíhá v nich zejména aerobní glykolýza. Bílá vlákna mají více myofibril a jsou silnější (nad 60 μm). Světlá barva je způsobena menším obsahem myoglobinu a slabším krevním zásobením. Schopnost rychlé a silné kontrakce a rychlá unavitelnost je spojena nejen s menším krevním zásobením, ale i s tím, že zde probíhá zejména anaerobní glykolýza a zdroje glykogenu jsou rychleji vyčerpány. Jatečná zvířata jsou však šlechtěna právě na zvýšení podílu světlých vláken, mají totiž vyšší dietetickou hodnotu vzhledem k vyššímu obsahu svalových bílkovin. Myofibrily u světlých vláken jsou rozděleny rovnoměrně a u tmavých jsou ve svazcích.

100

Svalovina drůbeže Obecně lze říci, že maso, které nepochází ze savců, je jemněji žíhané a má méně vazivové a tukové tkáně (není mramorováno). Ve svalovině drůbeže nejsou jádra vždy uložena pod sarkolemou svalových vláken (obr. a2-25 a a2-26). Mezi svalovými vlákny a snopci je endomysia málo, hlavně u hrabavé drůbeže (obr. a2-26). Ve vnitrosvalových vazivových přepážkách je málo tuku. Tuk je uložen až v hrubších septech, proto nemá drůbeží maso tzv. mramorování. V cévách, které jsou součástí svaloviny, se nacházejí červené krvinky s jádry. Svalovina drůbeže je výrazně diferencována na svaly obsahující převážně bílá (prsní svaly) nebo červená svalová vlákna (stehna), rozdělení je dáno již geneticky. Svalovina ryb Na podélném řezu rybí svaloviny je vlákno zřetelně žíháno. U většiny vláken je žíhání jemné, hrubší je pouze na vláknech tmavého laterálního svalu ryb. Jádra jsou většinou uloženy pod sarkolemou ale také vevnitř svalového vlákna (obr. a2-27). Svalovina ryb je také více náchylná ke změnám způsobeným technologickým opracováním (obr. a2-28), které jsou většinou ireverzibilní. Svalovinu ryb a teplokrevných zvířat lze odlišit pomocí fluorescenční mikroskopie za použití diaminové hnědi a diaminové černi. Použijí-li se obě barviva ve stejném poměru, má svalovina teplokrevných zvířat nazelenalý až nahnědlý tón a silně fluoreskuje, rybí svalovina je tmavohnědočervená a slabě fluoreskuje. Tyto sledované barevné rozdíly jsou menší u syrové svaloviny než u vařeného masa. Další součásti kosterní svaloviny Se svalovinou se přirozeně pojí tkáně vazivová, tuková, nervová a cévy. Z nich vlastnosti masa ovlivňuje zejména tkáň vazivová a tuková. Jednotlivé snopečky a snopce svaloviny obaluje řídké kolagenní vazivo. Kolagenní vlákna jsou tenká, početná, kříží se a nepravidelně se splétají. Je zde málo elastických vláken a jen ojediněle vlákna retikulární, která jsou zejména v nejjemnějších vazivových přepážkách. Výrazně převládá amorfní mezibuněčná hmota. Ve svalech i v jedné topografické oblasti je různý obsah vaziva. Svaly přecházejí ve šlachovité úpony. Šlacha je husté uspořádané vazivo s malým podílem mezibuněčné hmoty a typickým tvarem vazivových buněk (fibrocytů). Podíl vaziva je dán, kromě již zmíněného, i věkem zvířete, u starších zvířat je ve svalovině vaziva více, a proto se maso ze starších zvířat hůře upravuje. Tuk může být uvnitř svalových vláken také v podobě kapének, nikoliv v podobě tukových buněk (adipocytů). V tukové tkáni jsou buňky na sebe hustě nahloučeny, takže se jejich kulatý tvar mění na polygonální. Velikost tukových buněk je závislá na výživném stavu zvířete a místě výskytu tukové tkáně v těle. Mezi tukovými buňkami je malé množství vazivové tkáně. Postupně však vazivo obaluje větší okrsky adipocytů a vytváří tak tukové lalůčky – primární, sekundární. Vazivové přepážky postupně zesilují. Obvyklou součástí masa a tedy i běžným nálezem v preparátech ze vzorků svaloviny jsou cévy (obr. a2-29), erytrocyty (obr. a2-30) periferní nervy (obr. a2-31), tuková tkáň (obr. a2-32), vmezeřené vazivo (obr. a2-33) a případně okrsky lymfatické tkáně (obr. a2-34). Poměr svaloviny, tuku a vaziva je u jednotlivých druhů výrobního masa různý a ovlivňuje jeho kvalitu z pohledu vhodnosti ke kulinářské úpravě, ale i z pohledu výživové hodnoty (obsah bílkovin). Vliv postmortálních procesů na mikrostrukturu masa Kvalitu masa velmi ovlivňují biochemické procesy probíhající ve svalovině po usmrcení zvířete děje, při nichž se vytváří se křehkost a vznikají extraktivní složky masa. Postmortální procesy zahrnují stádium, rigor mortis, zrání masa, které předchází do hluboké autolýzy. Na počátku procesu je ve svalovině ještě dostatek energeticky bohatých sloučenin a stav svaloviny umožňuje její zpracování do jemně mělněných výrobků. Vyčerpání

101

glykogenu a snížení obsahu ATP na 20% výchozí hodnoty způsobí vytvoření ireversibilního aktinomyosinového komplexu. Maso v této době není vhodné na zpracování, ale snížené pH podporuje jeho údržnost. Teprve ve fázi zrání získává maso vhodné senzorické a technologické vlastnosti v důsledku proteolytického uvolnění rigoru mortis a vznikem extraktivních látek. Postmortálními procesy dochází rovněž ke změnám mikroskopické struktury masa. V období rigor mortis dochází k poškození myofibril v linii Z na svalových vláknech. Vznikají uzly, ve kterých je žíhání zhuštěno a vlákno je v tomto místě zesílené. Uzel je dvojlomný a barví se tmavěji než okolní nezměněné části vlákna. V dalších místech svalového vlákna je žíhání rozrušeno a nahrazeno granulovanou hmotou. U drůbeže bylo popsáno rozrušení příčného pruhování i v období zrání a úměrně s dobou zrání se tyto úseky zvětšují. U skotu dochází při vzniku uzlů při rigor mortis k vlnovitému stažení svalových vláken (před rigor probíhají přímočaře). Podle některých autorů toto zvlnění zůstává, jiní popisují, že po odeznění rigor mortis probíhají vlákna opět přímočaře a začínají se v nich objevovat příčné trhliny Struktura masa byla studována po mnoho let v různých aspektech. I když byly světelnou mikroskopií dosaženy zajímavé výsledky, až aplikace elektronové mikroskopie, která má větší rozlišovací schopnosti, umožnila hlouběji nahlédnout do mikrostruktury až ultrastruktury potravin. Elektronová mikroskopie rovněž ulehčila diagnostiku vad masa způsobených abnormálním průběhem postmortálních změn, zejména PSE. Změny pozorované v optickém mikroskopu jsou málo průkazné a těžko odlišitelné od jiných dystrofických změn. V elektronovém mikroskopu je v případě PSE masa zjišťován otok vláken, ztráta glykogenu a defekty na buněčných organelách. Dále se zjišťuje se kompletní dezorganizaci sarkomer, typický tmavý a světlý vzor není zřejmý a Z-linie jsou výraznější. Uvnitř sarkomer převládají myosinová vlákna a jsou viditelné prázdné prostory. Změny po technologickém opracování Svalovina jako surovina pro výrobu masných výrobků prochází řadou technologických úprav, které nejčastěji zahrnují mechanické opracování a působení vysokých (vaření) či nízkých (mražení) teplot (tab. 3).

Tabulka 3 Změny svaloviny po působení teplot

Změny Nízké teploty Vysoké teploty

Svalová vlákna na příčném řezu vznik štěrbin těsně se k sobě přikládají

ztráta integrity svalových buněk s tvorbou vlnovitých struktur

„zaškrcení“ svalových vláken

Žíhání možná ztráta příčného žíhání

Vazivové součásti odloučení endomysia kolagen mění objem i vzhled

Jádra poškození buněčných jader Kosterní svalovina po mechanickém opracování Mechanickým opracováním (krájení, mletí, kutrování) vznikají různě velké kousky výchozí suroviny, dochází k porušení celistvosti a v závislosti na stupni mělnění se mění mikroskopická struktura svaloviny (obr. a2-35). V mikroskopickém preparátu jsou patrné snopce svalových vláken uložené v různých směrech se zachovanými svalovými jádry a někdy patrným žíháním. V místech rozřezání jsou vlákna rozrušená. Při zpracování surovin v kutru se ze svalových vláken uvolňují svazky myofibril, jednotlivé myofibrily se štěpí podélně i příčně, nejmenší částečky bobtnají a přecházejí v beztvarou hmotu. Mikroskopicky

102

lze pozorovat jemně zrnitou hmotu s drobnými snopečky svaloviny, jednotlivá svalová vlákna nebo jejich zlomky (obr. a2-36). Mezi nimi jsou patrné kulaté, oválné nebo nepravidelné prázdné prostory – vzduchová oka, která vznikla šleháním na kutru. Jejich velikost se zmenšuje s délkou zpracování. Dále lze pozorovat roztroušené tukové buňky, jednotlivé kapénky tuku a vazivo v podobě větších nebo menších kousků s dobře patrnou strukturou. Kosterní svalovina po tepelné úpravě pomocí nízkých teplot Zmrazováním dochází k destrukci svalového vlákna vlivem vzniku ledových krystalků. Ty mají větší objem než voda, která je obsažena ve svalových buňkách a kolem nich. Jedná se o roztok bílkovin, anorganických a jiných látek ve formě suspenzí, emulzí a koloidních roztoků. V první fázi zmrazování, při snížení teploty pod 0 °C, začíná mít voda v uvedeném roztoku podobu krystalů, čímž stoupá jeho koncentrace a snižuje se bod tuhnutí. Zároveň dochází k řadě chemických a fyzikálních změn, které jsou v mikroskopu patrné na příčném řezu svalovým vláknem v podobě vzniku štěrbin, ztráty integrity svalových buněk s tvorbou vlnovitých struktur, částečné ztráty příčného žíhání, odloučení endomysia a rozpouštění buněčných jader (obr. a2-37). V rozmezí -0,5 až -5 °C se tvoří maximum krystalů ledu, přičemž tvar krystalů a místo, kde se tvoří, závisí na rychlosti zmrazování. Při -18 °C pak vymrzne asi 75 % vody. Při pomalém zmrazování se tvoří poměrně malý počet velkých krystalů, které více poškozují svalová vlákna mechanicky nebo dehydratací (obr. a2-38). Při rychlém zmrazování vzniká velký počet malých krystalků, které tkáň výrazně nepoškodí a vzniklé změny jsou do velké míry reverzibilní. Výsledný mikroskopický obraz je však ovlivněn také rychlostí rozmrazování. Po pozvolném rozmrazování má svalovina téměř normální vzhled a změny lze zjistit jen při velkém zvětšení. Při opětovném zmrazení a rozmrazení svaloviny se změny na svalových vláknech stupňují, zejména na jejich koncích, kde opětovná tvorba krystalů působí zlomkování vláken a nastává jejich dehydratace (obr. a2-39). Podle platné legislativy není možné jednou rozmrazené maso znovu zmrazovat a rovněž je zakázáno zmrazování masných výrobků. Tyto postupy je možné prokázat mikroskopickým vyšetřením. Tepelná úprava pomocí vysokých teplot Patrně nejčastějším technologickým vlivem, kterému jsou živočišné suroviny vystavovány, je působení vysokých teplot. Jejich vlivem dochází u svaloviny ke změnám, které lze souhrnně označit jako „sražení“ a která lze pozorovat v různé intenzitě. Svalová vlákna mohou po tepelném opracování vykazovat na podélném řezu místy zaškrceniny a získávat růžencovitý tvar. Vlákna se k sobě těsně přikládají a mizí štěrbiny mezi nimi (obr. a2-40). V různém stupni dochází k poškození buněčných jader. Pokud jsou teplotou rozrušeny také anizotropní a izotropní úseky vlákna, mizí žíhání nebo se stává méně výrazným. Při tepelných úpravách, jako jsou pečení, smažení či dušení, se svalovina zahřívá na vysokou teplotu (160 – 180 °C). Přesto lze u některých svalových vláken zjistit zachované žíhání. Svalová vlákna však ztrácejí barvitelnost a oproti vláknům bez tepelné úpravy se barví hematoxylinem – eozinem světle oranžově. V případě tepelné úpravy masa pomocí klasického uzení lze, kromě výše uvedených změn, na povrchu svaloviny pozorovat acidofilní vrstvičku způsobenou impregnací povrchu výrobku produkty suché destilace dřeva. Tato vrstva je při barvení hematoxylinem-eozinem výrazně červená a zesiluje se s dobou uzení. Pro spolehlivý průkaz této povrchové vrstvy lze použít také speciální barvení jako je trichromová metoda podle Goldnera modifikovaná Charvátem (jasně žlutooranžová vrstva, hlubší části jsou zelené až hnědé). Tato vrstva prokázaná mimo obalové vrstvy může být součástí průkazu znovu zapracovaného výrobku (obr. a2-41, obr. a2-42), se kterým se můžeme setkat u levnějších masných výrobků. U nás lze takovou surovinu použít do levnějších druhů uzenin (bratislavský, český, gothajský, juniorský

103

salám). Jedná se o výrobek nestandardní nejčasteji mechanicky poškozený, rozlámáním apod., hygienicky a zdravotně nezávadný, po sloupnutí obalu se před zpracováním rozemele. Změny svaloviny způsobené solením Také při solení a nakládání dochází účinkem NaCl ve svalovině k různým změnám. Prosycením svalu 20 % solným roztokem se svalovina změkčí, což je patrné jako ztluštění svalových vláken a poškození jader. Během 5. až 10. dne po nasolení dochází ke změnám příčného pruhování a k rozštěpení svalových vláken (obr. a2-43). Sůl lze v mikroskopickém preparátu prokázat také pomocí dusičnanu stříbrného, se kterým NaCl reaguje za vzniku černého zabarvení. Využívá se také sůl v podobě fosfátu (obr. a2-44). Změny svaloviny po sušení Maso lze technologicky upravovat také sušením, během něhož mohou být svalová vlákna do značné míry rozrušena a poškozena. Typickou mikroskopickou změnou je zvlnění a popraskání izolovaných svalových vláken s omezeným žíháním. U některých vláken jsou také patrné nepravidelné zaškrceniny a nebo od okraje vlákna dovnitř probíhající trhlina. Někdy však nejsou pozorovatelné žádné změny a struktura se podobá vláknům čerstvého svalu, včetně zachovalého žíhání. 5.1.4 Mikroskopická struktura dalších poživatelných částí Identifikace dalších poživatelných částí těl je založena na podobném principu – tedy znalosti jednotlivých druhů tkání, jejich zastoupení v orgánech a dalších částech těla (hladká svalovina, srdeční svalovina, vaziva, žlázy, epitely, chrupavky) a uspořádání v celém orgánu. K poživatelným částem těl jatečných zvířat patří – játra, srdce, jazyk, ořezy z hovězích hlav, brzlík, ledviny, slezina, býčí žlázy, mozek a mícha (mimo hovězích), plíce, vemeno, telecí okruží ztužené, tlamy opařené, šlachy a žíly, skopové a vepřové žaludky, obíračky z hovězích špiček, obíračky z hovězích noh bez kůže a rohoviny a dále také krvavý ořez (část krku v místě vykrvovacího vpichu). Mimo to sem patří ještě opařené droby: dršťky (z hovězích předžaludků), drštičky (ze skopových předžaludků) a hovězí mulce. U drůbežího masa sem patří svalnatý žaludek, masité výrůstky hlavy krůt a hřebínek.

Obr. 5 Svalnatý žaludek, HE 100x A kutikula, B vrstva žláz, C svalová vrstva (autoři)

Obr. 6 Hřebínek, HE 40x A pokožka, B podkoží, C vazivová přepážka (Černý, 2012)

Pro potravní účely se dále využívá tuk – většinou se jedná o vepřové sádlo, z velké části jako vložka do zrněných masných výrobků nebo jako součást spojky u jemně mělněných masných výrobků. Používá se i hovězí nebo skopový lůj. Další surovinou může být krev, v současné době se z vepřové krve vyrábějí kvalitní bílkovinné preparáty, které se používají

104

pro zlepšení technologických vlastností masných výrobků. Kromě využití samotné celistvé krve lze použít také její součásti: krevní plazmu, globin, krvinkovou frakci či upravené složky této frakce. 5.1.4.1 Využitelné části trávicí soustavy Ve výrobcích se mohou vyskytnout různé části trávicího ústrojí jako běžná, méněcenná nebo nedovolená součást a proto je potřeba je umět identifikovat. Stěna trávicí trubice má v celém rozsahu jednotnou stavbu, ale jednotlivé úseky se od sebe navzájem odlišují druhem epitelu a neúplným zastoupením některých vrstev (obr. 142). Trávicí trakt tedy představuje dutou trubici, složenou z lumina o variabilním průměru a stěny tvořené čtyřmi základními vrstvami: sliznice, podslizničního vaziva, zevní svalové vrstvy a serózy nebo adventicie (obr. a2-45). Sliznice sestává z epitelu a vlastní vazivové vrstvy, řídkého vaziva bohatého na krevní a lymfatické cévy i buňky hladkého svalstva, které někdy obsahuje i žlázy a lymfoidní tkáň a svalové vrstvy sliznice, která obvykle sestává z tenké vnitřní cirkulární a zevní longitudinální vrstvy hladkých svalových buněk, oddělující sliznici od submukózy.

Podslizniční vrstva je složena z řídkého vaziva prostoupeného četnými krevními a lymfatickými cévami, které v sobě zaujímá nervovou pleteň plexus submucosus Meissneri. Může též obsahovat žlázky a lymfoidní tkáň. Zevní svalová vrstva sestává z hladkých svalových buněk, které jsou uspořádány ve šroubovici a rozděleny ve dvě vrstvy

Obr. 7 Trávicí trubice s rozdíly v různých úsecích 1 sliznice, 2 podslizniční vazivo, 3 svalová vrstva, 4 povrchová vrstva (adventicie nebo seróza), 5 epitel, 6 vazivová vrstva, 7 svalovina sliznice, 8 vnitřní (kruhová) a 9 vnější (podélná) svalová vrstva, 10 seróza, 11 adventicie, 12 žaludeční žlázy, 13 střevní klky, 14 střevní žlázy, 15 dvanáctníkové žlázy v podslizniční vrstvě, 16 žlázy (krypty) tlustého střeva, 17 mízní uzlíky (Jelínek, 2001)

105

podle převládajícího směru svalových vláken. Ve vnitřní vrstvě (blíže lumen) je orientace hladkých svalových buněk převážně cirkulární. V zevní vrstvě pak převládá uspořádání podélné – longitudinální (obr. a2-46). Obsahuje též nervovou pleteň plexus myentericus Auerbachi, který leží mezi oběma zmíněnými vrstvami svalstva, dále obsahuje také krevní a lymfatické cévy, které probíhají ve vazivu proloženém mezi těmito svalovými vrstvami. Seróza je tenká vrstva vaziva, bohatá na krevní a lymfatické cévy a tukovou tkáň, kterou kryje jednovrstevný plochý epitel (mezotel). Nachází se na těch úsecích, kde jsou orgány trávicí trubice uloženy v břišní dutině. V krční části jícnu a na konečném úseku konečníku se na povrchu trubice nachází adventicie, vrstvička řídkého vaziva, které spojuje trávicí trubici s přilehlými orgány. Trávicí trubice začíná dutinou ústní a končí řitním otvorem. Paří k ní také četné malé a velké žlázy, které do ní ústí (slinné žlázy, játra, slinivka). Z potravinářského pohledu jsou důležité zejména ty části, které se využívají jako surovina – jazyk, předžaludky, střeva, játra. Jazyk Povrch jazyka je kryt vrstevnatým dlaždicovým epitelem utvářejícím čtyři druhy papil. Papily jsou vyvýšeniny orálního epitelu a vaziva, které mají odlišné funkce a nabývají různých tvarů. Rozeznáváme čtyři druhy papil a to: nitkovité papily, které mají protáhlý tvar, dále houbovité papily, které mají tenký stvol a rozšířenou horní část, čímž připomínají houbu (obr. a2-47). Listové papily, které na dorzolaterálním povrchu jazyka vytvářejí dvě nebo více rovnoběžných lišt a brázd, do kterých ústí vývody serózních žlázek. Hrazené papily jsou velké papily okrouhlého tvaru a svým plochým povrchem se vyvyšují nad papily ostatní. Vlastní jazyk je tvořen krátkými svalovými snopci, které jsou uspořádány ve třech na sebe kolmých směrech (obr. a2-48). Kromě svaloviny můžeme v mikroskopickém obraze jazyka najít také menším množství vaziva, hodně tukové tkáně (více u kořene jazyka) a u jazyka z koně také chrupavkovou přepážku.

