Podcast na Analytické metody v potravinářství

Kapitoly

Úvod do světa medu

Diastáza – enzym čerstvosti

HMF – detektiv přehřátí a stáří

Vodivost – odhalení původu

Limity a výjimky z pravidel

Sůl v sýrech

Analýza soli v mase

Sůl versus sodík

pH masa a jeho vady

Proč se maso kazí? Amoniak!

Nebezpečí v rybách: Histamin

Metabolismus po smrti

Závěrečné shrnutí

Přepis

Kristýna: Stojíš v supermarketu, díváš se na poličku plnou medu. Jeden je označený jako „květový“, druhý „lesní medovicový“, třetí je úplně tmavý, další zase skoro bílý a zkrystalizovaný. Říkáš si, vezmu ten tekutý, vypadá nejlíp. Ale napadlo tě někdy, co všechno se musí otestovat, než se taková sklenice vůbec dostane na pult? A jak se pozná, že to není jen obarvený cukrový sirup?

Vojtěch: To je skvělá otázka, Kristýno. Většina lidí si myslí, že med je prostě med. Ale za každou sklenicí je celá věda, která ověřuje jeho pravost, kvalitu a dokonce i to, jestli ho včelař při zpracování třeba omylem nepřehřál.

Kristýna: Přesně o tom si dnes budeme povídat. Posloucháte Studyfi Podcast.

Kristýna: Dobře, Vojto, tak jdeme na to. Máme v laboratoři vzorek medu. Co je první věc, která nás zajímá, abychom zjistili jeho kvalitu?

Vojtěch: Jedním z nejdůležitějších ukazatelů je aktivita enzymu zvaného diastáza, nebo také alfa-amyláza. Je to enzym, který včely do medu přidávají, a je velmi citlivý na teplo. Jeho aktivita nám tedy prozradí, jestli byl med skladován šetrně a nebyl přehříván.

Kristýna: Takže vysoká aktivita diastázy znamená čerstvý a kvalitně zpracovaný med?

Vojtěch: Přesně tak. Nízká nebo nulová aktivita je varovný signál. Znamená to, že med buď někdo zahřál na příliš vysokou teplotu, třeba aby ho znova ztekutil, nebo je prostě už moc starý.

Kristýna: A jak se to měří? To zní hrozně složitě.

Vojtěch: Vůbec ne! Jedna z populárních metod se jmenuje Phadebas a je to vlastně docela elegantní. Představ si, že máš speciální modrou tabletu vyrobenou ze škrobu. Tento škrob je navíc zesíťovaný a jsou na něj navázané molekuly modrého barviva.

Kristýna: Počkat, modrá tableta do medu? Co se stane dál?

Vojtěch: Med rozpustíme v roztoku, zahřejeme na přesně 40 stupňů Celsia a vhodíme tam tu tabletu. Diastáza v medu začne ten škrob v tabletě štěpit, prostě ho začne „jíst“. A tím, jak ho štěpí, uvolňuje to vázané modré barvivo do roztoku.

Kristýna: Aha! Takže čím víc aktivního enzymu v medu je, tím rychleji tabletu „sní“ a tím víc modrého barviva se uvolní?

Vojtěch: Bingo! Po přesně 30 minutách reakci zastavíme přidáním hydroxidu sodného. Roztok pak přefiltrujeme a změříme na spektrofotometru, jak moc je modrý. Vyšší absorbance světla znamená víc barviva, a tedy vyšší aktivitu diastázy. Jednoduché, že?

Kristýna: To zní skoro jako kouzlo. Existují i jiné metody?

Vojtěch: Jasně, třeba metoda Amylazyme je na velmi podobném principu. Opět modrá tableta, opět štěpení, jen se používají trochu jiné chemikálie a čas je kratší, jen 10 minut. Princip je ale stejný – změříme barevnou intenzitu uvolněného barviva.

Kristýna: Dobře, takže enzymy nám řeknou, jestli med někdo „neuvařil“. Co je další klíčový parametr, který hlídáme?

Vojtěch: Dalším velkým hráčem je látka s krkolomným názvem hydroxymethylfurfural, zkráceně HMF. To je takový strašák všech poctivých včelařů.

Kristýna: Proč strašák? Co HMF dělá?

Vojtěch: HMF v čerstvém medu prakticky není. Vzniká rozkladem jednoduchých cukrů, hlavně fruktózy, v kyselém prostředí – a přesně to je med. Tento proces masivně urychluje teplo. Takže vysoký obsah HMF je jasný důkaz, že med byl buď přehřátý, nebo je starý.

Kristýna: Takže je to vlastně takový detektiv špatného zacházení. A jak se měří tenhle?

Vojtěch: Tady použijeme Winklerovu metodu. K roztoku medu přidáme dvě chemikálie, p-toluidin a kyselinu barbiturovou. Pokud je v medu HMF, vznikne krásná vínově červená sloučenina.

Kristýna: A zase hádám... čím víc HMF, tím červenější roztok?

Vojtěch: Jsi na správné stopě! Intenzitu toho červeného zbarvení opět změříme spektrofotometrem. Vyhláška říká, že v květovém a medovicovém medu nesmí být víc než 40 miligramů HMF na kilogram. Zajímavostí je, že u medů z tropických oblastí je limit dvojnásobný, 80 mg/kg, protože tam je přirozeně tepleji a HMF vzniká rychleji i při skladování.

Kristýna: Skvěle. Takže už víme, jestli je med čerstvý a nepřehřátý. Ale jak v laboratoři poznáme ten rozdíl, který vidíme na etiketě – květový versus medovicový?

Vojtěch: Na tohle máme další skvělý trik – měření elektrické vodivosti. Zní to technicky, ale je to geniálně jednoduché.

Kristýna: Elektrická vodivost medu? Jak to funguje?

Vojtěch: Medovicový med, tedy ten tmavý lesní, nevzniká z nektaru květů, ale ze sladké šťávy, kterou na stromech zanechává hmyz. Tahle šťáva obsahuje mnohem víc minerálních látek a stopových prvků než květový nektar.

Kristýna: A minerály ve vodě vedou elektrický proud, že? Jako když se do vody nasype sůl.

Vojtěch: Přesně! Takže když připravíme přesně 20% roztok medu ve vodě a změříme jeho vodivost, výsledky jsou jasné. Medovicové medy s vysokým obsahem minerálů vedou proud mnohem lépe.

Kristýna: A kde je ta hranice? Jaká hodnota rozhodne?

Vojtěch: Ta hranice je poměrně striktně daná. Pokud je vodivost nižší než 80 milisiemens na metr, jedná se o med květový. Pokud je vyšší, je to med medovicový nebo smíšený. Je to jeden z nejspolehlivějších parametrů pro určení původu medu.

Kristýna: Takže máme aktivitu diastázy, obsah HMF a vodivost. To zní jako jasná pravidla. Ale u zkoušek jsou vždycky nějaké chytáky a výjimky. Platí to i tady?

Vojtěch: Ale jistě, bez výjimek by to byla nuda. A zkoušející je milují! Tak si pojďme pár ukázat. Začneme u té diastázy. Norma říká, že aktivita musí být nejméně 8 Schadeho jednotek.

Kristýna: Ale?

Vojtěch: Ale! Existují medy, které mají přirozeně velmi nízký obsah enzymů. Typicky jsou to citrusové medy. U nich je povolená aktivita jen 3 jednotky, ale má to podmínku – zároveň musí mít obsah HMF pod 15 mg/kg. To dokazuje, že nízká aktivita je jejich přirozená vlastnost, a ne výsledek přehřátí.

Kristýna: To dává smysl. Nějaké další výjimky, na které si dát pozor?

Vojtěch: Určitě. Třeba obsah vody. Běžně je limit 20 %, ale takový vřesový med může mít až 23 %, protože je přirozeně hustší a hůř se z něj voda odpařuje. Nebo sacharóza – běžně jí v medu může být maximálně 5 %, ale akátový med, který má jiný poměr cukrů, může mít až 10 %.

Kristýna: Páni. Takže nestačí znát jenom základní limity, ale i tyhle speciality pro konkrétní druhy medu. To je dobré vědět.

Vojtěch: Rozhodně. Právě na znalosti těchto detailů se často pozná, kdo se opravdu učil.

Kristýna: Takže abychom to shrnuli: aktivita diastázy nám ukazuje čerstvost, HMF odhaluje přehřátí a stáří a elektrická vodivost prozradí, jestli včely sbíraly na louce, nebo v lese. Díky, Vojto, teď se na sklenici s medem budu dívat úplně jinak.

Vojtěch: Rádo se stalo. Je to fascinující svět, kde se potkává příroda s chemií.

