Master's Thesis

Verification of the shelf life of freeze-dried yogurt

Final Thesis 1.16 MB

Author of thesis: Bc. Viktorie Omelková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jaromír Pořízka, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis focuses on the production of freeze-dried yogurt and its characterization
after reconstitution in terms of microbiological profile, sensory quality, and volatile compound
profile during storage.
In the experimental part of the study, yogurt with a total solids content of 10% w/w was
produced. Samples of this yogurt were subsequently freeze-dried and stored. At regular monthly
intervals, samples were collected, the yogurt powder was reconstituted, and the reconstituted
samples were subjected to further analyses. The study included freshly produced yogurt as
a reference sample, freeze-dried yogurt stored for 0–3 months, and, as part of a continuing
experiment from the previous year, freeze-dried yogurt stored for 8–13 months.
Culture-based microbiological analyses confirmed that the fresh yogurt met the required
viable lactic acid bacteria counts above 10^7 CFU/ml. In reconstituted yogurt stored for 0–3
months, the counts were lower but remained above the recommended threshold of 10^6 CFU/ml.
In yogurt stored for 8–13 months, the values remained above 10^5 CFU/ml. Even at this advanced
stage of storage, the presence of coliform bacteria was not detected.
The sensory evaluation results indicate that, as expected, the palatability of freeze-dried
yogurts decreases during storage, while flavor intensity remains relatively high. A statistically
significant change was observed already after the second month of storage. This finding is
consistent with the results of the paired comparison test, in which panelists slightly preferred
fresh yogurt after the first and second months of storage, whereas after the third month all
panelists preferred the fresh yogurt. The preference was mainly attributed to the inhomogeneous
structure and more acidic taste of the reconstituted yogurt.
Using HS-SPME-GC-MS, a total of 71 volatile compounds were identified in all samples.
During storage, changes in the abundance of individual groups of volatile compounds were
observed, with a particularly pronounced increase in acetic acid concentration, which
corresponded to the increasing sour taste of the samples.

Keywords:

Yoghurt, lyophilization, aromatic compounds, sensory quality, SPME, GC-MS

Date of defence

29.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce. 2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci. 3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Docházelo ke sterilizaci vzorků? Jak bylo ošetřeno použité mléko? K jakému praktickému účelu může sloužit lyofilizovaný jogurt? Jaké množství vody je potřeba použít k rehydrataci výrobku? Jakou vodu lze použít? Zmínila jste, že je to možné vzít na túry, můžete to objasnit? Jaký je to tedy nutriční zdroj? Proč jste tedy nesledovali množství bílkovin? Jaký materiál byl použit pro uchování lyofilizovaných jogurtů? prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D. Jakým způsobem probíhala rehydratace? Byly podmínky standardizované? Zmínila jste zdravé sušenky ze sušeného jogurtu, můžete to více rozvést a popsat? Jedné se opravdu o sušenky prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. Jak lyofilizuje probíhala jogurtů? Jsou podmínky stejné jako při lyofilizuji mléka? Přidává se nějaké sušidlo při balení jogurtů? Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Chemistry of Natural Products (NPCP_CHPL)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D.

Tato práce je součástí studie, která se zabývá výrobou a charakterizací lyofilizovaného jogurtu, probíhá ve spolupráci s Univerzitou obrany v Brně.

Podstatou experimentální části práce bylo ověření trvanlivosti a skladovatelnosti lyofilizovaného jogurtu. Literatura uvádí trvanlivost lyofilizovaných jogurtů i několik let, po otevření obalu při správném skladování cca 4–5 měsíců. Vzorky byly skladovány při laboratorní teplotě a v pravidelných měsíčních intervalech byl pomocí vybraných metod sledován profil těkavých látek (HS-SPME-GC-MS), mikrobiální profil (kultivační vyšetření) a celková senzorická kvalita.

Studentka začala pracovat na této problematice už v rámci své bakalářské práce, kde si osvojila většinu potřebných postupů a metod, které pak aplikovala i při řešení diplomové práce. Používala senzorické, analytické instrumentální i mikrobiologické metody, kde prokázala velkou pečlivost, přesnost a experimentální zručnost. K řešení práce přistupovala s invencí a s vysokým pracovním nasazením. Pracovala systematicky a svědomitě, prokázala schopnost samostatně řešit zadané úkoly, dobře se orientovala v příslušné problematice.

Výsledky dokázala správně vyhodnotit, včetně kvalitního statistického zpracování. Zatím se podařilo se prokázat trvanlivost několik měsíců, tím se otevírá možnost dalších navazujících experimentů, např. k prozkoumání lepších skladovacích podmínek aj.