Žaludek Žaludek je vak uložený mezi jícnem (u přežvýkavců předžaludky) na jedné straně a střevem na druhé straně. V žaludku se předběžně zpracovává potrava. Stěna žaludku má tři vrstvy: sliznici, svalovou vrstvu a serózu (obr. a2-49). Sliznice v žaludku koně a prasete je dvojí. Blíž k jícnu (jícnové části) je sliznice kutánní, krytá vrstevnatým dlaždicovitým epitelem jako v jícnu, směrem ke střevům je vlastní žláznatá sliznice žaludku, která je krytá jednovrstvým cylindrickým epitelem a jsou v ní vyvinuty žaludeční žlázy (obr. a2-50). Jícnová část sliznice má nažloutlou barvu, žláznatá narůžovělou. Přechod mezi oběma druhy sliznice je ostrý a označuje se jako zřasený okraj. Povrch žláznaté sliznice je nerovný a obsahuje jamky a vyvýšeniny. Epitel, který pokrývá sliznici, je jednovrstvý cylindrický a jeho buňky vytvářejí hlen, který pokrývá sliznici. Ve vlastní vazivové slizniční vrstvě jsou uloženy žaludeční žlázy a vazivo se tím redukuje na úzké prostory mezi žlázami a na tenkou vrstvu směrem ke svalovině. Žaludeční žlázy mají rozdílnou stavbu u kardie, pyloru a ve vlastním žaludku. Označují se také jako žlázy kardiální, fundální a pylorické. Fundální žlázy jsou dlouhé asi 1 až 1,5 mm. Jsou to trubicovité útvary, které ústí na povrch sliznice do jamek. Stěna žlázek obsahuje dva druhy buněk. Uvnitř leží tzv. hlavní buňky, které tvoří pravděpodobně pepsin. K nim přiléhají zvenčí tzv. krycí buňky, které tvoří kyselinu solnou. Krycí buňky jsou částečně vklíněny mezi hlavní buňky. Sekrety obou druhů těchto buněk (totiž pepsin a kyselina solná) jsou podstatou žaludeční šťávy. Kromě nich jsou v krčku žlázy tzv. vedlejší buňky, z nichž dorůstají ostatní buňky. Pylorické žlázy jsou proti fundálním žlázám vystlány pouze jednovrstvým epitelem, které obsahuje buňky tvořící hlen (mucin). Kardiální žlázy jsou rovněž vystlány jednovrstvým epitelem s buňkami tvořícími serosní sekret. Pod žlázami je ve vlastní vazivové slizniční vrstvě uložena tenká vrstva svaloviny. Podslizniční vrstva žaludku

106

je z řídkého vaziva a upevňuje sliznici k svalové vrstvě. Svalovina se skládá ze tří vrstev hladkého svalstva – vnitřní je šikmá, střední kruhová a zevní podélná. Žaludek skotu a žaludek prasete se mikroskopicky liší. Krycí buňky fundálních žláz skotu jsou menší a jsou vsunuty hluboko mezi hlavní buňky. Svalové buňky ve svalové vrstvě sliznice probíhají u skotu téměř podélně. U prasete jsou krycí buňky fundálních žláz uloženy plášťovitě kolem stěny žlázy, která obsahuje hlavní buňky, a vnikají až do horních vrstev vlastní vazivové slizniční vrstvy. Svalové buňky ve svalové vrstvě sliznice probíhají ve třech vrstvách a v několika směrech. Předžaludky Základní složení stěny slezu (obr. a2-51) i předžaludků odpovídá základnímu schématu trávicí trubice, ale ve stavbě jednotlivých předžaludků (obr. a2-52, a2-53, a2-54) jsou výrazné makroskopické i mikroskopické rozdíly (obr. 143 – 145). Podle utváření vaziva a svaloviny ve výběžcích, lištách a listech pak lze určit, o kterou část se jedná. Bachor a čepec jsou kulinářsky využívány jako tzv. dršťky, které se během technologického opracování zbavují epitelu, ztužují v horké vodě a následně chladí.

Střevo Střevo se skládá ze dvou částí – z tenkého (obr. a2-55) a tlustého střeva (obr. a2-56). Obě části jsou používané jako obaly a lze je rozlišit zejména podle sliznice, která je v různých částech

Obr. 143 Průřez stěnou bachoru 1 epitel, 2 vazivo, 3 longitudinální vrstva hladké svaloviny, 4 cirkulární hladká svalovina, 5 céva (upraveno dle Belák et al., 1990)

Obr. 141 Průřez stěnou čepce 1 vrstevnatý dlaždicovitý epitel, 2 hladká svalovina, 3 céva, 4 podslizniční vazivo, 5 vnitřní cirkulární vrstva svaloviny, 6 longitudiální vrstva hladké svaloviny (upraveno dle Belák et al., 1990)

Obr. 142 Průřez stěnou knihy 1 epitel 2 vazivo 3 přístěnné svalové vrstvy 4 středová svalová vrstva vybíhající z cirkulární svalové stěny knihy 5 céva (upraveno dle Belák et al., 1990)

107

odlišně uspořádána. Na povrchu střeva je jednovrstevnatý cylindrický epitel, který obsahuje enterocyty (obr. a2-55) a pohárkové buňky vylučující hlen (obr. a2-56), Panethovy buňky a bloudivé buňky (bílé krvinky). Pohárkové buňky lze poměrně snadno nalézt i po technologickém opracování, stejně jako strukturu Lieberkühnových krypt (tubulózní žlázy). Výstelka tenkého střeva vytváří četné permanentní řasy). Jsou tvořeny sliznicí a submukózou a mají poloměsíčitý, cirkulární, nebo spirální tvar. Již pod malým zvětšením jsou patrné klky. Tyto útvary 0,5 1,5mm dlouhé, jsou výběžky sliznice (epitelu a lamina propria), které vyčnívají do lumen tenkého střeva. Mezi klky nalézáme malá ústrojí jednoduchých tubulózních žlázek, které jsou označován jako intestinální žlázy (Lieberkűhnovy krypty neboli střevní žlázy) (obr. a2-55). Epitel kryjící klky plynule přechází do žláz. V Lieberkűhnových kryptách nacházíme nediferencované elementy, buňky absorpční a pohárkové, buňky Panethovy a enteroendokrinní. Nediferencované buňky krypt jsou zdrojem vysokých cylindrických buněk absorpčních a pohárkových buněk produkujících hlen, které jsou součástí epitelu kryjícího klky. Tlusté střevo je opatřeno sliznicí, která je s výjimkou distálního (rektálního) úseku prostá záhybů. V této části trávicí trubice též nejsou žádné klky. Lieberkűhnovy krypty jsou dlouhé a charakteristické přítomností velkého počtu pohárkových buněk, absorpčních elementů a malým počtem enteroendokrinních buněk. Epitelová výstelka sestává z cylindrických buněk, opatřenými krátkými nepravidelnými mikroklky, které poukazují na absorpční funkci.

Játra Játra jsou největší žlázou trávicí soustavy, kterou ve výrobku poznáme podle typického kubického tvaru jaterních buněk – hepatocytů a jejich pravidelného uspořádání do trámců, kterými prochází žlučové kapiláry (obr. a2-57). Trámce jsou rozprostřené kolem centrální žíly a tvoří tak základní funkční jednotku jater tvaru šestibokého hranolu velikosti 1,5 2,5 mm x 1 1,5 mm, tzv. jaterní lalůček (obr. 146). Jednotlivé lalůčky jsou vzájemně odděleny vazivem, kterého je u prasat větší množství (obr. a2-58), a proto je patrné i pouhým okem jako jemné mramorování nebo krupičkovitý vzhled jater. Středem lalůčku probíhá céva tzv. vena centralis. Od ní vybíhají paprsčitě na všechny strany k okraji hranolu jaterní trámce, složené z jaterních buněk. Jaterní buňky jsou vlastní činné elementy jater. V trámci se k sobě přikládají vždy dvě a dvě buňky a na straně, kde se k sobě přikládají, vzniká mezi nimi úzká štěrbina, žlučová kapilára. Této kapiláře předávají všechny buňky v příslušném trámci žluč, ta odtéká kapilárou k okraji lalůčku, dostává se do tenkých vývodů, které se spojují v tlustší vývody, až velkým vývodem odtéká z jater. Vedle škály metabolických procesů produkují hepatocyty do žlučových kapilár žluč. Ta se pak žlučovými vývody dostává jater buď přímo do žlučníku, nebo žlučovodem do dvanáctníku. Ze žlučových kapilár v trámcích jaterního lalůčku proudí žluč k periferii lalůčku do mezilalůčkových žlučových vývodů, které se nachází v tzv. trias hepatis. V těchto prostorách se rovněž nacházejí konečné větve jaterní tepny a žíly vrátnice (obr. a2-59). Postupným sléváním žlučových cest vznikne na útrobní ploše jater společný jaterní vývod, ke kterému se v brance jater připojují žlučníkový vývod) pokud je žlučník vyvinut) a spojením obou vnikne žlučovod, který ústí do dvanáctníku (u skotu 50 70 cm, u prasete 2 5 cm, u koně 10 25 cm, u kozy, ovce 30 40 cm za vrátníkem). Krev přichází do jater vrátničnou žilou (vena portae), jež přivádí krev od střeva. V játrech se krevní cesty rozdělují na jemnější větve, až se vytvoří kapiláry, které vbíhají ze všech stran do jaterního lalůčku. V něm probíhají od okraje směrem k místu, kudy vede vena centralis. Mezi jaterními trámci se vytvářejí široké krevní splavy, které sousedí s buňkami jaterních trámců. Ve stěně krevních splavů je mimo endoteliální buňky zvláštní druh buněk tzv. Kupfferovy buňky, které se podílí na odstraňování škodlivých látek a tím na obraně organizmu.

108

K játrům patří také žlučový měchýř, který má stěnu tvořenou sliznicí (jednovrstevný cylindrický epitel), vazivovou a svalovou vrstvou a serózou na povrchu (obr. a2-60).

Slinivka (pankreas) Slinivka patří vývojově i svou funkcí k trávicí soustavě. Je to smíšená exokrinní a endokrinní žláza, produkující trávicí enzymy a hormony. Enzymy jsou skladovány a uvolňovány endokrinní složkou. Hormony jsou syntetizovány v buňkách endokrinní tkáně, známé jako Langerhansovy ostrůvky (obr. a2-61). Skládá se ze dvou druhů tkání s odlišnou funkcí. Převážná část pankreatu (cca 95 %) má funkci exokrinní a vylučuje šťávu bohatou na trávicí enzymy, která je odváděna do tenkého střeva (obr. a2-62). V této tkáni podobné slinné žláze leží druhá, menší část v podobě izolovaných Langerhansových ostrůvků. Ty se mikroskopicky jeví jako drobné kulovité, vejčité nebo nepravidelné útvary ze světlých buněk. Ty mají funkci endokrinní, tvoří se v nich hormon inzulín. Toto těsné sousedství dvou odlišných tkání pak v praxi znamená, že pankreas podléhá po smrti zvířete rychlé autolýze, neboť enzymy z exokrinní tkáně napadají a rozrušují endokrinní tkáň. Z tohoto důvodu se v potravinářství příliš neuplatňuje.

Slinné žlázy Slinné žlázy jsou jednak malé jednobuněčné žlázky uložené ve vazivu sliznice, případně v podslizniční vrstvě, anebo jsou to velké útvary. Velké slinné žlázy leží v okolí dutiny ústní, do které vyúsťují (podjazyková, podčelistní, příušní). Podle typu sekrece a vzhledu buněk dělíme žlázy na serózní (řídký sekret), mucinózní (hustý hlenovitý sekret) a smíšené. Serózní buňky mají pyramidální tvar, veliké jádro a obsahují dobře se barvící granula. Mucinózní buňky mají hranolovitý tvar, ploché jádro a špatně se barvící mucin. Příušní slinná žláza (obr. a2-63) je párová lalůčkovitá slinná žláza červenohnědé barvy, uložená v příušní krajině. U přežvýkavců je relativně největší (12 x 4 cm). Produkuje serózní, řídký, vodnatý sekret slinu. Její společný vývod probíhá po mediální ploše dolní čelisti a před žvýkačem vystupuje na laterální plochu a ústí svým vývodem do tvářové předsíně na drobné bradavce (slinná bradavka, příušní bradavka).

Obr. 146 Schéma jaterní tkáně 1 portobiliární prostor, 2 jaterní kapiláry, 3 vena centralis, 4 vena interlobularis, 5 arteria interlobularis, 6 žlučovod (Belák et al., 1990)

109

Podčelistní slinná žláza (obr. a2-64), slinná žláza dolní čelist je na rozdíl od předešlé uložena ventrikraniálně, je menší a světlejší a produkuje seromucinózní sekret. Její vývod ústí na podjazykové bradavce po stranách uzdičky. Podjazyková slinná žláza je uložena pod sliznicí po stranách těla jazyka a produkuje seromucinózní slinu, která je odváděna do spodiny ústní dutiny jednak vývody po stranách jazyka, jednak vývodem, který ústí společně s vývodem podčelistní slinné žlázy na podjazykové bradavce. Drobné slinné žlázy jsou uloženy ve sliznici tváří, pysků, patra a jazyka a ústí samostatnými vývody do ústní dutiny. Produkují tak serózní tak i mucinózní slinu. Mucinózní slina je viskózní, táhlá, díky obsahu glykozaminů (mukopolysacharidů, mucinu). Změny součástí trávicí trubice po technologickém opracování Vlivem působení vysokých teplot se sice u trávicí trubice poruší celistvost epitelu a ztratí se barvitelnost jejich buněk (zejména jader), aletrávicí trubice jinak je po celé délce zachován její typický vzhled. V závislosti na délce působení, intenzitě a opakování tepelného působení můžeme sledovat štěrbiny mezi vrstvami hladké svaloviny, koagulace vazivových vláken a zvýšenou afinitu k bazickým barvivům. Jazyk po opracování U jazyka můžeme po tepelném opracování zjistit odlupování horní zrohovatělé vrstvy epitelu, zatímco spodní buňky epitelu (vysoká vrstva) zůstávají bez výrazných změn (obr. a2-65). U svaloviny a vazivových přepážek dochází k podobným změnám, které byly již výše popsány u svaloviny a vaziva (obr. a2-66). To platí i pro mikroskopický vzhled uzeného jazyka, který má na svém povrchu navíc acidofilní vrstvičku. Žaludek po opracování Také u mikroskopického obrazu žaludku nedochází běžným opracováním k výrazným změnám. Na povrchu zůstávají zachované typické vyvýšeniny a prohlubně. Také obrysy žláz jsou zachovány, avšak s horší rozlišitelností jednotlivých typů buněk a tím i původu žlázy. Povrchový epitel, pokud není před zpracováním odstraněn, ztrácí jasnou kresbu cylindrických buněk. Játra po opracování Játra jsou křehkým orgánem, který již mechanickým opracováním ztrácí svůj typický vzhled. Mletím syrových jater mizí lalůčkovitá struktura jaterní tkáně a jen v některých porušených lalůčcích zůstávají trámcovitě uspořádané buňky (obr. a2-67). Po opakovaném mletí však i toto uspořádání mizí a buňky se uvolňují z trámců, což ztěžuje identifikaci tohoto orgánu ve výrobcích. Také mletím vařených jater dochází k rozrušení lalůčků a trámců. Opakovaným mletím vzniká hmota se shluky buněk a zbytků vazivových přepážek, kterou lze identifikovat o něco snadněji než je tomu u rozemletých jater syrových. Při vaření se jaterní lalůčky stlačují, vazivové přepážky se srážejí, trámcovité uspořádání buněk se porušuje a vena centralis mizí (obr. a2-68). Po 30 min varu přiléhají jaterní lalůčky ještě těsněji k sobě a ve vazivu jsou stlačeny cévy a žlučovody. Po 150 min vaření jsou u vepřových jater z přepážek pouze čárky, jaterní buňky jsou na sebe natlačené, jádra jsou svraštělá. Nápadný je vznik světlých vakuol vzniklých po rozpuštění tuku. Přesto lze jaterní tkáň rozeznat od ostatních komponent výrobku. Zmrazená játra si zachovávají vzhled čerstvé tkáně, dochází však ke zvětšení štěrbin mezi trámci jaterních buněk. 5.1.4.2 Využitelné části dýchací soustavy

110

Dýchací soustava je tvořena horními a dolními cestami dýchacími, které jsou vystlané cylindrickým víceřadým epitelem s řasinkami. Na horní cesty dýchací navazuje průdušnice a extralobulární průdušky, které jsou z potravinářství vyloučeny a které se dále větví na průduškový strom a zanořují se do plic. Průdušnice (trachea) je pružná tenkostěnná trubice, která sahá od báze laryngu až k místu rozdělení (bifurkaci) na dva primární bronchy. Je složená z neúplných prstenců hyalinní chrupavky, které jsou spojeny vazy. V místě neúplného spojení doplňuje stěnu průdušnice svalovina a vazivo. Primární bronchy vstupují do plic hilem a ve stejném místě do nich ústí také arterie, vény a lymfatické cévy zde plíce opouštějí. Tyto struktury jsou obaleny hustým vazivem a společně vytvářejí útvar zvaný plicní kořen (radix pulmonum) Po vstupu do plic směřují oba primární bronchy laterokaudálně a dělí se v pravé plíci na tři a v levé plíci ve dva bronchy, z nichž každý zásobuje jeden plicní lalok. Tyto lobární bronchy se opětovně dělí v menší a menší větve, z nichž konečné pak označujeme jako bronchioly. Každý bronchiolus vstupuje do plicního lalůčku, kde se dělí na 5 7 terminálních bronchiolů. V jemnějších cestách postupně ubývá chrupavková část, zmenšuje se na měsíčkovité útvary, až úplně vymizí. S tím, jak mizí chrupavka, přibývá ve stěně bronchů hladká svalovina. Epitel se v jemnějších cestách snižuje z víceřadého na jednovrstevný cylindrický až kubický, který ve vlastních plicních alveolách přechází na epitel respirační. Plíce Plíce (pulmo) jsou z pohledu potravinářství důležitá součást drobů. Jsou to parenchymatózní orgány růžové barvy. Mají stavebně charakter sice tuboalveolární žlázy, avšak pouze s omezenou sekreční funkcí. Hmotnost plic skotu je okolo 2,5 až 5 kg, u prasat 0,54 až 1,1 kg. Pravá a levá plíce jsou uloženy v hrudní dutině napravo a nalevo od středohrudí. Středohrudí (mediastinum) je prostor mezi oběma plícemi, tvořený dvěma listy vmezeřené pohrudnice a vazivem, ve kterém postupují jícen, velké cévy a nervy. Jsou v něm uloženy mízní uzliny, středohrudní část brzlíku a srdce v osrdečníku. Ve středohrudí se větví průdušnice na dvě hlavní průdušky, které v místě plicní branky vstupují do pravé a levé plíce. Soubor cév, nervů a průdušky, vstupující do každé plíce, označujeme jako plicní kořen. Povrch plic je pokryt serózní blanou – poplicnicí, pod kterou prosvítá lalůčkovitá stavba plicního parenchymu. Mezi růžovými lalůčky jsou světlejší šedobílé pruhy vmezeřeného vaziva. U skotu je vmezeřeného vaziva relativně více a mluvíme o mramorovitém vzhledu plic. Vmezeřené vazivo mezi lalůčky zdravé plíce obsahuje elastická vlákna, podmiňující návrat objemu alveol po vdechu do původního stavu. Vlastní respirační epitel v plicních alveolách je velmi tenký, skládá se z buněk s plochými cytoplazmovými výběžky, které na sebe bez přerušení navazují. Celá vrstva nasedá na bazální blanku, která při histochemickém barvení metodou PAS zůstane neobarvena (obarví se pouze vrstva buněk s polysacharidy). V tomto místě dochází k výměně plynů mezi krví a vzduchem. Na histologických preparátech má plicní parenchym houbovitou strukturu (obr. a2-69), kde stěny alveol vytváří tenkou blanku. Charakteristické jsou zde nálezy řezů bronchů a bronchiolů s typicky utvářenou růžicí sliznice (obr. a2-70) a případně i hyalinní chrupavkou, která si i po technologickém opracování si zachovává svůj typický vzhled. Změny po technologickém opracování Mletím lze plicní tkáň tak rozrušit, že se najdou jen jednotlivé alveoly nebo části jejich stěn. Také vařením ztrácí plicní parenchym svou typickou strukturu a dochází v něm k podobným změnám, které byly uvedené již dříve. Alveoly získávají zcela nepravidelný tvar, jsou svraštělé, později jejich stěny dokonce praskají (obr. a2-71). Po 1 hodině vaření dojde k takovému poškození, že na preparátu je až jedna třetina plochy prázdných míst. Zbylé alveoly jsou shluknuté a natlačené na sebe. Bronchy naopak zůstávají charakteristické, a lze

