Mendelova univerzita v Brně

Agronomickaacute fakulta Uacutestav techniky a automobiloveacute dopravy

Reologickeacute vlastnosti biacutelyacutech jogurtů Diplomovaacute praacutece

Vedouciacute praacutece Vypracoval

Ing Vojtěch Kumbaacuter PhD Bc Jana Fabianovaacute

Brno 2016

Čestneacute prohlaacutešeniacute

Prohlašuji ţe jsem praacuteci Reologickeacute vlastnosti biacutelyacutech jogurtů vypracovala

samostatně a veškereacute pouţiteacute prameny a informace uvaacutediacutem v seznamu pouţiteacute

literatury Souhlasiacutem aby moje praacutece byla zveřejněna v souladu s sect 47b zaacutekona č

1111998 Sb o vysokyacutech školaacutech ve zněniacute pozdějšiacutech předpisů a v souladu s

platnou Směrniciacute o zveřejňovaacuteniacute vysokoškolskyacutech zaacutevěrečnyacutech praciacute

Jsem si vědoma ţe se na moji praacuteci vztahuje zaacutekon č 1212000 Sb autorskyacute

zaacutekon a ţe Mendelova univerzita v Brně maacute praacutevo na uzavřeniacute licenčniacute smlouvy a

uţitiacute teacuteto praacutece jako školniacuteho diacutela podle sect 60 odst 1 autorskeacuteho zaacutekona

Daacutele se zavazuji ţe před sepsaacuteniacutem licenčniacute smlouvy o vyuţitiacute diacutela jinou osobou

(subjektem) si vyţaacutedaacutem piacutesemneacute stanovisko univerzity ţe předmětnaacute licenčniacute

smlouva neniacute v rozporu s opraacutevněnyacutemi zaacutejmy univerzity a zavazuji se uhradit

přiacutepadnyacute přiacutespěvek na uacutehradu naacutekladů spojenyacutech se vznikem diacutela a to aţ do jejich

skutečneacute vyacuteše

V Brně dnehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

podpis

Zde bych raacuteda poděkovala vedouciacutemu sveacute praacutece Ing Vojtěchu Kumbaacuterovi PhD za

cenneacute rady odborneacute vedeniacute a lidskyacute přiacutestup

ABSTRAKT

Diplomovaacute praacutece ve sveacute teoretickaacute čaacutesti řešiacute problematiku mleacuteka sortimentu mleacutečnyacutech

vyacuterobků zejmeacutena však jogurtů Rozděluje jogurty na jednotliveacute typy popisuje jejich

vyacuterobu a chemicko-fyzikaacutelniacute vlastnosti Navazuje kapitola věnovanaacute fyzikaacutelniacutem

vlastnostem potravin daacutele jejich reologickyacutem vlastnostem konkreacutetně pak viskozitě

V praktickeacute čaacutesti pojednaacutevaacute o reologickyacutech vlastnostech konkreacutetniacutech vzorků běţně

dostupnyacutech jogurtů U těchto sedmi vzorků byla stanovena hustota a hodnoty viskozity

a smykoveacuteho napětiacute v zaacutevislosti na smykoveacute rychlosti K sestaveniacute tokovyacutech a

viskozitniacutech křivek byl pouţit Ostwald-de Waeleho model diacuteky němuţ bylo naacutesledně

rozhodnuto o jakou kapalinu se podle Newtonova viskozitniacuteho zaacutekona v přiacutepadě

jogurtu jednaacute Pro vzorky byla stanovena i časovaacute a teplotniacute zaacutevislost viskozity U

vybranyacutech vzorků byla provedena analyacuteza obsahu tuku kterou bylo moţno porovnat

s uacutedaji na obalu vzorku

Kliacutečovaacute slova jogurt reologie viskozita hustota tokoveacute vlastnosti mocninovyacute model

ABSTRACT

Diploma thesis in its theoretical part solves the problems of the milk assortment of dairy

products especially yogurt It splits yogurt to the different types describing their

production and chemical and physical properties It is followed by a chapter devoted to

the physical characteristics of foods as well as their rheological properties specifically

viscosity

The practical part deals with the rheological properties of specific samples of

commercially available yogurt For these seven samples was determined by the density

and the viscosity and shear stress versus shear rate To assemble the flow and viscosity

curves were used Ostwald-de Waeleho model thanks to him it was subsequently

decided what kind of fluid as Newton viscosity law in the case of yogurt is For the

samples was determined as well as the time and temperature dependence of viscosity

Selected samples were analyzed fat content which can be compared with data on the

packaging of the sample

Keywords yogurt rheology viscosity density flow properties power model

OBSAH

1 UacuteVOD 8

2 CIacuteL PRAacuteCE 9

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED 10

31 Mleacuteko 10

311 Sloţeniacute mleacuteka 10

312 Poţadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka 11

32 Mleacutečneacute vyacuterobky 11

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky 13

33 Jogurty 14

331 Legislativniacute definice jogurtu 14

332 Vyacuteroba jogurtu 15

333 Ochuceneacute jogurty 16

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů 18

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů 19

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin 19

341 Rozděleniacute tekutin 20

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase 22

343 Reologickeacute vlastnosti 25

344 Viskozita 25

345 Hustota 28

346 Tekutost 29

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute 30

41 Materiaacutel a metodika 30

411 Měřeniacute hustoty 30

412 Měřeniacute viskozity 31

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 33

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity 33

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů 33

42 Vyacutesledky a diskuze 35

421 Hustota 35

422 Viskozitniacute křivky 37

423 Tokoveacute křivky 38

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

426 Analyacuteza jogurtů 40

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

5 ZAacuteVĚR 43

6 POUŢITAacute LITERATURA 44

8

bdquo hellipforget about the yoghurt

the new thing now is Djoghurt

Ylvis

1 UacuteVOD

Jogurty patřiacute mezi velmi obliacutebeneacute pokrmy naviacutec je jim přisuzovaacuten pozitivniacute vliv na

lidskeacute zdraviacute a psychiku Jsou povaţovaacuteny za podstatnyacute zdroj biacutelkovin jejich

konzumaci doporučujiacute vyacuteţivoviacute poradci i reklamy

Fyzikaacutelniacute vlastnosti jogurtů nejsou tiacutem co by běţneacuteho konzumenta zajiacutemalo ten se

soustřediacute na barvu chuť obal značku apod ale neuvědomuje si ţe napřiacuteklad i hustota

ovlivňuje jeho senzorickeacute vniacutemaacuteniacute tedy i vyacuteběr produktu Praacutevě fyzikaacutelniacute vlastnosti

jogurtu jako je viskozita hustota a smykoveacute napětiacute jsou předmětem naacutesledujiacuteciacute praacutece

Na jogurt nahliacuteţiacuteme jako na jakoukoliv kapalinu jejiacuteţ vlastnosti kvantifikujeme

pomociacute moderniacute techniky a na zaacutekladě takto ziacuteskanyacutech dat můţeme danou kapalinu

charakterizovat po fyzikaacutelniacute straacutence

Při vyacuterobě jogurtu jsou reologickeacute vlastnosti (deformačniacute a tokoveacute) důleţityacutem

faktorem kteryacute spolu s jinyacutemi musiacute technologoveacute braacutet v potaz

9

2 CIacuteL PRAacuteCE

Ciacutelem teacuteto diplomoveacute praacutece je v literaacuterniacute rešerši pohovořit o mleacutečnyacutech vyacuterobciacutech

zvlaacuteště o jogurtech Definovat jogurt popsat jeho vyacuterobu trvanlivost a způsoby

skladovaacuteniacute Daacutele se teoretickaacute čaacutest zaměřuje na reologickeacute vlastnosti jako je hustota a

viskozita a způsoby měřeniacute těchto vlastnostiacute

V praktickeacute čaacutesti je ciacutelem zjistit reologickeacute vlastnosti vhodně zvolenyacutech vzorků

jogurtů Tedy změřit jejich hustotu viskozitu a smykoveacute napětiacute Naacutesledně takeacute změřit

časovou a teplotniacute zaacutevislost těchto veličin Vychaacutezeli jsme z předpokladu ţe jogurt je

nenewtonskaacute kapalina Dalšiacutem logickyacutem krokem tedy bylo graficky vyhodnotit

naměřeneacute hodnoty zjistit indexy toku kaţdeacuteho vzorku a na zaacutekladě těchto dat

rozhodnout zda se jogurty chovajiacute jako kapaliny pseudoplastickeacute nebo dilatantniacute Z

uacutedajů časoveacute zaacutevislosti viskozity rozhodnout o tixotropniacutem nebo reopektickeacutem chovaacuteniacute

jogurtu Daacutele všechny ziacuteskaneacute vyacutesledky porovnat s odbornou literaturou

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

Čestneacute prohlaacutešeniacute

Prohlašuji ţe jsem praacuteci Reologickeacute vlastnosti biacutelyacutech jogurtů vypracovala

samostatně a veškereacute pouţiteacute prameny a informace uvaacutediacutem v seznamu pouţiteacute

literatury Souhlasiacutem aby moje praacutece byla zveřejněna v souladu s sect 47b zaacutekona č

1111998 Sb o vysokyacutech školaacutech ve zněniacute pozdějšiacutech předpisů a v souladu s

platnou Směrniciacute o zveřejňovaacuteniacute vysokoškolskyacutech zaacutevěrečnyacutech praciacute

Jsem si vědoma ţe se na moji praacuteci vztahuje zaacutekon č 1212000 Sb autorskyacute

zaacutekon a ţe Mendelova univerzita v Brně maacute praacutevo na uzavřeniacute licenčniacute smlouvy a

uţitiacute teacuteto praacutece jako školniacuteho diacutela podle sect 60 odst 1 autorskeacuteho zaacutekona

Daacutele se zavazuji ţe před sepsaacuteniacutem licenčniacute smlouvy o vyuţitiacute diacutela jinou osobou

(subjektem) si vyţaacutedaacutem piacutesemneacute stanovisko univerzity ţe předmětnaacute licenčniacute

smlouva neniacute v rozporu s opraacutevněnyacutemi zaacutejmy univerzity a zavazuji se uhradit

přiacutepadnyacute přiacutespěvek na uacutehradu naacutekladů spojenyacutech se vznikem diacutela a to aţ do jejich

skutečneacute vyacuteše

V Brně dnehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

podpis

Zde bych raacuteda poděkovala vedouciacutemu sveacute praacutece Ing Vojtěchu Kumbaacuterovi PhD za

cenneacute rady odborneacute vedeniacute a lidskyacute přiacutestup

ABSTRAKT

Diplomovaacute praacutece ve sveacute teoretickaacute čaacutesti řešiacute problematiku mleacuteka sortimentu mleacutečnyacutech

vyacuterobků zejmeacutena však jogurtů Rozděluje jogurty na jednotliveacute typy popisuje jejich

vyacuterobu a chemicko-fyzikaacutelniacute vlastnosti Navazuje kapitola věnovanaacute fyzikaacutelniacutem

vlastnostem potravin daacutele jejich reologickyacutem vlastnostem konkreacutetně pak viskozitě

V praktickeacute čaacutesti pojednaacutevaacute o reologickyacutech vlastnostech konkreacutetniacutech vzorků běţně

dostupnyacutech jogurtů U těchto sedmi vzorků byla stanovena hustota a hodnoty viskozity

a smykoveacuteho napětiacute v zaacutevislosti na smykoveacute rychlosti K sestaveniacute tokovyacutech a

viskozitniacutech křivek byl pouţit Ostwald-de Waeleho model diacuteky němuţ bylo naacutesledně

rozhodnuto o jakou kapalinu se podle Newtonova viskozitniacuteho zaacutekona v přiacutepadě

jogurtu jednaacute Pro vzorky byla stanovena i časovaacute a teplotniacute zaacutevislost viskozity U

vybranyacutech vzorků byla provedena analyacuteza obsahu tuku kterou bylo moţno porovnat

s uacutedaji na obalu vzorku

Kliacutečovaacute slova jogurt reologie viskozita hustota tokoveacute vlastnosti mocninovyacute model

ABSTRACT

Diploma thesis in its theoretical part solves the problems of the milk assortment of dairy

products especially yogurt It splits yogurt to the different types describing their

production and chemical and physical properties It is followed by a chapter devoted to

the physical characteristics of foods as well as their rheological properties specifically

viscosity

The practical part deals with the rheological properties of specific samples of

commercially available yogurt For these seven samples was determined by the density

and the viscosity and shear stress versus shear rate To assemble the flow and viscosity

curves were used Ostwald-de Waeleho model thanks to him it was subsequently

decided what kind of fluid as Newton viscosity law in the case of yogurt is For the

samples was determined as well as the time and temperature dependence of viscosity

Selected samples were analyzed fat content which can be compared with data on the

packaging of the sample

Keywords yogurt rheology viscosity density flow properties power model

OBSAH

1 UacuteVOD 8

2 CIacuteL PRAacuteCE 9

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED 10

31 Mleacuteko 10

311 Sloţeniacute mleacuteka 10

312 Poţadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka 11

32 Mleacutečneacute vyacuterobky 11

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky 13

33 Jogurty 14

331 Legislativniacute definice jogurtu 14

332 Vyacuteroba jogurtu 15

333 Ochuceneacute jogurty 16

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů 18

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů 19

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin 19

341 Rozděleniacute tekutin 20

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase 22

343 Reologickeacute vlastnosti 25

344 Viskozita 25

345 Hustota 28

346 Tekutost 29

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute 30

41 Materiaacutel a metodika 30

411 Měřeniacute hustoty 30

412 Měřeniacute viskozity 31

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 33

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity 33

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů 33

42 Vyacutesledky a diskuze 35

421 Hustota 35

422 Viskozitniacute křivky 37

423 Tokoveacute křivky 38

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

426 Analyacuteza jogurtů 40

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

5 ZAacuteVĚR 43

6 POUŢITAacute LITERATURA 44

8

bdquo hellipforget about the yoghurt

the new thing now is Djoghurt

Ylvis

1 UacuteVOD

Jogurty patřiacute mezi velmi obliacutebeneacute pokrmy naviacutec je jim přisuzovaacuten pozitivniacute vliv na

lidskeacute zdraviacute a psychiku Jsou povaţovaacuteny za podstatnyacute zdroj biacutelkovin jejich

konzumaci doporučujiacute vyacuteţivoviacute poradci i reklamy

Fyzikaacutelniacute vlastnosti jogurtů nejsou tiacutem co by běţneacuteho konzumenta zajiacutemalo ten se

soustřediacute na barvu chuť obal značku apod ale neuvědomuje si ţe napřiacuteklad i hustota

ovlivňuje jeho senzorickeacute vniacutemaacuteniacute tedy i vyacuteběr produktu Praacutevě fyzikaacutelniacute vlastnosti

jogurtu jako je viskozita hustota a smykoveacute napětiacute jsou předmětem naacutesledujiacuteciacute praacutece

Na jogurt nahliacuteţiacuteme jako na jakoukoliv kapalinu jejiacuteţ vlastnosti kvantifikujeme

pomociacute moderniacute techniky a na zaacutekladě takto ziacuteskanyacutech dat můţeme danou kapalinu

charakterizovat po fyzikaacutelniacute straacutence

Při vyacuterobě jogurtu jsou reologickeacute vlastnosti (deformačniacute a tokoveacute) důleţityacutem

faktorem kteryacute spolu s jinyacutemi musiacute technologoveacute braacutet v potaz

9

2 CIacuteL PRAacuteCE

Ciacutelem teacuteto diplomoveacute praacutece je v literaacuterniacute rešerši pohovořit o mleacutečnyacutech vyacuterobciacutech

zvlaacuteště o jogurtech Definovat jogurt popsat jeho vyacuterobu trvanlivost a způsoby

skladovaacuteniacute Daacutele se teoretickaacute čaacutest zaměřuje na reologickeacute vlastnosti jako je hustota a

viskozita a způsoby měřeniacute těchto vlastnostiacute

V praktickeacute čaacutesti je ciacutelem zjistit reologickeacute vlastnosti vhodně zvolenyacutech vzorků

jogurtů Tedy změřit jejich hustotu viskozitu a smykoveacute napětiacute Naacutesledně takeacute změřit

časovou a teplotniacute zaacutevislost těchto veličin Vychaacutezeli jsme z předpokladu ţe jogurt je

nenewtonskaacute kapalina Dalšiacutem logickyacutem krokem tedy bylo graficky vyhodnotit

naměřeneacute hodnoty zjistit indexy toku kaţdeacuteho vzorku a na zaacutekladě těchto dat

rozhodnout zda se jogurty chovajiacute jako kapaliny pseudoplastickeacute nebo dilatantniacute Z

uacutedajů časoveacute zaacutevislosti viskozity rozhodnout o tixotropniacutem nebo reopektickeacutem chovaacuteniacute

jogurtu Daacutele všechny ziacuteskaneacute vyacutesledky porovnat s odbornou literaturou

