Liečivé rastliny/Léčivé rostliny - časopis vydavateľstva Herba

Časopis o zdraví, fytoterapii, výžive, prírodnej kozmetike | Viac ako 50 rokov zaujímavého čítania
Články písané odborníkmi | ...vyliečime, spríjemníme, navoniame, potešíme, poradíme...

Všetky čísla

Štruktúra a texturálne vlastnosti fibrilárnych a celulárnych potravín

Medzi fibrilárne (vláknité) potraviny patrí veľa druhov ovocia a zeleniny.  Kostru bunkových stien v rastlinnom tkanive vytvárajú celulózové mikrovlákna (mikrofibrily). Priestory medzi nimi sú vyplnené rozličnými látkami podľa druhu tkaniva. Sú to  tzv. kôrotvorné látky ako pektín, hemicelulózy, lignín alebo korok, ktoré majú obyčajne amorfnú štruktúru. V štruktúre bunkových stien sa teda kombinujú rozličné vrstvy a spojivové látky a dávajú tkanivu pevnosť, tuhosť a odolnosť proti deformácii. Celulózový materiál v tkanive je dôležitou zložkou textúry a ovplyvňuje tuhosť rastlinných potravín. Lignín tiež prispieva k tuhosti, ale aj  húževnatosti a bráni mäknutiu a lámaniu rastlinného tkaniva v procese varenia. V procese rastu sa množstvo vláknitých materiálov niektorých zelenín, napríklad kalerábu, plynule zväčšuje, kým v iných druhoch zeleniny, napríklad v karotke a špenáte, sa nemení pravidelne, ale výrazne sa zvýši v určitom období rastového cyklu. Vláknitosť niektorých druhov zeleniny vzniká ako dôsledok zhrubnutia bunkových stien navrstvením podporného tkaniva. Bunky podporného tkaniva sú dlhé a kónické, a to buď rovnakej hrúbky, alebo majú nepravidelné pozdĺžne, či žliabkovité zhrubnutia. Tieto zhrubnutia obsahujú veľké množstvo pektínov. Pri mechanickom namáhaní časť vlákien reaguje pružne, časť ostáva permanentne natiahnutá.

Pektín a škrob sa vyskytujú v mnohých druhoch zeleniny aj ovocia a zmeny, ktorým tieto zložky podliehajú pri teplotách varenia alebo spracovania, výrazne ovplyvňujú ich texturálne vlastnosti. Mäknutie ovocia počas zrenia je výsledkom štiepenia pektínov pôsobením enzýmov, ako aj zmien hemicelulóz a lignínu v bunkových stenách. Experimentálne sledovania napríklad ukázali, že vzájomné reakcie medzi pektínovými a celulózovými zložkami bunkových stien majú veľký vplyv na texturálne vlastnosti jabĺk a rajčín. Jahody zrením mäknú a krehnú, plody sú v ústach priľnavejšie a ľahšie uvoľňujú šťavu. Mäknutie je spojené s degradáciou vonkajších bunkových stien, bunkové steny sa stenčujú a zrelé plody praskajú. Dreňové bunky v strede plodu pri zrení rastú rýchlejšie a v prezretej jahode sú spravidla väčšie ako bunky povrchového tkaniva. Dôsledkom je, že sa znižuje pevnosť a krehkosť a degradáciou pektínu sa znižuje súdržnosť plodu.

Ďalším predstaviteľom fibrilárnej potraviny je mäso. Chudé mäso obsahuje v priemere okolo 75% vody, 20% bielkovín a 5%  iných zložiek (minerálne látky, tuk, glykogén a i.). Bielkoviny sú teda hlavnou, podstatnou zložkou mäsa, ktorá vytvára štruktúru a určuje jeho texturálne vlastnosti. Svalové bielkoviny mäsa sa zhruba delia do troch skupín:

-         sarkoplazmatické bielkoviny, ktoré tvoria okolo 30% celkových bielkovín a zahrňujú albumíny (myogén a myoalbumín) a globulárne bielkoviny (myoglobín a globulín X); Myoglobín sa skladá  z peptidového (aminokyselinového) reťazca, na ktorom je naviazaná  molekula hemového farbiva. Je to svalové farbivo, ktoré slúži ako zásobáreň kyslíka vo svale. Krvné farbivo hemoglobín sa veľmi podobá myoglobínu. Niekedy ho možno nájsť aj vo svale, a to najmä vtedy, keď zviera nebolo po zabití dostatočne vykrvené.
-         myofibrilárne alebo štrukturálne bielkoviny, medzi ktoré patria kontraktilné bielkoviny, a to predovšetkým hlavná bielkovina mäsa myozín (tvorí okolo 35 až 45% obsahu mäsových bielkovín), ďalej  aktín (tvorí približne 20% myofibrilárnych bielkovín),   a ďalšie bielkoviny v menšom množstve, ako tropomyozín, troponín ai;

