Kyselina sorbová – pomocník, nebo potenciální hrozba?

Kyselina sorbová – pomocník, nebo potenciální hrozba?

Kyselina sorbová

Kyselina sorbová (E 200) a její soli (sorbát draselný E 202 a sorbát vápenatý E 203), dále jen kyselina sorbová (struktura viz vzorec 1), se řadí mezi běžně používané a rozšířené konzervační látky potravin. Jedná se o poměrně účinný inhibitor řady plísní, kvasinek a některých bakterií a lze jí použít pro konzervaci nápojů, ovoce a zeleniny, vybraných druhů sýrů, některých druhů těst, pečiva a cukrářských výrobků, tuků, omáček, vaječných produktů a dalších potravin (viz vyhláška č. 4/2008 Sb.). V závislosti na druhu potraviny se kyselina sorbová používá v množství 200-2000 mg/kg. Aktivní formou je vlastní nedisociovaná kyselina (pK=4,76 při 25 ^oC), která je v této formě 10- 600krát účinnější než volný anion. To tedy v praxi znamená, že její konzervační účinky jsou závislé mimo jiné i na hodnotě pH potraviny.

Výskyt 1,3-pentadienu v nápojích

V roce 1998 se Státní zemědělské a potravinářské inspekci podařilo poprvé prokázat, že kyselina sorbová může být nejen pomocník, ale že může být i nepřímou příčinou velmi nepříjemného zápachu a nepříjemné chuti potravin. Tehdy byl ve vzorcích nízkoenergetických jahodových sirupů identifikován 1,3-pentadien, což je velmi intenzivně a nepříjemně, po petroleji či rozpouštědlech, zapáchající chemická látka, která se běžně v potravinách nevyskytuje. O tom, že senzorické vlastnosti 1,3-pentadienu jsou více než výrazné, svědčí například i to, že již 1 mg této látky v kg potraviny je senzoricky detekovatelný a pro část spotřebitelů už dokonce na hranici přijatelnosti. Koncentrace nad 10 mg/kg mohou po požití potraviny vyvolávat zvracení a delší dobu přetrvávající nevolnost. Přítomnost 1,3-pentadienu ve vzorcích sirupů byla nejprve připisována chemické exogenní kontaminaci touto látkou, ale poté, co byly ze vzorků izolovány plísně, padlo podezření na mikrobiální příčinu výskytu 1,3-pentadienu. Plíseň, izolovaná ze vzorků těchto jahodových sirupů obsahujících 1,3-pentadien, byla identifikována jako Penicillium corylophilum a následně provedená rešerše podezření potvrdila – podle literatury (Velíšek, 1999) jsou skutečně některé plísně schopny kyselinu sorbovou dekarboxylovat podle níže uvedené rovnice za současného vzniku 1,3-pentadienu:

Jak bylo později zjištěno, mikrobiologický rozklad kyseliny sorbové je zpravidla doprovázen intenzivním, často okem viditelným nárůstem mikroorganismů projevujícím se tvorbou klků nebo zákalem a lze tak mnohdy „kažení“ vzorku identifikovat i vizuálně. Přímou souvislost mezi mikrobiologickým kažením a tvorbou 1,3-pentadienu prokázal pokus, při němž byly námi izolované kolonie plísní ze zkaženého sirupu naočkovány do sirupu o stejném složení, který však byl mikrobiologicky čistý a neobsahoval známky kažení ani žádný 1,3-pentadien. Již po několika dnech byla prokázána přítomnost 1,3-pentadienu a postupný nárůst jeho koncentrace provázený poklesem obsahu kyseliny sorbové a ostatními průvodními negativními projevy kažení, jako je zápach, viditelný nárůst mycelia a tvorba klků. Zajímavostí v případě jahodových sirupů byl současný rozklad některých dalších složek aroma, mající za příčinu zesílení negativních senzorických vlastností. Jako hlavní příčina zesílení zápachu byla identifikována přítomnost styrenu vznikajícího degradací kyseliny skořicové, která je charakteristickou složkou jahodového aroma.

Po uvedené kauze následovala celá řada dalších, zcela analogických případů: ledový čaj s příchutí broskve či citronu, nesycená multivitaminová limonáda s tropickou příchutí (zde byl identifikován navíc cyklohexen, další velmi intenzivně zapáchající chemická látka vznikající rozkladem aroma, a sice s největší pravděpodobností degradací limonenu) a řada dalších nápojů. Ve všech případech byly ve vzorcích zjištěny mikroorganismy, avšak překvapením bylo, že se nejednalo pouze o plísně, ale v některých případech degradaci způsobovaly kvasinky a jindy bakterie. V některých případech byla kontaminována v podstatě celá šarže výrobku, jindy se však jednalo o kontaminaci pouze některých balení (např. 1 lahev z 6 až 10), což v praxi výrazně ztěžuje jednoznačnou identifikaci problémové šarže a dohledávání „zkažených“ balení. Zatímco v prvním případě (zasažení celé šarže) se pravděpodobně mikroorganismy dostaly do vzorků vlivem nedodržení základních hygienických zásad přímo ve výrobě, ve druhém případě (ojedinělý výskyt kontaminace) se jednoznačnou příčinu zjistit nepodařilo. Jako nejpravděpodobnější se jeví teorie, že při skládání palet s PET lahvemi na sebe do více vrstev může docházet k extrémnímu lokálnímu zatížení některých uzávěrů, díky čemuž se do lahve může dostat vzduch a tím může dojít k průniku mikrobiální kontaminace do vzorku. Společným jmenovatelem problémů v oblasti nápojů bylo to, že problémové vzorky byly v PET či plastových lahvích a dále to, že se ve všech případech jednalo o nesycené nealkoholické nápoje.