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

Zde bych raacuteda poděkovala vedouciacutemu sveacute praacutece Ing Vojtěchu Kumbaacuterovi PhD za

cenneacute rady odborneacute vedeniacute a lidskyacute přiacutestup

ABSTRAKT

Diplomovaacute praacutece ve sveacute teoretickaacute čaacutesti řešiacute problematiku mleacuteka sortimentu mleacutečnyacutech

vyacuterobků zejmeacutena však jogurtů Rozděluje jogurty na jednotliveacute typy popisuje jejich

vyacuterobu a chemicko-fyzikaacutelniacute vlastnosti Navazuje kapitola věnovanaacute fyzikaacutelniacutem

vlastnostem potravin daacutele jejich reologickyacutem vlastnostem konkreacutetně pak viskozitě

V praktickeacute čaacutesti pojednaacutevaacute o reologickyacutech vlastnostech konkreacutetniacutech vzorků běţně

dostupnyacutech jogurtů U těchto sedmi vzorků byla stanovena hustota a hodnoty viskozity

a smykoveacuteho napětiacute v zaacutevislosti na smykoveacute rychlosti K sestaveniacute tokovyacutech a

viskozitniacutech křivek byl pouţit Ostwald-de Waeleho model diacuteky němuţ bylo naacutesledně

rozhodnuto o jakou kapalinu se podle Newtonova viskozitniacuteho zaacutekona v přiacutepadě

jogurtu jednaacute Pro vzorky byla stanovena i časovaacute a teplotniacute zaacutevislost viskozity U

vybranyacutech vzorků byla provedena analyacuteza obsahu tuku kterou bylo moţno porovnat

s uacutedaji na obalu vzorku

Kliacutečovaacute slova jogurt reologie viskozita hustota tokoveacute vlastnosti mocninovyacute model

ABSTRACT

Diploma thesis in its theoretical part solves the problems of the milk assortment of dairy

products especially yogurt It splits yogurt to the different types describing their

production and chemical and physical properties It is followed by a chapter devoted to

the physical characteristics of foods as well as their rheological properties specifically

viscosity

The practical part deals with the rheological properties of specific samples of

commercially available yogurt For these seven samples was determined by the density

and the viscosity and shear stress versus shear rate To assemble the flow and viscosity

curves were used Ostwald-de Waeleho model thanks to him it was subsequently

decided what kind of fluid as Newton viscosity law in the case of yogurt is For the

samples was determined as well as the time and temperature dependence of viscosity

Selected samples were analyzed fat content which can be compared with data on the

packaging of the sample

Keywords yogurt rheology viscosity density flow properties power model

OBSAH

1 UacuteVOD 8

2 CIacuteL PRAacuteCE 9

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED 10

31 Mleacuteko 10

311 Sloţeniacute mleacuteka 10

312 Poţadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka 11

32 Mleacutečneacute vyacuterobky 11

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky 13

33 Jogurty 14

331 Legislativniacute definice jogurtu 14

332 Vyacuteroba jogurtu 15

333 Ochuceneacute jogurty 16

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů 18

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů 19

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin 19

341 Rozděleniacute tekutin 20

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase 22

343 Reologickeacute vlastnosti 25

344 Viskozita 25

345 Hustota 28

346 Tekutost 29

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute 30

41 Materiaacutel a metodika 30

411 Měřeniacute hustoty 30

412 Měřeniacute viskozity 31

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 33

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity 33

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů 33

42 Vyacutesledky a diskuze 35

421 Hustota 35

422 Viskozitniacute křivky 37

423 Tokoveacute křivky 38

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

426 Analyacuteza jogurtů 40

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

5 ZAacuteVĚR 43

6 POUŢITAacute LITERATURA 44

8

bdquo hellipforget about the yoghurt

the new thing now is Djoghurt

Ylvis

1 UacuteVOD

Jogurty patřiacute mezi velmi obliacutebeneacute pokrmy naviacutec je jim přisuzovaacuten pozitivniacute vliv na

lidskeacute zdraviacute a psychiku Jsou povaţovaacuteny za podstatnyacute zdroj biacutelkovin jejich

konzumaci doporučujiacute vyacuteţivoviacute poradci i reklamy

Fyzikaacutelniacute vlastnosti jogurtů nejsou tiacutem co by běţneacuteho konzumenta zajiacutemalo ten se

soustřediacute na barvu chuť obal značku apod ale neuvědomuje si ţe napřiacuteklad i hustota

ovlivňuje jeho senzorickeacute vniacutemaacuteniacute tedy i vyacuteběr produktu Praacutevě fyzikaacutelniacute vlastnosti

jogurtu jako je viskozita hustota a smykoveacute napětiacute jsou předmětem naacutesledujiacuteciacute praacutece

Na jogurt nahliacuteţiacuteme jako na jakoukoliv kapalinu jejiacuteţ vlastnosti kvantifikujeme

pomociacute moderniacute techniky a na zaacutekladě takto ziacuteskanyacutech dat můţeme danou kapalinu

charakterizovat po fyzikaacutelniacute straacutence

Při vyacuterobě jogurtu jsou reologickeacute vlastnosti (deformačniacute a tokoveacute) důleţityacutem

faktorem kteryacute spolu s jinyacutemi musiacute technologoveacute braacutet v potaz

9

2 CIacuteL PRAacuteCE

Ciacutelem teacuteto diplomoveacute praacutece je v literaacuterniacute rešerši pohovořit o mleacutečnyacutech vyacuterobciacutech

zvlaacuteště o jogurtech Definovat jogurt popsat jeho vyacuterobu trvanlivost a způsoby

skladovaacuteniacute Daacutele se teoretickaacute čaacutest zaměřuje na reologickeacute vlastnosti jako je hustota a

viskozita a způsoby měřeniacute těchto vlastnostiacute

V praktickeacute čaacutesti je ciacutelem zjistit reologickeacute vlastnosti vhodně zvolenyacutech vzorků

jogurtů Tedy změřit jejich hustotu viskozitu a smykoveacute napětiacute Naacutesledně takeacute změřit

časovou a teplotniacute zaacutevislost těchto veličin Vychaacutezeli jsme z předpokladu ţe jogurt je

nenewtonskaacute kapalina Dalšiacutem logickyacutem krokem tedy bylo graficky vyhodnotit

naměřeneacute hodnoty zjistit indexy toku kaţdeacuteho vzorku a na zaacutekladě těchto dat

rozhodnout zda se jogurty chovajiacute jako kapaliny pseudoplastickeacute nebo dilatantniacute Z

uacutedajů časoveacute zaacutevislosti viskozity rozhodnout o tixotropniacutem nebo reopektickeacutem chovaacuteniacute

jogurtu Daacutele všechny ziacuteskaneacute vyacutesledky porovnat s odbornou literaturou

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

ABSTRAKT

Diplomovaacute praacutece ve sveacute teoretickaacute čaacutesti řešiacute problematiku mleacuteka sortimentu mleacutečnyacutech

vyacuterobků zejmeacutena však jogurtů Rozděluje jogurty na jednotliveacute typy popisuje jejich

vyacuterobu a chemicko-fyzikaacutelniacute vlastnosti Navazuje kapitola věnovanaacute fyzikaacutelniacutem

vlastnostem potravin daacutele jejich reologickyacutem vlastnostem konkreacutetně pak viskozitě

V praktickeacute čaacutesti pojednaacutevaacute o reologickyacutech vlastnostech konkreacutetniacutech vzorků běţně

dostupnyacutech jogurtů U těchto sedmi vzorků byla stanovena hustota a hodnoty viskozity

a smykoveacuteho napětiacute v zaacutevislosti na smykoveacute rychlosti K sestaveniacute tokovyacutech a

viskozitniacutech křivek byl pouţit Ostwald-de Waeleho model diacuteky němuţ bylo naacutesledně

rozhodnuto o jakou kapalinu se podle Newtonova viskozitniacuteho zaacutekona v přiacutepadě

jogurtu jednaacute Pro vzorky byla stanovena i časovaacute a teplotniacute zaacutevislost viskozity U

vybranyacutech vzorků byla provedena analyacuteza obsahu tuku kterou bylo moţno porovnat

s uacutedaji na obalu vzorku

Kliacutečovaacute slova jogurt reologie viskozita hustota tokoveacute vlastnosti mocninovyacute model

ABSTRACT

Diploma thesis in its theoretical part solves the problems of the milk assortment of dairy

products especially yogurt It splits yogurt to the different types describing their

production and chemical and physical properties It is followed by a chapter devoted to

the physical characteristics of foods as well as their rheological properties specifically

viscosity

The practical part deals with the rheological properties of specific samples of

commercially available yogurt For these seven samples was determined by the density

and the viscosity and shear stress versus shear rate To assemble the flow and viscosity

curves were used Ostwald-de Waeleho model thanks to him it was subsequently

decided what kind of fluid as Newton viscosity law in the case of yogurt is For the

samples was determined as well as the time and temperature dependence of viscosity

Selected samples were analyzed fat content which can be compared with data on the

packaging of the sample

Keywords yogurt rheology viscosity density flow properties power model

OBSAH

1 UacuteVOD 8

2 CIacuteL PRAacuteCE 9

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED 10

31 Mleacuteko 10

311 Sloţeniacute mleacuteka 10

312 Poţadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka 11

32 Mleacutečneacute vyacuterobky 11

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky 13

33 Jogurty 14

331 Legislativniacute definice jogurtu 14

332 Vyacuteroba jogurtu 15

333 Ochuceneacute jogurty 16

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů 18

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů 19

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin 19

341 Rozděleniacute tekutin 20

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase 22

343 Reologickeacute vlastnosti 25

344 Viskozita 25

345 Hustota 28

346 Tekutost 29

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute 30

41 Materiaacutel a metodika 30

411 Měřeniacute hustoty 30

412 Měřeniacute viskozity 31

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 33

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity 33

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů 33

42 Vyacutesledky a diskuze 35

421 Hustota 35

422 Viskozitniacute křivky 37

423 Tokoveacute křivky 38

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

426 Analyacuteza jogurtů 40

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

5 ZAacuteVĚR 43

6 POUŢITAacute LITERATURA 44

8

bdquo hellipforget about the yoghurt

the new thing now is Djoghurt

Ylvis

1 UacuteVOD

Jogurty patřiacute mezi velmi obliacutebeneacute pokrmy naviacutec je jim přisuzovaacuten pozitivniacute vliv na

lidskeacute zdraviacute a psychiku Jsou povaţovaacuteny za podstatnyacute zdroj biacutelkovin jejich

konzumaci doporučujiacute vyacuteţivoviacute poradci i reklamy

Fyzikaacutelniacute vlastnosti jogurtů nejsou tiacutem co by běţneacuteho konzumenta zajiacutemalo ten se

soustřediacute na barvu chuť obal značku apod ale neuvědomuje si ţe napřiacuteklad i hustota

ovlivňuje jeho senzorickeacute vniacutemaacuteniacute tedy i vyacuteběr produktu Praacutevě fyzikaacutelniacute vlastnosti

jogurtu jako je viskozita hustota a smykoveacute napětiacute jsou předmětem naacutesledujiacuteciacute praacutece

Na jogurt nahliacuteţiacuteme jako na jakoukoliv kapalinu jejiacuteţ vlastnosti kvantifikujeme

pomociacute moderniacute techniky a na zaacutekladě takto ziacuteskanyacutech dat můţeme danou kapalinu

charakterizovat po fyzikaacutelniacute straacutence

Při vyacuterobě jogurtu jsou reologickeacute vlastnosti (deformačniacute a tokoveacute) důleţityacutem

faktorem kteryacute spolu s jinyacutemi musiacute technologoveacute braacutet v potaz

9

2 CIacuteL PRAacuteCE

Ciacutelem teacuteto diplomoveacute praacutece je v literaacuterniacute rešerši pohovořit o mleacutečnyacutech vyacuterobciacutech

zvlaacuteště o jogurtech Definovat jogurt popsat jeho vyacuterobu trvanlivost a způsoby

skladovaacuteniacute Daacutele se teoretickaacute čaacutest zaměřuje na reologickeacute vlastnosti jako je hustota a

viskozita a způsoby měřeniacute těchto vlastnostiacute

V praktickeacute čaacutesti je ciacutelem zjistit reologickeacute vlastnosti vhodně zvolenyacutech vzorků

jogurtů Tedy změřit jejich hustotu viskozitu a smykoveacute napětiacute Naacutesledně takeacute změřit

časovou a teplotniacute zaacutevislost těchto veličin Vychaacutezeli jsme z předpokladu ţe jogurt je

nenewtonskaacute kapalina Dalšiacutem logickyacutem krokem tedy bylo graficky vyhodnotit

naměřeneacute hodnoty zjistit indexy toku kaţdeacuteho vzorku a na zaacutekladě těchto dat

rozhodnout zda se jogurty chovajiacute jako kapaliny pseudoplastickeacute nebo dilatantniacute Z

uacutedajů časoveacute zaacutevislosti viskozity rozhodnout o tixotropniacutem nebo reopektickeacutem chovaacuteniacute

jogurtu Daacutele všechny ziacuteskaneacute vyacutesledky porovnat s odbornou literaturou

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

OBSAH

1 UacuteVOD 8

2 CIacuteL PRAacuteCE 9

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED 10

31 Mleacuteko 10

311 Sloţeniacute mleacuteka 10

312 Poţadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka 11

32 Mleacutečneacute vyacuterobky 11

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky 13

33 Jogurty 14

331 Legislativniacute definice jogurtu 14

332 Vyacuteroba jogurtu 15

333 Ochuceneacute jogurty 16

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů 18

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů 19

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin 19

341 Rozděleniacute tekutin 20

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase 22

343 Reologickeacute vlastnosti 25

344 Viskozita 25

345 Hustota 28

346 Tekutost 29

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute 30

41 Materiaacutel a metodika 30

411 Měřeniacute hustoty 30

412 Měřeniacute viskozity 31

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 33

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity 33

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů 33

42 Vyacutesledky a diskuze 35

421 Hustota 35

422 Viskozitniacute křivky 37

423 Tokoveacute křivky 38

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

426 Analyacuteza jogurtů 40

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

5 ZAacuteVĚR 43

6 POUŢITAacute LITERATURA 44

8

bdquo hellipforget about the yoghurt

the new thing now is Djoghurt

Ylvis

1 UacuteVOD

Jogurty patřiacute mezi velmi obliacutebeneacute pokrmy naviacutec je jim přisuzovaacuten pozitivniacute vliv na

lidskeacute zdraviacute a psychiku Jsou povaţovaacuteny za podstatnyacute zdroj biacutelkovin jejich

konzumaci doporučujiacute vyacuteţivoviacute poradci i reklamy

Fyzikaacutelniacute vlastnosti jogurtů nejsou tiacutem co by běţneacuteho konzumenta zajiacutemalo ten se

soustřediacute na barvu chuť obal značku apod ale neuvědomuje si ţe napřiacuteklad i hustota

ovlivňuje jeho senzorickeacute vniacutemaacuteniacute tedy i vyacuteběr produktu Praacutevě fyzikaacutelniacute vlastnosti

jogurtu jako je viskozita hustota a smykoveacute napětiacute jsou předmětem naacutesledujiacuteciacute praacutece

Na jogurt nahliacuteţiacuteme jako na jakoukoliv kapalinu jejiacuteţ vlastnosti kvantifikujeme

pomociacute moderniacute techniky a na zaacutekladě takto ziacuteskanyacutech dat můţeme danou kapalinu

charakterizovat po fyzikaacutelniacute straacutence

Při vyacuterobě jogurtu jsou reologickeacute vlastnosti (deformačniacute a tokoveacute) důleţityacutem

faktorem kteryacute spolu s jinyacutemi musiacute technologoveacute braacutet v potaz

9

2 CIacuteL PRAacuteCE

Ciacutelem teacuteto diplomoveacute praacutece je v literaacuterniacute rešerši pohovořit o mleacutečnyacutech vyacuterobciacutech

zvlaacuteště o jogurtech Definovat jogurt popsat jeho vyacuterobu trvanlivost a způsoby

skladovaacuteniacute Daacutele se teoretickaacute čaacutest zaměřuje na reologickeacute vlastnosti jako je hustota a

viskozita a způsoby měřeniacute těchto vlastnostiacute

V praktickeacute čaacutesti je ciacutelem zjistit reologickeacute vlastnosti vhodně zvolenyacutech vzorků

jogurtů Tedy změřit jejich hustotu viskozitu a smykoveacute napětiacute Naacutesledně takeacute změřit