111

podle nich, zejména díky přítomnosti chrupavek, které svou strukturu nemění jakoukoliv úpravou, identifikovat plicní tkáň. Na chrupavce ulpívají zbytky sliznice dýchacích cest, která se zejména působením teplot porušuje a praská (obr. a2-72). Všechny vazivové součásti i chrupavka mají po působení vyšších teplot větší afinitu k bazickým barvivům. 5.1.4.3 Využitelné části oběhové soustavy Oběhový systém sestává z podsystému cév krevních a lymfatických a srdce. Systém krevních cév se skládá z následujících částí: eferentní cévy, arterie (které se s větvením stále zmenšují a mají za úkol dopravovat krev

obsahující živiny a kyslík do tkání) (obr. a2-73), mnohonásobně rozvětvené sítě tenkých trubiček, kapiláry (které spolu vydatně

anastomozují a jejichž prostřednictvím dochází k výměně mezi tkáněmi a krví), aferentní cévy, vény (do kterých se sbíhají kapiláry a vytvářejí systém stále větších trubic,

které odvádějí produkty metabolismu, jako CO2 aj., směrem k srdci) (obr. a2-74). Krevní cévy se obvykle skládají z následujících vrstev neboli tunik (obr. 147): Tunica intima, která sestává z vrstvy endotelových buněk, vystýlající vnitřní povrch cév. Pod endotelem se nachází subendotelová vrstva řídkého vaziva, která může příležitostně obsahovat elementy hladkého svalstva. Tunica media, která se skládá především ze šroubovitě vinutých koncentrických vrstev hladkých svalových buněk. Mezi hladkými svalovými elementy se nachází proměnlivé množství elastických a kolagenních vláken a proteoglykanů. V arteriích odděluje intimu od medie lamina elastica interna. V tepnách většího kalibru se často setkáme s tenčí lamina elastica externa, která odděluje medii od zevní tunica adventitia. Tunica adventitia je v principu tvořena podélně orientovanými kolagenními a elastickými vlákny. V adventicii je kolagen typu I, v medii bohaté na retikulární vlákna se nachází především kolagen III. Vrstva adventicie postupně přechází do vaziva orgánu, kterým céva prochází. K oběhovému systému počítáme kromě cév i srdce, které je uloženo v tuhém vazivově elastickém vaku, osrdečníku (obr. a2-75). Srdce obsahuje fibrózní centrální oblast, srdeční skelet, který slouží jako východisko chlopní a místo začátku a úponu kardyomyocytů. Vlastní stěna srdce je tvořena srdeční svalovinou (myokard) (obr. a2-76), která obsahuje vodivou svalovinu označovanou jako Purkyňovy buňky (obr. a2-77). Stěna srdce je tvořena třemi tunikami. Zevnitř je ohraničeno endokardem (vazivo s jednovrstevným endotelem nasedající na vazivově elastickou membránu) (obr. a2-78) a zvenku epikardem (vazivo s jednovrstevným dlaždicovým epitelem). Srdeční skelet je složen z tuhého vaziva. Jeho základními součástmi jsou septum membranaceum, trigona fibrosa a anuli fibrosi. Tyto struktury jsou tvořeny tuhým vazivem se silnými kolagenními vlákny orientovanými v nejrůznějších směrech. V některých místech můžeme nalézt i uzlíky vazivové chrupavky. Srdeční chlopně sestávají z vnitřních částí tvořených tuhým fibrózním vazivem (obsahujícím kolagenní i elastická vlákan), krytých po obou stranách vrstvou endotelu. Báze chlopní jsou upevněny k vazivovým prstencům anuli fibrosi srdečního skeletu. Srdce je svalový orgán, který rytmickými stahy přečerpává krev a pohání ji oběhovým systémem. Produkuje též hormon, zvaný atrální natriuretický faktor.

112

Změny po technologickém opracování Vařením jsou svalová vlákna srdečního svalu tlačena k sobě (obr. a2-79 a a2-80 ). Čím déle se srdce vaří, tím se vzdálenost mezi svalovými vlákny zmenšuje. Po dvouhodinovém vaření jsou ve svalových vláknech patrné příčné nebo nepravidelné trhliny. Jádra jsou zachovaná s menší barvitelností. Srdce vařené a následně mleté má mikroskopicky vzhled pórovité hmoty a v drti lze zjistit jednotlivé trámce buněk. Takové zlomky se ale obtížně rozliší od kosterní svaloviny. Cévy (krevní i mízní) podléhají spíše mechanickému opracování, které porušuje jejich celistvost. Působení teplot na jejich mikroskopický obraz nemá výrazný vliv. 5.1.4.4 Využitelné části mízní soustavy

Obr. 147 Schématický obrázek arterie a vény (Junqueira et al., 1992)

Obr. 148 Schéma mandle, (Bőhm a Pleva, 1956)

K mízní soustavě patří mízní cévy, mízní uzliny, uzlíky a slezina a z důvodů diferenciálních také mandle (obr. 148). Tonzily (mandle) jsou orgány složené z agregátů částečně opouzdřené lymfoidní tkáně, ležící pod a v těsném kontaktu s epitelem počátečního úseku trávicího traktu (obr. a2-81). Podle jejich lokalizace se tonzily v ústech a faryngu označují jako tonsillae palatinae, pharyngicae a linguales. Tonzily produkují lymfocyty, z nichž mnohé prostupují epitelem. Mandle jsou u všech zvířat nepoživatelné a je tedy nutné je odlišit od ostatních mízních orgánů. Mandle jsou shluky mízní tkáně, obsahují četné mízní uzlíky (obr. a2-82) uložené v prohlubni sliznice, která je pokrytá vrstevnatým dlaždicovitým epitelem (obr. a2-81).

113

Mízní cévy začínají slepě ve tkáních a orgánech jako kapiláry, které jsou však při běžném mikroskopickém vyšetření téměř nepostřehnutelné. Odtud se míza sbírá do větších mízních cév, které vedou do velkých mízních kmenů a vyúsťují do žil. Mikroskopicky mají velké mízní cévy podobnou stavbu jako žíly. Do průběhu mízních cév jsou vloženy mízní uzliny (obr. 149). Jsou to velké útvary mízní tkáně s tenkým vazivovým pouzdrem na povrchu.

Slezina představuje nejrozsáhlejší nakupení lymfoidní tkáně v organismu a je největším lymfoidním orgánem zařazeným do oběhové soustavy. Vzhledem k velkému počtu fagocytujících buněk a těsnému kontaktu těchto buněk s krví, má slezina zásadní význam v obraně proti mikroorganismům pronikajícím do cirkulace, navíc je i místem destrukce značného množství červených krvinek. Podobně jako ostatní lymfoidní orgány, je slezina kolébkou aktivovaných lymfocytů, které vycestovávají do krve. Slezina reaguje na antigeny nesené krví a je významným centrem tvorby protilátek. Zatímco lymfatické uzliny slouží jako imunologický filtr lymfy, slezina je imunologickým filtrem krve a zdrojem protilátek.

Změny po technologickém opracování

Obr. 149 Schéma mízní uzliny skotu (Bőhm a Pleva, 1956)

Obr. 150 Schéma sleziny (Bőhm a Pleva, 1956)

Celý prostor mízní uzliny je vyplněn sítí retikulárních vláken, mezi nimiž leží lymfocyty. Podle jejich vzájemného rozložení lze rozlišit kůru a dřeň, která je rozdílně utvářena u skotu a u prasat. Na povrchu mízní uzliny je tenké vazivové pouzdro, které je tlustší v místě, kde do mízní uzliny vstupují krevní cévy a kde z ní vystupují mízní cévy (odvodné). Celý prostor mízní uzliny je prostoupen sítí retikulárních vláken, mezi nimiž jsou uloženy lymfocyty. Na mízní uzlině lze rozlišit povrchovou kůru a pod ní ležící dřeň (obr. a2-83). Kůra obsahuje u skotu četné mízní uzlíky (obr. a2-84). Mezi mízními uzlíky jsou volné shluky lymfocytů. Ve dřeni tvoří mízní tkáň nepravidelné provazce a pruhy. Mízní uzlina prasete má odlišnou stavbu, protože mízní uzlíky jsou v ní uloženy ve dřeni, kdežto v kůře jsou volné shluky tkáně (tedy opačné uspořádání).

Na povrchu sleziny je vazivové pouzdro, z něhož zasahují dovnitř orgánu tlusté vazivové přepážky (trabeculae). Prostory mezi nimi jsou vyplněny dření dvojího typu. A to bílou a červenou mezi (obr. a2-85, obr. a2-86), nimiž leží marginální zóna, která se skládá z mnoha sinusů a řídké lymfoidní tkáně. Bílá dřeň je tvořena mízními uzlíky označovanými jako Malpighiho tělíska (obr. a2-86). Mikroskopicky se jeví jako světlejší okrsky, které jsou viditelné i makroskopicky. Červená dřeň je složena jednak z tzv. Billrothových provazců (retikulární síť zejména s červenými krvinkami) (obr. a2-86) a z krevních splavů (soustava kanálků a štěrbinek vyplněná krví).

114

Měkké mízní orgány se snadno naruší. Varem i jinou tepelnou úpravou ztrácejí svůj typický charakter, tkáň je hutnější a má větší afinitu k bazickým barvivům. U sleziny zůstávají i po vaření dobře patrné trámce, na řezu lze také dobře odlišit tmavá Malpighiho tělíska (obr. a2-87) od okolní červené dřeně (obr. a2-88). Také zmrazená tkáň si zachovává své charakteristické znaky, jen buňky bývají více vzdálené od sebe a u mízních uzlin dochází ke vzniku velké štěrbiny. 5.1.4.5 Využitelné části nervové soustavy Nervovou soustavu dělíme na centrální nervový systém, k němuž patří mozek a mícha, a periferní nervstvo skládající se z nervových vláken a malých shluků nervové tkáně zvaných ganglia, které je součástí všech tkání a orgánů a tím i svaloviny. Po stránce strukturální obsahuje nervová tkáň dva druhy buněk a to buňky nervové, čili neurony, které jsou zpravidla opatřeny velkým množstvím výběžků, a několik typů buněk gliových, zvaných též neuroglie (či prostě glie), které pokytují neuronům podporu a ochranu a podílejí se i na jejich činnosti, výživě a na obranných dějích v centrální části nervové soustavy. Základní stavební jednotkou nervové tkáně je nervová buňka (neuron), která má nejčastěji polyedrický tvar. Jako celek má název neuron. Tělo neuronu (perikaryon, neurocyt, soma) je ta část nervové buňky, ve které je uloženo jádro. Velikost perikaryonu se pohybuje od 6 μm (malé zrnité buňky kůry mozečku) do 100 μm (velké pyramidové neurony motorických oblastí mozkové kůry). Jádro je poměrně velké, kulovité nebo oválné, bývá v něm zpravidla jedno velké jadérko. V cytoplasmě těla (neuroplasma) jsou organely a struktury shodné s organelovou výbavou ostatních somatických buněk, zvláště vyniká granulární endoplasmatické retikulum, které v perikaryu tvoří dynamickou strukturu nazývanou Nisslova tigroidní substance, a Golgiho komplex, který byl poprvé popsán právě v nervové buňce. V těle neuronu, stejně tak i v jeho výběžcích, se nacházejí početné mitochondrie. Ve všech neuronech jsou lysosomy, které mohou obsahovat zrna (granula) pigmentů, lipofuchsinu a neuromelaninu. V těle buňky je měchýřkovité jádro a probíhají tudy vlastní vodivé elementy nervové tkáně neurofibrily. Z buňky vedou výběžky, které vedou vzruch směrem k buňce (dendrity) nebo od buňky (neurit). Neurony jsou pak uspořádány tak, že na sebe vzájemně navazují. Výběžky nervových buněk se k sobě přikládají a vytvářejí spolu s vazivem nervové vlákno, které je u periferních nervů chráněno tzv. myelinovou a Schwannovou pochvou. Součástí nervové tkáně jsou také podpůrné drobné buňky s četnými výběžky tzv. glie. Ty nemají vodivou schopnost a tvoří pouze oporu nervovým buňkám a jejich výběžkům. V centrální nervové soustavě se vyskytuje dvojí nervová tkáň (obr. a2-89). Bílá hmota je tvořena nervovými vlákny s myelinovou pochvou a neurogliemi (obr. a2-90). Šedá hmota obsahuje nervové buňky (obr. a2-91) spolu se začátky a konci nervových vláken. Mozek má na povrchu šedou hmotu (kůra) a uvnitř hmotu bílou. Šedá hmota je sídlem nejvyšších nervových funkcí. V míše jsou oba druhy hmoty uloženy opačně. Složky centrálního nervstva jsou chráněny vazivovými obaly, které jsou tvořeny převážně z kolagenního vaziva, z elastických vláken a velkého množství cév. Na stavbě periferních nervů se podílí nervová vlákna (obr. a2-92, obr. a2-93) (dendrity a neurity nervových buněk), která jsou spojena ve svazky (obr. a2-94). Několik těchto svazků pak tvoří nerv obalený vazivem. Ten se na podélném řezu jeví jako silně zvlněné pruhy, oddělené tenkou vrstvičkou vaziva. Nervy jsou opatřeny zevním fibrózním pláštěm vazivové tkáně, zvané epineurium, jež také vyplňuje prostory mezi svazky nervových vláken. Každý svazek je obalen perineurinem, vypadajícím jako rukáv tvořený vrstvami oploštělých epiteloidních buněk. Buňky každé z vrstev perineurálního obalu (obr. a2-94) jsou mezi sebou propojeny pomocí těsných spojení, což z perineuria vytváří bariéru nepropustnou pro většinu

115

makromolekul. Uvnitř perineurální pochvy probíhají axony (obr. a2-93) obalené pouzderm Schwannových buněk a vrstvičkou vaziva, označovaného jako endoneurium. Endoneurium sestává z tenké vrstvy retikulárních vláken, které jsou zde pravděpodobně vytvářeny Schwannovými buňkami. Nervy vytvářejí spojení mezi mozkem a míchou na straně jedné a senzorickými orgány a efektory (svaly, žlázami, aj.) na straně druhé. Změny po technologickém opracování Při přípravě preparátu pomocí zmrazovacího mikrotomu se struktura nervové tkáně zachová celkem beze změn. Pokud se preparát s nervovou tkání zpracovává zaléváním do parafínu, dojde k rozpuštění lipoidního myelinu v použitých rozpouštědlech a všechny prostory po něm zůstanou prázdné. K podobným změnám dojde i ve výrobku vlivem působením vyšších teplot, neboť tukový myelin se varem částečně vyluhuje. Jednotlivá nervová vlákna se stanou lépe viditelnými a ve tkáni jsou četné volné prostory, které se vytvářejí také kolem nervových buněk, které se varem deformují. Na řezu jsou pak patrné průřezy nervovými vlákny jako více či méně kulaté útvary s kulatým průřezem osového válce. Prostory myelinových pochev jsou široké, ale zachovávají si svůj tvar. Kompaktní vzhled šedé hmoty se mění na síťovitý (obr. a2-95). Změny v bílé hmotě se projeví většinou tím, že prostory myelinových pochev jsou široké, ale zachovávají si svůj tvar (obr. a2-96). Silné gliové přepážky jsou méně zřetelné a jádra buněk se lépe barví. 5.1.4.6 Využitelné části močové soustavy K močové soustavě patří složité tubulózní exkreční žlázy – ledviny a močové vývodní cesty, které jsou zčásti párové (močovod) (obr. a2-97) a zčásti nepárové (močový měchýř a močová trubice (obr. a2-98)). Pro potravinářství jsou využívány pouze ledviny, u kterých lze již rozlišit kůru a dřeň (obr. a2-99). Vlastní stavební jednotkou ledviny je nefron, který se skládá z ledvinového (renálního) tělíska a močového kanálku (obr. a2-100).

Obr. 151 Schéma nefronu a jeho sběracího kanálku a tubulu (Junqueira, 1992)

Ledvinová tělíska přibližně kulovitého tvaru a stočené kanálky se nacházejí v kůře ledvin. Ledvinové tělísko má v průměru kolem 200 µm a sestává z klubíčka kapilár, glomerulu, obklopeným zdvojeným epitelovým obalem, zvaným Bowmanovo pouzdro (váček). Vnitřní vrstva (viscerální list) pouzdra obsahuje kapiláry glomerulu. Zevní vrstva ohraničuje renální tělísko a nazývá se parietální list Bowmanova pouzdra. Mezi oběma listy se nachází močový prostor, který obsahuje tekutinu filtrovanou skrze stěnu kapilár a viscerální vrstvu Bowmanova váčku. Renální tělísko má cévní pól, kde do něho vstupuje arteriola afferens a vystupuje z něj arteriola efferens (obr. a2-101), a močový pól, z něhož začíná proximální stočený kanálek (obr. a2-102). Po vstupu do renálního tělíska se aferentní arteriola obvykle dělí na 2 5 primárních větví, které se dále rozpadají na kapiláry tvořící renální glomerulus. Dřeň se skládá z velkého množství přímých kanálků, které směřují od kůry k ledvinové pánvičce a dodávají dřeni žíhaný vzhled (obr. 151).

116

U skotu je kůra rozbrázděna na větší počet laloků, které tvoří papily, u ostatních zvířat je jednotná s dokonale srostlou jednou papilou a ledvinnou pánvičkou, ze které vyúsťuje močovod. Ten je, stejně jako močový měchýř, z potravinářského využití vyloučen. Změny po technologickém opracování Ledvina patří mezi křehké orgány, které podléhají destrukci zejména při mechanickém opracování. I po něm si však zejména glomeruly zachovávají svůj typický vzhled a umožňují přítomnost ledviny identifikovat. I vařená ledvina má při malém zvětšení stále svůj typický vzhled (obr. a2-103), i když vnitřní struktura glomerulů není zachovaná a štěrbina kolem něho bývá zvětšená (obr. a2-104). Mražením se pak zvětšují také štěrbiny mezi kanálky, glomeruly a jednotlivými buňkami v kůře i ve dřeni. Při pozvolném roztávání se štěrbiny pozvolna ztrácejí a mikroskopický obraz se vrací do původního stavu. 5.1.4.7 Využitelné části pohlavní soustavy Z pohlavní soustavy jsou součástí potravin pouze samčí pohlavní žlázy – varlata (testes), ve kterých vznikají hlavní pohlavní buňky a hormony. Na povrchu varlat je tuhý vazivový obal z kolagenního vaziva. Pouzdro je na zadním obvodu varlete zesíleno v mediastinum testis, vysílající do nitra žlázy fibrózní septa, která ji rozdělují na cca 250 oddílů pyramidového tvaru, zvaných testikulární lobuly. Septa jsou nekompletní, takže lalůčky mezi sebou často komunikují. Každý z lobulů obsahuje 1 4 semenotvorné kanálky, uložené do sítě řídkého vaziva, bohatého na krevní a lymfatické cévy, nervy a intersticiální (Leydigovy) buňky (obr. a2-105). Stočené semenotvorné kanálky jsou tenké mnohonásobně stočené trubičky, vystlané zárodečným epitelem. Každý z nich má průměr přibližně 150 250 µm a je 30 70 cm dlouhý. Celková délka kanálků jednoho varlete činí asi 250 m. Stočené kanálky vytvářejí síť, ve které jsou jednotlivé tubuly buď větvené, nebo slepě končí. Na konci každého z kanálků se lumen zužuje a pokračuje v krátkém přímém segmentu. Tyto přímé tubuly propojují semenotvorné kanálky s labyrintem epitelových vývodů vytvářejících rete testis. Pohlavní buňky jsou v semenotvorném kanálku uloženy v mnoha řadách nad sebou a prodělávají složitý vývoj, který končí v tzv. Sertolliho buňkách, a jehož výsledkem je spermie (obr. a2-106). V prostorách semenotvorných kanálků jsou patrné tzv. Leydigovy buňky nepravidelného tvaru, v nichž se tvoří testosteron (obr 152).

Obr. 152 Schéma stočeného semenotvorného kanálku na příčném řezu 1 bazální membrána, 2 podpůrná (Sertoliho) buňka, 3 spermatogonie, 4 spermatocyt I. řádu, 5 spermatocyty II. řádu, 6 spermatidy, 7 spermatidy ve fázi metamorfózy, 8 spermie s cytoplazmatickou kapkou, 9 intersticiální buňky varlete, 10 spermie po metamorfóze uvolněné do lumina (Jelínek, 2001)

117

Změny po technologickém opracování Varle si v hrubých rysech zachovává strukturu i po mechanickém opracovaní. Lze zjistit kulaté, oválné nebo nepravidelné průřezy (obr. a2-107, obr. a2-108) v přepážkách uložených stočených kanálků, v nichž se tvoří spermie. 5.1.4.8 Využitelné části kožní soustavy Kůže je na rozdíl od kožních derivátů (žlázy, chlupy, peří, šupiny, rohové útvary) často používanou surovinou nejen v potravinářství, kde se používá jako pojivová složka masných výrobků, pro výrobu rosolů a aspiků, pro výrobu umělých „střev“, ale také v dalších průmyslových odvětvích. Kůže slouží jako ochrana těla, jako smyslový orgán, účastní se termoregulace a je zásobárnou tuku a vody. Skládá se z pokožky (epidermis), epitelové vrstvy ektodermového původu, a škáry (dermis), vrstvy vazivové tkáně, původem z mezodermu. Spojení dermis a epidermis je nepravidelné a výběžky dermis, zvané papily, alternují s výběžky epidermis, označovanými jako epidermální čepy (lišty). V třírozměrném prostoru mohou tyto interdigitace do sebe zapadat buď jako čepy do zděří (tenký typ kůže), nebo vytvářejí hřebeny a brázdy (tlustý typ kůže). Pod dermis je uloženo podkožní vazivo neboli podkoží (hypodermis), což je řídká vazivová tkáň, jež může obsahovat polštář tukových buněk, panniculus adiposus. Hypodermis, již není považována za součást kůže, připojuje kůži volně k přilehlým tkáním a odpovídá anatomicky povrchové fascii. Deriváty dermis zahrnují chlupy, nehty a mazové i potní žlázy (obr. 152). Pokožka je vrstevnatý dlaždicovitý rohovatící epitel, který se obnovuje z hlubších vrstev při bazální membráně (obr. a2-109). Hluboká vrstva pokožky se proto nazývá zárodečná a je tvořena bazální částí s vysokými cylindrickými buňkami a mnohavrstevnou částí obsahující buňky polyedrické. Buňky, které zde vznikající prodělávají proces keratinizace, jehož výsledkem jsou ploché, odumřelé buňky bez jader, obsahující keratin. Ve směru od škáry je epidermis složen až pěti vrstev buněk produkujících keratin (keratinocyty) Těmito vrstvami jsou: stratum basale, stratum spinosum, stratum granulosum, stratum lucidum a stratum corneum. Škára (dermis) (obr. a2-110) je složena z vaziva, které zpevňuje epidermis a spojuje ji s přilehlým podkožím (hypodermis). Tloušťka dermis je proměnlivá a záleží na místě, na kterém se nachází. Maxima 4 mm dosahuje na hřbetě. Povrch dermis je velice nepravidelný a vyvstává ve velký počet výběžků (dermální papily), jež se střídají s výběžky epidermis (epidermálními čepy či lištami). Tyto struktury jsou hojné všude tam, kde je kůže vystavena častým tlakům. Během embryogeneze škára vývojově determinuje uspořádání přilehlé epidermis. Škára tvoří podklad vyčiněné kůže (usně), a proto je z technologického hlediska nejdůležitější. Má dvě vrstvy, které se liší kvalitou vláken. Za hranici mezi nimi se obvykle považuje spodní hranice chlupových cibulek (obr. a2-111). Obě vrstvy jsou typu retikulárního plsťovitého vaziva, obsahují i kolagenní a elastická vlákna. Ve škáře jsou četné žlázy, nervy a probíhají v ní chlupové váčky s chlupy, u nichž jsou kožní žlázy (obr. a2-112). Podkoží připevňuje kůži k hlubším vrstvám těla. Je to typické řídké vazivo, které obsahuje snopce kolagenních, elastických a retikulárních vláken. Zde se ukládá tuk a vzniká tak tuková tkáň. Tato vrstva se též označuje jako povrchní fascie a je-li dostatečně silná, jako panniculum adiposus.

118

Obr. 153 Schéma stavby kůže A - řez kůží, I) pokožka; II) škára; III) podkoží, 1-7) stavba chlupu; 8) mazová žláza; 9) potní žláza; 10) tepénka; 11) vzpřimovač chlupu; 12) vazivo podkoží, B - detail pokožky, (I) a škáry (II), 1 - bazální membrána; 2) stratum basale; 3) stratum spinosum; 4) stratum granulosum; 5 stratum lucidum; 6) stratum corneum; 7) papily škáry (Jelínek, 2001)

Kůže prochází během technologického zpracování několikastupňovým procesem, přičemž prvním krokem je paření kůží. Během něj dochází k odstranění pokožky a chlupů pomocí 60 °C teplé vody z celého povrchu těla (nahladko) nebo jen jeho části (krupon). Z kůže zůstává pouze škára, neboť se působením teploty přeruší prstovité spojky bazální vrstvy pokožky se škárou a retikulární vlákna na rozhraní pokožky a škáry (bazální membrána). Zároveň dojde k uvolnění chlupů, ke změnám na kolagenu a tím ke změně barvitelnosti horní vrstvy škáry. Následným mechanickým čištěním dojde k porušení kresby vazivových papil (obr. a2-113). Dále je odstraňována spodní vrstva kůže, která je jako tzv. štípenková klihovka surovinou pro výrobu klihovkových střev. Ta jsou pod různými obchodními názvy (Cutisin, Naturin) rozšířeným typem obalů. Jsou vhodná pro trvanlivé výrobky, sušené i uzené, protože propouštějí vodní páru a udicí kouř. Mikroskopicky lze tyto obaly identifikovat na základě kolagenních vláken bez uspořádání typického pro střeva přírodní. Při nedodržení výšky teploty nebo doby působení může dojít k přepaření či nedopaření kůží. V obou případech dochází k ulpění pokožky na kůži, štětiny jdou špatně odstranit a kůže se trhá. Mikroskopicky lze sledovat pevné spojení škáry s pokožkou a zachovanou vrstvu cylindrických buněk pokožky na hranici škáry s jádry posunutými do horní poloviny buněk. Vazivová vlákna klihovatí, zatímco elastická vlákna nevykazují pozorovatelné změny. Kůže zpracovaná teplem určená k potravinářským účelům K výrobě potravin se používají prakticky pouze opařené vepřové a telecí kůže, ze kterých byla odstraněna pokožka a z větší části i chlupy. Vařená kůže bobtná, přes to však je vždy zachován její charakter. Kolagenní vlákna jsou ve svazcích značně ztluštělá, a pokud jde o barvitelnost, mají větší afinitu k bazickým barvivům.

119

Jestliže tkáň nebyla vařena příliš dlouho, zůstává dobře zachována i barvitelnost jader. Změny nastávají jak v síťovité, tak v bradavkové vrstvě škáry. Kromě typického plsťovitého uspořádání snopců kolagenních vláken zůstává ve škáře typický a nápadný průběh drobných cév, zejména na podélných řezech. Jeví se jako pruhy buněk s dobře patrnými jádry. Jsou-li jádra rozrušena teplem, zůstávají patrny temnější pruhy v průběhu cév. Povrch bradavkové vrstvy se vyznačuje četnými papilami, které se u vepřové kůže při čištění obvykle poruší nožem. V chlupových váčcích jsou zachovány buď jen zbytky epiteliálních pochev, nebo celé chlupy (štětiny). Podle nich se prozradí často jen zlomek kůže v uzenářském výrobku. Při fixaci pikroformolem podle Bouina se barví keratin chlupů jasně žlutě a tato barva zůstává zachována i na preparátech. V hrubých tvarech bývají zachovány i kožní žlázy, jak potní, tak mazové. Obsah bývá rozrušen a mění se i barvitelnost. Na kolagenu škáry se mohou projevovat rozdíly v barvitelnosti pikrofuchsinem (červená barva se mění do hněda). Pro potravinářské účely se používá kromě kůže také mléčná žláza, což je speciálně utvářená kožní žláza. Morfologicky jde o složitou tuboalveolární žlázu s apokrinní sekrecí. Vlastní žlázový parenchym je tvořen lalůčky, oddělenými malým množstvím vaziva. Lalůčky obsahují sekreční alveoly a tubuly vystlané sekrečním epitelem jednovrstevný cylindrický epitel, nasedající na bazální membránu. Během laktace mění cylindrické buňky svůj tvar až na plochý podle stádia a stupně sekrece. Na sekreční část navazují mlékovody, jejichž stěnu tvoří vazivo a jednovrstevný kubický epitel, který se se zvětšováním průměru vývodných cest mění na jednovrstevný cylindrický. Změny po technologickém opracování Epitel i vlastní tkáň mléčné žlázy se mění již mechanickým opracováním. Působením tepla se epitel dále narušuje a odlupuje, zatímco vazivové součásti poněkud odolávají, takže se vždy zjistí ostrůvky tkáně, které lze dobře určit (obr. a2-114).

5.2 MLÉKO Složení mléka Mezi suroviny živočišného původu patří také mléko, které je obecně prvotní potravou všech savců. Protože je nutričně vyvážené, má z hlediska výživy lidí ideální poměr všech potřebných živin. Na složení a kvalitu mléka má však vliv řada faktorů. Kromě plemenné příslušnosti dojnice je to zdravotní a výživný stav, roční období a fáze laktace.

Obr. 154 Schematické znázornění mléka (upraveno dle Aguilera, 1999)

Chemicky se jedná o složitý roztok laktózy, solí a proteinů, ve kterém jsou dispergovány částice proteinů a tukové kuličky (po nadojení je mléko emulzí, později přechází do suspenze) (obr. 154). Z technologického pohledu je nejdůležitější hlavně struktura jednotlivých komponent a jejich fyzikálně chemické chování, které vede k tvorbě emulzí, koagulaci a tvorbě gelu.

120

Hlavní složkou mléka je voda, která u kravského mléka tvoří 87,5 %. Sušina pak obsahuje 3,3 % bílkovin, z nichž nejvýznamnější je kasein (2,6 %). Ten je směsí přibližně deseti bílkovin, které se podílí na srážení mléka a tvorbě sýrů. Dalšími mléčnými bílkovinami jsou bílkoviny mléčného séra: α-laktoglobulin, β-laktglobulin, imunoglobuliny, sérový albumin, proteaso-peptonová frakce, laktoferin a transferin. Pro výrobu jogurtů a dalších kysaných mléčných výrobků je důležitá laktóza (mléčný cukr), která u kravského mléka tvoří 4,7 % a je živnou látkou pro bakterie mléčného kvašení. Mléčný tuk, který je živnou látkou pro bakterie mléčného kvašení, tvoří 3,8 % (v ml %). V syrovém mléce se vyskytuje ve formě tukových kuliček. Ty se usazují na povrchu odstátého mléka jako smetana, čemuž je při zpracování mléka bráněno jeho homogenizací. V mléce jsou dále obsaženy také minerální látky (0,7 %), ze kterých je nejdůležitější vápník, vitamíny, enzymy a některé znečišťující látky jako jsou soli těžkých kovů a pesticidy. Zatímco přítomnost vápníku je žádoucí jak z pohledu výživy, tak technologicky, neboť se podílí na sladkém srážení mléka, většina enzymů je nežádoucí. Jsou totiž zodpovědné za vznik senzorických vad mléka, případně za změnu technologických vlastností. Nejvíce rizikové jsou pak bakteriální enzymy pocházející z bakteriální kontaminace. K té může docházet při dojení (sekundární kontaminace) nebo díky onemocnění mléčné žlázy, tzv. mastitidy (primární kontaminace). Z hlediska kvality a bezpečnosti potravin je někdy nutné posoudit, zda mléko nebylo ředěno vodou, ošetřeno neodpovídajícími teplotami, zaměněno za mléko jiného živočišného druhu než je deklarováno, případně zda nebyl přidán rostlinný tuk nebo sušené mléko. Většinu uvedených způsobů falšování mléka lze odhalit pouze na základě fyzikálně chemických vyšetření. Zahřátí mléka lze například prokázat stanovením produktů Maillardovy reakce (zejména hydroxymethylfurfuralu, který vzniká díky vysoce reaktivním volným aminovým skupinám mléčného cukru) a ředění mléka vodou lze prokázat stanovením bodu tuhnutí. Nejvýznamnějším požadavkem na kvalitu mléka je mikrobiální čistota, která má vliv na skladovatelnost i technologické vlastnosti suroviny. Pro sledování tohoto parametru je nejvhodnější mikrobiologické vyšetření zahrnující kultivaci mikroorganismů na Petriho misce se zaměřením na celkový počet mezofilních mikroorganismů. Přítomné bakterie jsou však také jednou z komponent, kterou můžeme sledovat pomocí světelné mikroskopie. Mikroskopický obraz Mikroskopie mléka se uplatňuje spíše na poli experimentální vědy a výzkumu, kdy je používána zejména elektronová mikroskopie. Ta poskytuje informace o uspořádání jednotlivých komponent, jejich vzájemných vazbách a interakcích. Vyšetření je mnohem jednodušší u syrového mléka než u mléčných produktů, jejichž příprava je pro elektronovou mikroskopii poměrně komplikovaná. Elektronová mikroskopie přináší informace o mikrostrukturách, jako jsou membrány, koloidní agregáty nebo krystaly, na které je mléko a produkty z něj bohaté. Ultrastruktury a jejich vzájemné interakce jsou důležité pro výsledné vlastnosti mléčných výrobků, zejména pro texturu, a z těchto důvodů jsou velmi intenzivně zkoumány. Většinu složek mléka nelze identifikovat pomocí optického mikroskopu, protože jsou příliš malé nebo rozpuštěné ve vodě a tedy mikroskopicky „neviditelné“. Příkladem může být amorfní laktóza, která však při překročení hranice 8 % začíná krystalizovat. Pak může být v případě výskytu velkých krystalů (vetší než 10 μm) patrná i ve světelném mikroskopu. Krystalická laktóza se vyskytuje ve dvou trojdimenzionálních formách s rozdílnou rozpustností: hygroskopická α-laktóza a nehygroskopická β-laktóza. Uvedená krystalizace mléčného cukru není u mléka ani u mléčných výrobků žádoucí, protože je při ní mléko konzumentem vnímáno jako „pískovité“.

121

Kaseinové micely Další komponentou, kterou lze pozorovat pouze elektronovým mikroskopem jsou mléčné bílkoviny, uspořádané do vyšších celků. Většinu z těchto proteinů (80 %) tvoří kasein složený z αS1-, αS2-, β- a κ-kaseinu. Tyto frakce jsou vzájemně spojeny do submicel (15 až 25 kaseinových molekul) a to díky vazbě s fosforečnanem vápenatým a díky hydrofobickým vazbám. Povrch submicel je hydrofilní a je pokryt κ-kaseinem, který je vázán přes N-acetylgalaktosaminovou skupinou s αS1-kaseinem (obr. 154). Toto uspořádání hraje důležitou roli v soudržnosti micel, ale také při technologii výroby mléčných výrobků. Kaseinové micely jsou pouze 0,02–0,3 μm velké a tvoří v mléce pevné částice rozptýlené v tekuté části (forma suspenze).

Obr. 155 Schematický obrázek kaseinové micely (autoři) Tukové kuličky Jedinou komponentou mléka, která je ve světelném mikroskopu patrná, jsou pravidelně kulaté, drobné a průhledné tukové kuličky. Ty lze barevně zvýraznit pomocí metody s barvivy skupiny Sudan, olejovou červení a oxidem osmičelým. Velikost tukových kapének kolísá v čerstvém mléce od 0,1 μm do 10 μm. Tukové kapénky o velikosti kolem 1μm tvoří 70 – 80 % veškerého počtu tukových kapének mléčného tuku, ale z celkové hmotnosti představují nepatrný podíl tuku. Nejvíce jsou co do hmotnosti zastoupeny tukové kapénky o průměru 4 – 6 μm, na které připadá 10 – 30 % z celkového počtu tukových kapének. Velké tukové kapénky 8 – 12 μm představují kolem necelého 1 % z celkového počtu a 2 – 3 % celkového tuku co do hmotnosti. Tyto kapénky jsou homogenizací rozmělňovány, aby nedocházelo k jejich samovolnému vyvstávání. Na velikosti tukových kuliček má vliv řada faktorů jako je plemeno, laktační období (největší v plné laktaci), krmení (statková krmiva dávají větší tukové kuličky než pastva), říje (zmenšení tukových kuliček), ošetření mléka (zvýšením teploty dochází ke slévání tukových kuliček, tedy zvětšení, homogenizace a míchání je naopak zmenšují) apod. Na velikost má vliv také technologické opracování mléka – ve smetaně jsou např. tukové kuličky větší a hustěji rozmístěné než v mléce. Tukové kuličky obsahují: di- a monoacylglyceroly steroly,

122

volné mastné kyseliny (polynenasycené n–3 mastné kyseliny (omega–3) a konjugovanou kyselinu linolovou (CLA), izomer cis–9 trans–11 C18:2, nejvíce je zastoupena kyselina α–linolenová (C18:3) spolu s menším množstvím kyseliny eikosapentaenové (C20:5) a kyseliny dokosahexaenové (C22:6), které mají pozitivní vliv na lidské zdraví),

karotenoidy, vitaminy A, D, E a K. Vlastní tuk se vyskytuje uprostřed tukové kuličky jako směs oleje a tukových krystalů. Ty tvoří několik polymorfních forem (nejčastější jsou α, β a β´), které jsou zodpovědné za texturální vlastnosti mléka i mléčných výrobků. Parametry tukových krystalů, jako je velikost, tvar, počet a typ, jsou dány počtem krystalizačních jader. Na povrchu tukových kuliček je přibližně 10 nm široká ochranná membrána, která se skládá z lipofilní vrstvy fosfolipidů (30 % z jejich celkového množství obsaženého v mléce). Jejich nepolární řetězce jsou orientovány směrem do tukové kuličky a polární (hydrofilní) část molekuly směřuje k vodné fázi mléka. Membrána je složena z karotenů, z 10 typů enzymů, z 30 % z fosfolipidů a z 50 % z bílkovin – z celkového množství obsahuje však jen 1 % mléčné bílkoviny (albumin, globulin, kasein). Toto množství tvoří sice pouze 2 % váhy tukové kuličky, ale v litru mléka znamená 80 m2. Tím je dána její důležitost na stabilitě tukové emulze. K bílkovinné vrstvě se dále připojuje tzv. hydratační obal, který může podléhat změnám, např. zmenšení následkem mechanického nebo tepelného ošetření mléka. Konkrétní podoba tukové kuličky a vzájemného uspořádání jednotlivých komponent je předmětem mnoha studií. Z tohoto důvodu existuje několik modelů (obr. 156 a 157).

Obr. 156 Tuková kulička (autoři)

Obr. 157 Tuková kulička (upraveno dle Aguilera, 1999)

5.3 VEJCE Složení vajec Vejce je, podobně jako mléko, ideální potravinou, neboť obsahuje téměř všechny živiny, které člověk potřebuje ke své výživě. Tyto živiny jsou navíc přítomné ve vysoce stravitelné formě. Také proto jsou vejce nejrozšířenější potravinou i potravinářskou surovinou. Obecně se pod pojmem vejce rozumí vejce slepičí, ačkoli lze konzumovat i vejce křepelčí, pštrosí apod.

123

Průměrné slepičí vejce váží mezi 58 a 62 g a obsahuje zejména bílkoviny, lipidy, minerální látky, vitamíny a vodu, která je zejména v bílku (80 % bílku tvoří voda). Ten tvoří 60 % hmotnosti vejce a je složen z několika vrstev řídkého a hustého bílku. Oproti tomu žloutek je nositelem zárodečného terčíku, zásobárnou lipidů, proteinů a dalších živin. Velikost a složení vejce je plemennou příslušností, věkem, zdravotním a výživovým stavem nosnice, klimatickými podmínkami a dalšími faktory. Mikroskopický obraz vajec Kvalita a čerstvost vajec je hodnocena senzorickým a fyzikálně – chemickým vyšetřením. Hodnocena je zejména velikost a tvar vajec, stav skořápky, velikost vzduchové bubliny, vaječný obsah, cizí tělesa, stav bílku a žloutku. Mikroskopické vyšetření není z praktických důvodů využíváno, jelikož jednotlivé složky vajec nelze pomocí světelné mikroskopie sledovat. Vyžití mikroskopie v případě vajec proto zůstává na poli experimentální vědy. Světelná mikroskopie je pak využívána např. ke studiu vlivu různých ochranných nátěrů na vaječné skořápky, které mohou být využívány pro dlouhodobé skladování vajec zejména z ekonomických důvodů.

Znalost stavby bílkoviny umožňuje předvídat jejich chování vůči dalším složkám potraviny (zejména to, jak budou probíhat vzájemné vazby), ale také navrhovat změny, které vedou ke zlepšení jejich funkcionality. Příkladem může být změna konfirmačních vlastností bílkovin za využití působení vysokého tlaku (nad 1000 MPa) v kombinaci s teplotou. Působení těchto faktorů zlepšuje rozpustnost, agregační vlastnosti a schopnost tvořit gely, čehož se využívá při výrobě potravin, jako jsou například majonézy nebo zmrzliny. Elektronová mikroskopie je pak využívána ke studiu změn v proteinové stavbě nebo ke kontrole distribuce bílkoviny v hotových výrobcích. Za použití světelné mikroskopie v běžné praxi lze posoudit pouze mikrobiologickou čistotu vaječné hmoty, homogenizovaných práškových vaječných směsí nebo vaječných konzerv. Pro toto vyšetření se však více hodí vyšetření mikrobiologické, které přináší řadu informací o přítomných mikroorganismech. O něco více je světelná mikroskopie využitelná ve výrobcích, kam jsou vejce přidávána. Např. v případě majonéz lze mikroskopicky hodnotit velikost tukových kuliček (ideální je mezi 1,5 a 2,2 µm), ale také tvar a jejich rozmístění. Při použití elektronové mikroskopie pak lze hodnotit navíc i stavbu makromolekulární sítě Na základě těchto informací lze upravit technologické procesy a způsob zpracování surovin tak, aby byl výsledek co nejvíce žádoucí pro konečného spotřebitele.