Výskyt 1,3-pentadienu v dalších potravinách?

To, že se problém s přeměnou kyseliny sorbové na 1,3-pentadien nemusí týkat pouze nápojů se poprvé ukázalo v říjnu roku 2008, kdy byl, na základě stížnosti spotřebitele na nepříjemnou chuť a zápach, odebrán SZPI k analýze vzorek třené nivy. Složení vzorku (sýr niva 40%, tříčtvrtětučný margarín, tvaroh měkký, mléko, regulátory kyselosti: E325 a E 326, jedlá sůl) na první pohled neukazovalo na spojitost s případy výskytu 1,3-pentadienu, avšak analýza plynovou chromatografií v kombinaci s hmotnostní spektrometrií překvapivě ukázala poměrně vysoký obsah této látky (více než 50 mg/kg). Až podrobnější prozkoumání složení ukázalo, že použitý margarín obsahoval ve složení konzervant E 200, tedy kyselinu sorbovou. Pro ověření toho, zda 1,3-pentadien ve vzorku skutečně vznikl působením ušlechtilé plísně nivy (Penicillium roqueforti), byly laboratorně následujícím postupem připraveny 3 vzorky charakterem odpovídající třené nivě:

• vzorek A – sýr niva + tvaroh + margarín neobsahující kyselinou sorbovou

• vzorek B – sýr niva + tvaroh + margarín konzervovaný kyselinou sorbovou

• vzorek C – sýr niva + tvaroh + margarín neobsahující kyselinou sorbovou + chemicky čistá kyselina sorbová v množství odpovídající nejvyššímu přípustnému množství pro roztíratelné a tekuté emulgované tuky

Tabulka č. 1: Hmotnostní bilance jednotlivých složek při modelové přípravě třené nivy

Bezprostředně po smíchání surovin a přípravě modelových vzorků třené nivy byla provedena analýza vzorků a žádný ze vzorků nevykazoval obsah 1,3-pentadienu ani negativní senzorické vlastnosti. Poté byly vzorky, pro urychlení mikrobiologických a biochemických procesů a případného vzniku 1,3-pentadienu, uloženy při teplotě 25oC a po 6 dnech bylo provedeno opakované stanovení 1,3-pentadienu doprovázené senzorickým hodnocením. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce:

Tabulka č. 2: Senzorické hodnocení a obsahy 1,3-pentadienu v modelově připravených vzorcích třené nivy (po 6 dnech)

 * obsah pod mezí stanovitelnosti ( 1,3-pentadien nebyl ve vzorku zjištěn)

Výsledky experimentu jednoznačně potvrdily původní hypotézu (Velíšek, 1999), a sice že ušlechtilá plíseň Penicillium roqueforti přítomná v nivě může za běžných podmínek poměrně snadno rozkládat kyselinu sorbovou na 1,3-pentadien. Oba vzorky obsahující na začátku experimentu kyselinu sorbovou, vnesenou ať už margarínem nebo přímo, obsahovaly již po 6 dnech významné množství kontaminující látky a vykazovaly nepřijatelné senzorické vlastnosti.

Kdy se vyhnout použití kyseliny sorbové

 Jak vyplývá z výše uvedených zjištění, je vhodné vyhnout se použití kyseliny sorbové jako konzervační látky v těch případech, kdy vzorek nebo některá ze složek obsahuje přirozenou mikroflóru nebo živé mikroorganismy a dále v případě, kdy nelze garantovat naprostou mikrobiologickou čistou a zabránění průniku mirkoorganismů do konečného výrobku jak ve výrobě, tak v průběhu skladování, dopravy a další distribuce. Toto druhé omezení poměrně překvapivě zužuje předpokládané použití kyseliny sorbové, neboť právě použití konzervační látky by podle obecných očekávání mělo vést k potlačení růstu mikroorganismů a její použití u „sterilních“ potravin ztrácí smysl. Vzhledem k tomu, že inhibiční efekt kyseliny sorbové silně závisí na hodnotě pH vzorku a to tak, že slabší efekt bude u málo kyselých potravin, rozhodujícím faktorem při rozhodování o použití této konzervační látky by měla být právě hodnota pH.

Literatura Jan Velíšek: Chemie potravin, 1999 (OSSIS Tábor)

Ing. Petr Cuhra vedoucí Odboru zkušební laboratoře SZPI v Praze