časovou a teplotniacute zaacutevislost těchto veličin Vychaacutezeli jsme z předpokladu ţe jogurt je

nenewtonskaacute kapalina Dalšiacutem logickyacutem krokem tedy bylo graficky vyhodnotit

naměřeneacute hodnoty zjistit indexy toku kaţdeacuteho vzorku a na zaacutekladě těchto dat

rozhodnout zda se jogurty chovajiacute jako kapaliny pseudoplastickeacute nebo dilatantniacute Z

uacutedajů časoveacute zaacutevislosti viskozity rozhodnout o tixotropniacutem nebo reopektickeacutem chovaacuteniacute

jogurtu Daacutele všechny ziacuteskaneacute vyacutesledky porovnat s odbornou literaturou

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů 33

42 Vyacutesledky a diskuze 35

421 Hustota 35

422 Viskozitniacute křivky 37

423 Tokoveacute křivky 38

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

426 Analyacuteza jogurtů 40

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

5 ZAacuteVĚR 43

6 POUŢITAacute LITERATURA 44

8

bdquo hellipforget about the yoghurt

the new thing now is Djoghurt

Ylvis

1 UacuteVOD

Jogurty patřiacute mezi velmi obliacutebeneacute pokrmy naviacutec je jim přisuzovaacuten pozitivniacute vliv na

lidskeacute zdraviacute a psychiku Jsou povaţovaacuteny za podstatnyacute zdroj biacutelkovin jejich

konzumaci doporučujiacute vyacuteţivoviacute poradci i reklamy

Fyzikaacutelniacute vlastnosti jogurtů nejsou tiacutem co by běţneacuteho konzumenta zajiacutemalo ten se

soustřediacute na barvu chuť obal značku apod ale neuvědomuje si ţe napřiacuteklad i hustota

ovlivňuje jeho senzorickeacute vniacutemaacuteniacute tedy i vyacuteběr produktu Praacutevě fyzikaacutelniacute vlastnosti

jogurtu jako je viskozita hustota a smykoveacute napětiacute jsou předmětem naacutesledujiacuteciacute praacutece

Na jogurt nahliacuteţiacuteme jako na jakoukoliv kapalinu jejiacuteţ vlastnosti kvantifikujeme

pomociacute moderniacute techniky a na zaacutekladě takto ziacuteskanyacutech dat můţeme danou kapalinu

charakterizovat po fyzikaacutelniacute straacutence

Při vyacuterobě jogurtu jsou reologickeacute vlastnosti (deformačniacute a tokoveacute) důleţityacutem

faktorem kteryacute spolu s jinyacutemi musiacute technologoveacute braacutet v potaz

9

2 CIacuteL PRAacuteCE

Ciacutelem teacuteto diplomoveacute praacutece je v literaacuterniacute rešerši pohovořit o mleacutečnyacutech vyacuterobciacutech

zvlaacuteště o jogurtech Definovat jogurt popsat jeho vyacuterobu trvanlivost a způsoby

skladovaacuteniacute Daacutele se teoretickaacute čaacutest zaměřuje na reologickeacute vlastnosti jako je hustota a

viskozita a způsoby měřeniacute těchto vlastnostiacute

V praktickeacute čaacutesti je ciacutelem zjistit reologickeacute vlastnosti vhodně zvolenyacutech vzorků

jogurtů Tedy změřit jejich hustotu viskozitu a smykoveacute napětiacute Naacutesledně takeacute změřit

časovou a teplotniacute zaacutevislost těchto veličin Vychaacutezeli jsme z předpokladu ţe jogurt je

nenewtonskaacute kapalina Dalšiacutem logickyacutem krokem tedy bylo graficky vyhodnotit

naměřeneacute hodnoty zjistit indexy toku kaţdeacuteho vzorku a na zaacutekladě těchto dat

rozhodnout zda se jogurty chovajiacute jako kapaliny pseudoplastickeacute nebo dilatantniacute Z

uacutedajů časoveacute zaacutevislosti viskozity rozhodnout o tixotropniacutem nebo reopektickeacutem chovaacuteniacute

jogurtu Daacutele všechny ziacuteskaneacute vyacutesledky porovnat s odbornou literaturou

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

8

bdquo hellipforget about the yoghurt

the new thing now is Djoghurt

Ylvis

1 UacuteVOD

Jogurty patřiacute mezi velmi obliacutebeneacute pokrmy naviacutec je jim přisuzovaacuten pozitivniacute vliv na

lidskeacute zdraviacute a psychiku Jsou povaţovaacuteny za podstatnyacute zdroj biacutelkovin jejich

konzumaci doporučujiacute vyacuteţivoviacute poradci i reklamy

Fyzikaacutelniacute vlastnosti jogurtů nejsou tiacutem co by běţneacuteho konzumenta zajiacutemalo ten se

soustřediacute na barvu chuť obal značku apod ale neuvědomuje si ţe napřiacuteklad i hustota

ovlivňuje jeho senzorickeacute vniacutemaacuteniacute tedy i vyacuteběr produktu Praacutevě fyzikaacutelniacute vlastnosti

jogurtu jako je viskozita hustota a smykoveacute napětiacute jsou předmětem naacutesledujiacuteciacute praacutece

Na jogurt nahliacuteţiacuteme jako na jakoukoliv kapalinu jejiacuteţ vlastnosti kvantifikujeme

pomociacute moderniacute techniky a na zaacutekladě takto ziacuteskanyacutech dat můţeme danou kapalinu

charakterizovat po fyzikaacutelniacute straacutence

Při vyacuterobě jogurtu jsou reologickeacute vlastnosti (deformačniacute a tokoveacute) důleţityacutem

faktorem kteryacute spolu s jinyacutemi musiacute technologoveacute braacutet v potaz

9

2 CIacuteL PRAacuteCE

Ciacutelem teacuteto diplomoveacute praacutece je v literaacuterniacute rešerši pohovořit o mleacutečnyacutech vyacuterobciacutech

zvlaacuteště o jogurtech Definovat jogurt popsat jeho vyacuterobu trvanlivost a způsoby

skladovaacuteniacute Daacutele se teoretickaacute čaacutest zaměřuje na reologickeacute vlastnosti jako je hustota a

viskozita a způsoby měřeniacute těchto vlastnostiacute

V praktickeacute čaacutesti je ciacutelem zjistit reologickeacute vlastnosti vhodně zvolenyacutech vzorků

jogurtů Tedy změřit jejich hustotu viskozitu a smykoveacute napětiacute Naacutesledně takeacute změřit

časovou a teplotniacute zaacutevislost těchto veličin Vychaacutezeli jsme z předpokladu ţe jogurt je

nenewtonskaacute kapalina Dalšiacutem logickyacutem krokem tedy bylo graficky vyhodnotit

naměřeneacute hodnoty zjistit indexy toku kaţdeacuteho vzorku a na zaacutekladě těchto dat

rozhodnout zda se jogurty chovajiacute jako kapaliny pseudoplastickeacute nebo dilatantniacute Z

uacutedajů časoveacute zaacutevislosti viskozity rozhodnout o tixotropniacutem nebo reopektickeacutem chovaacuteniacute

jogurtu Daacutele všechny ziacuteskaneacute vyacutesledky porovnat s odbornou literaturou

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

9

2 CIacuteL PRAacuteCE

Ciacutelem teacuteto diplomoveacute praacutece je v literaacuterniacute rešerši pohovořit o mleacutečnyacutech vyacuterobciacutech

zvlaacuteště o jogurtech Definovat jogurt popsat jeho vyacuterobu trvanlivost a způsoby

skladovaacuteniacute Daacutele se teoretickaacute čaacutest zaměřuje na reologickeacute vlastnosti jako je hustota a

viskozita a způsoby měřeniacute těchto vlastnostiacute

V praktickeacute čaacutesti je ciacutelem zjistit reologickeacute vlastnosti vhodně zvolenyacutech vzorků

jogurtů Tedy změřit jejich hustotu viskozitu a smykoveacute napětiacute Naacutesledně takeacute změřit

časovou a teplotniacute zaacutevislost těchto veličin Vychaacutezeli jsme z předpokladu ţe jogurt je

nenewtonskaacute kapalina Dalšiacutem logickyacutem krokem tedy bylo graficky vyhodnotit

naměřeneacute hodnoty zjistit indexy toku kaţdeacuteho vzorku a na zaacutekladě těchto dat

rozhodnout zda se jogurty chovajiacute jako kapaliny pseudoplastickeacute nebo dilatantniacute Z

uacutedajů časoveacute zaacutevislosti viskozity rozhodnout o tixotropniacutem nebo reopektickeacutem chovaacuteniacute

jogurtu Daacutele všechny ziacuteskaneacute vyacutesledky porovnat s odbornou literaturou

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

10

3 LITERAacuteRNIacute PŘEHLED

31 Mleacuteko

Mleacuteko je povaţovaacuteno za teacuteměř dokonalou přiacuterodniacute potravinu Poskytuje tělu všechny

důleţiteacute ţiviny Od proteinů laktoacutezy (mleacutečnyacute cukr) přes esenciaacutelniacute mastneacute kyseliny aţ

po mineraacutely a vitamiacuteny To vše se v mleacutece nachaacuteziacute ve vyvaacuteţeneacutem poměru Vyacuteţivoviacute

odborniacuteci se shodujiacute ţe mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jsou vyacuteznamnou sloţkou vyvaacuteţeneacute

stravy

Z fyziologickeacuteho hlediska je mleacuteko sekret mleacutečneacute ţlaacutezy samic savců určenyacute

k uspokojeniacute nutričniacutech potřeb novorozenců

Z chemickeacuteho hlediska je mleacuteko komplexniacute tekutina ve ktereacute bylo nalezeno viacutece

neţ 100000 samostatnyacutech molekul a chemickyacutech entit jejichţ hladiny variujiacute

v zaacutevislosti na ţivočišneacutem druhu Fyzikaacutelniacute chemie na mleacuteko nahliacuteţiacute jako na biacutelou

neprůhlednou heterogenniacute tekutinu ve ktereacute jsou sloţky zadrţovaacuteny v disperzniacutech

faacuteziacutech emulze koloidniacute suspenze nebo roztoku (CHANDAN a OacuteRELL 2006)

Z hlediska legislativy je mleacutekem - mleacuteko podle předpisu Evropskyacutech společenstviacute

Nařiacutezeniacute Rady (ES) č 12342007 splňujiacuteciacute poţadavky zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech předpisů

Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb a ošetřeneacute podle zvlaacuteštniacutech praacutevniacutech

předpisů Zaacutekon č 1661999 Sb Vyhlaacuteška č 2032003 Sb (772003 Sb)

311 Složeniacute mleacuteka

Mleacuteko v průměru obsahuje teacuteměř 87 hmotnostniacutech vody 89 tvořiacute tukuprostaacute

sušina a zbylaacute 4 tvořiacute tuk Tukuprostaacute sušina se sklaacutedaacute zejmeacutena z laktoacutezy

(46 celkovyacutech hmotnostniacutech procent) biacutelkovin (33 ) a mineraacutelniacutech laacutetek (07 )

V proteinech mleacuteka ať uţ syrovaacutetkovyacutech nebo kaseinovyacutech jsou rovněţ obsaţeny

všechny esenciaacutelniacute aminokyseliny Dusiacutekateacute laacutetky obecně určujiacute zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute a

chemickeacute vlastnosti mleacuteka Z nebiacutelkovinnyacutech laacutetek dusiacutekateacute povahy zde převaţuje

močovina Mleacutečnyacute tuk se sklaacutedaacute převaacuteţně z mono- di- a triacylglycerolů daacutele volnyacutech

mastnyacutech kyselin fosfolipidů apod Mleacutečneacute lipidy se v mleacutece nachaacutezejiacute většinou ve

formě tukovyacutech globuliacute o středniacutem průměru 26 microm Mineraacutelniacutemi laacutetkami zastoupenyacutemi

v mleacutece jsou vaacutepniacutek hořčiacutek sodiacutek fosfor měď mangan a zinek Vyskytujiacute se jednak

v mleacutečneacutem seacuteru v roztoku nebo v koloidniacute formě jednak takeacute vaacutezaneacute na některeacute

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

11

organickeacute sloţky mleacuteka Z vitamiacutenů jsou přiacutetomny jak rozpustneacute v tuciacutech tak rozpustneacute

ve vodě (PUNIYA 2016 WALSRA 2006 ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

312 Požadavky na mleacuteko a ošetřeniacute mleacuteka

Mleacuteko pro vyacuterobu zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků nesmiacute obsahovat ţaacutedneacute inhibičniacute

laacutetky Důleţitaacute je hygiena dojeniacute a uchovaacutevaacuteniacute mleacuteka po nadojeniacute Ţaacutedouciacute je niacutezkyacute

počet mikroorganismů ktereacute by mohly nepřiacuteznivě ovlivňovat čisteacute mleacutekařskeacute kultury do

mleacuteka zaacuteměrně přidaacutevaneacute a v konečneacutem důsledku i samotneacute vlastnosti mleacutečneacuteho

vyacuterobku Samozřejmostiacute je poţadavek na normaacutelniacute sloţeniacute mleacuteka a jeho vlastnosti

Před dalšiacutem zpracovaacuteniacutem mleacuteka je třeba jej napřed mleacutekaacuterensky ošetřit A to

z důvodu přiacutepadneacute mikrobiaacutelniacute kontaminace mleacuteka Prvniacutem krokem je mechanickeacute

čištěniacute mleacuteka od hrubšiacutech nečistot na filtrech a naacutesledně se odstraňujiacute jemnějšiacute nečistoty

na odstředivkaacutech Dalšiacutem krokem je tepelneacute ošetřeniacute za uacutečelem zajištěniacute zdravotniacute

nezaacutevadnosti mleacuteka vytvořeniacute ideaacutelniacutech patřičnyacutech podmiacutenek pro naacuteslednou vyacuterobu

mleacutečnyacutech vyacuterobků a prodlouţeniacute trvanlivosti mleacuteka V raacutemci tepelneacuteho ošetřeniacute je

zaacutekladem pasterace (ohřev do 100 degC) a sterilace (ohřev nad 100 degC) mleacuteka S vyacutešiacute

pouţiteacute teploty takeacute uacuteměrně roste trvanlivost V přiacutepadě pasterace je trvanlivost

proslouţena řaacutedově na dny u sterilace na tyacutedny Po pasteracisterilaci naacutesleduje

odstřeďovaacuteniacute mleacuteka v bubnu odstředivky kdy lehčiacute čaacutest mleacuteka obsahujiacuteciacute tuk (smetana)

setrvaacutevaacute u středu bubnu a těţšiacute mleacutečnaacute plazma je naopak odstředivyacutemi silami tlačena

k plaacutešti bubnu Posledniacutem krokem je homogenizace tuku kdy je ciacutelem roztřiacuteštěniacute

tukovyacutech globuliacute na menšiacute pokud moţno stejnyacutech rozměrů Homogenizaacutetor je

konstruovaacuten jako vysokotlakeacute piacutestoveacute čerpadlo kdy je mleacuteko tlakem 5 ndash 25 MPa

protlačovaacuteno štěrbinou homogenizačniacute hlavy Působeniacutem velkyacutech smykovyacutech sil jsou

tukoveacute kuličky protaţeny ve vlaacutekno ktereacute se teacuteměř okamţitě měniacute ve shluk drobnyacutech

globuliacute a za homogenizačniacute hlavou se vlivem poklesu tlaku rychlosti a v důsledku

působeniacute viacuteřiveacuteho pohybu rozpadnou a rozptyacuteliacute se do mleacuteka (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute

2013 KADLEC et al 2012)

32 Mleacutečneacute vyacuterobky

Mleacutečneacute vyacuterobky lze rozdělit do několika skupin Mezi tekuteacute mleacutečneacute vyacuterobky patřiacute

konzumniacute mleacuteka Ty se daacutele děliacute podle způsobu ošetřeniacute a s tiacutem souvisejiacuteciacute trvanlivosti

na pasterovanaacute mleacuteko s prodlouţenou trvanlivostiacute a trvanliveacute mleacuteko Daacutele takeacute

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

12

konzumniacute smetany ktereacute se podle obsahu tuku a uacutečelu děliacute na dvě skupiny a to tzv

sladkeacute smetany s obsahem tuku 10 ndash 18 Tyto jsou pasterovaneacute a většinou určeneacute

k přiacutemeacute konzumaci nebo se jednaacute o sterilovaneacute smetany do kaacutevy Druhou skupinu tvořiacute

smetany ke šlehaacuteniacute kde je obsah tuku aţ dvojnaacutesobně většiacute

Dalšiacute skupinu mleacutečnyacutech vyacuterobků tvořiacute maacuteslo a dalšiacute vyacuterobky z mleacutečneacuteho tuku

včetně vyacuterobku dřiacuteve označovaneacuteho jako pomazaacutenkoveacute maacuteslo Za maacuteslo je povaţovaacuten

vyacuterobek kteryacute obsahuje alespoň 80 mleacutečneacuteho tuku Maacuteslo je emulze mleacutečneacute plazmy

v mleacutečneacutem tuku vznikaacute stloukaacuteniacutem nebo koncentrovaacuteniacutem smetany a naacuteslednyacutem

odděleniacutem od podmaacutesliacute Tradičniacute pomazaacutenkoveacute (dřiacuteve pomazaacutenkoveacute maacuteslo) obsahuje

obvykle 35 tuku a vyraacutebiacute se z pasterovaneacute smetany s přiacutedavkem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka naacuteslednou fermentaciacute a vyacuteslednaacute konzistence je ještě upravena

přiacutedavkem hydrokoloidu (bramboroveacuteho škrobu)

K hlavniacutem mleacutekaacuterenskyacutem produktům patřiacute bezesporu velkaacute skupina syacuterů a tvarohů a

s nimi souvisiacute hlavniacute mleacutekaacuterenskeacute produkty druheacuteho stupně jako taveneacute syacutery tvarohoveacute

speciality a olomouckeacute tvarůţky Daacutele pak mraţeneacute kreacutemy zahuštěnaacute mleacuteka a sušenaacute

mleacuteka

Tvaroh je definovaacuten jako nezrajiacuteciacute syacuter ziacuteskaacutevanyacute kyselyacutem sraacuteţeniacutem mleacuteka ktereacute

převlaacutedaacute nad sraacuteţeniacutem sladkyacutem (syřidlem) Do mleacuteka se přidaacutevaacute smetanovaacute kultura a

maleacute mnoţstviacute syřidla Podle pouţiteacute technologie vyacuteroby a obsahu tuku v sušině se

tvarohy lišiacute konzistenciacute a takeacute způsobem pouţitiacute od měkkeacuteho tvarohu (le 50 tuku

v sušině) přes jemnyacute (le 150 tuku v sušině) po tučnyacute (ge 38 tuku v sušině) Tvrdyacute

tvaroh na strouhaacuteniacute maacute vyššiacute sušinu ale stejnyacute obsah tuku jako měkkyacute tvaroh Tvaroh

můţe byacutet ošetřen tzv termizaciacute Termotvarohy majiacute uacutedrţnost aţ 18 dniacute (dvojnaacutesobek

oproti netermizovanyacutem tvarohům) a takeacute většiacute vyacutetěţnost protoţe se denaturovaneacute

syrovaacutetkoveacute biacutelkoviny sraacuteţejiacute spolu s kaseinem

Zaacutekladniacute rozděleniacute syacuteru je naacutesledujiacuteciacute přiacuterodniacute taveneacute a syrovaacutetkoveacute syacutery Pokud je

k vyacuterobě syacutera pouţiteacute jineacute neţ kravskeacute mleacuteko musiacute byacutet původ mleacuteka uveden na obalu

(ovčiacute koziacute buvoliacute) Syacutery jsou povětšinou vyraacuteběny z pasterovaneacuteho mleacuteka pouze

některeacute majiacute vyacutejimku a mohou byacutet vyraacuteběny z mleacuteka syroveacuteho Takoveacute syacutery jsou

typickeacute dlouhou dobou zraacuteniacute Přiacuterodniacute syacutery se daacutele mohou dělit na nezrajiacuteciacute a zrajiacuteciacute

Nezrajiacuteciacute rozlišujeme pouze dva a to čerstveacute a terminovaneacute Ty se konzumujiacute ihned po

vyacuterobě a majiacute kratšiacute dobu trvanlivosti Zrajiacuteciacute syacutery děliacuteme podle způsobu zraacuteniacute na syacutery

zrajiacuteciacute pod mazem v celeacute hmotě s pliacutesniacute na povrchu s pliacutesniacute uvnitř hmoty

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

13

dvoupliacutesňoveacute a biacuteleacute syacutery v solneacutem naacutelevu Taveneacute syacutery jsou zaacuteleţitostiacute posledniacute doby

(začaacutetek 20 stol) a Českaacute republika se drţiacute na předniacutech světovyacutech přiacutečkaacutech

v konzumaci tavenyacutech syacuterů Vyacutechoziacute surovinou pro jejich vyacuterobu jsou přiacuterodniacute syacutery

ktereacute po přiacutedavku taviciacutech soliacute a po tepelneacutem ošetřeniacute (80 ndash 120 degC) ziacuteskajiacute homogenniacute

konzistenci K vyacuterobě syrovaacutetkovyacutech syacuterů slouţiacute syrovaacutetka nebo směs syrovaacutetky

s mleacutekem Diacuteky kombinaci okyseleniacute a zaacutehřevu (80 ndash 85 degC) se vysraacuteţejiacute biacutelkoviny

syrovaacutetky a tato sraţenina se nechaacute okapat Přiacutekladem takto vyrobeneacuteho syacuteru je Ricotta

Dalšiacutem způsobem vyacuteroby syrovaacutetkovyacutech syacuterů je zahušťovaacuteniacute syrovaacutetky Takto se

vyraacutebějiacute syrovaacutetkoveacute syacutery napřiacuteklad Mysost v severskyacutech zemiacutech Tyto syacutery v

porovnaacuteniacute s Ricottou obsahujiacute viacutece laktoacutezy a v důsledku toho majiacute i tmavšiacute naţloutlou

někdy aţ hnědou barvu

(KADLEC et al 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014 KOPAacuteČEK 2014)

321 Kysaneacute mleacutečneacute vyacuterobky

Zakysaneacute nebo teacuteţ fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky původně vznikaly spontaacutenniacutem

kvašeniacutem působeniacutem mikroorganismů přiacutetomnyacutech v syroveacutem mleacutece Tyto

mikroorganismy se lišiacute oblast od oblasti a diacuteky tomu takeacute mleacuteko ziacuteskaacutevalo po teacuteto

fermentaci různeacute vlastnosti (konzistenčniacute chuťoveacute) a diacuteky tomu dnes maacuteme širokou

škaacutelu mleacutečnyacutech vyacuterobků S postupem času se jednotliveacute charakteristickeacute mleacutečneacute

vyacuterobky začaly vyraacutebět v mleacutekaacuternaacutech a s tiacutem je spojeno i pouţiacutevaacuteniacute ušlechtilyacutech

mleacutečnyacutech bakteriiacute a kvasinek Tyto čisteacute mleacutekařskeacute kultury produkujiacute specifickeacute

enzymy ktereacute rozklaacutedajiacute laktoacutezu biacutelkoviny a ojediněle i tuk V důsledku působeniacute

těchto enzymů nastaacutevaacute proces mleacutečneacuteho a v některyacutech přiacutepadech i alkoholoveacuteho

kvašeniacute a současně vznikajiacute noveacute laacutetky typickeacute pro konkreacutetniacute vyacuterobek a s tiacutem se měniacute

konzistence chuť vůně i aroma Čisteacute mleacutekařskeacute kultury obsahujiacute buď mezofilniacute nebo

termofilniacute bakterie mleacutečneacuteho kysaacuteniacute popřiacutepadě kvasinky způsobujiacuteciacute alkoholoveacute

kvašeniacute

Podle typu čisteacute mleacutekařskeacute kultury rozlišujeme sortiment fermentovanyacutech mleacutečnyacutech

vyacuterobků Zaacutekladniacute mezofilniacute kulturou je tzv smetanovaacute Je tvořena bakteriemi rodu

Leuconostoc a Lactococcus Slouţiacute k vyacuterobě kysanyacutech mleacutek kysaneacuteho podmaacutesliacute

kysaneacute smetany a dalšiacutech zahuštěnyacutech kysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků Fermentace

probiacutehaacute při teplotaacutech 21 ndash 23 degC Pokud jde o termofilniacute kultury zde jde o jogurtovou

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

14

kulturu o ktereacute bliacuteţe pojednaacutevaacute naacutesledujiacuteciacute kapitola a acidofilniacute kultura Ta je tvořena

Lactobacillus acidophilus a smetanovyacutem zaacutekysem Zde mleacuteko prokysaacutevaacute při teplotě

38 ndash 40 degC Specifikem je potom smiacutešenaacute kefiacuterovaacute kultura mleacutečnyacutech bakteriiacute a

kvasinek ktereacute v průběhu fermentace probiacutehajiacuteciacute při 18 ndash 20 degC produkujiacute etanol a oxid

uhličityacute (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013)

Fermentaciacute laktoacutezy vznikaacute kyselina mleacutečnaacute V důsledku tvorby teacuteto kyseliny

dochaacuteziacute k poklesu pH a tiacutem paacutedem k vysraacuteţeniacute kaseinovyacutech biacutelkovin ktereacute tvořiacute

gelovou strukturu fermentovanyacutech vyacuterobků (jogurt) Toto vyacuterazneacute okyseleniacute vyacuterobku

v kombinaci s kvalitniacute surovinou a vysokou uacuterovniacute hygieny v celeacutem vyacuterobniacutem procesu

zajišťuje prodlouţeniacute uacutedrţnosti na dva aţ tři tyacutedny S uacutedrţnostiacute souvisiacute i skutečnost ţe

fermentovaneacute vyacuterobky nesmiacute byacutet po fermentaci tepelně ošetřeny coţ by jejich

trvanlivost samozřejmě ještě prodlouţilo V legislativě je jasně definovaacuteno mnoţstviacute a

sloţeniacute mikrofloacutery přiacutetomneacute v mleacutečneacutem vyacuterobku po celou dobu pouţitelnosti

(DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

33 Jogurty

Jogurty spadajiacute do kategorie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků U těchto mleacutečnyacutech

vyacuterobků byla čaacutest mleacutečneacuteho cukru (laktoacutezy) mikrobiaacutelniacute fermentaciacute přeměněna na

kyselinu mleacutečnou načeţ v důsledku zvyacutešeniacute kyselosti došlo k vysraacuteţeniacute biacutelkovin

S fermentaciacute je spojeno takeacute prodlouţeniacute trvanlivosti mleacutečneacuteho vyacuterobku tento celyacute

proces bychom tedy mohli nazvat biologickou konzervaciacute

Jogurt maacute svůj původ v oblasti balkaacutenskeacuteho poloostrova Proto je takeacute tyčinka

zodpovědnaacute za fermentaci mleacuteka na jogurt nazvaacutena Latobacillus bulgaricus Aţ

naacutesledně bylo objeveno ţe se na teacuteto přeměně spolupodiacuteliacute dalšiacute mikroorganismus

konkreacutetně Streptococcus thermophilus Tureckyacute vyacuteraz yogurt označuje zkvašeneacute

mleacuteko (KOPAacuteČEK 2014 VRAacuteNOVAacute 2012 DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

331 Legislativniacute definice jogurtu

Na zaacutekladě těchto objevenyacutech mikroorganismů je moţneacute jogurt definovat i z hlediska

legislativy Za jogurt se povaţuje kysanyacute mleacutečnyacute vyacuterobek ziacuteskanyacute kysaacuteniacutem mleacuteka

smetany podmaacutesliacute nebo jejich směsi pomociacute mikroorganismů uvedenyacutech v přiacuteloze č 2

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

15

tabulce 4 Daacutele podle legislativy musiacute byacutet na konci doby trvanlivosti v jogurtu přiacutetomnaacute

ţivaacute mikrofloacutera a to v počtu nejmeacuteně 107g Jogurtovaacute mikrofloacutera je takeacute definovanaacute a to

jako protosymbiotickaacute směs Streptococcus salivarius subsp thermophilus a

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus

U jogurtovyacutech vyacuterobků mohou byacutet kromě zaacutekladniacute jogurtoveacute kultury přidaacutevaacuteny

i kmeny produkujiacuteciacute kyselinu mleacutečnou ktereacute tiacutem pomaacutehajiacute dotvaacuteřet specifickou

chuťovou nebo texturniacute charakteristiku vyacuterobku Musiacute však byacutet zachovaacuten optimaacutelniacute

poměr obou zaacutekladniacutech kmenů jogurtoveacute kultury (KOPAacuteČEK 2014 772003 Sb)

Naopak jogurtem neniacute a nesmiacute tak byacutet označen vyacuterobek z biacuteleacuteho jogurtu do nějţ byl

přidaacuten škrob nebo jinaacute zahušťovaciacute laacutetka Stejně tak jogurtem neniacute vyacuterobek ošetřenyacute

termizaciacute (tepelnyacute zaacutehřev hotoveacuteho jogurtu na teplotu do 70 degC) (DOSTAacuteLOVAacute et al

2014)

Tabulka č1 Fyzikaacutelniacute chemickeacute a mikrobiologickeacute požadavky na jednotliveacute mleacutečneacute

vyacuterobky

Druh vyacuterobku Obsah tuku v hmotnosti Obsah tukuprosteacute sušiny v

hmotnosti nejmeacuteně

Jogurt biacutelyacute smetanovyacute viacutece neţ 100 včetně

Jogurt biacutelyacute viacutece neţ 30 včetně

Jogurt biacutelyacute se sniacuteženyacutem

obsahem tuku meacuteně neţ 30 82

Jogurt biacutelyacute niacutezkotučnyacute nebo

odtučněnyacute meacuteně neţ 05 včetně

(772003 Sb)

332 Vyacuteroba jogurtu

Jak jiţ bylo zmiacuteněno jogurt je odedaacutevna vyraacuteběnyacutem fermentovanyacutem mleacutečnyacutem

vyacuterobkem Moderniacute verze tohoto tradičniacuteho přiacuterodniacuteho jogurtu s jeho ostrou kyselou

chutiacute je staacutele velmi populaacuterniacute v mnoha čaacutestech světa a je většinou konzumovaacuten ve

formě gelu a označovaacuten jako bdquoset yogurt― Nicmeacuteně poptaacutevka je i po variantě tzv

bdquostirred yogurt― kteryacute maacute spiacuteše polotekutou konzistenci (GRIFFITHS 2010)

Po uacutepravě mleacuteka mleacutekaacuterenskyacutem ošetřeniacutem je důleţityacutem vyacuterobniacutem krokem

standardizace V tomto procesu je mleacuteko upraveno na poţadovanou tučnost a upraven

obsah sušiny Jak naacutezev samotnyacute napoviacutedaacute je tento postup vyacuteznamnyacute pro zajištěniacute

standardniacutech vyacuterobků tedy jogurtů o stejnyacutech vlastnostech Poţadovaneacute tučnosti je

dosaţeno přiacutedavkem buď smetany (jinyacute neţ mleacutečnyacute tuk neniacute moţneacute do jogurtu přidat)

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

16

nebo odstředěnyacutem mleacutekem Standardniacute tukuprosteacute sušiny je dociacuteleno pouţitiacutem sušeneacuteho

odstředěneacuteho mleacuteka syrovaacutetky kondenzovanyacutem mleacutekem nebo sušenyacutech mleacutečnyacutech

směsiacute Zvyacutešeniacute sušiny mleacuteka pro vyacuterobu jogurtů alespoň na hodnotu 14 (zvlaacuteště

důleţiteacute je procentickeacute zastoupeniacute kaseinovyacutech a syrovaacutetkovyacutech proteinů) je

zodpovědneacute za vytvořeniacute pevneacuteho jogurtoveacuteho koagula a vyacuteznamně se tiacutem redukuje

naacutechylnost k oddělovaacuteniacute syrovaacutetky Obsah tuku se pohybuje mezi hodnotami 01 ndash

10 nejčastěji se ovšem setkaacutevaacuteme s jogurty o tučnosti 05 ndash 35 Po standardizaci

mleacuteka je dalšiacutem krokem homogenizace Jde o stejnyacute princip jako u homogenizace

mleacuteka Zde hraje důleţitou roli jako prostředek zabraňujiacuteciacute vyvstaacutevaacuteniacute tuku na povrchu

jogurtu a tiacutem zlepšuje senzorickyacute dojem vzhledem k jemnějšiacute konzistenci Po

homogenizaci přichaacuteziacute na řadu pasterace takeacute nazyacutevanaacute jogurtovyacute zaacutehřev kdy mleacuteko

pasterujeme teplotou 85 ndash 95 degC s vyacutedrţiacute 5 minut Je moţno pouţiacutet i UHT (ultra-high

temperature) zaacutehřev v jehoţ důsledku je konzistence jogurtu pevnějšiacute a nedochaacuteziacute

k uvolňovaacuteniacute syrovaacutetky Po tepelneacutem zaacutehřevu naacutesleduje rychleacute zchlazeniacute na teplotu

fermentace tedy dle naacutesledujiacuteciacuteho pouţiteacuteho postupu asi 35 ndash 45 degC

(ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 GRIFFITHS 2010)

Na začaacutetku teacuteto kapitoly je naznačeno ţe rozlišujeme dva typy jogurtů Jogurty

vyraacuteběneacute takřiacutekajiacutec tradičniacutem způsobem zvaneacute Set Yogurts kdy fermentace probiacutehaacute

přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu a jogurty s rozmiacutechanyacutem koagulaacutetem neboli Stirred

Yogurts V druheacutem přiacutepadě probiacutehaacute fermentace v tanku koagulaacutet je promiacutechaacuten a po

vychlazeniacute je teprve plněn do spotřebitelskyacutech obalů (KADLEC et al 2012)

Vyacuterobky fermentovaneacute ve spotřebitelskeacutem obalu miacutevajiacute zpravidla pevnějšiacute

konzistenci oproti jogurtům vyraacuteběnyacutem v tanku kde je struktura koagulaacutetu před

plněniacutem do obalu ciacuteleně narušena (stirred) Na pevnost gelu maacute vliv samozřejmě takeacute

obsah tukuprosteacute sušiny U niacutezkotučnyacutech jogurtů je někdy pro dosaţeniacute lepšiacute

konzistence pouţito napřiacuteklad škrobu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

333 Ochuceneacute jogurty

Ochuceneacute fermentovaneacute mleacutečneacute vyacuterobky mohou obsahovat maximaacutelně 30 ochucujiacuteciacute

sloţky Jogurt s ovocnou sloţkou (původně na povrchu jogurtu) je českyacute patent z roku

1933 konkreacutetně tento naacutepad vzešel z Radlickeacute mleacutekaacuterny Marmelaacuteda na povrchu

jogurtu měla jednak senzorickyacute efekt jednak braacutenila rozvoji pliacutesniacute

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

17

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu

(httpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c)

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

18

334 Fyzikaacutelniacute a chemickeacute vlastnosti mleacuteka a jogurtů

Přestoţe mleacuteko a mleacutečneacute produkty se ve svyacutech fyzikaacutelniacutech vlastnostech lišiacute jsou po

straacutence strukturaacutelniacutech i chemickyacutech sloţek totoţneacute (DICKINSON 1995)

3341 Bod mrznutiacute

Jednou z fyzikaacutelniacutech charakteristik mleacuteka je bod mrznutiacute Bod zmrznutiacute je definovaacuten

jako setrvaacuteniacute tzv plata na teplotniacute křivce průběhu mrznutiacute mleacuteka po kraacutetkodobeacutem

uvolněniacute (zvyacutešeniacute teploty) tepla tzv krystalizačniacuteho při mechanickeacute iniciaci mrznutiacute za

podmiacutenek kryoskopickeacute metody Je jedniacutem z ukazatelů technologickeacute neporušenosti

syroveacuteho mleacuteka Spraacutevně by se měl pohybovat v teplotniacutem rozmeziacute -052 aţ -057 oC

Porušeniacute mleacuteka vodou jeho hodnotu sniţuje(mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyro

bkydocx)

3342 Kyselost

Kyselost se vyjadřuje jako zaacutepornyacute dekadickyacute logaritmus koncentrace vodiacutekovyacutech

(oxoniovyacutech) iontů Měřiacute se kolorimetricky nebo potenciometricky Hodnota pH

kravskeacuteho mleacuteka je 65 ndash 67 U mleacuteka a mleacutečnyacutech vyacuterobků se častěji vyjadřuje ve

stupniacutek Soxhlet-Henkelovyacutech (degSH) V tom přiacutepadě se kyselost mleacuteka pohybuje mezi

65 ndash 75 degSH Stanovuje se titraciacute (nazyacutevaacutena titračniacute kyselost) 100 ml vzorku mleacuteka

025M roztokem NaOH na indikaacutetor fenolftalein do růţoveacuteho zbarveniacute 1degSH pak

odpoviacutedaacute 1 ml NaOH potřebneacuteho k neutralizaci vzorku mleacuteka

Fermentaciacute laktoacutezy kyselost vyacuterobku stoupaacute (sniţuje se hodnota pH) pH jogurtu by

nemělo překročit hodnotu 45 z důvodu moţneacute kontaminace bakteriemi rodu Listeria

Kyselost jogurtu nejčastěji variuje v rozpětiacute hodnot 37 ndash 45 kdy zaacuteleţiacute na chuti

konzumenta jestli je pro něj přijatelnějšiacute jogurt kyselejšiacute nebo meacuteně kyselyacute

(ROBINSON 2008) Titračniacute kyselost jogurtu je mnohonaacutesobně vyššiacute neţ titračniacute

kyselost mleacuteka řaacutedově teacuteměř desetkraacutet (34 ndash 58degSH) (ŠULCEROVAacute etal 2014

mofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx)

3343 Hustota

Hustota kravskeacuteho mleacuteka se pohybuje v rozmeziacute 1013 - 1042 kgmiddotmminus3

Stanovuje se asi 3

hodiny po nadojeniacute mleacuteka Hustota zaacutevisiacute na chemickeacutem sloţeniacute mleacuteka přičemţ

biacutelkoviny soli a sacharidy hustotu zvyšujiacute naopak tuk hustotu sniţuje Pokud je hustota

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

19

mleacuteka niţšiacute neţ 1028 kgmiddotmminus3

je na miacutestě podezřeniacute z naředěniacute mleacuteka vodou

(mofychemupolcz)

Konzistence jogurtů zaacuteleţiacute na sloţeniacute kultury době a teplotě fermentace a způsoby

vyacuteroby Nejtuţšiacute jsou jogurty vyraacuteběneacute klasickou (Set) metodou kdy fermentace

probiacutehaacute přiacutemo ve spotřebitelskeacutem obalu (DOSTAacuteLOVAacute et al 2014)

335 Trvanlivost a skladovaacuteniacute jogurtů

Vzhledem k tomu ţe jogurt je čerstvyacute mleacutečnyacute vyacuterobek je na obalu značen datem

pouţitelnosti Datum pouţitelnosti se uvaacutediacute slovy Spotřebujte do naacutesledovaacuteno datem

v pořadiacute den měsiacutec S přihleacutednutiacutem k dnešniacutem moţnostem strojniacuteho vybaveniacute

technologiiacutem ale takeacute surovinaacutem hygieně a sanitaci se trvanlivost jogurtů pohybuje

v rozmeziacute čtyř aţ pěti tyacutednů od data vyacuteroby Ovšem pouze za adekvaacutetniacutech podmiacutenek

skladovaacuteniacute přepravy a distribuce Řeč je zde o dodrţeniacute chladiacuterenskeacuteho řetězce aţ do

doby spotřeby Pokud jsou všechny podmiacutenky splněny jogurtovaacute kultura zůstaacutevaacute vitaacutelniacute

a jogurt nepodleacutehaacute zkaacuteze

Označeniacute datem pouţitelnosti musiacute byacutet ještě doplněno uacutedaji o podmiacutenkaacutech

skladovaacuteniacute V přiacutepadě jogurtů je kriteacuteriem teplota a to konkreacutetně v rozsahu 2 ndash 5 degC

V přiacutepadě vyššiacutech teplot mohou jogurty překysaacutevat vykazovat senzorickeacute vady

zejmeacutena v chuti (hořkost) ale po určiteacute době se na povrchu vytvořiacute povlak způsobenyacute

naacuterůstem křiacutesovyacutech bakteriiacute Ovšem z hlediska senzoriky při konzumaci jogurtu o

teplotě 0 ndash 7 degC jsou jeho chuťoveacute vlastnosti maacutelo vyacuterazneacute teprve při teplotě 10 ndash 12 degC

jsou chuťoveacute vlastnosti jogurtu plně rozvinuty a to za udrţeniacute jeho reologickyacutech

vlastnostiacute na poţadovaneacute uacuterovni (ŠUSTOVAacute a LUŢOVAacute 2013 KOPAacuteČEK 2014)

34 Fyzikaacutelniacute vlastnosti potravin

Strukturaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin se projevujiacute takeacute funkčniacutemi a

senzorickyacutemi vlastnostmi ktereacute konzument rozpoznaacutevaacute zrakem sluchem a hmatem

(SAHU 2014) Mechanickeacute a strukturaacutelniacute vlastnosti potraviny jsou souhrnně hodnoceny

jako textura Zde se odborniacuteci shodujiacute ţe pokud jde o hodnoceniacute textury hlavniacutem jsou

zde lidskeacute vjemy nikoliv měřeniacute pomociacute přiacutestrojů

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

20

Jednou z vlastnostiacute potravin je jejich deformovatelnost Zde zaacuteleţiacute na povaze

materiaacutelu protoţe rozloţeniacute vnitřniacutech napětiacute v materiaacutelu nemusiacute vţdy byacutet okamţitě

homogenniacute a vyrovnaacuteniacute napětiacute můţe byacutet postupneacute Tiacutem paacutedem můţeme byacutet svědky

dokonale pruţnyacutech a vratnyacutech deformaciacute ale takeacute pokračujiacuteciacutech deformaciacute jako

napřiacuteklad tečeniacute S tiacutem souvisiacute i děniacute po odstraněniacute působiacuteciacute siacutely kdy mohou nastat dva

rozdiacutelneacute přiacutepady V prvniacutem z nich dojde k trvaleacute změně tvaru v druheacutem dochaacuteziacute

k pomaleacutemu dobiacutehaacuteniacute deformace aţ do momentu kdy jsou vnitřniacute a vnějšiacute napětiacute v

rovnovaacuteze Třetiacutem přiacutepadem je kombinace dvou předchoziacutech tedy dojde čaacutestečně

k vratneacute a čaacutestečně k trvaleacute deformaci

Měřeniacute mechanickyacutech vlastnostiacute potravin ktereacute souvisejiacute se senzorickyacutemi parametry

textury (ţvyacutekatelnost tvrdost pruţnost) přiacutestroje ktereacute doposud slouţily ke zkoumaacuteniacute

vlastnostiacute kovů a plastů ovšem pro potraviny jsou uzpůsobeny v menšiacutem měřiacutetku Na

trhu jsou k dispozici přiacutestroje ktereacute napodobuj deformaci při senzorickeacutem hodnoceniacute

(stlačovaciacute trhaciacute střihaciacute zařiacutezeniacute)

U měřeniacute konzistence tekutyacutech potravin se v potravinaacuteřskeacute praxi pouţiacutevajiacute provozniacute

metody K tomu slouţiacute jednoducheacute přiacutestroje jako vyacutetokoveacute pohaacuterky kdy doba vyacutetoku je

měřiacutetkem konzistence nebo Bostwickův konzistometr kdy se jednaacute o koryacutetko

s hradiacutetkem ktereacute se na jedneacute straně hradiacutetka naplniacute měřenou kapalinou a po vytaţeniacute

hradiacutetka se zkoumaacute kam kapalina doteče za stanovenyacute čas (KADLEC et al 2013)

341 Rozděleniacute tekutin

Pojem tekutina zahrnuje jak vzdušniny tak kapaliny Jejich zaacutekladniacute charakteristikou je

tekutost tedy skutečnost ţe nemajiacute vlastniacute tvar coţ je způsobeno absenciacute krystalickeacute

mřiacuteţky a malyacutemi mezimolekulaacuterniacutemi vazebnyacutemi silami

Obecně lze tekutiny rozdělit na ideaacutelniacute a skutečneacute Zde je rozdiacutel mezi ideaacutelniacute

kapalinou kteraacute je nestlačitelnaacute bez vnitřniacuteho třeniacute a ideaacutelniacutem plynem kteryacute je takeacute bez

vnitřniacuteho třeniacute ovšem dokonale stlačitelnyacute

Vzhledem k teacutematu teacuteto praacutece se budeme daacutele zaměřovat pouze na kapaliny

V běţneacute praxi se setkaacutevaacuteme se skutečnyacutemi kapalinami ktereacute jsou viacutece či meacuteně

stlačitelneacute a vykazujiacute vnitřniacute třeniacute (DVOŘAacuteK 2010) Od pevnyacutech laacutetek se lišiacute velkou

pohyblivostiacute čaacutestic jimiţ jsou tvořeny Molekuly těchto laacutetek nejsou pevně vaacutezaacuteny na

rovnovaacuteţneacute polohy coţ maacute za naacutesledek menšiacute odpor kteryacute kladou tekutiny při změně

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

21

tvaru oproti pevnyacutem laacutetkaacutem Při změně objemu ale jejich poddajnost klesaacute Kapaliny

jsou laacutetky maacutelo stlačitelneacute nerozpiacutenaveacute a vytvaacuteřejiacute volnou hladinu jejiacuteţ normaacutela maacute

v klidoveacutem stavu směr tiacutehoveacuteho zrychleniacute (za předpokladu ţe o jejiacutem tvaru rozhodujiacute

pouze tiacutehoveacute siacutely) (VYBIacuteRAL 2003)

Kapaliny rozdělujeme na newtonskeacute a nenewtonskeacute Newtonskeacute kapaliny jsou

homogenniacute a tvořeny malyacutemi molekulami (WICHTERLE 2006) Viskozita

newtonskyacutech kapalin je zaacutevislaacute pouze ne teplotě a tlaku Smykoveacute neboli tečneacute napětiacute

je přiacutemo uacuteměrně zaacutevisleacute na gradientu smykoveacute rychlosti takţe graficky znaacutezorněno je

to lineaacuterniacute funkce prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem souřadneacuteho systeacutemu (viz Obr2) (GRODA

2002) Jinyacutemi slovy newtonskeacute kapaliny se v oblasti laminaacuterniacuteho prouděniacute (pohyb

čaacutestic ve vzaacutejemně rovnoběţnyacutech vrstvaacutech) řiacutediacute Newtonovyacutem zaacutekonem viskozity kdy

je dynamickaacute viskozita (poměr tečneacuteho napětiacute a gradientu rychlosti) konstantniacute

(DVOŘAacuteK 2010 HOLUBOVAacute 2014) Přiacutekladem newtonskeacute kapaliny je mleacuteko nebo

voda Naopak nenewtonskou kapalinou jsou třeba natěračskeacute barvy nebo (NORTON

2011 HOLUBOVAacute 2014)

Nenewtonskeacute kapaliny nepodleacutehajiacute Newtonovu zaacutekonu viskozity a jejich dynamickaacute

viskozita neniacute konstantniacute (DVOŘAacuteK 2010 BUREŠOVAacute A LORENCOVAacute 2013)

Přiacutekladem nenewtonskeacute mohou byacutet polymerniacute roztoky a taveniny daacutele pak disperzniacute

systeacutemy jako suspenze pasty emulze kreacutemy či pěny (WICHTERLE 2006)

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

22

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny

(httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-)

342 Rozděleniacute kapalin podle zaacutevislosti na čase

Nenewtonskeacute kapaliny jsou stejně jako newtonskeacute charakterizovaacuteny meziacute tekutosti (τ0)

koeficientem konzistence (k) a indexem toku (n) U jednotlivyacutech typů nenewtonskyacutech

kapalin tyto parametry mohou nabyacutevat různyacutech hodnot a praacutevě na zaacutekladě toho je od

sebe můţeme odlišit Zaacutekladniacute děleniacute nenewtonskyacutech kapalin je praacutevě na kapaliny

s časově nezaacutevislyacutemi reologickyacutemi vlastnostmi a kapaliny s reologickyacutemi vlastnostmi

časově zaacutevislyacutemi Protoţe u kapalin časově nezaacutevislyacutech se hovořiacute o vztahu smykoveacute

rychlosti a smykoveacuteho napětiacute a u kapalin časově zaacutevislyacutech zase o zaacutevislosti viskozity na

čase (při konstantniacute smykoveacute rychlosti) je tedy moţně aby jedna kapalina měla zaacuteroveň

reologickeacute vlastnosti obou napřiacuteklad spinelovyacute kal se chovaacute jako pseudoplastickaacute

reopektickaacute kapalina (ALCANTARA a VANIN 1995 GRODA 2002)

3421 Nenewtonskeacute kapaliny časově nezaacutevisleacute

Jsou charakterizovaacuteny neměnnostiacute reologickyacutech vlastnostiacute se vzrůstajiacuteciacute dobou

působeniacute tečneacuteho (smykoveacuteho) napětiacute Konkreacutetně zde hovořiacuteme o třech typech

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

23

Prvniacutem je kapalina pseudoplastickaacute jejiacuteţ viskozita při rostouciacutem gradientu rychlosti

(smykovaacute rychlost) klesaacute Popisujiacute se mocninnyacutem vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899

přičemţ τ0 = 0 a n ˂ 1 a τ = [Pa]

V praxi je pseudoplasticita braacutena jako pozitivniacute vlastnost neboť se přiacuteznivě

projevuje na vyacuteši energetickyacutech naacutekladů vynaloţenyacutech na miacutechaacuteniacute teacuteto kapaliny a jejiacute

dopravu potrubiacutem

Dalšiacutem typem je binghamskaacute kapalina Jsou to kapaliny s plastickou sloţkou

deformace u nichţ nedochaacuteziacute k toku pokud neniacute překročena mez tekutosti (určitaacute

hodnota smykoveacuteho napětiacute) Tuto kapalinu lze popsat naacutesledovně

120591 = 1205910 + 119896 ∙ 120574 [Pa]

Graficky je tento vztah znaacutezorněn jako přiacutemka kteraacute nevychaacuteziacute z počaacutetku Rozdiacutel mezi

počaacutetkem a vyacutechoziacutem bodem teacuteto přiacutemky je praacutevě ona mez tekutosti Ve zkratce pokud

na bingamskou kapalinu působiacute smykoveacute napětiacute τ le τ0 smykovaacute rychlost je rovna nule

a tekutina se chovaacute jako pevneacute těleso Pokud τ ge τ0 smykovaacute rychlost neniacute nadaacutele

nulovaacute a tato kapalina se chovaacute jako newtonskaacute

Posledniacutem typem je kapalina dilatantniacute jejiacuteţ viskozita při zvyšujiacuteciacutem se gradientu

rychlosti stoupaacute Je popsaacutena vztahem

120591 = 119896 ∙ 120574119899 [Pa]

kdy τ0 = 0 a n gt 1

Jejiacute chovaacuteniacute je tedy diametraacutelně odlišneacute od pseudoplastickeacute kapaliny S tiacutem

samozřejmě souvisiacute jednak i ona energetickaacute naacuteročnost jednak i celkovaacute technologickaacute

naacuteročnost při praacuteci s tiacutemto typem kapaliny Proto je vyacutehodnějšiacute se dilatanci vyhnout

pokud to laacutetka umoţňuje (napřiacuteklad změnou sloţeniacute) S dilatantniacute kapalinou se

setkaacutevaacuteme všude tam kde se vyuţiacutevaacute fluidniacute vrstvy (sušaacuterny dopravniacute ţlaby)

Přiacutekladem je směs vody a piacutesku (GRODA 2002 HOLUBOVAacute 2014)

3422 Nenewtonskeacute kapaliny časově zaacutevisleacute

U těchto kapalin se zdaacutenlivaacute viskozita měniacute v zaacutevislosti na době po kterou je kapalina

podrobena deformaci Zde tedy mohou existovat pouze dva typy kapalin a to ty jejichţ

viskozita v zaacutevislosti a čase buď stoupaacute nebo klesaacute

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

24

V prvniacutem přiacutepadě se jednaacute o kapalinu reopektickou Pokud je reopektickaacute kapalina

vystavena smykoveacutemu namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) jejiacute viskozita je na počaacutetku měřeniacute niacutezkaacute

avšak s postupem času stoupaacute U těchto kapalin s rostouciacute dobou působeniacute smykoveacute

rychlosti roste i smykoveacute napětiacute Přiacutekladem reopektickeacute kapaliny je saacutedra smiacutešenaacute

s vodou Pokud je v klidu zůstaacutevaacute dlouho vlaacutečnaacute pokud se začne miacutechat tuhne

rychleji

Druhyacute přiacutepad charakterizuje tixotropniacute kapalinu kdy při staacuteleacute smykoveacute rychlosti se

s postupem času sniţuje jejiacute smykoveacute napětiacute Nebo jinak řečeno jejiacute viskozita je

zpočaacutetku vysokaacute a s rostouciacute dobou miacutechaacuteniacute klesaacute proto se takeacute tyto laacutetky někdy

nazyacutevajiacute řiacutednouciacute

U obou těchto typů kapalin se po přerušeniacute namaacutehaacuteniacute (miacutechaacuteniacute) po nějakeacute době

viskozita vraacutetiacute na původniacute hodnotu To se ovšem neděje po stejneacute křivce jako kdyţ

jsme kapalinou miacutechali a viskozita stoupalaklesala Tento rozdiacutel se graficky projevuje

jako hysterezniacute smyčka přičemţ u tixotropniacute kapaliny probiacutehaacute tato smyčka ve směru

hodinovyacutech ručiček u reopektickyacutech naopak proti směru (viz Obr3) (GRODA 2002

BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013 HOLUBOVAacute 2015)

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny

(CHHABRA 2010)

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

25

343 Reologickeacute vlastnosti

Pojem reologie lze vysvětlit jako vědu zabyacutevajiacuteciacute se deformaciacute a tokem hmoty Zkoumaacute

vzaacutejemneacute vztahy vnějšiacute siacutely a vnitřniacute reakce laacutetky daacutele v kombinaci s deformaciacute a

časem rychlost deformace) Tento vědniacute obor je aplikovatelnyacute na jakyacutekoliv materiaacutel od

těch pevnyacutech aţ po plynneacute (WALTERS 1989 ADEBOWALE 2016 HOLUBOVAacute

2014)

Znalost reologickyacutech vlastnostiacute potravin přiacutepadně surovin je v potravinaacuteřstviacute velmi

důleţitaacute Mechanickeacute a reologickeacute vlastnosti majiacute nepopiratelnyacute vliv na celou škaacutelu

procesů probiacutehajiacuteciacutech při zpracovaacuteniacute a vyacuterobě potravin Ať uţ jde o miacutechaacuteniacute čerpaacuteniacute

sedimentaci filtraci a dalšiacute

Ciacutelem reologickyacutech měřeniacute (reometrie) je objektivizovat metody reologickyacutech

vlastnostiacute V oblasti potravin byly tyto metody čistě subjektivniacute (senzorickeacute hodnoceniacute)

(KADLEC et al 2013)

344 Viskozita

Pokud se jednaacute o nestlačitelneacute newtonskeacute kapaliny pak je viskozita (η) chaacutepaacutena

poněkud obecněji jako materiaacutelovaacute konstanta v Newtonově viskozitniacutem zaacutekonu(WEIN

1996) Jinak lze viskozitu vysvětlit jako vlastnost reaacutelneacute tekutiny způsobujiacuteciacute nenuloveacute

smykoveacute napětiacute mezi dvěma sousedniacutemi vrstvami tekutiny ktereacute se pohybujiacute rozdiacutelnou

rychlostiacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999) Při laminaacuterniacutem prouděniacute reaacutelneacute tekutinami

vznikaacute mezi těmito dvěma vrstvami tečneacute (smykoveacute) napětiacute (τ) kteryacutem rychlejšiacute vrstva

snaţiacute urychlit vrstvu pomalejšiacute a naopak

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

Viskozita kapaliny je stavovaacute vlastnost kteraacute nezaacutevisiacute na tlaku ale zaacutevisiacute na sloţeniacute

laacutetky a teplotě Charakterizuje se veličinou zvanou dynamickaacute viskozita (120578 ) jejiacuteţ

jednotkou je [Pamiddots] Je definovaacutena vztahem

120578 =120591

120574

kde τ znamenaacute tečneacute (smykoveacute) napětiacute a γ smykovou rychlost (WICHTERLE 2006

MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

26

Newtonskeacute kapaliny definuje Newtonů zaacutekon kteryacute řiacutekaacute ţe tečneacute napětiacute (τ) je

lineaacuterně uacuteměrneacute gradientu rychlosti 119889119906

119889119910 přičemţ dynamickaacute viskozita (120578) je konstantou

uacuteměrnosti (směrniciacute přiacutemky) Hodnota gradientu rychlosti se nazyacutevaacute smykovaacute rychlost

(γ ) (DVOŘAacuteK 2010 WICHTERLE 2006)

120591 = 120578119889119906

119889119910 [Pa]

Takţe pro newtonovskeacute kapaliny je dynamickaacute viskozita konstantniacute u

nenewtonskyacutech kapalin konstantniacute neniacute (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

Vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou rychlostiacute popisuje mocninovyacute

neboli Ostwald-de Waeleho model

120591 = 119870120574119899 [Pa]

(WICHTERLE 2006 KADLEC et al 2013 BUREŠOVAacute a LORENCOVAacute 2013)

Kromě dynamickeacute viskozity rozeznaacutevaacuteme ještě dalšiacute Kinematickaacute viskozita je

definovaacutena poměrem dynamickeacute viskozity a hustoty daneacute kapaliny Jejiacute jednotkou je

[m2

s]

119907 =120578

120602119896

(SEVERA a NEDOMOVAacute 2011

httpoldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteori

thtm)

Zdaacutenlivaacute viskozita je proměnnou veličinou Neniacute tedy laacutetkovyacutem parametrem (neniacute

konstantou) ale lze ji i tak pouţiacutet k ohodnoceniacute nenewtonskyacutech kapalin pokud je

uvaacuteděna jejiacute zaacutevislost na smykoveacutem napětiacute Podobně se pouţiacutevaacute i diferenciaacutelniacute

viskozita

120578Δ =119889120591

119889120574

(JANALIacuteK 2010)

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

27

3441 Měřeniacute viskozity

K měřeniacute viskozitniacutech parametrů laacutetek existuje několik typů přiacutestrojů Hlavniacutemi jsou

viskozimetry paacutedoveacute průtokoveacute rotačniacute a speciaacutelniacute kapilaacuterniacute Avšak pouze posledniacute

dva jmenovaneacute typy jsou schopny postihnout i tokovou křivku nenewtonskyacutech kapalin

V přiacutepadě paacutedoveacuteho viskozimetru se měřiacute rychlost paacutedu kuličky kapalinou jejiacuteţ

viskozitu chceme zjistit Přiacutekladem paacutedoveacuteho viskozimetru je Stokesův nebo Houmlpplerův

viskozimetr (SEVERA a NEDOMOVAacute 2011) V přiacutepadě Houmlpplerova viskozimetru se

hustota vypočiacutetaacute ze vztahu

120578 = 1198961 ∙ 120602119896 minus 120602119898 ∙ 120591

kde k1 je konstanta viskozimetru určenaacute vyacuterobcem 120602119896 je hustota kuličky 120602119898 je hustota

zkoumaneacuteho meacutedia a τ je doba průchodu kuličky draacutehou (DVOŘAacuteK 2010)

Průtokoveacute neboli kapilaacuterniacute viskozimetry fungujiacute na zaacutekladě Hagen-Poisseuilově

zaacutekona při laminaacuterniacutem prouděniacute v trubici o kruhoveacutem průřezu (kapilaacutera) a znaacutemeacutem

průměru a deacutelce Viskozita měřeneacute kapaliny se zjistiacute srovnaacuteniacutem s jinou kapalinou o

znaacutemeacute viskozitě (v0) na zaacutekladě vztahu

119907 = 119905

1199050 ∙ 1199070

t a t0 jsou doby vyacutetoku zkoumaneacute referenčniacute kapaliny Konkreacutetniacutemi průtokovyacutemi

viskozimetry jsou na přiacuteklad Ostwaldův nebo Ubbelohdův

U rotačniacutech viskozimetrů se měřiacute smyk v materiaacutelu mezi dvěma plochami

Vychaacutezejiacute z Couetteova prouděniacute měrneacute kapaliy v mezikruţiacute mezi dvěma souosyacutemi

vaacutelci přičemţ jeden z nich vykonaacutevaacute rotačniacute pohyb Jeden z vaacutelců se uvede v pohyb

konstantniacute uacutehlovou rychlostiacute (ω) a zapisuje se moment siacutely M kteryacute při tom působiacute na

vnitřniacute vaacutelec Viskozita se naacutesledně vypočiacutetaacute z rovnice

120578 = 119860119872

120603

kde A je přiacutestrojovaacute konstanta

Rotačniacute viskozimetry jsou vhodneacute pro měřeniacute i nenewtonskyacutech kapalin kde se zjišťuje

tokovaacute křivka neboli reogram a viskozimetr se takeacute diacuteky tomu nazyacutevaacute reometr

(DVOŘAacuteK 2010 SEVERA a NEDOMOVAacute 2011)

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

28

Dalšiacutem typem můţe byacutet vibračniacute viskozimetr kde se vyuţiacutevaacute tlumiacuteciacute schopnost

kapaliny jako důsledek jejiacute viskozity (JANALIacuteK 2010)

345 Hustota

Hustota je definovaacutena jako podiacutel hmotnosti (m) a objemu (V) homogenniacute laacutetky kteraacute je

obsaţena v tomto daneacutem objemu (MECHLOVAacute a KOŠŤAacuteL 1999)

ϱ =119898

119881

Kde 120588 je hustota Zaacutekladniacute jednotkou je kgm-3

Hustota vody při běţneacute pokojoveacute

teplotě je asi 1000 kgm-3

coţ je v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu teacuteměř tisiacuteckraacutet viacutece

(ϱvz = 13 kgm-3

) (MATHIEU 1991) Hustoty plynů se poměrně vyacuterazně měniacute

s tlakem zatiacutemco hustota kapaliny zůstaacutevaacute teacuteměř neměnnaacute coţ souvisiacute se stlačitelnostiacute

jednotlivyacutech tekutin Hustota plynů i kapalin se zvyšujiacuteciacutem se tlakem roste u plynů je

tento růst mnohem markantnějšiacute Hustota naopak klesaacute společně s teplotou Tento jev je

způsobovaacuten tepelnou roztaţnostiacute kdy se při konstantniacute hmotnosti zvětšiacute uacuteměrně

s teplotou i objem Vyacutejimkou je voda u ktereacute je znaacutemaacute tzv teplotniacute anomaacutelie vody kdy

voda maacute nejmenšiacute objem (a tiacutem paacutedem největšiacute hustotu) při teplotě 398 degC

3451 Měřeniacute hustoty

Hustotu je moţno měřit několik způsoby a přiacutestroji Nejjednoduššiacutem je ponornyacute

hustoměr kdy se odečte hodnota podle ponoru hustoměru v kapalině Funguje na

principu vyrovnaacuteniacute vztlakoveacute siacutely kapaliny a tiacutehoveacute siacutely hustoměru Na stejneacutem principu

fungujiacute i Mohrovy vaacutehy kde je měrneacute těleso zavěšeneacute na delšiacutem z ramen vah zcela

ponořeneacute do kapaliny a nadlehčovaacuteno vztlakovou silou Vaacutehy se vyrovnajiacute pomociacute

zaacutevaţiacute na kratšiacutem rameni Hustota se potom vypočiacutetaacute podle hmotnosti zaacutevaţiacute a jejich

polohy na rameni Na tomto principu Archimeacutedova zaacutekona funguje i vztlakovyacute

hustoměr s elektrickyacutem vyacutestupem Plovaacutek hustoměru je pevně spojen

s feromagnetickyacutem jaacutedrem ktereacute se posouvaacute v ciacutevce S měniacuteciacute se vztlakovou silou se

vyacutestupu kteryacute je potom uacuteměrnyacute hustotě měřeneacute kapaliny Hustotu lze stanovovat takeacute

pyknometricky tedy pomociacute pyknometru coţ je naacutedoba o znaacutemeacutem objemu se

zaacutebrusnyacutem zaacutevěrem ve ktereacutem je kapilaacutera kteraacute slouţiacute k odtoku přebytečneacute kapaliny

Po naplněniacute a osušeniacute se pyknometr zvaacuteţiacute a hustota kapaliny se vypočte podle vztahu

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

29

120602 =1198982 minus 1198981

119881

kde m2 je hmotnost pyknometru naplněneacuteho kapalinou m1 je hmotnost praacutezdneacuteho

pyknometru a V je objem pyknometru

Dalšiacute měřeniacute je moţneacute pomociacute sniacutemačů ktereacute fungujiacute na principu vaacuteţeniacute proteacutekajiacuteciacute

kapaliny pak to mohou byacutet sniacutemače vibračniacute ultrazvukoveacute a jineacute

(HALLIDAY 2013 DVOŘAacuteK 2010)

346 Tekutost

Jak jiţ bylo řečeno kapaliny a plyny lze postihnout souhrnnyacutem naacutezvem tekutiny

Kapaliny jsou laacutetky o viacutece meacuteně neměnneacutem objemu na rozdiacutel od plynů ktereacute vyplňujiacute

celyacute prostor a nevytvaacuteřejiacute hladinu Kapaliny stejně jako plyny jsou daacutele charakteristickeacute

tvarovou nestaacutelostiacute (VYBIacuteRAL 2003)

Tekutost je schopnost laacutetek teacutect neboli schopnost molekul laacutetky se vůči sobě volně

přeskupovat Vyjaacutedřeniacutem miacutery tekutosti je potom viskozita

(httpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=8024623) Tekutost je

definovanaacute jako převraacutecenaacute hodnota dynamickeacute viskozity

120593 =1

120578

kde φ představuje tekutost [(Pas)-1

] a η je dynamickaacute viskozita [Pas] (KUMBAacuteR et

al 2015) Plyny a kapaliny se takeacute od sebe lišiacute rozdiacutelnou tekutostiacute Protoţe vzaacutejemnaacute

pohyblivost molekul je u plynů vyššiacute neţ u kapalin je i tekutost u plynů většiacute Tekutost

laacutetek je omezovaacutena vnitřniacutem třeniacutem ktereacute se projeviacute jako odporovaacute siacutela působiacuteciacute ve

směru proti pohybu čaacutestic tekutiny (VYBIacuteRAL 2003)