A A

Pro výzkumné účely je více používána zejména mikroskopie elektronová (SEM nebo TEM), která nám umožňuje získání informací o mikrostruktuře vaječné bílkoviny (obr. 158). Ta je zodpovědná za funkční vlastnosti, zejména za tvorbu pěn a emulzí. Obr. 158 Míchaná vajíčka, SEM, A vaječný protein (Aguilera, 1999)

124

6.1 MIKROSKOPIE MASNÝCH VÝROBKŮ Masné výrobky jsou výsledkem řady výrobních operací, kterými se dosahuje potřebných vlastností, zejména charakteristické struktury, barvy, chuti, údržnosti a dalších. Většina masných výrobků je tvořena složitými disperzními mnohokomponentními systémy, ve kterých se setkáváme se změnami makro-, mikro- ale i ultrastruktury všech jejich součástí. Znalosti struktury součástí masných výrobků a také změn, ke kterým dochází při zpracování, jsou zprostředkovány mikroskopickým vyšetřením. Mikroskopie může posoudit účinky technologických postupů a přispět tak ke zlepšení jejich kvality. Do této velmi široké skupiny patří drobné masné výrobky (různé párky, špekáčky, apod.), měkké salámy (šunkový salám, gothajský salám, apod.), různé dušené šunky, vařené výrobky (tlačenka, jaternice, jelítka, apod.), uzená masa, speciality (anglická slanina, kladenská pečeně, apod.), ale i jiné masné výrobky, jakou jsou grilovací klobásy, tyčinky nebo grilovací párky. Zásadní význam pro strukturu mělněných výrobků má spojka. Z fyzikálního hlediska jde o velmi složitou polydisperzní soustavu. V základní síti tvořené nabobtnalými myofibrilárními bílkovinami jsou emulgovány kapičky tuku, stabilizované koloidním roztokem rozpustných bílkovin. Další částice (nerozrušená svalovina, tuková a vazivová tkáň) tvoří suspenzi. Struktura výrobku a velikost částic závisí jednak na způsobu a stupni rozmělnění, ale i na podílu a poměru jednotlivých složek, zejména bílkovin, tuku a vody. Proces uvolňování a rozpouštění svalových bílkovin je třeba podpořit přidáním soli (2 – 3%). Dalším důležitým faktorem je tepelné opracování, při kterém vzniká díky vytvoření příčných vazeb mezi molekulami bílkovin pevný gel, a částice tuku se stabilizují. Na stabilizaci struktury se podílí u tepelně opracovaných výrobků také kolagen, který se při záhřevu mění na želatinu, která po ochlazení ztuhne. Tento princip je podstatou struktury tzv. vařených masných výrobků. Při výrobě tepelně opracovaných výrobků se po intenzivním kutrování svalové buňky důkladně rozruší až na fragmenty a tím se uvolní jejich buněčný obsah. Sůl proniká, až do vnitřku myofibril rozmisťuje se mezi Z a M linie a vyvolává jejich částečné nebo úplné rozrušení. Tím se oslabuje soudržnost filament. Chloridové ionty se ukládají na filamenta a mění jejich elektrostatický náboj. Tím se zesilují odpudivé síly a způsobí roztažení mřížkovité struktury filament. Do tohoto prostoru pak mohou pronikat molekuly vody a vyvolají bobtnání myofibril. Když potom dojde při rozrušování k mechanické zátěži takto nabobtnalých myofibril, rozpadnou se na kousky. Při vhodně zvolené koncentraci soli může dojít až k uvolnění peptidových řetězců a přechodu proteinů do roztoku. Změněné bílkoviny tak imobilizují vodu a vážou tukové a masové částice do díla. Tuk se při kutrování uvolňuje a přechází do amorfní tukové masy, která je dispergovaná ve formě tukových částic i jednotlivých tukových kuliček v dutinách bílkovinné matrice masového díla. Většina tukových kuliček je obalena tenkou vrstvou rozpuštěných sarkoplasmatických bílkovin. Při následném tepelném opracování dojde v důsledku koagulace bílkovin k uzavření tukových částic v dutinách. Nedostatky ve vazbě tepelně opracovaných výrobků souvisí s nedostatkem volných svalových bílkovin pro vytvoření proteinové sítě. Náhrady masa (např. sójová bílkovina) tedy musí mít podobné funkční vlastnosti, aby došlo k vytvoření pevné struktury díla. K výrazným změnám v mikrostruktuře dochází během tepelného ošetření. Po tepelném opracování byly pomocí elektronové mikroskopie pozorovány dvě důležité změny – membrána obklopující tukové micely byla porušena (vysoký počet pórů) a spojitá fáze byla

6 MIKROSKOPIE HOTOVÝCH POTRAVIN

125

významně pozměněná bílkovinami zkoagulovanými do hustých nepravidelných zón. Stabilitu této soustavy můžeme ovlivnit jednak výrobním postupem jednak přídatnými látkami. Mezi nejčastěji používané přídavné látky v masných výrobcích patří dusitanové, fosfátové solicí směsi, škroby, rostlinné bílkoviny, karagenany, vláknina, amarant, xantanu, askorbát. Využití jako přídatné látky mohou být také zpracované suroviny živočišného původu. Sem radíme živočišné bílkoviny, jako jsou vepřová bílkovina, mléčná bílkovina, syrovátková bílkovina. Jejich použití může byt v nativní formě, ale častěji se setkáváme s použitím v podobě hydrolyzátů. 6.1.1 Mikrostruktura mělněných masných výrobků Ve světelném mikroskopu můžeme pozorovat základní stavbu svalů a rozlišit svalová vlákna, tukové buňky a vazivo a další struktury. Ve výrobcích je zjišťována rozmělněná část (spojka) (obr. 159) jako síťovina, jemně zrněná s většími nebo menšími oky různého tvaru (obr. 160), jejichž velikost závisí na délce a intenzitě promíchávání díla (obr. a3-4, obr. a3-11). Oka jsou menší a četnější pod obalem výrobku. V rozmělněné části výrobku jsou uložena svalová vlákna jednotlivě nebo ve snopcích, shluky vaziva a tukové buňky. Svalovina se nachází ve formě větších zrn, pokud tvoří vložku výrobku, dále jako porušené svalové snopce, jednotlivá svalová vlákna a jejich zbytky. Svalová vlákna podléhají při mechanickém a tepelném zpracování různému stupni poškození, které se projevuje ztrátou žíhání (obr. a3-2, a3-10 – a3-11, a3-26, a3-67). U větších okrsků kosterní svaloviny, která nebyla intenzivně mechanicky a termicky namáhána nedochází k úplné ztrátě žíhaní a jádra zůstávají zachovány (obr. a3-62). Tuková tkáň je pozorována jako shluky poškozených a prázdných tukových buněk (obr. a3-42, a3-56, a3-66), případně se tukové buňky vyskytují jednotlivě rozptýlené v rozmělněné části díla (obr. a3-3). Uvolněný tuk se stává součástí díla a vyplňuje síťovitou strukturu výrobku (obr. 161) (obr. a3-27, a3-50). Pro určení uspořádaní tukové tkáně, je lepší vyžít cílená barvení na tuk a3-45 – a3-48). Větší okrsky tukové tkáně tvoří vložku některých výrobků. V této kategorii masných výrobků se jedná zejména o špekáčky a gothajský salám nebo klobásy (obr. a3-42, a3-64, a3-66). Vazivo kolagenního typu se jeví jako nepravidelné snopce a shluky jemně zvlněných vláken, husté uspořádané vazivo pak jako úlomky tkáně. Pro zbytky šlach je charakteristické provazcovité uspořádání, tepelně opracovaná šlacha je většinou popraskaná (obr. 162). Po tepelném opracování se mění barvitelnost a struktura kolagenních součástí až na amorfní hmotu (obr. a3-28). Elastické vazivo se liší barvitelností a současně typickou strukturou průběhu vláken. Ve výrobcích jsou zjišťovány další běžné součásti – krevní cévy (obr. a3-12, a3-66), periferní nervy (obr. a3-30, a3-38), mízní tkáň. Ojediněle se ve výrobcích nachází části orgánů – chrupavky (obr. a3-24), kůže, slinné žlázy (obr. a3-5), lze také najít tkáň sleziny a ledviny. Použití strojně odděleného masa je doprovázeno zvýšeným množství chrupavek (obr. a3-24), kostních úlomků (obr. a3-23) a pojivových tkání. Pravidelně se v masných výrobcích vyskytují součásti rostlinného původu, především části různých druhů koření – pepř (obr. a3-14, a3-32, a3-59), muškátový ořech, kmín (obr. a3-33), paprika (obr. a3-7, a3-21,3-22, a3-34, a3-54), nové koření (obr. a3-60), česnek (obr. a3-51) a zázvor. Škrobová zrna se nacházejí buď rozptýlená v okách spojky (obr. a3-27, a3-36) nebo ve shlucích a to často v podobě mouky (obr. a3-31, a3-35, a3-40, a3-58). Výskyt ve shlucích indikuje použití mouky jako výrobní suroviny nebo jiných druhů škrobových přídavků (obr. a3-12, ). Obaly přírodní (obr. a3-20) i umělé, které obsahují kolagenní vlákna, se barví odpovídajícím způsobem (obr. a3-13, a3-35).

126

Mezi typické zástupce těchto výrobku patří párky (vídeňský (obr. a3-1 – a3-8), debrecínský, jemný(obr. a3-9 – a3-18), lahůdkový, spišský (obr. a3-19 – a3-24)), točený salám (obr. a3-25 – a3-40), kabanos, špekáčky (obr. a3-41 – a3-48), junior salám, český salám (obr. a3-49 – a3-54), gothajský salám, šunkový salám (obr. a3-49 – a3-54), ostravská klobása, moravská klobása (obr. a3-61 – a3-66) a jiné (obr. 163 a 164).

Obr. 159 Výrobek, HE A spojka, B kolagenní vazivo, C škrob (autoři)

Obr. 160 Točený salám, HE A spojka B kosterní svalovina, C oka vzduchu a tuku (autoři)

Obr. 161 Špekáček, olejová červeň A spojka (modře), B tuk (oranžově) (autoři)

Obr. 162 Silné párky, Calleja A šlacha (modře), B mouka, C kolagenový obal (autoři)

Obr. 163 Točený salám, HE, A kosterní svalovina, B spojka, C, mouka (autoři)

Obr. 164 Párek, Lugol-Caleja A škrob, B rostlinný protein, C spojka (autoři)

AB

C A B

C

A

B A

B

C

A

B

C A

B

C

A

C

C

127

6.1.2 Mikrostruktura celosvalových masných výrobků Celosvalové masné výrobky z mikroskopického hlediska lze definovat jako výrobky tvořené převážně z kosterní svaloviny, s menším obsahem tukové tkáně (obr. a3-71, a3-75) a přidruženého vaziva (obr. a3-67, a3-74). Vepřová šunka nejvyšší jakosti a výběrová podle vyhlášky 326/2001 Sb. může být vyrobena jen z vepřové kýty celosvalové. Ve světelném mikroskopu jsou tedy patrné jasně ohraničené okrsky kosterní svaloviny spojené bílkovinovou sítí vzniklou z uvolněných svalových bílkovin (obr. a3-67, a3-69, a3-73). Ve svalových vláknech zejména na podélných řezech mohou být patrny místa projasnění nebo dutinky vzniklé při nástřiku (obr. 165). Při správné technologii nástřiku, vhodně zvoleném láku a kvalitní vstupní surovině nejsou patrny. U šunky standartní a drůbežích šunek kde legislativa nedefinuje použitelné suroviny, může být svalovina zrněná. Mikroskopicky jsou proto patrny menší okrsky ohraničené kosterní svaloviny a větší podíl bílkovinové sítě, která spojuje tyto okrsky (obr. a3-73, a3-75). U této skupiny výrobků jsou běžným nálezem také hydrokoloidy (obr. a3-76), které zlepšují vaznost vody a jsou přidávány do láku. Běžným nálezem je škrob (obr. a3-73, a3-74), modifikovaný škrob (obr. 166), karagenan, xantan a sojový protein. Další součástí láku jsou NaCl, polyfosfáty, dusitanová sůl, povolené zvýrazňovače chutě zejména glutaman sodný. Jejich mikroskopická identifikace však ne ni možná kvůli rozpustnosti ve vodě. Mezi typické zástupce těchto výrobků tedy patří šunka výběrová (obr. a3-67 – a3-78), šunka nejvyšší jakosti (obr. a3-69 – a3-72), šunka standardní (obr. a3-73 – a3-76) (obr. 165 a 166). Dalších celosvalové výrobky, které nespadají pod definici šunka dle vyhlášky 326/2001 Sb. např. debrecínská pečeně, česneková kýta, šunka od kosti a uzené nemají definováno použití rostlinných aditiv. U této skupiny celosvalových výrobků se tedy setkáváme s jejich použitím. Používané aditiva jsou obdobné jako u šunky standartní. Struktura svaloviny zůstává zachována a tvoří velké a ostře ohraničené okrsky. Rostlinné aditiva se stávají součástí bílkovinové sítě spájející svalové okrsky. V těchto místech jsou také většinou nalezeny. Pro mikroskopický průkaz rostlinných aditiv této skupiny výrobků se vyšetření zaměřuje právě na prostory mezi svalovými okrsky.

Obr. 165 Šunka výběrová, Calleja A zóna projasnění, B dutina, C kosterní svalovina (autoři)

Obr. 166 Šunka standardní, PAS-Calleja A kosterní svalovina, B dutina, C modifikovaný škrob (autoři)

A

B

C

A

B

C

128

6.1.3 Mikrostruktura vařených a pečených masných výrobků a) Játrové výrobky, paštiky V játrových výrobcích musí držet pohromadě tři druhy tkání – maso, tuk a játra. Za stabilizaci díla je zodpovědná bílkovina jater. Při výrobě se nejprve rozmělní syrová játra za přítomnosti soli a přidávají se k rozmělněnému masu a tuku obvykle předem uvařenému. Velmi důležitá je teplota, při které se obě části smíchají dohromady. Měla by být mezi 40 až 55°C, aby nedošlo k předčasné denaturaci bílkovin při vysoké teplotě, nebo naopak by nebylo možné dosáhnout optimálního rozptýlení tuku při nízké teplotě. Na tvorbě struktury výrobku se podílejí bílkoviny jater uvolněné z rozrušené tkáně a dvě fáze působení teploty. Globulárně-jádrová bílkovinná síť (obr. a3-78) se vytvoří při míchání díla při teplotě mezi 40 a 50°C, a obsahuje ještě mnoho vazeb ve formě vodíkových můstků. Teplota nad 80°C vede k vytvoření vazeb bílkovina-bílkovina, a tím vytvoření kompaktní struktury. Roztíratelnost výrobku umožňuje charakter sítě – je drobivá a porézní. Ve výrobcích lze nalézt typické součásti jaterní tkáně (trámce jaterních buněk, zbytky portobiliárního prostoru). Síť vytvořená rozmělněnou hmotou jater má zrnitý charakter a kromě zmíněných částí původní tkáně v ní nacházíme fragmenty svalových vláken (obr. 167) (obr. a3-78, a3-84, a3-90) a fragmenty jaterní tkáně, rozptýlené tukové buňky (obr. a3-80), pojivové tkáně (obr. a3-79), lymfatickou tkáň (obr. a3-86, a3-98), slinné žlázy a součásti rostlinného původu, zejména mouku ((obr. a3-77, a3-81), škroby (obr. a3-90, a3-95, a3-100), bílkoviny (obr. a3-87, a3-90 – a3-92 ) a koření (obr. a3-82, a3-87, a3-88 ). Častou surovinou pro výrobu těchto výrobků je také strojně oddělené maso. V případě jeho použití se můžeme setkat s výskytem většího množství kostních úlomků (obr. a3-92), kolagenního vaziva nebo také kůže (obr. a3-97) zejména v případě použití drůbežího separovaného masa. Mezi typické zástupce těchto výrobků tedy patří játrový sýr (obr. a3-77 – a3-82), játrový salám a různé druhy játrových paštik (školáček játrový (obr. a3-83 – a3-92), májka (obr. a3-93 – a3-100) (obr. 167 a 168).

Obr. 167 Játrový sýr, HE A kosterní svalovina, B globulární-jádrová bílkovinná síť (autoři)

Obr. 168 Játrový salám, HE A kosterní svalovina, B globulární-jádrová bílkovinná síť, C koření (autoři)

b) Tlačenky, jaternice, jelita Matrice těchto výrobků je méně rozmělněná, takže se všechny součásti nacházejí ve větších a lépe identifikovatelných okrscích (obr. 169 a 170). Na textuře i mikroskopickém obrazu výrobků se významně podílí přeměněný kolagen v želatinu-glutin (obr. a3-102), větší okrsky kosterní svaloviny (obr. a3-103, a3-108, a3-113, a3-115, a3-120) a u tučnějších výrobků také okrsky tukové tkáně (obr. a3-104, a3-109, a3-115). Zjišťujeme rozmanité zastoupení složek

A

B

C

A

BA

129

živočišného i rostlinného původu (kroupy, žemle, majoránka (obr. a3-106)). Kroupy (obr. a3-107, a3-112, a3-114) nebo i žemle jsou rovněž významným strukturálním prvkem těchto výrobků a dotváří spolu s okrsky živočišných surovin charakter celého výrobku. Součástí některých výrobků může být i krev. Mezi nejčastěji používané koření patří pepř (obr. a3-111), nové koření (obr. a3-119, a3-122), ale také už zmíněná majoránka (obr. a3-106) nebo kmín (obr. a3-115, a3-116). Výrobky řadíme mezi typické zástupce české kuchyně a používané koření a suroviny jsou dány dřívějšími možnostmi produkce a obchodu v České republice. Při výrobě bývají často používané také ořezy z hlav které jsou u těchto výrobků zdrojem méně hodnotných tkání, jakou jsou například slinné žlázy (obr. a3-117 – a3-119), kůže (obr. a3-118), chlupy (obr. a3-120) a lymforetikulární tkáň (obr. a3-121). Mezi typické zástupce těchto výrobků tedy patří tlačenka (obr. a3-101 – a3-106), krvavá tlačenka, jelita, jaternice, jelitový prejt (obr. a3-109 – a3-116) a jaternicový prejt (obr. a3-117 – a3-122) (obr. 169 a 170).

Obr. 169 Vepřová tlačenka, HE A přeměněný kolagen, B spojka (autoři)

Obr. 170 Jelitový prejt, PAS-Calleja A bílkovinová hmota výrobku, B kroupa, C aleuronová vrstva (autoři)

c) Mikrostruktura pečených masných výrobků Tradiční české masné výrobky typu sekaná vypadají ve světelném mikroskopu jako hrubě mělněný salám (obr. a3-123), proto jsou součásti výrobku dobře identifikovatelné. Sortiment sekaných se rozšiřuje o výrobky s různými druhy „vložky“, např. špek. Z rostlinných součástí jsou typické strouhanka, majoránka (obr. a3-128). V tržní síti se však můžeme setkat také s jemně mělněnými sekanými (např. bavorská sekaná). Mikrostruktura těchto výrobků je tvořena převážně spojkou z denaturovaných svalových bílkovin, v nichž jsou rovnoměrně uložená jednotlivá svalová vlákna, tukové částice a použité hydrokoloidy. Ve srovnání s jemně mělněnými masnými výrobky je jich více a nepodléhají tak výrazným změnám. Příčné žíhaní a jádra jsou často zachovány (obr. a3-124). Na výrobu může být použito také SOM, jeho přítomnost může být detekována nálezem kostní tkáně nebo většího množství chrupavek. Z rostlinných přídavků jsou používané škroby a rostlinné proteiny. Součástí mikroskopického obrazu jsou také fragmenty koření, protože u těchto výrobků jsou častěji používaná v přírodní formě (obr. a3-128 – a3-130). Mezi typické zástupce těchto výrobků tedy patří sekaná v různých variantách, jako jsou například domácí sekaná (obr. a3-123 – a3-130), bavorská sekaná, sekaná ze sýrem (obr. 171 a 172).

A

B

A

B

C

130

Obr. 171 Domácí sekaná, HE A tuková tkáň, B kosterní svalovina (autoři)

Obr. 172 Bavorská sekaná, HE A kosterní svalovina, B spojka (autoři)

6.1.4 Mikrostruktura trvanlivých výrobků a) Mikrostruktura trvanlivých tepelně opracovaných masných výrobků Mezi typické zástupce těchto výrobků patří vysočina (obr. a3-131 – a3-142), selský salám (obr. a3-137 – a3-140), turistický salám (obr. 173 a 174).