Na vysoké úrovni je i teoretická část práce, kde prokázala schopnost práce s odbornou zahraniční literaturou a psaní odborného textu. Celkovým výstupem je zajímavá komplexní studie, plánovaná jako součást publikace v impaktovaném časopise. Na základě provedené kontroly plagiátu byla zjištěna míra podobnosti s jinými pracemi 5,4 %, lze ji tedy považovat za plně originální. Sledovaný produkt - „jogurt v prášku“ je praktický, skladný a má velký potenciál pro komerční využití.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jaromír Pořízka, Ph.D.

Bc. Viktorie Omelková ve své diplomové práci zpracovala problematiku ověření trvanlivosti lyofilizovaného jogurtu po jeho rekonstituci, a to z hlediska mikrobiálního profilu, senzorické kvality a profilu těkavých látek. Téma je relevantní z hlediska potravinářské technologie, vývoje trvanlivých fermentovaných mléčných výrobků i hodnocení jejich kvality během skladování. Cíle práce byly formulovány v souladu se zadáním a vhodně propojují technologickou přípravu lyofilizovaného jogurtu s následným analytickým a senzorickým hodnocením.
Práce je zpracována na 69 stranách včetně příloh. Struktura textu odpovídá obvyklým požadavkům na kvalifikační práce. Jednotlivé části na sebe logicky navazují a členění kapitol je přehledné. Teoretická část se věnuje charakteristice jogurtu, jeho nutriční hodnotě, technologii výroby, senzorické kvalitě, mikrobiálnímu profilu a těkavým látkám. Dále je rozpracována problematika lyofilizovaných fermentovaných mléčných výrobků, zejména lyofilizovaného jogurtu, procesu lyofilizace a následné rehydratace. Samostatná kapitola je věnována použitým metodám, konkrétně senzorické analýze, mikrobiálnímu profilu a stanovení těkavých látek.
Obsahově je rešerše zpracována podrobně a pokrývá všechny hlavní oblasti požadované zadáním. Pozitivně hodnotím zejména propojení technologických aspektů lyofilizace s otázkou přežívání bakterií mléčného kvašení, změn textury a zachování senzorické kvality po rekonstituci. Teoretická část také dobře vytváří podklad pro použití mikrobiologických metod, senzorického hodnocení a metody HS-SPME-GC-MS v experimentální části. Některé pasáže, zejména obecná charakteristika jogurtu a jeho nutričního významu, jsou rozvedeny v širším rozsahu, než je pro vlastní experimentální zaměření práce nezbytně nutné. Naopak větší prostor mohl být věnován systematičtějšímu shrnutí faktorů ovlivňujících stabilitu lyofilizovaného jogurtu během skladování a jejich přímé vazbě na sledované parametry práce.Autorka využila celkem 113 literárních zdrojů. Převážnou část tvoří zahraniční odborné články z oblasti potravinářské technologie, mlékařství, mikrobiologie, senzorické analýzy, lyofilizace a analýzy těkavých látek. Dále jsou zastoupeny odborné knihy a kapitoly v knihách, česká legislativa, technická norma a jedna tematicky navazující diplomová práce. Výběr literatury je vzhledem k tématu relevantní a dostatečně aktuální; pozitivně lze hodnotit zejména využití většího počtu recentních zahraničních publikací z let 2020–2025. Formální stránka teoretické části je celkově odpovídající, text je srozumitelný a odborný jazyk je používán konzistentně. V textu se místy objevují stylisticky méně obratné formulace, drobné překlepy a opakování některých informací, tyto nedostatky však zásadně nenarušují odbornou úroveň ani srozumitelnost práce.

Experimentální část práce dokumentuje výrobu modelového jogurtu, jeho lyofilizaci, skladování, rekonstituci a následné hodnocení vybranými mikrobiologickými, senzorickými a instrumentálními metodami. Autorka pracovala se vzorky čerstvého jogurtu, lyofilizovaného a následně rekonstituovaného jogurtu po 0–3 měsících skladování a dále s navazující sadou déle skladovaných vzorků z předchozí práce, které byly hodnoceny po 8–13 měsících skladování. Takto navržený experiment vhodně odpovídá zadání práce a umožňuje posoudit změny vybraných kvalitativních parametrů v průběhu skladování.