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

30

4 PRAKTICKEacute MĚŘENIacute

41 Materiaacutel a metodika

Materiaacutelem pro měřeniacute hustoty viskozity a smykoveacuteho napětiacute slouţily běţně dostupneacute

jogurty zakoupeneacute v jednom a tom stejneacutem obchodě a to za předpokladu ţe měly

všechny vzorky stejneacute skladovaciacute podmiacutenky po dobu uloţeniacute ve skladu obchodu i

v prostoraacutech samotneacute prodejny

Snahou bylo ziacuteskat jogurty s co nejpodobnějšiacutem datem spotřeby a širokyacutem rozpětiacutem

obsahu tuku (03 ndash 102 g100g)

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů

vzorek vyacuterobce označeniacute datum spotřeby

1 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2992015

2 Olma Klasik biacutelyacute jogurt 6102015

3 Zott Natura Biacutelyacute jogurt 9102015

4 Mleacutekaacuterna Kuniacuten Selskyacute jogurt 2292015

5 Elinas Biacutelyacute jogurt řeckeacuteho typu 2892015

6 Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute 2892015

7 Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute 2292015

411 Měřeniacute hustoty

Hustota neboli měrnaacute hmotnost byla měřena pomociacute přenosneacuteho digitaacutelniacuteho hustoměru

Densito 30 PX od firmy Mettler Toledo Tento přenosnyacute hustoměr umoţňuje během

kraacutetkeacute doby zjistit hustotu vzorku Přiacutestroj pouţiacutevaacute metodu oscilujiacuteciacute trubice v

kombinaci s přesnyacutem měřeniacutem teploty Vzorkovaciacute hadička se ponořiacute do vzorku a po

nasaacutetiacute se automaticky spustiacute měřeniacute Vyacutesledek se zobraziacute na displeji v několika

sekundaacutech Hustoměr je vybaven pumpou s regulovatelnou rychlostiacute nasaacutevaacuteniacute a

speciaacutelniacutem otvorem pro moţnyacute vstřik vzorku externiacute střiacutekačkou (pro velmi viskoacutezniacute

vzorky) Přiacutestroj maacute automatickou teplotniacute kompenzaci nebo 10 teplotniacutech

kompenzačniacutech koeficientů Kalibrace se provaacutediacute na vzduch nebo vodu

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje Densito 30 PX

Měřiacuteciacute rozsah hustoty 0 aţ 2 gcm-3

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

31

Měřiacuteciacute rozsah teploty 0 aţ +60 degC

Rozlišeniacute 00001 gcm-3

Přesnost 0001 gcm-3

Jednotky měřeniacute hustota specifickaacute hmotnost Brix alkohol degBaumeacute degPlato API

kyselina siacuterovaacute koncentrace

Identifikace vzorku datum čas a identifikace přiacutestroje

412 Měřeniacute viskozity

Měřeniacute viskozity vzorků bylo provedeno na rotačniacutem viskozimetru DV ndash 3P (Anton

Paar Rakousko) kteryacute měřiacute krouticiacute moment rotujiacuteciacuteho vřetena ponořeneacuteho do vzorku

Tento viskozimetr pracuje na principu měřeniacute kroutiacuteciacute siacutely nutneacute k překonaacuteniacute odporu u

rotujiacuteciacuteho vaacutelce nebo disku ponořeneacuteho v měřeneacutem materiaacutelu Rotujiacuteciacute vaacutelec nebo

vřeteno jsou propojeny přes pruţinu s hřiacutedeliacute motoru kteryacute se točiacute definovanou

rychlostiacute Uacutehel pootočeniacute hřiacutedele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o

poloze hřiacutedele potaţmo vřetene Z měřenyacutech hodnot je na zaacutekladě interniacutech vyacutepočtů

přiacutemo zobrazena hodnota dynamickeacute viskozity [mPamiddots] Pro kapaliny konstantniacute

viskozity odpor vůči pohybu roste s velikostiacute vřetena Rozsah měřeniacute pro stanoveniacute

reologickyacutech vlastnostiacute materiaacutelu můţe byacutet přizpůsoben zvoleniacutem vhodneacute kombinace

vřetene a rychlosti otaacutečeniacute Pro ziacuteskaacuteniacute relevantniacutech vyacutesledků měřeniacute je nezbytneacute znaacutet

nejdůleţitějšiacute reologickeacute vlastnosti vzorku Je tedy třeba vyhodnotit o jakyacute typ

materiaacutelu se jednaacute a spraacutevně jej klasifikovat K měřeniacute vzorků jogurtů byl viskozimetr

osazen adapteacuterem pro měřeniacute malyacutech objemů vzorků a standardizovanyacutem vřetenem

TR9

Technickeacute uacutedaje použiteacuteho přiacutestroje

Rozsahy měřeniacute pro standardniacute vřetena

DV ndash 3 P L 15) do 2 000 000 mPas = 15 ) do 2 000 000 mPas

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

32

DV ndash 3 P R 100 ) do 13 000 000 mPas = 100 ) do 13 000 000 mPas

DV ndash 3 P H 016 ) do 106 000 Pas = 16 ) do 1 060 000 mPas

) omezeno vlivem turbulence ) pro měřeniacute odpoviacutedajiacuteciacute 10 plneacuteho rozsahu

Rozlišeniacute pro adapteacuter bdquoniacutezkaacute viskozita― 001

viskozita lt 10 000 mPas 01

viskozita gt 10 000 mPas 1

Přesnost +- 1 z plneacuteho rozsahu

Opakovatelnost +- 02 z plneacuteho rozsahu

Hodnoty momentu (plneacute zatiacuteženiacute) DV ndash 3P L 007 mNm

DV ndash 3P R 07 mNm

DV ndash 3P H 58 mNm

Teplota miacutestnosti 10 ndash 35 degC

Vlhkost max 80 RH do 31 degC

max 50 RH do 40 degC

Teplotniacute senzor Pt 100 rozsah 0 ndash 100 degC

rozlišeniacute 01 degC

přesnost +- 025 degC

opakovatelnost +- 01 degC

Vyacutestupy RS 232

zapisovač 1 kanaacutel

0 V do 5 V DC vstup

přesnost nejmeacuteně 1 z plneacuteho rozsahu

Rozměry (d x š x v) 350 x 300 x 500 mm

Materiaacutel vřeten AISI 316 nerez ocel

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41

33

Hodnoty viskozity uvedeneacute v tabulce č 2 byly naměřeny při konstantniacute smykoveacute

rychlosti 10 s-1

413 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Pomociacute viskozimetru Anton-Paar termostatu a teploměru jsme u třiacute vzorků naměřili

teplotniacute zaacutevislost viskozity a to při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

Konkreacutetniacutemy

měřenyacutemi jogurty byly vzorky 1 4 a 5 Jogurt jsme nejprve zchladili na teplotu 4 degC a

změřili viskozitu Po teacute byl vzorek umiacutestěn do termostatu a byla u něj postupně

zvyšovaacutena teplota kteraacute byla kontrolovaacutena teploměrem vloţenyacutem přiacutemo do jogurtu

Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena vţdy při zvyacutešeniacute teploty o 2 degC Měřeniacute probiacutehalo

v teplotniacutem rozpětiacute 4 ndash 30 degC

414 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Pro vzorky 1 3 a 6 jsme naměřili časovou zaacutevislost viskozity To znamenaacute ţe jsme

měřili hodnoty viskozity při konstantniacute smykoveacute rychlosti 204 s-1

po dobu 33 minut a

20 sekund Viskozita byla zaznamenaacutevaacutena po 5 sekundaacutech

415 Analyacuteza vybranyacutech vzorků jogurtů

U vybranyacutech vzorků jogurtů (4 a 5) tedy konkreacutetně u Biacuteleacuteho jogurtu řeckeacuteho typu

(Elinas) a Jogurtu biacuteleacuteho smetanoveacuteho (Tesco) nechali změřit hodnoty pH titračniacute

kyselosti obsahu tuku a sušiny za uacutečelem porovnaacuteniacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku

4151 Stanoveniacute titračniacute kyselosti

Princip zaacutekladniacute metodou hodnoceniacute u většiny mleacutečnyacutech vyacuterobků je spotřeba

odměrneacuteho roztoku NaOH (025 mol l-1

) na neutralizaci kysele reagujiacuteciacutech laacutetek na

indikaacutetor fenolftalein ve 100 ml (resp na 100 g) vzorku

Činidla NaOH odměrnyacute roztok (025 mol l-1

)

Fenolftalein 2 roztok v ethanolu

Siacuteran kobaltnatyacute 5 vodnyacute roztok CoSO4 H2O

34

Pracovniacute postup u tekutyacutech vzorků se odměřuje 50 ml u jogurtů apod se navaţuje 50 g

s přesnostiacute na 01 g (u vyacuterobků s vysokou kyselostiacute jen 25 g) K důkladně

rozmiacutechaneacutemu vzorku se přidaacute pipetou 1 ml roztoku fenolftaleinu zamiacutechaacute se a titruje

se do slabě růţoveacuteho zabarveniacute nebo zabarveniacute srovnaacutevaciacuteho roztoku (k 50 ml vzorku

se přidaacute 1 ml siacuteranu kobaltnateacuteho) Zabarveniacute musiacute vydrţet 1 minutu

dle ČSN 570530

4152 Stanoveniacute sušiny

561 Referenčniacute metoda

Princip podstatou je sušeniacute do konstantniacute hmotnosti při 102 plusmn 2 ordmC Pouţije se postupu

popsaneacuteho u mleacuteka v modifikaci s piacuteskem avšak sušiacute se po 30 minutoveacutem předsoušeniacute

uzančně po přesně stanovenou dobu 3 hodiny bez dalšiacuteho dosoušeniacute

Postup praacutece do předem vysušeneacute a zvaacuteţeneacute vaacuteţenky s piacuteskem (s odečtem 01 mg) se

navaacuteţiacute 3 ml vzorku (u vzorků s niţšiacute sušinou 5 ml) pak se sušiacute při 102 plusmn 2 ordmC a po

vychlazeniacute v exikaacutetoru se zvaacuteţiacute

dle ČSN 570530

4153 Stanoveniacute pH

pH individuaacutelniacutech vzorků bylo měřeno pH metremWTW Microprocessor pH Meter pH

95

dle ČSN 570530

4154 Stanoveniacute obsahu tuku acidobutyrometrickou metodou

Princip obsah tuku ve vzorku je podiacutel tuku kteryacute se odděliacute v butyrometru po rozpuštěniacute

fosfolipidickeacuteho obalu tukovyacutech kuliček působeniacutem kyseliny siacuteroveacute (dle Gerbera) za

podmiacutenek metody Odečtenyacute obsah tuku v g na 100 ml vzorku je nutno přepočiacutetat na

obsah tuku v g na 100 g jogurtu Vzorky ktereacute nelze odměřit je nutno

navaţovat diferenčně

Postup praacutece do butyrometru s 10 ml Gerberovy kyseliny se navaţuje vzorek

diferenčně např injekčniacute střiacutekačkou v mnoţstviacute 8 ndash 11 g a přidaacute se tolik vody aby

35

objem vzorku + vody byl 11 ml U jogurtů ktereacute majiacute vyššiacute obsah sušiny se nejprve na

kyselinu navrstviacute 3 ml vody tak aby se s niacute nesmiacutechala teprve pak se navaţuje 5 - 6 g

jogurtu (Pozor aby se nesmočilo hrdlo) Dalšiacute postup po doplněniacute objemu vodou na 11

ml je stejnyacute jako je popsaacuteno u mleacuteka Vyacutesledek se vyjadřuje v hmotnostniacutech

Vyacutepočet obsah tuku v hmotnostniacutech (x) se vypočiacutetaacute se vzorce

x=ctimes1133

a-b

a - hmotnost střiacutekačky se vzorkem v g

b - hmotnost střiacutekačky po vypraacutezdněniacute vzorku do butyrometru

c - obsah tukoveacuteho sloupce odečtenyacute na škaacutele butyrometru

(ŠUSTOVAacute 2015)

42 Vyacutesledky a diskuze

421 Hustota

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti

vzorek

hustota

(kgm3)

viskozita

(při 10s-1

mPas)

tuk

(g100g)

sacharidy

(g100g)

biacutelkoviny

(g100g)

sůl

(g100g)

energetickaacute

hodnota

(kJ)

1 10332 3797 03 38 98 007 242

2 10318 2869 27 45 49 013 260

3 10289 2253 30 41 49 018 278

4 10306 2341 37 42 40 010 276

5 10267 1557 94 40 33 010 472

6 10181 1681 102 38 35 010 502

7 10268 4746 53 46 84 009 417

36

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů

U všech vzorků jogurtů byla změřena hustota Z tabulky i grafu je zřejmeacute ţe nejniţšiacute

hustotu maacute vzorek č 6 tedy Tesco Jogurt biacutelyacute smetanovyacute Naopak nejvyššiacute hustotu maacute

Milko Řeckyacute jogurt biacutelyacute (vzorek č 1)

37

422 Viskozitniacute křivky

Vzhledem k tomu ţe všechny naměřeneacute vzorky jogurtů majiacute obdobnou křivku

uvaacutediacuteme jako přiacuteklad jednu a to konkreacutetně vzorek č4

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4

U všech vzorků jogurtu byl koeficient determinace R2

vyššiacute nebo roven 0928 coţ

ukazuje teacuteměř dokonaleacute proloţeniacute křivky

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 1565 041 0957

2 9604 047 0928

3 6855 042 0966

4 8030 045 0976

5 6366 044 0946

6 7094 039 0946

7 1933 046 0962

K vyhodnoceniacute chovaacuteniacute jogurtu jako kapaliny byl pouţit mocninnyacute model

120578 = 119896 ∙ 120574(119899minus1)

(GAUCHE et al 2009)

y = 8030x-055

Rsup2 = 0976

0000

5000

10000

15000

20000

25000

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

visk

ozi

ta [

Pa

s]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

38

423 Tokoveacute křivky

Stejně jako v přiacutepadě viskozitniacutech křivek i zde uvaacutediacuteme pouze jednu jakoţto přiacuteklad za

všechny

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek

Vzorek koeficient

konzistence k [Pasn]

Index toku

n [-]

Koeficient

determinace R2

1 0015 0402 091

2 0009 0468 0908

3 0006 0418 0937

4 0008 0443 0962

5 0006 0436 0913

6 0007 0387 0877

7 0019 0459 0948

Poţijeme-li k porovnaacuteniacute tokovyacutech i viskozitniacutech křivek Ostwald-de Waeleho

mocninovyacute model kteryacute definuje vztah mezi smykovyacutem napětiacutem a smykovou

(deformačniacute rychlostiacute) naacutesledovně

120591 = 119896 ∙ 120574119899

Pak můţeme na zaacutekladě indexu toku (n) a koeficientu konzistence (k) rozhodnout o

jakyacute druh kapaliny se jednaacute

y = 0008x0443

Rsup2 = 0962

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

smyk

oveacute

nap

ětiacute

[P

a]

smykovaacute rychlost [s-1]

vz4

39

Pro newtonskou kapalinu platiacute k = η a n = 1 Pokud nne1 jednaacute se o nenewtonskou

kapalinu Zde je třeba ještě rozhodnout o jakou nenewtonskou kapalinu jde V za

podmiacutenek n gt 1 se jednaacute o laacutetku dilatantniacute V našem přiacutepadě je ovšem n lt 1 proto je

zřejmeacute ţe jogurt je kapalina pseudoplastickaacute (KADLEC et al 2013)

424 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity

Z grafu je vidět ţe viskozita se stoupajiacuteciacute teplotou klesaacute coţ souhlasiacute s tvrzeniacutem ţe

viskozita laacutetek s rostouciacute teplotou klesaacute (HOLUBOVAacute 2014)

0000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

vis

kozi

ta [

Pas

]

teplota [`C]

Teplotniacute zaacutevislost viskozity

vzorek č1

vzorek č4

vzorek č5

40

425 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity

Z grafu vyplyacutevaacute ţe viskozita se vzrůstajiacuteciacutem časem miacutechaacuteniacute klesaacute U vzorků 3 a 6 klesaacute

po celou dobu měřeniacute pozvolna naproti tomu u vzorku č 1 dochaacuteziacute k vyacutekyvům

viskozity a po počaacutetečniacutem klesaacuteniacute viskozita v druheacute polovině měřeniacute viskozita dokonce

miacuterně stoupaacute Obecně můţeme řiacutect ţe se jogurty chovajiacute jako tixotropniacute kapaliny

(CRUZ 2013) Tixotropniacute chovaacuteniacute vykazujiacute takeacute kečupy (ŠTERN et al 2010)