Kristýna: Fascinující. A když už jsme u těch běžných potravin, napadá mě další... sůl. Ta je snad úplně ve všem. Jak se měří obsah soli třeba v sýru?

Vojtěch: To je dobrá otázka. U sýra je problém, že je plný organických látek. Takže ho nejdřív musíme, zjednodušeně řečeno, chemicky zničit.

Kristýna: Zničit sýr? To zní skoro jako svatokrádež! Proč?

Vojtěch: Abychom se dostali k čistým chloridům, které tvoří sůl. Použijeme kyselinu dusičnou a manganistan draselný. Ty nám sýr „uklidí“ a zůstane nám v podstatě jen roztok s chloridy.

Kristýna: Aha, a ten se pak analyzuje. Chápu.

Vojtěch: Přesně tak. Pak už následuje takzvaná argentometrická titrace. To je metoda, kde ionty stříbra reagují s chloridy a my přesně změříme, kolik jich tam bylo.

Kristýna: A existuje nějaký limit, kolik soli může sýr mít?

Vojtěch: Zajímavé je, že na to není přímý zákon. Jsou to spíš podnikové normy. Třeba sýry jako Eidam mají kolem 1,5 až 3 procenta, zatímco Ementál, který se víc zahřívá při výrobě, má soli méně, do 2 procent.

Kristýna: A co masné výrobky? Párky, salámy... ty jsou taky plné soli. Je tam postup stejný?

Vojtěch: Princip je podobný, ale provedení jiné. U masa používáme takzvanou mineralizaci na suché cestě.

Kristýna: Suchá cesta? Co to znamená? Že ho nejdřív usušíme?

Vojtěch: Skoro. Vzorek se spálí ve speciální muflové peci při teplotě nad 400 stupňů Celsia. Zůstane jen popel, který obsahuje ty naše hledané chloridy.

Kristýna: Takže v podstatě kremace klobásy pro vědecké účely. Chápu.

Vojtěch: To je celkem přesné. A pak se to opět měří, tentokrát nejčastěji potenciometricky, kde sledujeme změnu elektrického potenciálu. Je to velmi přesné.

Kristýna: A tady už asi limity budou, že?

Vojtěch: Ano, tady jsou. Třeba takové sekané mají limit 2,8 %, ale uzené maso, které neprošlo varem, může mít až 4,2 %. Je v tom logika – sůl konzervuje. Čím méně je výrobek tepelně zpracovaný, tím víc soli potřebuje k ochraně.

Kristýna: To dává smysl. Ještě poslední věc k soli. Na obalech vidím „obsah soli“, ale vím, že chemicky je to chlorid sodný. Proč se neuvádí jen sodík?

Vojtěch: To je kvůli nařízení Evropské unie z roku 2016. Cílem bylo, aby to bylo pro spotřebitele srozumitelnější. Každý si umí představit lžičku soli, ale málokdo množství sodíku.

Kristýna: Takže je na to nějaký přepočet?

Vojtěch: Ano, je to jednoduchý vzorec. Obsah soli se vypočítá tak, že vezmeš množství sodíku a vynásobíš ho číslem 2,5. Takže i když laboratoř změří sodík, na etiketě musí být sůl.

Kristýna: Super, díky za vysvětlení. Sůl tedy máme za sebou. Co dalšího se v potravinách takhle podrobně zkoumá?

Vojtěch: Hned po soli je na řadě maso a masné výrobky. Tam je těch parametrů, které sledujeme, opravdu hodně. Začal bych asi tím nejzákladnějším, a to je pH.

Kristýna: pH? Jako jestli je maso kyselé nebo zásadité? Proč je to důležité?

Vojtěch: Přesně tak. A je to naprosto klíčové pro jeho kvalitu a údržnost. Správné pH po porážce, takzvané ultimátní pH, by se mělo pohybovat kolem 5,5. To zajišťuje, že maso bude křehké a šťavnaté.

Kristýna: A co když se to nepovede?

Vojtěch: Pak můžou nastat dvě hlavní vady. První je takzvané PSE maso – to je zkratka pro pale, soft, exudative. Je tedy bledé, měkké a vodnaté. To se stane, když pH klesne příliš rychle a nízko, pod 5,8 už hodinu po porážce.

Kristýna: Aha, to je to maso, co na pánvi pustí hrozně moc vody a pak je suché?

Vojtěch: Přesně to je ono! Naopak druhá vada je DFD maso – dark, firm, dry. Tedy tmavé, tuhé a suché. Tam pH zůstane příliš vysoké, nad 6,2. Takové maso se zase rychleji kazí.

Kristýna: Super, takže pH je takový první ukazatel kvality. To dává smysl.

Vojtěch: Přesně. A s kažením souvisí další důležitá látka, kterou měříme – a to je amoniak.

Kristýna: Amoniak? Ten znám spíš z čisticích prostředků...

Vojtěch: No, v mase ho nechceš. Vzniká tam rozkladem aminokyselin, tedy základních stavebních kamenů bílkovin. Když se maso začne kazit, bakterie a enzymy začnou tyhle aminokyseliny 'rozebírat' a jedním z odpadních produktů je právě amoniak.

Kristýna: Takže čím víc amoniaku, tím je maso starší nebo hůř skladované?

Vojtěch: Ano. Je to skvělý ukazatel čerstvosti. My ho měříme pomocí speciální iontově selektivní elektrody, která dokáže velmi přesně zjistit jeho koncentraci. Ta elektroda funguje tak, že amoniak projde přes membránu a změní potenciál uvnitř elektrody.

Kristýna: Zní to složitě. Takže můj nos, když si nejsem jistá masem, je vlastně takový primitivní detektor amoniaku?

Vojtěch: V podstatě ano. Jen ta naše laboratorní elektroda je o dost citlivější a přesnější než lidský nos. A hlavně nám dá konkrétní číslo.

Kristýna: Dobře, takže u masa sledujeme pH a amoniak. Je nějaká specialita třeba u ryb?

Vojtěch: Určitě. U ryb, hlavně u těch z čeledi makrelovitých jako je tuňák nebo makrela, je kriticky důležité sledovat histamin.

Kristýna: Histamin? To není ta látka, co souvisí s alergiemi?

Vojtěch: Přesně ta. Tyhle ryby obsahují velké množství aminokyseliny zvané histidin. A když se ryba špatně skladuje, bakterie přemění tento histidin právě na histamin.

Kristýna: A co to způsobí? Nějakou alergickou reakci?

Vojtěch: Ano, může to způsobit otravu, která se projevuje podobně jako silná alergie – zčervenání, bolest hlavy, nevolnost. Proto jsou na obsah histaminu v rybách velmi přísné limity. Například u čerstvého tuňáka je to 100 miligramů na kilogram.

Kristýna: Páni, to jsem netušila. To je docela věda. Zajímalo by mě, jak se ten histamin přesně měří...

Vojtěch: To je skvělá otázka. Měření histaminu je jen částí sledování toho, co se děje ve svalovině po porážce. Vlastně tím plynule přecházíme k poslednímu tématu – metabolismu.

Kristýna: Aha, takže co přesně se děje s masem hned po porážce z chemického hlediska?

Vojtěch: Začíná takzvaná anaerobní glykolýza. První klíčová reakce je přeměna L-laktátu na pyruvát. Důležité je, že se při tom spotřebovává látka zvaná NAD⁺ a vzniká NADH.

Kristýna: Pyruvát... ten název znám. A co se stane s ním?

Vojtěch: Ten pak reaguje s L-glutamátem a vzniká z něj L-alanin a alfa-ketoglutarát. Je to taková biochemická štafeta.

Kristýna: A kde se bere energie na všechny tyhle procesy, když už organismus nežije?

Vojtěch: Ze zásob. Konkrétně z glykogenu a glukózy, což jsou cukry uložené ve svalu. Hned po porážce je tam glykogenu zhruba 40 až 60 mikromolů na gram.

Kristýna: Páni. Takže všechny ty procesy, o kterých jsme se dnes bavili... od barvy až po bezpečnost, všechno je to vlastně jen chemie.

Vojtěch: Přesně tak. Od myoglobinu přes histamin až po metabolismus glykogenu. Všechno je to dokonale propojené. Je to taková velká biochemická párty po smrti svalu.

Kristýna: Skvělé přirovnání. Vojtěchu, moc děkuji za všechny informace. Bylo to naprosto fascinující.

Vojtěch: Rádo se stalo. Děkuji za pozvání.

Kristýna: A díky i vám, naši posluchači, že jste byli s námi. Slyšíme se příště u dalšího dílu Studyfi Podcastu!