Obr. 173 Selský salám, HE A tuková tkáň, B kosterní svalovina (autoři)

Obr. 174 Vysočina, HE A úlomek vaziva, B kosterní svalovin (autoři)

Rozmělněna část výrobků má ve světelném mikroskopu zcela jiný charakter než je tomu u výrobků v předchozích skupinách, to je spojeno zejména s obvykle kvalitní surovinou, nižším stupněm mělněni (obr. a3-131, a3-137) a technologickým postupem (uzeni, sušeni). Výrobky obsahuji především svalovinu a tukovou tkáň (obr. a3-132, a3-134, a3-140, a3-137, a3-138), dále fragmenty vaziva kolagenního typu různé velikosti (obr. a3-133 a3-139). Svalovina se nachází spíše ve formě ucelených okrsků a vykazuje, menši známky poškození, stejně tak i tuková tkáň. Rozdíly ve vzhledu součástí živočišného původu mohou byt spojeny i se stupněm vysušeni, tyto rozdíly mohou byt patrné i na vzorcích z jednoho výrobku v důsledku vzniku kroužku při chybném sušeni. Z rostlinných součástí jsou pravidelným nálezem úlomky pepře (obr. a3-135, a3-136, a3-139, a3-140), u některých výrobků dále

A BA

B

A

B A

B

131

koriandr, muškátový ořech a paprika (obr. a3-141, a3-142). Nežádoucí a obvykle i nepřípustný je obsah jiných součástí rostlinného původu. b) Mikrostruktura trvanlivých fermentovaných masných výrobků Mezi typické zástupce těchto výrobků tedy patří lovecký salám (obr. a3-141 - a3-148), poličan (obr. a3-149 - a3-156), herkules, dunajská klobása, paprikáš (obr. 175 a 176).

Obr. 175 Lovecký salám, HE A tuková tkáň, B kosterní svalovina, C koření (autoři)

Obr. 176 Lovecký salám, HE A kolonie fermentačních bakterií, B spojka (autoři)

Při výrobě fermentovaných výrobků se suroviny rozmělní na určitou zrnitost při teplotě kolem -3 až 0 ºC, tak aby struktura tkání (zejména tukové) zůstala zachovaná (obr. a3-141, a3-143, a3-151). Mechanickým působením a vlivem soli dochází k narušení svalových buněk, bobtnání a rozpouštění bílkovin (obr. a3-142, a3-148, a3-150). Bílkoviny rozpuštěné solí (myofibrilární) a rozpuštěné vodou (sarkoplazmatické) se procese míchání dostávají do vzniklých dutin a ve formě filmu pokrývají povrch masových a tukových částic. Vytvoří tím vzájemně propojenou bílkovinou síť, která všechny částice spojí (obr. a3-138, a3-144, a3-145, a3-152, a3-153). Souvislá bílkovinná struktura imobilizuje většinu vody, jejíž molekuly pomocí vodíkových můstků působí jako spojovací články mezi bílkovinami. Tato struktura je však nestabilní a její zpevnění je možné pouze tím, že mezi bílkovinnými agregáty není příliš mnoho imobilizovaných molekul vody. To znamená, že podstatným předpokladem soudržnosti tepelně neopracovaného masného výrobku je snížení obsahu vody. Na struktuře výrobku se dále podílí rovněž proces fermentace, založený na pomnožení a aktivitě laktobacilů. Laktobacily štěpí cukry, tvoří kyselinu mléčnou a snižují pH až na hodnotu kolem pH 4,6 až 5,3. V okamžiku, kdy se pH blíží k izoelektrickému bodu bílkovin, zrající masová hmota má minimální schopnost vázat vodu. Odevzdávání vody z jádra výrobku je tedy založeno částečně na difúzi (na základě rozdílu vlhkosti), částečně snížením pH a tím zamezení možnosti vazby vody. Bílkovinný systém přechází ze solubilního stavu do stavu gelového. Důvodem pro špatnou vaznost výrobku je buď nedostatečné okyselení, nebo nedostatečné odvedení vody, případně použití měkké tukové tkáně. Struktura výrobků je podobná tepelně opracovaným trvanlivým výrobkům, viditelné jsou převážně větší okrsky kosterní svaloviny a tukové tkáně (obr. a3-141, a3-149). Ve vzhledu jednotlivých tkání chybí charakteristické znaky tepelného ošetření, zjišťované změny jsou důsledkem fyzikálních a biochemických změn spojených s mikrobiální fermentací a sušením. Proto mohou být také patrny bazofilně barvené fermentační bakterie (obr. a3-144 - 148, a3-152, a3-153, a3-154).

A

B

C A

B

132

6.1.5 Mikrostruktura roztíratelných fermentovaných masných výrobků U tohoto typu výrobku (např. čajovka) je vysoký obsah tuku, rozptýleného v celém výrobku. Jeho stabilitu a roztíratelnost zajišťuje stav, kdy jsou jednotlivé bílkovinné částice obaleny tukem (obr. a3-158, 159, a3-160). Obalení bílkovin tukem zabraňuje vzájemné vazbě protein-protein, která umožnuje tuhost u jiných druhů masných výrobků. (obrázek 177 a 178). Používanými základnými surovinami jsou vepřové případně hovězí maso s různým stupněm mělnění a tuk. S používaných koření se jedná o pepř a papriku (obr. a3-160 - 162). Stupeň mělnění musí být intenzivní tak aby docházelo k uvolnění tuku s tukových buněk (obr. a3-159) a tedy k obalení proteinů. Po naplnění do obalového materiálu jsou tyto výrobky krátkodobě fermentovány. Přítomné fermentační bakterie lze ve výrobcích mikroskopicky prokázat. Mezi typické výrobky této kategorie patří v České republice čajovka (obr. a3-157 - 164) a métský salám.

Obr. 177 Čajovka, HE A rozmělněná svalová tkáň, B svalová vlákna (červeně)(autoři)

Obr. 178 Čajovka, HE A rozmělněná svalová tkáň, B svalová vlákna (červeně)(autoři)

6.1.6 Mikrostruktura výrobků z drůbežího masa Podíl drůbežích výrobků je na našem trhu v poslední době vysoký. Jedná se o různorodou skupinu, která do určité míry „kopíruje“ druhovou skladbu klasických masných výrobků párky (obr. 179), salámy (obr. 180) (obr. a3-165 - 176), trvanlivé výrobky (obr. a3-179 - 184), šunky (obr. a3-181 - 182), tlačenky (obr. a3-189 - 192). V těchto výrobcích je maso drůbeže zastoupeno v 50 až 70%, z důvodů technologických a smyslových (vaznost, barva) se přidává také jiné maso, především vepřové. V mělněných výrobcích je většina podílu drůbeží svaloviny tvořena strojně odděleným masem (obr. a3-169, a3-175, a3-176) a jeho vlastnosti pak, podle použité technologie separace a charakteru výchozí suroviny, ovlivňují výslednou kvalitu masného výrobku.

A

B

A

B

133

Obr. 179 Drůbeží párek, Calleja A kolagenní vazivo, B kosterní svalovina, C spojka (autoři)

Obr. 180 Drůbeží salám lázeňský, HE A spojka, B hyalinní chrupavka, C škrob (autoři)

Mikroskopická struktura výrobků se poněkud liší od podobných typů tradičních masných výrobků. Můžeme zjistit menší podíl tukové tkáně, svalovina (obr. a3-166, a3-172) a vazivo (obr. a3-168, a3-171, a3-173) se v těchto výrobcích rozpadá na menší fragmenty (obr. 20). Podíl vaziva a tukové tkáně souvisí s množstvím a kvalitou přidaného vepřového masa a vepřových kůží. Strojně oddělené drůbeží maso je charakterizováno přítomností většího množství chrupavek a kostních úlomků (obr. a3-169, a3-175 a3-176), případně i kůží a výjimečně lze najít i zbytek peří. Z rostlinných součástí se nejčastěji zjišťuje přítomnost pepře černého (obr. a3-182, a3-187) a papriky sladké (obr. a3-188), ale podle typu výrobku může jít i o další druhy koření. Do výrobků se přidávala také často mouka, nebo v současnosti zejména škroby (obr. a3-165 - a3-174, a3-179, a3-182) nebo rostlinné bílkoviny (obr. a3-163, a3-164, a3-179, a3-182). V preparátu pak vidíme škrobová zrn typického tvaru samostatně nebo ve shlucích. Mezi typické zástupce těchto výrobků patří drůbeží párky debrecínské, vídeňské, jemné, drůbeží špekáček. Dále výrobky s větším kalibrem jako jsou drůbeží salám šunkový, gothajský a junior. Pro zatraktivnění sortimentu výrobků jsou časté různé přídavky zeleniny (olivy (obr. a3-180, a3-181), žampiony (obr. a3-197, a3-198)) nebo exotického koření, případně obměna druhu drůbeže (krůta, (obr. a3-193 - a3-198))

6.2 MIKROSKOPIE MLÉČNÝCH VÝROBKŮ Veškeré mléko určené k lidské spotřebě prochází v mlékárenském závodě tepelným ošetřením, na které případně navazuje další technologická úprava. Mléko pro většinu mlékárenských výrobků tak prochází těmito kroky: odstřeďování, během kterého dojde pouze k rozdělení jednotlivých částic na základě

hustoty (odstředěné mléko a smetana), standardizace tučnosti, díky které vzniká několik produktů dle procenta obsahu tuku

(nízkotučné mléko až smetana), pasterace mléka a smetany, tedy působení teploty nad 60°C přináší některé nežádoucí

chemické změny (např. denaturace syrovátkových proteinů a jejich asociace s kaseinovými micelami, přesun vápníku a fosfátů do kaseinových micel, změny ve stavbě proteinů membrán tukových kuliček), ale je nutné z důvodu likvidace patogenních mikroorganismů,

homogenizace, během které je redukována velikost tukových kuliček a dochází k přestavbě jejich membrán (zejména k absorpci plasmatických proteinů), které jsou více stabilní,

A B

C A

B

C

134

deaerace (odvětrávání) prováděná vysokými turbulencemi, které poškozují membrány tukových kuliček a denaturují globulární proteiny,

baktofugace, tedy odstředění sporotvorných mikroorganismů. Výroba mléčných výrobků je v prvním případě založena na tuku a jeho vlastnostech. Zde je využíváno zejména schopnosti tuku tvořit emulze (máslo, margaríny). Druhou skupinu mléčných výrobků tvoří ty, jejichž tvorba je založena zejména na proteinech, které koagulují a tvoří gely (jogurt, sýr, zmrzlina). Z mléčných proteinů (viz kapitola 5.3 Mléko) je však do výroby mléčných produktů typu sýry nebo másla zapojena jen jejich malá část. Většina mléčných proteinů je součástí vedlejších produktů (podmáslí, syrovátka). Tyto syrovátkové proteiny jsou pak z důvodů jejich funkčních vlastností častou potravinářskou přísadou. Ceněná je zejména schopnost tvořit micely a pěnu, vysoká vaznost vody, emulgační a koagulační vlastnosti. I přes značné výhody jsou však tyto bílkoviny v poslední době nahrazovány například sójovou bílkovinou. Jedním z důvodů je cena a druhým důvodem je intolerance některých konzumentů vůči laktóze a mléčným bílkovinám. Zatímco konzumenti s intolerancí k laktóze (enzymatická porucha, která se projevuje zrychlenou peristaltikou a tedy průjmem, křečemi a bolestmi břicha) mohou konzumovat většinu fermentovaných mléčných produktů, konzumenti s alergií k mléčné bílkovině (kdy dochází k imunitní odezvě organismu) musí z diety vynechat všechny mléčné výrobky i potraviny, kam jsou mléčné bílkoviny přidávány. Obě potravinové nesnášenlivosti jsou často kombinovány. Technologické vlastnosti mléčných výrobků nejsou dány ani tak chemickým složením, jako strukturou vznikající na základě interakcí mezi jednotlivými komponentami. Tyto interakce stejně jako strukturu výrobků lze sledovat zejména pomocí elektronové mikroskopie, která nám umožňuje studium mikrostruktury a sledování změn v proteinové matrix v závislosti na technologickém opracování. Pomocí světelného mikroskopu lze, stejně jako u mléka, posoudit pouze velikost a rozmístění tukových kuliček, které jsou zodpovědné např. za roztíratelnost výrobku. Jejich tvar a velikost je významně ovlivněna zejména vlivem technologického procesu, který zahrnuje tepelné ošetření, mechanické zpracování a působení dalších faktorů, jako je např. přítomnost tavících solí. Vařené mléko proto obsahuje kuličky větší než 10 µm. Při pomalém chlazení se kuličky dále slévají do větších shluků. Naopak při rychlém ochlazení jsou kuličky částečně deformovány a můžeme pak pozorovat jejich běžné uložení, ale tvar poněkud hranatý. Také působením nízkých teplot dochází k jejich různé deformaci. Velikost a tvar tukových kuliček pak může mít významnou diverzitu i v jednom výrobku. Kromě změn na tukových kuličkách dochází během zpracování mléka (hlavně při působení vyšších teplot) k deformaci kaseinových micel. Členění mléčných výrobků Mléčné výrobky můžeme rozdělit na pevné a tekuté mléčné výrobky, které jsou podle trvanlivosti výrobku dále členěné na pasterované, mléko s prodlouženou trvanlivostí a trvanlivé. Tyto výrobky jsou mikroskopicky shodné se syrovým mlékem (obr. a3-199, a3-200). Liší se jen ve velikosti tukových kuliček, neboť při homogenizaci jsou větší tukové kuličky mechanicky rozmělněny na velikost kolem 1 μm. U tekutých mléčných výrobků tak již nedochází k samovolnému vyvstávání mléčného tuku. Ten je důležitým parametrem pro členění dalšího mléčného výrobku – konzumních smetan, které jsou emulzí olej ve vodě a prodávají se jako sladká smetana (10–18 % tuku) nebo smetana ke šlehání (30–40 %). Z té je šleháním tvořena pěna, která obsahuje 50–60 % vzduchových bublinek rozmístěných v tekuté fázi.

135

Obr. 181 Šlehačka, SEM (Aguilera, 1999)

Tuk je také hlavní komponentou másla, což je homogenní emulze mléčné plazmy (vodné fáze) v mléčném tuku (min. 80 %). Během technologického procesu zpracování mléčného tuku dochází k porušení membrány tukových kuliček a k jejich shlukování spolu s plazmatickými proteiny za vzniku aglomerátů. Protože je během procesu výroby v másle mnoho tukových kuliček rozbito a sloučeno do větších celků, lze mikroskopicky sledovat pouze jejich omezené množství. Mikroskopický obraz másla je pak tvořený interglobulární olejovou fází, vzduchovými bublinkami, tukovými krystaly (0,1 – 0,5 μm) a zbytky membrán tukových kuliček (obr 182). Výsledná konzistence másla je dána rozmístěním obsahu tukových kuliček (tukových krystalů a oleje).

Obr. 182 Máslo, SEM (Aguilera, 1999)

Šlehačka vzniká na základě snižování povrchového napětí, které je podporováno vzájemnou reakcí mezi proteiny a fosfolipidy. Vlivem vysokého tlaku vzduchu dochází k mechanickému porušování tukových kuliček. Na ně jsou vázané vzduchové bubliny a vytéká z nich olej, který spojuje ostatní tukové kuličky do pevné pěny. Její tuhost závisí od velikosti shluků tukových kuliček, které by měli dosahovat velikosti 15–20 μm (obr. 181).

136

Od roku 1873 jsou vyráběny tzv. margaríny, u nichž je část mléčného tuku (20–90 %) nahrazena rostlinnými oleji za vzniku směsných emulgovaných tuků, jako je řada tuků na pečení. Některé margaríny jsou také nízkokalorickou náhradou másla používanou pro snížení množství tuku v dietách. Mikroskopicky jde o velmi komplexní tukový komplex (složitější než máslo), který je tvořený sítí z jednotlivých tukových krystalů a rozprostřených tukových agregátů. Ty fungují jako jakési kontejnery na vodu. Díky této struktuře lze vyrobit i margarín s 80% obsahem vody. Ten však není vhodný pro kulinářské úpravy, jako je pečení a smažení. Dalším typem mléčného výrobku je pomazánkové máslo (s obvyklým množstvím 35 % tuku), při jehož výrobě je využíváno vazby mléčného proteinu na tukové kuličky a fermentace laktózy. Během fermentace dochází k vazbě mezi tukovými kuličkami a kaseinem, což má za následek roztíratelnou konzistenci. Pro zvýšení stability celého výrobku (zejména pro omezení úniku syrovátky) jsou používány škroby. Pro dlouhodobé uskladnění je vyráběn bezvodný mléčný tuk. Ten se pro svou dlouhodobou trvanlivost (až několik let) využívá zejména v potravinářském průmyslu. Mražené smetanové krémy (zmrzliny), vznikají podobně jako šlehačka našleháním a následným zmražením pasterované a homogenizované směsi. Ta může kromě mléčné suroviny obsahovat také rostlinný tuk, ovocné šťávy a vaječný žloutek. Smetanová zmrzlina je zmrazená pěna tvořená rozptýlenými vzduchovými bublinami (60 – 100 μm) mezi ledovými krystalky, pevnými mléčnými komponentami (kaseinové micely, tukové krystalky), tukovými kuličkami, laktózovými krystaly (20 μm) a cukrem. Obsažené tukové kuličky tvoří spolu s mléčným proteinem a ledem emulzi (obr. 183). Soudržnost celého komplexu zlepšuje šíření tuku (volných olejů) mezi vzduchovými bublinkami, podobně jako je tomu u šlehačky.

Obr. 183 Zmrzlina, TEM tukové krystaly zvýrazněné šipkou, F tukové kuličky, C kaseinové micely (Aguilera, 1999)

Pro hladkou strukturu zmrzlin a pro zabránění krystalizace během skladování jsou používány kromě emulgátorů polysacharidové gumy (např. guarová), celulóza a karagenany. Tyto přídavky vytváří gelové sítě, ve kterých je zadržována voda. Pro texturu mražených krémů je velmi důležitý zejména způsob jejich zmrazování neboť rychlost zmražení ovlivňuje velikost ledových krystalů. Obsažené pevné součásti by neměly přesáhnout 65 – 70 µm. Tato velikost způsobuje zrnitou texturu, která je konzumentem vnímána jako nežádoucí. Pro krémové zmrzliny je ideální velikost ledových krystalků 25 – 30 µm (tato velikost je dosažena velmi rychlým zmražením, tedy během několika sekund, kdy ledové krystalky nestihnou narůst do větší velikosti). V kombinaci s emulgátory, které udržují emulzi stabilní, pak dochází k hladké textuře.

137

Největší skupinu mléčných výrobků tvoří výrobky založené na použití zákysových kultur. Sem patří fermentovaná mléka, probiotika, ale také celá široká skupina jogurtů a sýrů. Zatímco sýry představují produkty získané oddělením tekutiny (syrovátky) po koagulaci mléka s různou tučností, jogurty jsou formou gelu tvořeného z předem upraveného mléka. V případě jogurtů je používána kombinace působení fermentačních bakterií (Lactobacillusbulgaricus a Streptococcusthermophillus) a vysoké teploty, která rozvine řetězce kaseinových micel. Ty jsou následně denaturovány na stabilní β-laktoglobulin nebo β-laktoglobulin-κ-kaseinové komplexy (agregáty) tvořící gel. Gel obsahuje velké množství vody a je proto definován jako „hmota mezi tekutinou a pevnou látkou“. Obecně může být gel tvořen polymery, jako jsou agar, karagenan, želatina, myozin nebo syrovátkové proteiny. Ty tvoří termotropní gely, což znamená, že proces želatinizace je indukován zahřátím a je ireverzibilní. Mikroskopicky se jedná o sítě z proteinových agregátů (obr. 185) o velikosti 0,5 – 2 µm, které jsou uspořádány do řetízků (obr. 184) nebo shluků.

 

 Obr. 184 Schéma – uspořádání gelových částic z globulárních proteinů (Aguilera, 1999)

Obr. 185 Gel z čistých syrovátkových proteinů, TEM (Aguilera, 1999)

Póry mezi částicemi dosahují často velikosti řádově v nm. Toto uspořádání má vliv na řadu fyzikálně-chemických procesů, jako jsou viskoelastické vlastnosti, vedení tepla nebo deformita. Konkrétní struktura gelů z globulárních proteinů je dána okolními podmínkami (pH, přítomnost kationtů atd.). Díky vysokému obsahu vody je jejich studie pomocí mikroskopie velmi obtížná. Během zpracování vzorku totiž hrozí porušení struktury (zejména během dehydratace). Většina potravinářských gelů je však tvořená více než jedním typem gelotvorné suroviny. Jedná se pak o tzv. kombinované gely, které jsou levnější a mají lepší technologické vlastnosti než jednosložkové gely. Příklady různých typů gelů jsou uvedeny na (obr. 186).

138

A síť tvořená z jednoho druhu polymeru v roztoku s dalším polymerem,

B prostupující gelová síť ze vzájemně se prostupujících polymerů,

C gel z hydrokoloidů, jako jsou proteiny a polysacharidy,

D gelová síť tvořená dvěma a více zřetězenými jednotkami,

E gel z globulárních proteinů a škrobových zrn,

F komplexní gel, ve kterém tvoří síť různé polymery vzájemnou přímou interakcí (např. κ-karagenan a kaseinové micely

Obr. 186 Schéma typů potravinářských gelů (Aguilera, 1999)

V jogurtech (obr. a3-203, a3-204) a sýrech (obr. a3-205, a3-206) se vyskytuje gelová síť tvořená syrovátkovými proteiny a homogenizovaným mléčným tukem (obr. 187) (velikost tukových kuliček je menší než 1 µm). Schematické uspořádání je uvedeno na obr. 186 typ D. Sýry jsou čerstvé nebo prozrálé výrobky získané oddělením tekutiny (syrovátky) po koagulaci mléka. Zejména díky fermentaci laktózy, snížení pH a vodní aktivity (případně díky přídavku soli), jsou sýry trvanlivé. To je hlavní důvod, proč se před více jak 8 000 lety začali vyrábět. Sýry jsou rozdělovány dle různých kritérií do několika skupin. Podle technologie výroby rozdělujeme přírodní sýry na: sýry nezrající (čerstvé a termizované), kam patří i tvarohy, sýry zrající (které zrají buď převážně od povrchu do vnitřní hmoty sýrů, nebo převážně

v celé hmotě), sýry plísňové (s plísní na povrchu nebo uvnitř těsta).

   Obr. 187 Jogurt, TEM (Aguilera, 1999)

Obr. 188 Tvaroh, SEM (Aguilera, 1999)

139

Kromě nich jsou zvláštní skupinou tavené sýry (obr. a3-207, a3-208), které jsou založené na tepelné úpravě různých typů sýrů za použití tavících solí (do 3%), imitace sýrů a sýry s náhražkou mléčného tuku. Při výrobě měkkých sýrů se uplatňuje tzv. kyselé srážení mléka, které probíhá při pH 4,2 – 4,6. Snížení pH je navozeno nejčastěji organickými kyselinami produkovanými bakteriemi mléčného kvašení (zejména kyselinou mléčnou), které na rozdíl od jogurtů působí na mléko bez předchozího zahřátí. Kyselé prostředí způsobí odštěpení na kasein vázaného vápníku. Tím dojde k oddělení volného kaseinu a soli. Mikroskopicky dochází ke spojování kaseinových micel v tenké řetězce o velikosti 90 až 200nm a ke vzniku proteinové sítě, která je hustší než v případě jogurtů. To má za následek její nízkou synerezi, tedy smršťování sraženiny za současného uvolňování syrovátky, a proto tímto způsobem nelze vyrobit sýry s vysokým procentem sušiny (sýry tvrdé). Tato síť je u tvarohů narušována mícháním a homogenizací (obr. 188). Syrovátkové proteiny lze vysrážet také působením vysoké teploty (kolem 95°C), kdy hydrofilní syrovátkové proteiny ztrácejí vodní obal a dojde k rozdělení sraženiny (kasein, tuk) a syrovátky. Druhým technologickým postupem je tzv. sladké srážení, jehož výsledkem jsou tzv. sladké sýry (polotvrdé a tvrdé). Tento postup využívá syřidlo chymosin. Směs enzymů narušuje povrch kaseinových micel na úrovni makro-peptidových vazeb (mezi 105. a 106. aminokyselinou v κ-kaseinové frakci) s následnou koagulací, ve které je vlivem působení vápenatých iontů tvořena sraženina (v závislosti na teplotě). V závěrečné fázi dochází k proteolýze bílkovin a k tvorbě agregátů o šířce 1 – 4 micely a délce okolo 10 micel. Textura těchto sýrů závisí na obsahu vody a tuku. Množství obou komponent snižuje pevnost proteinové struktury a tím i tvrdost sýru. Sýr s vysokým obsahem tuku je více roztíratelný, zatímco sýr s nízkým obsahem vody je více se drobící. Asi největší uplatnění má mikroskopické vyšetření u sypkých sušených výrobků určených pro revitalizaci, u nichž potřebujeme zhodnotit kvalitu a čistotu. Částice sušeného mléka je tvořena amorfní laktózou, ve které jsou rozptýlené bílkoviny, tukové kuličky, vzduchové bublinky. Sušené mléko je používáno po revitalizaci jako tekutý mléčný výrobek, ale také na výrobu kojenecké a dětské výživy. Ta může obsahovat přídavek sacharidů, cereálií, případně probiotické mikroorganismy.

6.3 MIKROSKOPIE PEKÁRENSKÝCH VÝROBKŮ Pekárenská výroba představuje největší podíl v celosvětové spotřebě obilovin pro potravinářské využití. Je založená na vytvoření těsta, které je charakterem své struktury tuhou pěnou. Základní surovinou je mouka, dále se používá voda, sůl a kypřící přísada (kvasnice, chemické kypřící prášky apod.). Pro zlepšení struktury a řady senzorických vlastností jsou používány také cukry, tuk, mléčné produkty, emulgátory, oxidanty, enzymy, koření, barvicí látky, ovocné zavařeniny, vejce a další. Vejce jsou používány zejména pro jejich schopnost tvorby gelu, pěny a emulgačních vlastností žloutku. Gel vzniká záhřevem, šleháním, mícháním nebo chemickou cestou, kdy dochází k denaturaci bílkovin a tvorbě trojrozměrné struktury spolu s polysacharidy. Pěna vzniká denaturací proteinů vaječného bílku (ovoalbumin, ovotransferin, ovomucin) mechanických našleháním a uplatňuje se zejména při výrobě pekařských a cukrářských výrobků. Kvalitu vstupních surovin lze hodnotit jak makroskopicky, fyzikálně chemicky, tak mikroskopicky. Mikroskopické vyšetření je používáno zejména pro vyšetřování mouk a škrobových zrn. Ta jsou dostatečně velká pro světelnou mikroskopii a lze zhodnotit nejen jejich původ, ale také čistotu, kvalitu a předchozí zpracování. Při mikroskopickém vyšetření těst se pak můžeme zaměřit na kvalitu použitých surovin. Při použití fluorescenční

140

mikroskopie můžeme např. při použití calcofluoru (obr. 189) zvýraznit nejen buněčné stěny, ale také bílkovinu a škrob. Na základě stavby buněčných stěn lze prokázat použití např. celozrnné mouky.

Obr. 189 Těsto, Calcoflour, fluerescenční mikroskopie (Kaletunc, 2003)

Obr. 190 Model kynutí těsta (Aguilera, 1999) Obr. 191 Chleba, TEM (Aguilera, 1999)

Při tvorbě pšeničného a žitného těsta vzniká prostorově trojrozměrná síť lepkových bílkovin. V ní jsou vzduchová oka, dále jsou v ní zachycena škrobová zrna, která prošla želatinizací a další tuhé nebo hydrofobní složky, jako např. tuky. Během kynutí dochází k přestavbě struktury, kdy je z gelu vytvářena pěna. Dochází ke změně proteinové struktury (k denaturaci) a ke vzniku škrobovo-bílkovinné matrix, ve které jsou v ideálním případě pravidelně rozmístěné vzduchové komůrky a škrobová zrna. Dále se rozpouští tukové krystaly, které „lubrikují“ těsto (zejména v okolí vzduchových bublinek) a tím usnadňují jeho expanzi. Tímto procesem dochází ke změně reologických vlastností těsta (obr. 190 a 191).

141

6.4 MIKROSKOPIE MEDU Složení medu Med je cukerný roztok sacharózy (1 – 10 %), fruktózy (30 – 38 %), glukózy (26 – 33 %) a vyšších cukrů, který produkuje včela medonosná (v případě jiného druhu včely je potřeba tuto informaci uvést na etiketě medu). Podle původu rozlišujeme med květový, produkovaný včelami na základě sběru nektaru z květů, a med medovicový. Pro jeho produkci sbírají včely výměšky hmyzu, zejména mšic. Med dále přirozeně obsahuje vodu do výše 20 %, minerální látky, aminokyseliny, hormonální látky, barviva, pyl a asi 50 druhů vonných látek. Přídavek dalších látek do medu, jako voda, cukry a sirupy lze prokázat stejně jako u mléka pouze fyzikálně chemickými metodami. Mikroskopický obraz medu Mikroskopickým vyšetřením medu lze provést tzv. pylovou analýzu, během níž lze ve vzorku medu stanovit množství a vzájemný poměr pylových zrn, tedy samčích buněk vyšších rostlin. Jejich tvar, velikost a barva je pro každý rostlinný druh specifická. Toho lze využít pro určení původu medu a pro určení správnosti jeho označení. Jednodruhový med musí dle platné legislativy ČR obsahovat stanovené množství pylových zrn příslušné rostliny. V případě, že ve vzorku medu neprokážeme žádná pylová zrna, jedná se o med umělý. V případě malého množství pylových zrn, můžeme prokázat krmení včel cukrem a sirupy, což je příčinou snížené kvality medu (med neobsahuje některé minoritní složky). Na základě pylových zrn lze rovněž určit geografický původ medu. Stěna pylových zrn se skládá ze dvou vrstev: vnitřní (intina) je složená z celulózy a pektinu (polysaridy) a vnější (exina) obsahuje vedle celulózy a pektinu také sporopolenin (polymer, jehož hlavní složkou jsou mastné kyseliny). Exina se dále dělí na endexinu a ektexinu. Hlavními znaky endexiny jsou póry, zatímco extexina nese „výrůstky“ různých tvarů a uspořádání, které se podstatně podílejí na typu skulptury stěny pylových zrn. Exina je právě tou částí pylového zrna, která zůstane zachována i po rozkladu buněčného obsahu a intiny. Tato odolnost exiny je využívaná v pylové analýze. Identifikace pylových zrn může být prováděna i na nebarveném materiálu. Acetolýza obvykle zanechává pylová zrna se světle žlutou barvou, která může být dostačující. Někdy je však důležitý větší kontrast ve struktuře pylového zrna. Barvení je jednou z používaných metod, jak zvýšit kontrast v rysech exiny, což usnadňuje práci při mikroskopování. Nejčastěji se na barvení používají červená barviva fuchsin nebo safranin. Tvar pylových zrn je nejčastěji kulovitý nebo oválný. Oválná zrna se dále dělí na: oblátní zrna (obr. 192), které mají polární osu kratší než ekvatoriální, prolátní zrna (obr. 193), u kterých je polární osa delší než ekvatoriální. Výjimečně může

být tvar zrna také nepravidelný (např. zástupci čeledi Cyperaceae).

Obr. 192 Oblátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 193 Prolátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

142

Další dva časté typy tvaru zrn jsou fenestrátní a vezikulátní. fenestrátní tvar (obr. 195) se nejčastěji vyskytuje u čeledi Asteraceae, které mají echinátní

skulpturu a dojde ke spojení jejich ostnů (např. Cichoriumintybus). vezikulátní zrna (obr. 196), jsou nazývána též sakátní, mají víc jak jeden vzdušný váček

a jsou typické pro jehličnaté dřeviny (např. Pinus sp., Abie ssp., Picea sp.). Vezikulátní zrna jsou ve většině případů bez apertur.

Obr. 195 Fenestrátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 196 Vezikulátní (sakátní) zrno (obrázky zpracovány y podle Punt et al. 2007)

Apertury jsou ztenčené nebo nepřítomné části exiny (vnější části stěny pylového zrna). Existují dva základní typy apertur: kolpy a póry. Podle druhu apertur rozlišujeme zrna: porátní (obr. 197), kolpátní (obr. 198), kolporátní, pokud jsou na pylovém zrnu přítomny kolpy i póry (obr. 199).

Obr. 197 Porátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 198 Sulkátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 199 Kolporátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Počet apertur je rovněž důležitým znakem. Popisujeme ho pomocí předpon di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- a poly- (např. trikolpátní, polyporátní atd.). Další předpony mohou naznačovat rozmístění apertur, např. předpona stephano- značí více jak tři apertury nacházející se v ekvatoriální části zrna. Naproti tomu předpona panto- označuje šest a více apertur rozmístěných po celé ploše zrna. Předpona syn- znamená propojení apertur a používá se hlavně ve spojení s kolpami – synkolpátní zrno (obr. 200). Další dva zvláštní případy počtu a rozmístění apertur představují ulcerátní pylová zrna (obr. 201, např. Dactylisglomerata) s jedním pórem situovaným na distálním pólu zrna (nejvzdálenější pól od původního centra tetrády) a sulkátní zrna (obr. 202, např. Alliumursinum) s jedním dlouhým otvorem podél celého zrna.

Obr. 200 Synkolpátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 201 Ulcerátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 202 Sulkátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

143

Strukturální povrch pilového zrna, nebo-li skulptura. Může být z více kombinaci skulptur na jednom pilovém zrnu. Mezi základní skultptury patří: Skulptura Echinátní (obr. 203) zrna mají na svém povrchu ostnaté výběžky (např.

Carduusacanthoides, Cichoriumintybus) Mikroechinátní zrna mají stejně jako echinátní zrna ostnaté výběžky, ale menší než 1µm

(např. Anemonenemorosa, Calthapalustris). Fosulátní (obr. 204) zrna mají na svém povrchu nepravidelné rýhy v různých směrech

(např. Ledumpalustre) Granulátní (obr. 205) zrna mají kulovité výběžky menší než 1µm v průměru (např.

Alnussp., Betulasp.) Klavátní(obr. 206) zrna mají kyjovité výběžky, které jsou silnější u svého vrcholu než

na povrchu zrna (např. Geraniumphaeum) Perforátní (obr. 207) zrna mají na svém povrchu úzké dírky – perforace (např.

Polygonumviviparum, Rubusfruticosus) Psilátní, zrna mají hladký povrch bez jakýchkoliv pozorovatelných výběžků (např.

Pulmonariaofficinalis, Viciacracca) Retikulátní (obr. 208) zrna mají síťovanou strukturu, kde „oka“ retikula jsou širší než 1µm

a „stěny“ retikula jsou užší než oka (např. Hedysarumhedysaroides, Prunellavulgaris) Mikroretikulátní zrna mají stejnou strukturu povrchu jako retikulátní zrna, pouze

„oka“ sítě jsou menší než 1µm (např. Carduusacanthoides, Lamium album) Retikulátní – homobrochátní (obr. 208) zrna mají „oka“ retikula stejné velikosti Retikulátní – heterobrochátní (obr. 209) zrna mají „oka“ retikula různé velikosti (např.

Sambucusnigra) Rugulátní (obr. 210) zrna mají na povrchu podlouhlé výběžky delší než 1µm, které jsou

nepravidelně uspořádány (např. Alnussp., Betulasp., Carpinussp.) Striátní (obr. 210) zrna mají na svém povrchu podlouhlé, paralelně uspořádané výběžky,

oddělené tenkými rýhami (např. Campanulapatula, Menyanthestrifoliata) Verukátní (obr. 211) zrna mají na svém povrchu bradavičnaté výběžky, širší než vyšší

(např. Callunavulgaris, Empetrumnigrum).

Obr. 203 Echinátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 204 Fosulátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 205 Granulátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 206 Klavátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 207 Perforátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 208 Retikulátní zrno, homobrochátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

144

Obr. 209 Heterobrochátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 210 Rugulátní a striátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Obr. 211 Verukátní zrno (obrázky zpracovány podle Punt et al. 2007)

Mikroskopicky lze sledovat u medu kromě pylových zrn také tvorbu krystalů, která je výraznější u medu s vyšším poměrem glukózy a technologicky pro další zpracování medu není žádoucí. V České republice je med produkován z běžně se vyskytující květeny, čemuž odpovídá i složení pylových zrn. Nejvíce jsou v našich domácích medech zastoupená pylová zrna, která jsou vidět na obrázcích 212 až 226.

Obr. 212 Pylové zrno akátu (Dostál, 1929)

Obr. 213 Pylové zrno jetele (Dostál, 1929)

Obr. 214 Pylové zrno růže (Dostál, 1929)

Obr. 215 Pylové zrno řepky (Dostál, 1929)

Obr. 216 Pylové zrno čistce (Dostál, 1929)

Obr. 217 Pylové zrno lípy (Dostál, 1929)

Obr. 218 Pylové zrno vičence (Dostál, 1929)

Obr. 219 Pylové zrno hořčice (Dostál, 1929)

Obr. 220 Pylové zrno slezu (Dostál, 1929)

Obr. 221 Pylové zrno jírovce maďalu (Dostál, 1929)

Obr. 222 Pylové zrno vrby (Dostál, 1929)

Obr. 223 Pylové zrno chrpy (Dostál, 1929) 

 

Obr. 224 Pylové zrno pohanky (Dostál, 1929)

Obr. 225 Pylové zrno vřesu (Dostál, 1929)

Obr. 226 Pylové zrno jabloně (Dostál, 1929)

 

145

6.5 MIKROSKOPIE SPECIÁLNÍCH PRODUKTŮ Výrobky z šnečího masa patří k potravinám s vysokou nutriční hodnotou. Za běžnou kontrolu, která se provádí u čerstvého masa šneků, považujeme především mikrobiologické a toxikologické vyšetření. Histologické metody slouží k diferenciaci a identifikaci jednotlivých částí potravin, ve kterých bylo maso hlemýžďů použito, a také k identifikaci doprovodných struktur živočišného a rostlinného původu, které byly použity pro výrobu finálního výrobku. Maso hlemýžďů můžeme najít například v některých druzích paštik, koláčů nebo ve výrobku Šnečí játra v nálevu. Mezi jedlé a komerčně chované druhy šneků patří zejména druhy Helix pomatia, Helix lucorum a Helix aspersa maxima. Chov šneků probíhá na šnečích farmách a nejlépe je zaveden ve Španělsku. Morfologicky lze popást u šneků několik částí těla. Podstatnou částí těla hlemýždě a také hlavní výrobní surovinou je noha (obr. 227). Spodní část nohy tvoří chodidlo, které slouží k pohybu a jeho základem je mohutná svalovina. Další svalovina upevňuje tělo k ulitě (obr. a3-208). V přední části chodidla je umístěna chodidlová žláza a další žlázy nacházíme v jednovrstevné pokožce na hřbetě a bocích těla. Při řezu v přední části nohy zjistíme průřez jícnem (obr. a3-207) a dále slinnou žlázu (obr. a3-208). V další části na něj navazuje žaludek jako přední, rozšířená část střeva. Do zadní části střeva hlemýždě vyúsťuje hepatopankreas (obr. 228) (obr. a3-209, obr. a3-208), který bývá také zpracováván samostatně do výrobků, jako je např. „Hlemýždí játra ve slaném nálevu“. Po tepelném opracování a působením solného roztoku dochází ke změně barvitelnosti buněk a nabobtnávání tkání. Vzhled lalůčků hepatopankreatu však zůstává stejný. S tělních orgánů můžeme také nalézt žlázy pohlavního systém, části vylučovací systému, plíce a srdce. V hotových výrobcích je možné identifikovat zejména části trávícího systému a svalnatou nohu šneka. Jemné struktury tělních orgánů lze ve výrobcích těžko detekovat, nakolik dochází k jejich intenzívnímu rozrušení.

Obr. 227 Svalová noha Helix pomatia, HE (autoři)

Obr. 228 Hepatopankreas Helix pomatia, HE (autoři)

146

AGUILERA, José Miguel a David W STANLEY. Microstructural principles of food processing and engineering. 2nd ed. Gaithersburg, MD: AspenPublishers, 1999, xiv, 432 p. ISBN 08-342-1253-0.

BELÁK, M., MARETTA, M., ZIBRÍN, M., CIGÁNKOVÁ, V., HORÁKOVÁ, A. Veterinárna histológia, 1. Vyd. Vydavateľstvo Príroda, Bratislava, 1990, 498 s.

BÖHM, Rudolf a Vladimír PLEVA. Mikroskopie masa a surovin živočišného původu 2., přeprac. a dopln. vyd. Praha: SNTL, 1962, 217, [1] s.

BŘEZINA, Pavel a Jaroslav JELÍNEK. Chemie a technologie mléka: I. část. Praha: VŠCHT, 1990. ISBN 8070800755.

ČERNÝ, Hugo. Anatomie domácích ptáků. 1. vyd. Brno: Metoda, 2005, 447 s. ISBN 80-239-4966-7.

Česká republika. Zákon o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů. In: Sbírka zákonů Praha, 1997, 38. Dostupné z: http://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/SearchResult.aspx?q=110/1997&typeLaw=zakon&what=Cislo_zakona_smlouvy

Česká republika. Vyhláška, kterou se stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky, mražené krémy a jedlé tuky a oleje. In: Sbírka zákonů. Praha, 2003, č. 77, 32.

Česká republika. Vyhláška, kterou se stanoví požadavky pro přírodní sladidla, med, cukrovinky, kakaový prášek a směsi kakaa s cukrem, čokoládu a čokoládové bonbony. In: Sbírka zákonů. Praha, 2003, č. 76, 32.

Česká republika. Vyhláška, kterou se stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky, mražené krémy a jedlé tuky a oleje. In: Sbírka zákonů. 2003, 32/2003.

Česká republika. Vyhláška, kterou se stanoví požadavky pro přírodní sladidla, med, cukrovinky, kakaový prášek a směsi kakaa s cukrem, čokoládu a čokoládové bonbony. In: Sbírka zákonů. 2003.

DOSTÁL, Rudolf. Vegetabilní potraviny. 1. vyd. Brno: Vysoká škola zvěrolékařská,1929, 267s. DU, CH., SUN, D. Recent Developments in the Applications of Image Processing Techniques for Food Quality Evaluation. In Trends in Food Science & technology, 2004, vol. 15, no. 5, p. 230 – 249. ELLIS, K., et al.: Comparing the fatty acid composition of organic and conventional milk. In Journal of Dairy Science. Champaign: American Dairy Science Association, 2006. s. 1938-1950.

FLINT, Olga. Food microscopy: a manualofpracticalmethods, using optical microscopy Oxford: BIOS ScientificPubl. [u.a.], 1994. ISBN 978-187-2748-047.

CHENG - JIN, D., DA - WEN, S. Recent developments in the applications of image processing techniques for food quality evaluation. In Trends in Food Science & Technology. 2004, 15, s. 230-249. INGR, Ivo. Technologie masa. Vyd. 1. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 1996, 273 s. ISBN 80-715-7193-8.

JELÍNEK, Karel. Morfologie jatečných zvířat. (1. vyd.) Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2001, 280 s.

JUNQUEIRA, Luiz Carlos Uchôa, José CARNEIRO a Robert O KELLEY. Základy histologie. Vyd. v ČR 1. Jinočany: H & H, 1997, vi, 502 s. ISBN 80-85787-37-7.

7 LITERATURA

147

KADLEC, Pavel, Karel MELZOCH a Michal VOLDŘICH. Co byste měli vědět o výrobě potravin?: technologie potravin. Vyd. 1. Ostrava: Key Publishing, 2009, 536 s. Monografie (Key Publishing). ISBN 978-80-7418-051-4.

KRUGER, Thomas E.; MILLER, Andrew H.; WANG, Jinxi. Collagen scaffolds in bone sialoprotein-mediated bone regeneration. The Scientific World Journal, 2013, 2013.

LOPEZ, Christelle. Focus on the supramolecular structure of milk fat in dairy products. Reproduction Nutrition Development. 2005, roč. 45, č. 4, s. 497-511. DOI: 10.1051/rnd:2005034. Dostupné z: http://www.edpsciences.org/10.1051/rnd:2005034

MESSENS, Winy; VAN CAMP, John; HUYGHEBAERT, André. The use of high pressure to modify the functionality of food proteins. Trends in Food Science & Technology, 1997, 8.4: 107-112.

MOORE, Peter D., et al. Pollen analysis. Blackwell scientific publications, 1991.

PIPEK, Petr. Technologie masa. 3. přeprac. vyd. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 1993, Přeruš. str. ISBN 80-7080-174-3.

POSPIECH, Matej, Bohuslava TREMLOVÁ, Zuzana ŘEZÁČOVÁ LUKÁŠKOVÁ a Zdeňka RANDULOVÁ. Mikroskopie masných výrobků. Maso. 2010, roč. 21, speciální, s. 11-12. DOI: 0308814602004168.

PUNT, Willem, et al. Glossary of pollen and spore terminology. Review of palaeobotany and palynology, 2007, 143.1: 1-81.

SLIMANI, Lamia, et al. The worsening of tibialis anterior muscle atrophy during recovery post-immobilization correlates with enhanced connective tissue area, proteolysis, and apoptosis. American Journalof Physiology-Endocrinology and Metabolism, 2012, 303.11: E1335-E1347.

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

TAMIME, Adnan. Structure of dairy products. Ames, Iowa: Blackwell Pub., 2007, XVI, 288 p. ISBN 14-051-2975-1.

TREMLOVÁ, Bohuslava, Matej POSPIECH, Zuzana ŘEZÁČOVÁ LUKÁŠKOVÁ, Zdeňka RANDULOVÁ a Pavel BÁRTL. Mikroskopické metody v analýze potravin. Maso 2011, roč. 22, č. 1, s. 23-28.

TREMLOVÁ, Bohuslava, Matej POSPIECH, Zuzana ŘEZÁČOVÁ LUKÁŠKOVÁ, Zdeňka RANDULOVÁ a Pavel BÁRTL. Využití mikroskopických metod při vyšetření struktury a skladby masných výrobků. Maso 2003, roč. 12, č. 1, s. 28-30.

TREMLOVÁ, Bohuslava. Histologie potravin. 1. vyd. Brno: Veterinární a farmaceutická univerzita, 1998, 60 s. ISBN 80-85114-22-4.

VORLÍČKOVÁ, Monika. Využití polarizační mikroskopie pro stanovení škrobu v surovinách a potravinových výrobcích. Brno, 2009. Bakalářská práce. VFU, Brno. Vedoucí práce Pospiech Matej.

WILHELM, A. E., MAGANHINI, M. B., HERNÁNDEZ-BLAZQUEZ, F. J., IDA, E. I., SHIMOKOMAKI, M. Protease Activity and the Ultrastructure of Broiler Chicken PSE (Pale, Soft, Exudative). Food Chemistry, 2009, vol. 119, p. 1201 1204.

Y. C. WONG, T. J. HERALD, K. A. HACHMEISTER, Evaluation of mechanical and barrier properties of protein coatings on shell eggs, Poultry Science (1996) 75 (3):417-422

ZADRAŽIL, Karel. Mlékařství: (přednášky). Vyd. 1. Praha: ISV, 2002, 127 s. ISBN 80-86642-15-1.

148

adventicie ............................................................ 104, 105 alergen .................................. 19, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86 alergie .......................................................... 80, 81, 82, 83 analýza obrazu ............................................... 6, 36, 37, 38 bachor .......................................................................... 106 barvení ............................................................................. 9 barvení alciánovou modří ........................................ 17, 24 barvení alizarinovu červení ........................................... 15 barvení Calleja .............................................................. 14 barvení cílená .......................................................... 13, 31 barvení dle Gömöriho .................................................... 14 barvení dle Kossy .................................................... 15, 97 barvení Hematoxylin-eozin ..................................... 10, 11 barvení histochemické ............................... 10, 13, 15, 110 barvení jódem .......................................................... 18, 62 barvení Lugol-Calleja .............................................. 47, 49 barvení metachromatické .............................................. 10 barvení nepřímé ............................................................. 10 barvení olejovou červení ....................................... 16, 121 barvení orceinem ........................................................... 14 barvení ortochromatické ................................................ 10 barvení PAS .............................................. 14, 15, 17, 110 barvení PAS-Calleja .......................................... 17, 47, 49 barvení Picro-Sirius-Red ............................................... 14 barvení progresivní ........................................................ 10 barvení přehledné .......................................................... 11 barvení přímé ................................................................ 10 barvení simultánní ......................................................... 10 barvení sudanem .................................................... 16, 121 barvení sukcedánní ........................................................ 10 barvení toluidinovou modří ................... 10, 11, 15, 17, 24 barvení trichromem ........................................... 13, 95, 96 barvení trypanovou modří ............................................. 18 bervení regresivní .......................................................... 10 bílá hmota .................................................................... 114 bílkovina pšeničná ................................................... 20, 51 bílkovina sójová ........................................ 20, 23, 58, 124 bílkovinná síť .............................................................. 128 bobkový list ............................................................. 60, 66 bronchiolus .................................................................. 110 bronchus ...................................................................... 110 buňka nervová ............................................................. 114 buňky bloudivé ............................................................ 107 buňky Kupfferovy ....................................................... 107 buňky Leydigovy ........................................................ 116 buňky Panethovy ......................................................... 107 buňky pohárkové ...................... 52, 53, 54, 55, 57, 93, 107 buňky Sertolliho .......................................................... 116 buňky Schwannovy ..................................................... 115 celer ................................................................... 80, 81, 84 celulóza ...................... 12, 17, 18, 42, 49, 50, 51, 136, 141 centrální nervový systém ............................................. 114 céva ...................................... 100, 106, 107, 111, 112, 113 cibule ............................................................................. 78 čajovka ........................................................................ 132 čepec ........................................................................... 106 česnek .............................................................. 78, 79, 125 čočka ................................................................. 52, 54, 82 dermis .......................................................................... 117 diferenciální interferenční kontrast dle Nomarského ..... 23 drůbež ............................................. 99, 100, 101, 132, 133 elastin .......................................................... 14, 23, 96, 97 epitel ........................... 92, 93, 94, 103, 104, 105, 109, 110 fazole ................................................................. 52, 55, 82

fermentační bakterie ............................................ 131, 132 glomerulus .................................................................. 115 gluten ...................................................................... 80, 97 glycerin-želatina ............................................................ 16 hemicelulóza ......................................................17, 49, 50 hepatocyty ................................................................... 107 herkules ....................................................................... 131 hlemýžď ................................................................ 91, 145 hořčice .................................................. 80, 81, 83, 84, 144 houby ............................................................................ 87 hrách ................................................ 41, 52, 53, 78, 81, 82 hrtan ........................................................................ 83, 91 hřebíček ..............................................................60, 67, 68 hřebínek ................................................................ 91, 103 chlup .............................................................. 62, 117, 118 chrupavka ............................. 91, 94, 96, 97, 110, 111, 133 chrupavka elastická ....................................................... 96 chrupavka hyalinní ................................................ 96, 110 chrupavka vazivová....................................................... 96 inzulín ......................................................................... 108 izolát sójový .................................................................. 58 jaterní lalůček .............................................................. 107 jaternice ........................................................ 124, 128, 129 játra .............. 91, 92, 93, 94, 103, 105, 107, 109, 128, 145 jazyk ............................................................. 103, 105, 109 jelita .................................................................... 128, 129 jelítka .......................................................................... 124 jícen .................................................................. 91, 92, 110 jogurt ............................................................ 134, 137, 138 kakao ............................................................................. 87 karagenan ................................... 30, 51, 52, 125, 127, 137 káva ............................................................................... 90 klobása ................................................................ 124, 131 kmín ................................................... 60, 61, 77, 125, 129 kniha ........................................................................... 106 kolagen .................................................................... 95, 97 koncentrát sójový .......................................................... 58 koriandr ................................................................. 61, 131 korýš ............................................................................. 80 koření 8, 21, 24, 60, 61, 63, 66, 67, 68, 69, 71, 72, 73, 74, 76, 78, 79, 81, 125, 128, 129, 131, 132, 133, 139 kost ................................................................... 96, 97, 129 krupon ......................................................................... 118 kryotom ........................................................................... 9 krystal šťavelanu vápenatého ........................................ 55 kurkuma .................................................................. 60, 62 kůže .............. 91, 92, 96, 97, 103, 117, 118, 119, 125, 128 laktóza ................................................................. 119, 120 lanýž ........................................................................ 78, 87 ledvin ............................................................................ 94 ledvina ...................................................... 91, 93, 115, 116 ledvinná pánvička ....................................................... 116 lipidy .......................................................... 16, 42, 56, 123 lískový ořech ................................................................. 86 luštěniny .............................................................50, 52, 56 macis ....................................................................... 76, 77 majoránka ............................................. 60, 61, 66, 67, 129 mandle ........................................................ 81, 85, 91, 112 margarín .............................................................. 134, 136 máslo ...................................................... 82, 134, 135, 136 masný výrobek ......................... 30, 61, 124, 127, 129, 130 maso ........................... 30, 91, 99, 100, 101, 103, 128, 145 maso uzené .................................................................. 124 med ........................................................ 91, 141, 144, 146

8 REJSTŘÍK

149

měkkýši ................................................................. 80, 145 měření barvy ................................................................. 39 měření tvaru .................................................................. 39 měření velikosti ............................................................. 38 metody biofyzikální......................................................... 7 metody imunohistochemické ............................. 18, 19, 20 metody mikroskopické ........... 5, 7, 9, 36, 46, 81, 113, 139 micely ........................................... 121, 124, 134, 136, 137 mícha ................................................................... 103, 114 mikrometr okulárový ..................................................... 36 mikroskopie akustická ................................................... 34 mikroskopie atomová ................................................ 5, 33 mikroskopie elektronová ............................. 5, 25, 29, 120 mikroskopie elektronová skenovací ........ 7, 26, 27, 48, 52 mikroskopie elektronová transmisní .......................... 7, 25 mikroskopie fluorescenční ............................................ 23 mikroskopie infračervená ........................................ 30, 31 mikroskopie interferenční ........................................ 22, 23 mikroskopie konfokální ............................................. 5, 31 mikroskopie polarizační ..................... 7, 20, 21, 25, 47, 55 mikroskopie s fázovým kontrastem ............................... 22 mikroskopie skenovací sondou...................................... 32 mikroskopie skenovací tunelová ................................... 33 mikroskopie světelná ..................................... 5, 7, 8, 9, 35 mikroskopiecké kvalitativní vyšetření ........................... 35 mikroskopiecké kvantitativní vyšetření ......................... 36 mikroskopiecké semikvantitativní vyšetření ................. 36 mikrosopie fluorescenční ................................................ 5 mízní orgány ............................................................... 113 mízní uzlina ......................................................... 112, 113 mléko .................................. 29, 80, 91, 119, 120, 133, 134 mlýnské zpracování ................................................. 43, 50 močová trubice ...................................................... 93, 115 močovod ........................................................ 93, 115, 116 močový kanálek .......................................................... 115 močový měchýř ....................................... 91, 93, 115, 116 mouka18, 41, 42, 43, 46, 52, 54, 55, 58, 59, 126, 133, 139 mouka sójová .................................................... 20, 58, 59 mozek .................................................................. 103, 114 mramorování masa ........................................................ 37 muškátový květ ................................................. 60, 76, 77 muškátový ořech ................................60, 76, 77, 125, 131 nefron .......................................................................... 115 nerv .......................................... 96, 99, 110, 114, 115, 117 neuron ......................................................................... 114 nové koření .............................................. 60, 71, 125, 129 odběr vzorků ................................................................... 8 okulár počítací ............................................................... 36 optické metody ........................................................ 7, 101 ovoce a zelenina .......................................... 25, 37, 50, 74 oxid syřičitý ................................................................... 80 pankreas .................................................. 92, 93, 108, 145 papily ................................................... 105, 116, 117, 118 paprika ......................................................................... 131 paprika ................................................. 60, 61, 74, 78, 125 paprika ......................................................................... 133 paprikáš ....................................................................... 131 párky .................................. 14, 51, 52, 124, 126, 132, 133 paštika ....................................................... 37, 58, 94, 128 pečivo ............................................................................ 25 pekařský výrobek ............................................ 29, 41, 139 pektin ..................................................... 13, 25, 49, 50, 56 pepř .............................. 60, 69, 70, 71, 129, 130, 132, 133 periferní nerv ............................................................... 114 peří ...................................................................... 117, 133 plexus myentericus Auerbachi ..................................... 105 plexus submucosus Meissneri ..................................... 104

plíce ........................................................ 91, 103, 110, 145 podkoží ........................................................ 103, 117, 118 podzemnice olejná .................................................. 80, 82 pohlavní orgány ............................................................ 91 pokožka ...................................... 42, 92, 93, 103, 117, 118 polysacharidy ..... 12, 14, 16, 17, 18, 43, 49, 110, 137, 139 portobiliární prostor ............................................ 108, 128 potraviny živočišného původu ...................................... 11 pouzdro Bowmanovo .................................................. 115 prášky ...................................................................... 24, 29 průdušnice ............................................................. 91, 110 předzpracování obrazu .................................................. 37 předžaludek ........................................................... 99, 106 pylová analýza ............................................................ 141 pylové zrno ............................................ 27, 141, 142, 144 renální tělísko .............................................................. 115 rohové útvary .............................................................. 117 roztěr ............................................................................... 9 ryby ......................................................................... 37, 80 řez parafinový ................................................................. 9 řez zmrazený ................................................................... 9 salám ........ 58, 78, 103, 124, 125, 128, 130, 131, 132, 133 segmentace obrazu ........................................................ 38 sekaná ......................................................................... 129 semenotvorné kanálky ................................................. 116 seróza .................................................................. 104, 105 sezam ...................................................................... 80, 81 sklo podložní ................................................................... 9 skořápkové plody .......................................................... 80 skořice .......................................................... 60, 63, 64, 65 slez .............................................................................. 106 slezina .............................................. 91, 99, 103, 112, 113 slinivka ........................................................................ 108 sliznice ................... 94, 104, 105, 106, 107, 108, 110, 111 směs fixační .................................................................... 8 sójové boby ........................................................56, 57, 80 solení ..................................................................... 25, 103 soustava dýchací ......................................................... 109 soustava kožní ............................................................. 117 soustava mízní ............................................................. 112 soustava močová ......................................................... 115 soustava nervová ......................................................... 114 soustava oběhová ................................................ 111, 112 soustava pohlavní ........................................................ 116 soustava trávicí ............................................................ 104 speciální produkt ................................................... 91, 145 spekroskopie ................................................................. 32 spermie ................................................................ 116, 117 srdce ....................................... 91, 103, 110, 111, 112, 145 stereomokroskopie .......................................................... 8 strojně oddělené maso .......................... 35, 91, 94, 97, 128 stromové ořechy ............................................................ 85 strouhanka ................................................................... 129 struktura potravin ............................................................ 5 střevo ................................................ 91, 99, 106, 118, 145 suknice .................................................................... 78, 79 suroviny rostlinného původu ................................... 11, 41 Suroviny rostlinného původu ........................................ 41 suroviny živočišného původu ........................... 24, 91, 119 sušení ................................................... 28, 44, 60, 64, 103 svalovina drůbeže ........................................................ 100 svalovina hladká ............................................................ 99 svalovina kosterní .................................. 98, 100, 102, 128 svalovina ryb ............................................................... 100 svalovina srdeční ................................................... 99, 111 sýr ............................ 30, 52, 120, 129, 134, 137, 138, 139 šedá hmota .................................................................. 114

150

škára .............................................................. 94, 117, 118 škrob .................................................... 18, 41, 43, 46, 133 škrob amarantový .......................................................... 47 škrob bramborový ......................................................... 46 škrob čočky ................................................................... 55 škrob fazole ................................................................... 56 škrob hrachu .................................................................. 53 škrob modifikovaný ................................................ 45, 48 škrob nativní .................................................................. 44 škrob nového koření ...................................................... 73 škrob pepře .................................................................... 71 škrob podzemnice olejné ............................................... 83 škrob pšeničný ............................................................... 46 škrob rýžový .................................................................. 47 škrob skořice ........................................................... 64, 65 škrob žitný ..................................................................... 46 šlacha .......................................... 94, 96, 97, 100, 125, 126 šlehačka ............................................................... 135, 136 špekáček .............................................................. 126, 133 šunka ......................................................... 17, 34, 59, 127 šupiny .......................................................................... 117 tepelné opracování ..... 21, 24, 50, 102, 109, 124, 125, 145 těsto ............................................................................. 140 tkáň lymforetikulární ................................................... 129 tkáň nervová .......................................... 19, 100, 114, 115 tkáň pojivová ................................................................. 94 tkáň svalová ................................................................... 98 tkáň tuková ............................................ 97, 100, 128, 131 tkáň vazivová .............................................................. 100 tlačenka ................................................. 96, 124, 128, 129 trávicí trubice ......................... 92, 104, 105, 106, 107, 109 trichomy ........................................................................ 66 tuková kulička ..................................................... 119, 121 tvaroh .................................................................. 138, 139 varle..................................................................... 116, 117

vazivo elastické ............................................................. 96 vazivo podslizniční ..................................................... 104 vejce ................................................. 80, 91, 122, 123, 139 vena centralis ...................................................... 107, 109 vena portae .................................................................. 107 vlákna argyrofilní .......................................................... 99 vlákna elastická ............................................................. 99 vlákna kolagenní ..................................................... 95, 99 vláknina ........................................................ 49, 50, 51, 58 Vláknina .................................................................. 49, 50 vlákno nervové .................................................... 114, 115 vlašský ořech ................................................................. 86 vlčí bob ......................................................................... 80 voda... 25, 26, 32, 42, 44, 50, 94, 102, 120, 123, 136, 139, 141 vosky ............................................................................. 16 vrstva svalová.............................................................. 104 vysočina ...................................................................... 130 zalévání vzorků ............................................................... 9 zázvor ............................................................... 60, 61, 125 získání obrazu ............................................................... 37 zmrzlina .............................................................. 134, 136 zpracování vzorků ........................................................... 8 zrno aleuronové ............................................................. 11 zrno obilné .................................................................... 42 žaludek ......................................... 103, 105, 106, 109, 145 žampion ............................................................ 78, 87, 133 žláza endokrinní .................................................... 93, 108 žláza exokrinní ...................................................... 93, 108 žláza kožní .................................................................. 119 žláza mléčná .......................................................... 94, 119 žláza slinná .................................................................. 108 žláza tuboalveolární ............................................ 110, 119 žlučový měchýř ........................................................... 108

Autoři:

doc. MVDr. Bohuslava Tremlová, Ph.D. MVDr. Matej Pospiech, Ph.D. Mgr. Zdeňka Javůrková, Ph.D

MVDr. Zuzana Řezáčová Lukášková, Ph.D. Mgr. Michaela Petrášová

Název: Mikroskopie potravin

Ústav Ústav hygieny a technologie vegetabilních potravin

Počet stran: 150

Vydání: 1.

Povoleno: Rektorátem VFU Brno

Podpořeno: Projektem OP VK reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0287

Vydavatel: Veterinární a farmaceutická univerzita Brno

ISBN 978-80-7305-697-1