Molekula myozínu je dlhé vlákno typického tvaru. Na jednom konci sa rozširuje do tzv. hlavy myozínu, ktorá je s telom myozínu spojená krkom. Pri proteolýze sa myozín v krku rozdelí na dve časti s rôznou molekulovou hmotnosťou. Veľmi dôležitú úlohu má myozín pri kontrakcii svalu. Aktín je bielkovina s nižšou molekulovou hmotnosťou, ktorá sa vyskytuje v globulárnej forme (G-aktín) a  fibrilárnej forme (F-aktín). Obidve tieto bielkoviny sú priestorovo previazané. Myozín a aktín sú vo svale prítomné vo forme komplexu aktomyozínu. Je to štrukturálna zlúčenina, ktorá umožňuje kontrakciu a uvoľnenie svalu.

Tropomyozín má podobné aminokyselinové zloženie ako myozín, vytvára však kratšie vlákna. Je dôležitý pri kontrakcii svalu a čiastočne reguluje účinok iónov vápnika.

Myofibrilárne bielkoviny sú nielen pracovnou časťou svalu, ale určujú tiež priebeh posmrtných zmien vo svale a rozhodujúcim spôsobom ovplyvňujú vlastnosti mäsa. Pri technologickom spracovaní mäsa, po rozrušení celistvosti svalových vlákien, tieto bielkoviny na seba viažu najväčší podiel prirodzene viazanej i pridanej vody.

-          bielkoviny spojivového tkaniva, menovite kolagén, elastín a retikulín.

Kolagén je bielkovina spojivového tkaniva, ktorú charakterizuje vysoký obsah aminokyseliny hydroxyprolínu. Vlákna kolagénu sa pri zahriatí skracujú o jednu tretinu (teplota pri ktorej nastáva zmraštenie je u cicavcov nad  60 °C). Zároveň s tým sa kolagén stáva elastickým a priezračne sklovitým. Keď sa kolagén dlho zahrieva vo vode  pri teplotách 65 -  90 °C rozvarí sa a vzniká želatína. Želatína vytvára gély. Pri teplote miestnosti vznikajú želatínové gély už pri relatívne nízkej koncentrácii želatíny (nad 1%). Pri zahriatí na teplotu  45 °C sa gél rozpúšťa. Vznik želatíny má veľký význam v technológii mäsa. Je základom mäknutia niektorých typov mäsa, napríklad kože a šliach pri tepelnom spracovaní. Toto sa využíva pri kulinárnej úprave i pri výrobe varených mäsových výrobkov, výrobkov v aspiku i niektorých konzerv (dusená šunka). Ďalšia bielkovina spojivového tkaniva retikulín sa v mnohom podobá kolagénu, ale pri zahriatí netvorí želatínu. Elastín je špeciálna bielkovina. Skladá sa z dvoch špecifických aminokyselinových reťazcov (desmozínu a izodesmozínu), ktoré vytvárajú priečne spojenia medzi peptidovými reťazcami bielkovín a tým podmieňuje elastické vlastnosti. Vlákna elastínu sú veľmi pružné a ich dĺžka sa môže zväčšiť až na dvojnásobok. Elastín sa teplom nerozkladá, má veľmi obmedzenú schopnosť napučiavania a je rezistentný proti účinku kyselín a alkálií.

Priebeh posmrtných zmien vo svale a procesy zrenia rozhodujúcim spôsobom ovplyvňujú vlastnosti mäsa a jeho textúru. Bezprostredne po zabití zvieraťa prebiehajú zmeny najmä vo vnútri svalových buniek. Jedná sa o rozsiahly súbor enzymatických reakcií, ktoré sa označujú termínom autolýza (samovoľný rozklad). Tieto reakcie spôsobujú nezvratné zmeny a premieňajú svalové tkanivá zabitých zvierat na mäso ako potravinársku surovinu. Autolýza sa obvykle člení na tri fázy:

-          posmrtné tuhnutie (rigor mortis),
-          zrenie mäsa
-          hlboká autolýza.

Schopnosť mäsa alebo mäsových systémov zadržiavať vodu sa označuje ako väznosť vody a predstavuje kľúčovú technologickú vlastnosť i dôležitú texturálnu charakteristiku. V štádiu posmrtného tuhnutia sa výrazne zhoršuje väznosť vody v mäse ako dôsledok poklesu pH hodnoty  (priblíženie sa k izoelektrickému bodu bielkovín). Mäso má potom veľmi nevhodné senzorické, technologické i kulinárne vlastnosti a v tejto fáze nie je vlastne použiteľné. Je veľmi tuhé a pri tepelnom spracovaní uvoľňuje veľké množstvo mäsovej šťavy, nemá typickú krehkosť a šťavnatosť.

V štádiu zrenia mäso nadobúda požadované úžitkové vlastnosti. Zrenie sa týka hlavne bielkovín, a to predovšetkým myofibrilárnych. Komplex aktomyozínu sa rozpadáva na aktín a myozín, účinkom proteolytických enzýmov sa  štiepia bielkovinové reťazce, zvyšuje sa rozpustnosť bielkovín a narastá koncentrácia štiepnych produktov bielkovín. Dochádza aj ku štiepeniu kolagénu. Mäso nadobúda krehkosť, postupne sa zvyšuje väznosť vody a výrazne sa zlepšujú jeho senzorické vlastnosti. Vytvára sa typická chutnosť a aróma zrelého mäsa.

Zrenie mäsa prechádza plynule do fázy hlbokej autolýzy. Bielkoviny a ich degradačné produkty z fázy zrenia sa ďalej odbúravajú až na aminokyseliny a konečné produkty (amoniak, amíny, sirovodík ai.), ktoré vedú k neprijateľným zmyslovým znakom mäsa. Začínajú sa zreteľne rozkladať aj tuky, nastupuje mikrobiologický rozklad, mäso sa zreteľne kazí a je ako potravina neprijateľné.

Základnými texturálnymi vlastnosťami mäsa pre spotrebiteľa i technológa sú tuhosť, krehkosť, vláknitosť, jemnosť a ďalšie. Najčastejšie  sa textúra vyjadruje krehkosťou, alebo jej opakom tuhosťou. Tieto termíny sú obvykle odvodené od toho, ako ľahko možno plátok mäsa krájať nožom alebo rozhrýzť. Na určenie texturálnych charakteristík mäsa sa využíva celý rad prístrojov a techník, ako tenderometre, textúrometre, pentrometre a iné.

Textúru celulárnych potravín si priblížime na príklade zemiakov. O štruktúre zemiakov je známe, že pružné tkanivo zemiakových hľúz je obklopené epitelovým (výstelkovým) tkanivom a že je úplne vyplnené veľkým počtom buniek, v ktorých sú v cytoplazme suspendované granule škrobu. Bunky v pružnom tkanive sú tesne navzájom spojené spojivovými vláknami. Bunkové steny sú vytvorené z celulózových mikrovlákien a medzibunková fáza je vyplnená zemiakovým pektínom. V surových zemiakoch sa pektín vyskytuje vo forme protopektínu, ktorý je nerozpustný vo vode, alebo ako zložka vonkajších bunkových stien. Zabezpečuje súdržnosť buniek.

Pri varení sa pektín odbúrava a bunky sa ľahšie od seba oddeľujú. Vnímame to ako mäknutie zemiakov. Celulóza ako zložka bunkových stien je, na rozdiel od pektínu, pri varení pomerne stála. Na textúru uvarených zemiakov podstatne vplýva škrob vo vnútri buniek. Zahrievaním zemiakov pri teplotách od 60 do 70 °C škrobové zrná napučiavajú a pohlcujú vodu. Tento proces je známy ako mazovatenie škrobu. Pri napučiavaní škrobových zŕn sa zvyšuje tlak na bunkové steny, ktoré stratia svoj pôvodný hranatý tvar a zaguľatia sa. Bunková stena sa pretiahnutím súčasne namáha, pričom sa zostabí kohézia buniek. V súčasnosti sa všeobecne pochybuje o tom, že účinkom tlaku pri napučiavaní  škrobových zŕn praskajú bunky a uniká škrob. Iste k tomu  čiastočne dochádza, najmä pri dlhšom varení. Bunky veľmi často praskajú v miestach, kde sa vyskytujú očká, pretože tam je pektínovo- celulózová vrstva bunkovej steny najtenšia. Vystupujúci zmazovatený škrob je jednou z texturálnych charakteristík označovaných ako lepkavosť.

Na textúru uvarených zemiakov má vplyv tiež pevnosť bunkových stien a väzbová schopnosť medzilamelového pektínového materiálu, ktorá je pri rozličných sortách zemiakov rôzna. Keď je väzbová schopnosť pektínu malá a keď bunka obsahuje veľké množstvo škrobových granúl, ale je obklopená hrubou bunkovou stenou, môže zmeniť svoj tvar napučiavaním škrobu bez toho, aby sa poškodila. Tento stav sa prejavuje ako múčnatá textúra a je charakteristický pre určité sorty zemiakov. Textúra zemiakov sa objektívne skúma strihovými a kompresívnymi testami.

Home Archív Všetky čísla 2010 1/2010 Štruktúra a texturálne vlastnosti fibrilárnych a celulárnych potravín