426 Analyacuteza jogurtů

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů

vzorek pH degSH tuk () sušina ()

4 417 4198 397 127923

5 414 3947 1022 178441

Porovnaacuteme-li hodnoty tuku z obalu jogurtu a hodnoty naměřeneacute naacutemi zjistiacuteme ţe

v obou přiacutepadech byla skutečnaacute hodnota tuku vyššiacute neţ je uvaacuteděno U vzorku č 4 je na

etiketě hodnota tuku 37 g100g tedy 37 hmotnostniacutech procent zatiacutemco

acidobutyrometrickou metodou jsme stanovili obsah tuku na 397 coţ je 027

rozdiacutel U vzorku č 5 je rozdiacutel mezi uvaacuteděnou a reaacutelnou hodnotou ještě markantnějšiacute a to

082

Naměřeneacute hodnoty pH korespondujiacute s hodnotami ziacuteskanyacutemi C GAUCHE a

kolektivu (2009) při měřeniacute pH jogurtu vyraacuteběneacuteho pouze z mleacuteka

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5

13

0

25

5

38

0

50

5

63

0

75

5

88

0

10

05

11

30

12

55

13

80

15

05

16

30

17

55

18

80

vis

kozi

ta [

Pas

]

čas [s]

Časovaacute zaacutevisost viskozity

vzorek č1

vzorek č3

vzorek č6

41

427 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

Z grafu jasně vypliacutevaacute ţe s rostouciacute tučnostiacute klesaacute hustota jogurtu Je to stejnyacute přiacutepad

jako u mleacuteka kde obsah mineraacutelů a biacutelkovin hustotu mleacuteka zvyšuje zatiacutemco

s rostouciacutem obsahem tuku se sniţuje hustota mleacuteka (NAVRAacuteTILOVAacute 2012)

428 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

y = -1205x + 1034Rsup2 = 0770

1016010180102001022010240102601028010300103201034010360

00 20 40 60 80 100 120

hu

sto

ta [

kgm

3]

tuk [g100g]

Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku

y = -1744x + 3611Rsup2 = 0299

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00 20 40 60 80 100 120

visk

ozi

ta [

Pa

s]

tuk[g100 g]

Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku

42

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu

Vzorek tuk (g100g)

Index toku

n [-]

1 03 041

2 27 047

3 30 042

4 37 045

5 94 044

6 102 039

7 53 046

Některeacute zdroje hovořiacute o vzrůstajiacuteciacute tendenci viskozity spolu se zvyšujiacuteciacutem se obsahu

tuku (SIMUANG 2005 TABILO-MUNIZAGA a BARBOSA-CAacuteNOVAS 2005) Zde

se ovšem vyacutezkum tyacutekal kokosoveacuteho mleacuteka a salaacutetovyacutech dresingů U vzorků mleacuteka o

různeacute tučnosti byla prokaacutezaacutena přiacutemaacute uacuteměra mezi obsahem tuku a relativniacute viskozitou

(PHILLIPS 1995) Relativniacute viskozita je definovaacutena vztahem

kde je η viskozita disperzniacute soustavy [Pas] η0 viskozita disperzniacuteho prostřediacute [Pas]

(http oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_roztokuteo

riehtm)

SHAKER (2000) uvaacutediacute ţe v průběhu fermentace mleacuteka na jogurt byla měřena viskozita

u vzorků s různyacutem obsahem tuku přičemţ bylo zjištěno ţe nejniţšiacute viskozita byla

naměřena u vzorku s nejniţšiacutem obsahem tuku a naopak nejvyššiacute u nejtučnějšiacuteho vzorku

V člaacutenku autoři vyslovili domněnku ţe vyššiacute viskozita u vzorku s vyššiacutem obsahem tuku

můţe byacutet způsobena celkovyacutem zvyacutešeniacutem sušiny

V našem přiacutepadě se nepodařilo u 7 vzorků jogurtu prokaacutezat vztah mezi obsahem tuku

v jogurtu a jeho viskozitou Jak je na prvniacute pohled patrneacute křivka maacute klesajiacuteciacute tendenci

naviacutec proloţeniacute lineaacuterniacute funkce neniacute přesneacute (R2= 0299) takţe na zaacutekladě tohoto grafu

neniacute moţneacute dojiacutet k jasneacutemu zaacutevěru

120578119903 =120578

1205780

43

5 ZAacuteVĚR

Z literaacuterniacute rešerše vyplynulo ţe biacuteleacute jogurty jsou jasně legislativně definovanou

komoditou a jejich fyzikaacutelniacute vlastnosti (kyselost hustota) jsou silně ovlivněny

chemickyacutem sloţeniacutem stejně jako je tomu u mleacuteka Daacutele je v teoretickeacute čaacutesti definovaacutena

reologie a konkreacutetniacute vlastnosti ktereacute pod tento pojem spadajiacute a popsaacuteny způsoby jejich

měřeniacute

Na zaacutekladě praktickeacuteho měřeniacute jsme dospěli k zaacutevěru ţe biacutelyacute jogurt je typickyacutem

představitelem nenewtonskeacute pseudoplastickeacute kapaliny coţ plyne z viskozitniacutech a

tokovyacutech křivek Z grafu časoveacute zaacutevislosti viskozity je zřejmeacute ţe jogurt vykazuje

tixotropniacute chovaacuteniacute tedy ţe jeho viskozita při konstantniacute smykoveacute rychlosti s postupem

času klesaacute Bohuţel se nepodařilo prokaacutezat přiacutemou souvislost mezi obsahem tuku a

viskozitou Ze vzorků sedmi měřenyacutech jogurtů jsme ziacuteskali ne přiacuteliš prokazatelnou

grafickou zaacutevislost jejiacuteţ křivka je sice lineaacuterniacute jak jsme předpoklaacutedali ovšem

s klesajiacuteciacute tendenciacute Z vyacutesledků provedeneacute analyacutezy jogurtů je patrneacute ţe obsah tuku

stanovenyacute u dvou vzorků a naacutesledně porovnanyacute s hodnotami uvedenyacutemi na obalu

vyacuterobku je u obou vzorků vyššiacute řaacutedově o desetiny procenta (027 a 082 )

Celkově tedy lze vyacutesledky literaacuterniacute i praktickeacute čaacutesti shrnout do tvrzeniacute ţe biacutelyacute

jogurt se chovaacute jako pseudoplastickaacute tixotropniacute kapalina a je tedy třeba s touto

skutečnostiacute počiacutetat v technologickyacutech operaciacutech při jeho vyacuterobě

44

6 POUŽITAacute LITERATURA

ADEBOWALE A A Food rheology Dr AA Adebowale Foodelphi [online]

2832016 [cit 2016-03-30] Dostupneacute z httpwwwfoodelphicomfood-rheology-dr-a-

a-adebowale

ALCANTARA M R VANIN J A Rheological properties of lyotropic liquid

crystals Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects 1995

972 151-156

BUREŠOVAacute I a LORENCOVAacute E Vyacuteroba potravin rostlinneacuteho původu zpracovaacuteniacute

obilovin Vyd 1 Zliacuten Univerzita Tomaacuteše Bati ve Zliacuteně 2013 ISBN 978-80-7454-278-

7

CHHABRA R P Non-Newtonian fluids an introduction In Rheology of Complex

Fluids Springer New York 2010 s 3-34

CHANDAN R C OrsquoRELL K R Principles of yogurt processing Manufacturing

yogurt and fermented milks 2006 s 195-197

CRUZ A G et al Developing a prebiotic yogurt Rheological physico-chemical and

microbiological aspects and adequacy of survival analysis methodology Journal of food

engineering 2013 1143 323-330

DICKINSON E New physico-chemical techniques for the characterization of complex

food systems 1st ed Dordrecht Springer Science+Business Media 1995

DOSTAacuteLOVAacute J et al Potravinaacuteřskeacute zbožiacuteznalstviacute technologie potravin Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2014 ISBN 978-80-7418-208-2

DVOŘAacuteK Lukaacuteš Vlastnosti tekutin Sylabus předmětu ―Vlastnosti tekutin ― Ostrava

VŠB-TU Ostrava 2010

45

GAUCHE C et al Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and

transglutaminase LWT-Food Science and Technology 2009 421 239-243

GRIFFITHS M Improving the safety and quality of milk First published Boca Raton

CRC Press 2010 ISBN 978-1-84569-806-5

GRODA B 2002 Mechanika tekutin a suspenziacute Brno Mendelova zemědělskaacute a

lesnickaacute univerzita 51 s ISBN 80-7157-576-3

HALLIDAY D et al Fyzika 2 přeprac vyd Brno VUTIUM c2013 ISBN 978-80-

214-4123-1)

HAQUE A et al Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred

yogurt Food Hydrocolloids 2001 154 593-602

HOLUBOVAacute R Zaacuteklady reologie a reometrie kapalin Univerzita Palackeacuteho v

Olomouci 2014

KADLEC P et al Přehled tradičniacutech potravinaacuteřskyacutech vyacuterob technologie potravin

Vyd 1 Ostrava Key Publishing 2012 ISBN 978-80-7418-145-0

KADLEC P et al Procesy a zařiacutezeniacute v potravinaacuteřstviacute a biotechnologiiacutech Vyd 1

Ostrava Key Publishing 2013 ISBN 978-80-7418-163-4

KOPAacuteČEK J Mleacuteko a mleacutečneacute vyacuterobky jak poznaacuteme kvalitu 1 vyd Praha Sdruţeniacute

českyacutech spotřebitelů 2014 ISBN 978-80-87719-18-3

KUMBAacuteR V et al Mendelova Univerzita Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti směsiacute

bioetanolu a benzinu Listy Cukrovarnickeacute a Řeparskeacute [online] 2015 vol 131 no 3 s

112-116 ISSN 12103306

MATHIEU J P et al Dictionnaire de physique 3 eacuted reacutev et augment Paris Masson

1991 ISBN 2-225-82415-0

46

MECHLOVAacute Erika a Karel KOŠŤAacuteL Vyacutekladovyacute slovniacutek fyziky pro zaacutekladniacute

vysokoškolskyacute kurz 1 vyd Praha Prometheus 1999 ISBN 80-7196-151-5

Moduly jako prostředek inovace v integraci vyacuteuky moderniacute fyziky a

chemie Vyacutestupy [online] 31122014 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zmofychemupolczKA8Mlekoamlecnevyrobkydocx

NAVRAacuteTILOVAacute Pavliacutena Hygiena produkce mleacuteka Vyd 1 Brno Veterinaacuterniacute a

farmaceutickaacute univerzita Brno 2012 ISBN 978-80-7305-624-7

NORTON I T et al 2011 Practical food rheology an interpretive approach Ames

Iowa Wiley-Blackwell Functional food science and technology series ISBN

1405199784

PHILLIPS L G et al The influence of fat on the sensory properties viscosity and

color of lowfat milk Journal of dairy science 1995 786 1258-1266

Pseudoplastic fluid Food Network Solution [online] copy 2010 ndash 2016 [cit 2016-04-04]

Dostupneacute z httpwwwfoodnetworksolutioncomwikiword0456pseudoplastic-fluid-

PUNIYA A K Fermented milk and dairy products Boca Raton FL CRC Press

Taylor amp Francis Group 2016 xxix 714 pages Fermented foods and beverages series

ISBN 1466577975

ROBINSON R K et al Manufacture of YoghurtFermented milks 2008 53

SAHU J K Introduction to advanced food process engineering Boca Raton CRC

Press c2014 ISBN 978-1-4398-8071-5

SEVERA L a NEDOMOVAacute Š Fyzikaacutelniacute a mechanickeacute vlastnosti potravin Vyd 1 V

Brně Mendelova univerzita 2011 ISBN 978-80-7375-521-8

47

SHAKER R R et al Rheological properties of plain yogurt during coagulation process

impact of fat content and preheat treatment of milk Journal of Food Engineering 2000

443 175-180

SIMUANG J et al Effects of fat content and temperature on the apparent viscosity of

coconut milk Journal of Food Engineering 2004 642 193-197

Stanoveniacute viskozity roztoků VŠCHT ndash Naacutevody k laboratorniacutem cvičeniacutem [online]

2122008 [cit 2016-04-07]

Dostupneacute zhttp oldvschtczmetstrankyvyukalabcvlaborres_stanoveni_viskozity_

roztokuteoriehtm

ŠTERN P et al Psychorheology of food dispersions Journal of Hydrology and

Hydromechanics 2010 581 29-35

ŠULCEROVAacute H et al Changes monitoring of white yoghurts sensorial characteristic

during their minimal endurance time Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae

Mendelianae Brunensis 2014 555 187-196

ŠUSTOVAacute K a LUŢOVAacute T Technologie zakysanyacutech mleacutečnyacutech vyacuterobků odbornyacute

kurz dalšiacute vzdělaacutevaacuteniacute pedagogickyacutech pracovniacuteků Středniacutech odbornyacutech škol Brno

Mendelova univerzita v Brně 2013 ISBN 978-80-7375-735-9

ŠUSTOVAacute K Mleacutekaacuterenskeacute technologie (naacutevody do cvičeniacute) Vydaacuteniacute prvniacute Brno

Mendelova univerzita v Brně 2015 ISBN 978-80-7509-248-9

TABILO-MUNIZAGA G a BARBOSA-CAacuteNOVAS G V Rheology for the food

industry Journal of Food Engineering 2005 671 147-156

48

Technical Guide for SMEs in the Dairy Industry (CDI 1999 74 pages) The New

Zealand Digital Library [online] 742016 [cit 2016-04-07] Dostupneacute

zhttpwwwnzdlorggsdlmode=d-00000-00mdashoff-0fnl22e2ndash00-0mdash-0-10-0mdash0mdash

0direct-10mdash4mdashmdash-0-1lndash11-en-50mdash20-aboutmdash00-0-1-00-0ndash4mdash-0-0-11-10-0utfZz-8-

00ampa=dampc=fnl22ampcl=CL15ampd=HASH42a2de12455398e80d1e7c

Tekutost In Wikipedie Otevřenaacute encyklopedie [online] c2012 [citovaacuteno 5 04 2016]

Dostupnyacute z WWWhttpscswikipediaorgwindexphptitle=Tekutostampoldid=802462

3gt

VRAacuteNOVAacute D O jogurtech CHEMPOINT [online] 1582012 [cit 2016-03-12]

Dostupneacute z httpwwwchempointczo-jogurtech

VYBIacuteRAL Bohumil Mechanika ideaacutelniacutech kapalin Knihovnička FO č 2003 s 62

Vyhlaacuteška č 772003 Sb ze dne 6 3 2003 kterou se stanoviacute poţadavky pro mleacuteko a

mleacutečneacute vyacuterobky mraţeneacute kreacutemy a jedleacute tuky a oleje In Sbiacuterka zaacutekonů Českeacute republiky

2003 Čaacutestka 322003

WALSTRA P et al Milk main characteristics Dairy science and technology Edited

by Walstra P 2006 2

WALTERS K et al An Introduction to Rheology Philadelphia Elsevier Science

1989 210 s

WEIN O Uacutevod do reologie 1 vydaacuteniacute Brno Maleacute Centrum 1996 84 s

WICHTERLE K 2006 Nenewtonskeacute kapaliny a disperze v hydrodynamickyacutech

procesech Databaacuteze online [cit 2016-01-18] Dostupneacute z

httphomenvsbcz~wih15PublikaceKWMix06pdf

49

Seznam tabulek

Tabulka 1 Vzorky vybranyacutech jogurtů 30

Tabulka 2 Vzorky měřenyacutech jogurtů ndash fyzikaacutelniacute vlastnosti 35

Tabulka 3 Shrnutiacute viskozitniacutech křivek 37

Tabulka 4 Shrnutiacute tokovyacutech křivek 38

Tabulka 5 Vyacutesledky analyacutezy vybranyacutech jogurtů 40

Tabulka 6 Obsah tuku a index toku vzorků jogurtu 42

50

Seznam obraacutezků

Obraacutezek 1 Scheacutema vyacuteroby jogurtu 17

Obraacutezek 2 Reogram newtonskeacute a nenewtonskeacute kapaliny 22

Obraacutezek 3 Hysterezniacute smyčka tixotropniacute a reopektickeacute kapaliny 24

Obraacutezek 4 Hustota vzorků jogurtů 36

Obraacutezek 5 Viskozitniacute křivka vzorku jogurtu č4 37

Obraacutezek 6 Tokovaacute křivka vzorku jogurtu č4 38

Obraacutezek 7 Teplotniacute zaacutevislost viskozity 39

Obraacutezek 8 Časovaacute zaacutevislost viskozity 40

Obraacutezek 9 Zaacutevislost hustoty na obsahu tuku 41

Obraacutezek 10 Zaacutevislost viskozity na obsahu tuku 41