Výsledky jsou prezentovány přehledně a logicky navazují na experimentální část. Autorka hodnotí mikrobiální profil, senzorické vlastnosti i profil těkavých látek čerstvého a rekonstituovaného lyofilizovaného jogurtu v průběhu skladování. Diskuse výsledků je vedena věcně a ve většině případů vhodně propojuje získaná data s literárními poznatky. Senzorické hodnocení ukazuje zhoršování některých atributů rekonstituovaného jogurtu, zejména textury a chuti, což odpovídá očekávaným změnám po lyofilizaci a skladování. Stanovení těkavých látek metodou HS-SPME-GC-MS poskytuje rozsáhlý soubor dat a vhodně doplňuje interpretaci senzorických změn. Z formálního hlediska nepovažuji za vhodné zařazení kapitol věnovaných výrobě jogurtu, lyofilizaci a rekonstituci do části Výsledky a diskuse. Tyto kapitoly mají spíše metodický charakter a svým obsahem by lépe odpovídaly experimentální části práce. V kapitole výsledků by měly být prezentovány především naměřené hodnoty, jejich vyhodnocení a interpretace, nikoli opakování nebo doplnění postupu přípravy vzorků. Kritickou připomínku mám k omezenému rozsahu optimalizace rekonstituce jogurtu. V práci bylo pracováno pouze s omezenou variací přídavku vody, přestože právě rekonstituce zásadně ovlivňuje texturní i senzorické vlastnosti výsledného výrobku. V této souvislosti postrádám také analýzu vody použité pro rekonstituci. Parametry jako pH, tvrdost či obsah minerálních látek mohou významně ovlivnit hydrataci proteinové matrice, výslednou konzistenci, kyselost i celkové senzorické vnímání rekonstituovaného jogurtu. Bez kontroly těchto parametrů je interpretace texturních a senzorických rozdílů méně jednoznačná. Další připomínku mám k prezentaci boxových grafů, u nichž nejsou vždy zcela jasné legendy a označení jednotlivých vzorků. Například označení může vyvolávat dojem, že čerstvý jogurt byl skladován po dobu několika měsíců, což pravděpodobně neodpovídá skutečnému experimentálnímu uspořádání. Přehlednější popis kategorií a jednoznačné odlišení čerstvého, lyofilizovaného a rekonstituovaného jogurtu by usnadnily interpretaci výsledků. Za problematické považuji také velmi široké rozptyly u některých senzorických parametrů. Je obvyklé, že senzorická analýza vykazuje vyšší variabilitu než instrumentální metody, nicméně v práci se opakovaně objevují atributy, u nichž hodnocení pokrývá téměř celou použitou škálu. Takto široké rozložení odpovědí komplikuje interpretaci výsledků a snižuje vypovídací hodnotu průměrů či mediánů. V těchto případech by bylo vhodné věnovat větší pozornost diskusi variability hodnocení, případně zvážit, zda daný atribut nebyl pro hodnotitele nejednoznačně definován nebo zda panel nebyl příliš heterogenní. U výsledků stanovení těkavých látek metodou HS-SPME-GC-MS není dostatečně jasně popsáno, co přesně vyjadřují hodnoty uváděné v grafech. Označení osy jako „rel %“ je nejednoznačné, protože není zřejmé, zda jde o relativní plochy chromatografických píků, relativní zastoupení vůči celkové ploše detekovaných látek, nebo o hodnoty přepočtené pomocí vnitřních standardů. V práci rovněž není dostatečně popsána kalibrace metody pro jednotlivé analyty nebo skupiny látek. Pokud kalibrace nebyla provedena, nelze tyto výsledky interpretovat jako koncentrace v pravém kvantitativním smyslu. Vhodnější by proto bylo uvádět je jako relativní nebo semikvantitativní zastoupení těkavých látek a tento způsob vyhodnocení v metodice jasně definovat. Pozitivně však hodnotím následné statistické zpracování dat pomocí analýzy hlavních komponent, které umožnilo sjednotit chemické a senzorické parametry do společného interpretačního rámce. Tento postup je vzhledem k charakteru práce vhodný, protože usnadňuje posouzení vztahů mezi změnami profilu těkavých látek a senzorickým vnímáním vzorků. PCA tak přispěla k přehlednějšímu vyhodnocení rozsáhlejší datové matice a představuje jednu ze silnějších stránek výsledkové části práce.
Po přečtení této práce mohu konstatovat, že studentka splnila zadání, sepsala práci, která naplňuje nároky na VŠKP a mohu ji doporučit k obhajobě s celkovým hodnocením B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse C
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace B
Topics for thesis defence:
  1. Jak může voda o různém chemickém složení ovlivnit texturní a další senzorické vlastnosti rekonstituovaného lyofilizovaného jogurtu.
  2. Na obrázku 11 prezentujete změny v zastoupení těkavých sloučenin v jogurtu během skladování. Jak si vysvětlujete značný nárůst obsahu alkoholů po 10 měsících skladování lyofilizovaného jogurtu, pak následný pokles v 11 měsíci a poté opětovný nárůst ve 12 měsící skladování.

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová