Embed Size (px)
DESCRIPTION
Voa
Citation preview
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
1
Sadržaj Proizvodnja bistrog koncentrata voćnog soka borovnice .............................................................. 1
1. UVOD ......................................................................................................................................... 1
2. OPŠTI DEO ................................................................................................................................ 2
3. BERBA I SKLADIŠTENJE ........................................................................................................ 6
4. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE BISTROG KONCENTRATA .............................. 6
5. ZAKLJUČAK ............................................................................................................................15
6. LITERATURA ...........................................................................................................................15
Literatura ......................................................................................................................................16
Proizvodnja bistrog koncentrata voćnog soka borovnice
Autor: Jelena Vulić, dipl. ing. .
1. 1. UVOD 2. 2. OPŠTI DEO
1. 2.1. Privredni značaj 2. 2.2. Opšte karakteristike biljke 3. 2.3. Hemijski sastav ploda
1. 2.3.1. Antocijaniber 2. 2.3.2. Pektinske materije
3. 3. BERBA I SKLADIŠTENJE 4. 4. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE BISTROG KONCENTRATA
1. 4.1. Definicija i svojstva bistrih koncentrata voća 2. 4.2. Tehnološki procesi proizvodnje bistrog koncentrata borovnice
1. 4.2.1. Proizvodnja matičnog soka 2. 4.2.2. Bistrenje matičnog soka 3. 4.2.3. Izdvajanje arome 4. 4.2.4. Koncentrisanje 5. 4.2.5. Pasterizacija bistrog koncentrata 6. 4.2.6. Ambalažiranje
5. 5. ZAKLJUČAK 6. 6. LITERATURA
.
1. UVOD
. Plodovi voća predstavljaju bitan i nezamenljiv izvor materija koje su neophodne u ishrani
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
2
čoveka (gradivne, energetske i zaštitne). Biološka vrednost voća se zasniva na bogatom sadržaju vitamina, mineralnih, bojenih, pektinskih i aromatskih supstanci, celuloze, dijetetskih vlakana, šećera, organskih kiselina i nižoj energetskoj vrednosti. Plodovi voća, redovno konzumirani, ne samo što jačaju otpornost organizma, već neutrališu i odstranjuju štetne materije iz njega nastale u procesu normalnog metabolizma. Pored toga, sa svojom smanjenom kaloričnom vrednošću, voće bitno utiče i na smanjenje poremećaja uhranjenosti, odnosno prilagođavanje ishrane smanjenom energetskom bilansu. Sve ove činjenice nedvosmisleno potvrđuju da je, u pravilnoj ishrani savremenog čoveka, konzumiranje svežeg i prerađenog voća veoma korisno i preporučljivo. Borovnica zahvaljujući bogatom hemijskom sastavu, ima pozitivno dejstvo na zdravlje ljudi. Voćni sokovi i njima srodni proizvodi jedna su od najznačajnijih skupina voćnih prerađevina, pa je i njihova primena u svakodnevnoj ishrani poželjna. .
2. OPŠTI DEO
.
2.1. Privredni značaj
Privredni značaj V. Myrtillus je višestruk, kako biljke, tako i ploda. U planinskim područjima, na platoima i padinama, sprečava eroziju zemljišta.
Plod je vrlo cenjena sirovina u industrijskoj proizvodnji za sokove, sirupe, marmelade, kompote, slatka i dr. Može da se koristi i u svežem stanju. Sok može da posluži i kao bojadiser alkoholnih i bezalkoholnih pića. Plodovi i lišće se koriste u narodnoj medicini.
Suvi plodovi su vrlo efikasno, antidijaretično sredstvo pri upali sluzokože želuca i creva. Takođe deluju i protiv parazitskih glista, hemoroida i snižavaju šećer u krvi dijabetičara (Mratnić i Kojić, 1998). .
2.2. Opšte karakteristike biljke
Borovnica (Vaccinium myrtillus L.) je bobičasto voće iz porodice Vacciniaceae. Sreće se u južnoj, srednjoj i severnoj Evropi (u brdskim i planinskim područjima), na Kavkazu, Maloj Aziji, Mongoliji, severnoj Aziji i Severnoj Americi. Na Balkanskom poluostrvu (sem Grčke) veoma je rasprostranjena.
Borovnica je drvenast, višegodišnji, niskorazgranat grm, visine do 50 cm. Stabalca su uspravna, gola, zelene boje i razgranata. Starije biljke su tamnomrke boje kore. Koren je plitak, žiličast i ima moć stvaranja izdanaka. Lišće je jajastog, izduženo jajastog oblika, sitno, sa sitno testerasto nazubljenim ivicama, sa tupim ili oštrim vrhom. Cvetovi su pojedinačni i javljaju se u pazuhu lišća. Plod je bobica, ljubičastoplave boje, slabo sjajne ili mat površine. .
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
3
Plod borovnice
.
2.3. Hemijski sastav ploda
Kao i ostalo bobičavo voće, borovnica bogat izvor flavonoida, uključujući antocijane, flavonol glikozide i proantocijanidine (kondenzovane tanine), kao i fenolne kiseline. Pigmenti borovnice, antocijani, su uglavnom delfinidin i petunidin galaktozidi. Borovnica je bogat izvor vitamina C, vitamina grupe B, karotina, kao i minerala K, Mg i P.
Hemijski sastav voća je vrlo složen i zavisi od mnogih faktora, među kojima su, pored vrste i sorte, veoma važni klimatski uslovi, pedološke osobine zemljišta, primenjene agrotehničke mere, stepen zrelosti, itd. Prosečan hemijski sastav borovnice prema Vračaru je prikazan u Tabeli 1.
Tabela 1. Prosečan hemijski sastav borovnice (Vračar, 2001)
Hemijski sastav %
Voda 83,2
Proteini 0,7
Masti 0,5
Ukupni ugljeni hidrati 15,3
Ukupna kiselost 0,8
Pepeo 0,3
Zahvaljujući ovako bogatom hemijskom sastavu borovnica ima pozitivno delovanje na zdravlje ljudi. Antocijani iz borovnice imaju antikancerogeno delovanje, i takođe pozitivno
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
4
utiču na obnavljanje ćelija koje su oslikdgovorne za vid. Deluju i na snižavanje glukoze u krvi, što je veoma važno kod dijabetičara. .
2.3.1. Antocijaniber
Antocijanidini su aglikoni biljnih pigmenata, koji se nazivaju antocijani. Antocijani su široko rasprostranjeni u prirodi. Oni su odgovorni za crvenu, ljubičastu i plavu boju cveća, voća i povrća. Reč antocijani je nastala iz dve grčke reči: anthos - cvet i kyanos - plavo. Voće i bobice su najveći izvor antocijana (Rein, 2005), najčešće se nalaze u kori (kod jabuke i grožđa), ali ih takođe ima i u pulpi (kod višnje i borovnice).
Antocijani imaju antioksidativno, antikancerogeno i antiupalno dejstvo (Clifford, 2000; Kong et al., 2003; Rossi et al., 2003). Oni, takođe mogu poboljšati nutritivnu vrednost hrane, sprečavanjem oksidacije lipida i proteina prehrambenih proizvoda (Kähkönen et al., 2001 ; Kähkönen et al.,2003; Viljanen et al., 2004).
Antocijani su veoma nestabilni. Na njihovu stabilnost utiče struktura i koncentracija, pH sredine, temperatura skladištenja, prisustvo enzima, svetlosti, kiseonika, kao i prisustvo drugih jedinjenja, flavonoida, proteina i minerala. Stabilnost boje može biti poboljšana kopigmentacijom, gde molekul antocijana reaguje sa drugom prirodnom biljnom komponentom direktno ili blagom interakcijom, rezultujući stabilnu boju.
Struktura antocijana. Antocijani su najveća grupa u vodi rastvorljivih pigmenata. Oni su podgrupa flavonoida. Oni imaju C6-C3-C6 strukturu, tipičnu za flavonoide, uvek se u prirodi javljaju kao glikozidi. Antocijanidini se izvode iz hromana, a po hemijskoj strukturi su derivati 2-fenilbenzopirilijum katjona (flavilijumkatjona). Svi antocijani imaju hidroksilnu grupu na C-3 atomu, a većina antocijana su penta- ili heksa-supstituisani, pri čemu se supstituenti (hidroksilna ili metoksi grupa) nalaze na C-5, C-7, C-3′, C-4′ i C-5′. U prirodi se javlja mali broj aglikona (nastaju kiselom ili enzimskom hidrolizom) i veoma su nestabilni. Na osnovu rasporeda i položaja hidroksilnih grupa u B prstenu, razlikuje se tri osnovna jedinjenja antocijanidina: pelargonidin, cijanidin i delfinidin, a metilovanjem ovih hidroksilnih grupa nastaju: peonidin, petunidin i malvidin. Metilovanje hidroksilnih grupa u prstenu B osnovnih antocijana ograničeno je na hidroksilne grupe u položaju 3′ i 5′, a slobodna OH-grupa u položaju 4′ ima značajnu ulogu u promeni boje antocijana.
Iako se u prirodi javlja mali broj aglikona, poznat je izuzetno veliki broj glikozida. Glikozidi nastaju vezivanjem ostataka šećera preko hidroksilnih grupa na C-3, C-5 i C-7 atomu. Najčešće se šećerna komponenta nalazi u položaju 3, pri čemu može biti vezana jedna ili dve monosaharidne jedinice. Često se po jedna monosaharidna jedinica nalazi u položaju 3 i 5, a 3,7-diglikozidi i 3,5,7-triglikozidi su manje zastupljeni. Najčešći glikozidni šećeri su׃ glukoza, galaktoza, ksiloza, arabinoza i raminoza. Supstitucija sa disaharidima se takođe pojavljuje, sa rutinozom, gentibiozom.
Antocijani mogu biti acilovani. Organske kiseline koje su vezane estarskom vezom za antocijane su ili aromatične fenolne kiseline ili dikarbonske ili njihova kombinacija. Najčešće fenolne kiseline antocijana su derivati hidroksicimetne kiseline, kumarinska, ferulna, kafena, i sinapinska i hidroksibenzoeva kiselina, npr. galna. Najčešće alifatične kiseline su jabučna, sirćetna, malonska, ćilibarna i oksalna kiselina (Francis, 1989; Bruneton, 1995; Cabrita, 1999).
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
5
Familije bogate antocijanima su Vaccinium (borovnica, brusnica i mlajevka), Vitis (grožđe), Rosaceae, Ericaceae, zatim Fragaria (jagoda), Rubus idaeus (malina). Količina antocijana u bobicama varira u zavisnosti od sorte bobica, ali i od korišćene analitičke metode za njihovo određivanje. Sadržaj antocijana borovnice prema literaturnim podacima iznosi 300-600 mg/100g (Prior et al., 1998; Kähkönen et al., 2001; Kähkönen et al., 2003). .
2.3.2. Pektinske materije
Pektinske materije su bitan faktor za kvalitet sirovina i koncentrata od voća. Pored ukupne veličine pektinskih materija veoma je važno znati i sastav pektinskih frakcija, odnosno količinu protopektina, pektininske i pektinske kiseline.
Od količine pektinskih frakcija umnogome zavisi i sam tehnološki proces prerade, odnosno faza depektinizacije kod bistrih sokova i koncentrata, tj. maceracija kod kašastih sokova i koncentrata. Od količine protopektina, pektininske i pektinske kiseline zavisi kakav će se pektolitički preparat koristiti, odnosno koje će se optimalne količine pektolitičkog preparata upotrebiti.
Ukoliko se proizvode bistri sokovi i koncentrati, potrebno je obezbediti optimalnu depektinizaciju, odnosno depolimerizacijui deesterifikaciju pektinskih materija. Pri tome, ukoliko sirovina sadrži mnogo u vodi rastvorljivih pektininskih kiselina sa visokim stepenom polimerizacije, moraju se upotrebiti veće količine filtracionih pektolitičkih preparata koji će hidrolizovati pektininske kiseline i omogućiti bolje iskorišćenje soka, lakše presovanje i bistrenje, odnosno ugušćivanje izbistrenih sokova.
Kod proizvodnje kašastih sokova i koncentrata potrebno je primenjivati maceracione pektolitičke preparate, koji će razgrađivati protopektin u niskoesterifikovane pektininske i pektinske kiseline, oslobađajući visokomolekularne pektininske kiseline, čime se obezbeđuje odgovarajući viskozitet, odnosno stabilnost kašastih sokova i koncentrata. Pri tome treba imati u vidu da sirovine sa malom količinom protopektina i mnogo pektinske kiseline ne mogu da daju izrazito stabilne kašaste sokove i koncentrate, pošto maceracioni preparat nemaju supstrat za svoje delovanje, odnosno ne dolazi do oslobađanja visokomolekularnih pektininskih kiselina. U tom slučaju ne dolazi do povišenja viskoziteta, nego čak i do smanjenja, pošto enzimatski kompleks maceracionih preparata intenzivno razgrađuje pektinsku kiselinu.
Količina pektinskih materija kao i sastav pektinskih frakcija sirovina borovnice iz literature (Šulc i sar., 1976) dat je u Tabeli 2.
Tabela 2. Ca-pektat i pektinske frakcije borovnice
Komponenta %
Ca‐pektat 0,28
Pektininska kiselina 0,13
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
6
Pektinska kiselina 0,05
Protopektin 0,06
.
3. BERBA I SKLADIŠTENJE
Borovnica prispeva za berbu od juna do septembra. Bere se kada plodovi dobiju izrazito tamno-plavu boju, do crnu. Lako se skidaju sa peteljke, ručno, ili specijalnim “češljevima” u hladnim jutarnjim časovima. Pri branju treba strogo paziti da se plodovi ne oštete.
Bobice borovnice su sitne, okruglastog oblika i veoma osetljive na spoljne uticaje, te se teško održavaju u normalnim uslovima. U hladnjačama se mogu održati tri do četiri nedelje, na temperaturi od 0-2oC, uz relativnu vlažnost od 85-90%. Smanjenje težine za vreme čuvanja u svim uslovima iznosi 3-4%.
Borovnica se pakuje u male plitke letvarice koje moraju biti u ramovima. Plodovi slabo podnose transport, te se najčešće odmah zamrzavaju i tako čuvaju u hladnim komorama do momenta prerade ili prodaje u zamrznutom stanju. .
4. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE BISTROG KONCENTRATA
Voćni sokovi i njima srodni proizvodi jedna su od najznačajnijih skupina voćnih prerađevina. Voćni sokovi se svrstavaju prema određenim fizičkim svojstvima i primenjenim tehnologijama na: bistre, mutne ili opalescentne i kašaste sokove, odnosno nektare. Primenom nekog postupka koncentriranja (ugušćivanja), u određenoj fazi proizvodnje navedenih osnovnih tipova dobiju se koncentrisani sokovi (koncentrati), koji služe kao poluproizvodi lil međuproizvodi za dalju preradu, ili kao gotovi proizvodi za neposrednu upotrebu.
Savremeni postupci proizvodnje voćnih sokova su kontinulalni u svim fazama: od ulaska sirovine u pogon, pa do otpreme na skladištenje ili distribuciju.
Doprema voća na preradu, osobito jagodastog i bobičastog, mora biti usklađena sa mogućnostima prihvata i kapacitetom prerade. Postupci proizvodnje voćnih sokova bitno se razlikuju, prema tome proizvode li se bistri, mutni (opalescentni), kašasti ili koncentrisani sokovi. Proizvodnja bistrih sokova se temelji na operacijama i procesima kojima je cilj uklanjanje nerastvorljivih čestica i razgradnja sastojaka koji rezultiraju mutnoćom soka, kakav je npr. pektin. Upravo razgradnjom pektina, takozvanom depektinizacijom, koja se sprovodi enzimatskim preparatima, smanjuje se viskoznost i omogućuje odvajanje nerastvorljivih čestica taloženjem, centrifugiranjem i/ili filtriranjem.
Prikladnost nekog voća za proizvodnju određenog tipa (vrste) soka zavisi od njegovih svojstava, najviše hemijskog sastava, pri čemu odlučujuća uloga pripada biljnim pigmentima, tj. nosiocima svojstvene boje toga voća. Voće čija boja potiče od komponenti rastvornih u vodi, kao što su antocijani (crvene, ljubičaste ili plave boje), prikladni su za proizvodnju bilo kojeg tipa soka. To su npr. malina, jagoda, borovnica, višnja, kupina, ribizla i sl. U sokovima
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
7
tih vrsta voća i nakon bistrenja i filtracije sadržana je izvorna boja, što nije slučaj kod kajsije, narandže ili paradajza. Iz tih vrsta voća, koje sadrži karotenoidne pigmente, koji nisu rastvorni u vodi, komponente se odvajaju filtracijom i iz tih vrsta voća se proizvode mutni (narandža), odnosno kašasti (kajsija) sokovi.
Osim hemijskog sastava, koji pretežno utiče na izbor tipa soka, vrlo važnu ulogu ima (aromatsko-morfološka) građa ploda određene vrste voća. To posebno dolazi do izražaja u početnoj fazi proizvodnje, počevši od dopreme do načina izdvajanja soka. Jagodasto i bobičasto voće, u koje spada borovnica, zbog izrazite osetljivosti na mehanička oštećenja, zahteva vrlo brižno rukovanje u svim fazama, od berbe do početka prerade, uključujući prevoz, jer se ovo voće u mnogim slučajevima ne pere. Ako se ne može preraditi u kratkom razdoblju nakon pranja, treba ga privremeno uskladištiti u hlađenom prostoru. Jagode, maline i kupine čak je i poželjno držati jedan do dva dana u hlađenom prostoru radi potpunijeg razvoja boje i arome. Preporučuje se da se berba obavlja u ranim jutarnjim satima kada je temperatura niža te nema potrebe za dodatnim hlađenjem. .
4.1. Definicija i svojstva bistrih koncentrata voća
Bistri koncentrati voća i povrća predstavljaju prethodno izbistrene i filtrirane (matične) sokove, ugušćene savremenim postupcima najmanje na petinu početnog volumena. Sokovi jagodastog i bobičavog voća, kao i ostali sokovi sa nižom suvom materijom (ispod 12%), obično se koncentrišu do 45% suve materije, a svi ostali do 65 ili 70% suve materije. Bistri koncentrati se proizvode uglavnom od voća, ređe od povrća.
Bistri koncentrati voća sadrže samo u vodi rastvorljive sastojke ishodne sirovine u koncentrovaboj formi, pa je to u stvari koncentrat prirodnih šećera, kiselina, aromatičnih, bojenih, mineralnih, vitaminskih i drugih materija, tj. u vodi rastvorljivih pektinskih materija (pektininske kiseline, rastvorljivih pektinata i pektata). Prema tome, ova vrsta koncentrata je osiromašena za deo nerastvorljivih materija ishodne sirovine, a to su razne u vodi nerastvorljive, celulozne, pektinske, bojene, aromatične, mineralne i druge vredne materije.
Otpadci kod proizvodnje bistrih koncentrata, tzv. tropine od presovanja itd., obično se suše i koriste za stočnu hranu. .
4.2. Tehnološki procesi proizvodnje bistrog koncentrata borovnice
Tehnološki procesi proizvodnje bistrih koncentrata odvijaju se u dve faze:
proizvodnja matičnih sokova (kao polufabrikanata) bistrenje i ugušćivanje matičnih sokova tj. proizvodnja bistrih koncentrata.
.
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
8
Blok šema tehnološkog postupka proizvodnje bistrog koncentrata borovnice
.
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
9
4.2.1. Proizvodnja matičnog soka
Proizvodnja matičnih sokova obuhvata sledeće faze i tehnološke operacije:
priprema sirovine (pranje, probiranje, sitnjenje) primarno toplotno tretiranje dobijene kaše depektinizacija kaše pre odvajanja soka (po potrebi) odvajanje soka ‐ primenom sile pritiska ‐ primenom centrifugalne sile ili primenom
protivstrujne ekstrakcije (difuzije) odzračivanje, pasterizacija i skladištenje matičnih sokova.
Priprema sirovine. Za preradu u kvalitetne bistre koncentrate dolaze u obzir samo tehnološki zrele, zdrave i nepokvarene sirovine. Nezrele, prezrele, bolesne, nagnjile, kao i one koje se nalaze u početnom vrenju treba prilikom rigoroznog probiranja i trijaže odbaciti.
Primarno toplotno tretiranje kaše. Primarno toplotno tretiranje kaše je jedna od najvažnijih tehnoloških operacija u pripremi sirovina za odvajanje soka koja ima za cilj da se inaktivišu prirodni enzimi (pre svega oksidativni i pektolitički) i unište svi nesporogeni mikroorganizmi i time spreči svako nepoželjno enzimatsko i mikrobiološko kvarenje sirovine tokom daljne prerade. Time se već na samom početku prerade fiksira traženi kvalitet, a sem toga usled povišene temperature pucaju ćelije, koje kod presovanja lakše otpuštaju sok, a time se postiže i bolja ekstrakcija bojenih i aromatičnih materija.
Prednosti primene cevnog izmenjivača toplote kod primarnog tretiranja usitnjenog voća (kaša) sastoji se u tome što se masa zagreva i hladi u jednom posve zatvorenom sistemu bez mogućnosti oksidacije. Kaša se zagreva na 50 do 60°C i tako pregrejana ulazi u sekciju za grejanje parom gde se kaša voća zagreva do 105°C pod pritiskom od četiri atmosfere, pa kod povišenih temperatura ne dolazi do vrenja soka, odnosno kaše. Na traženu temperaturu zagrejana kaša dolazi zatim u zonu održavanja tražene temperature kroz 10 do 30 sekundi, zavisno od vrste sirovine, a zatim kaša ulazi u zonu hlađenja gde se najpre protivstrujno hladi sveže dolazećom kašom, a zatim vodom. Primarno toplotno tretiranje vrši se na svim sirovinama, sem na jabuci.
Depektinizacija kaše pre odvajanja soka. Nakon sitnjenja i toplotnog tretiranja potrebno je sve vrste kaše sem kaše od jabuka podvrgnuti odgovarajućoj depektinizaciji, odnosno enzimatskom tretiranju koje ima za cilj da razgradnjom pektinskih materija snizi viskozitet kaše i omogući lakše presovanje, odnosno odvajanje soka nekim drugim postupkom. Time se ujedno povećava iskorišćenje na soku, a dobijeni matični sokovi - osobito jagodastog i bobičavog voća - odlikuju se intenzivnijom bojom i aromom.
Za depektinizaciju kaše koriste se tzv. separacioni pektolitički preparati koji omogućavaju optimalnu deesterifikaciju i dalekosežnu depolimerizaciju pektinlijazama ili pektintransaliminazama uz stvaranje nezasićene veze.
Pektolitički preparati dolaze u promet uglavnom u formi praha, ređe kao tečnost (koncentrat). Prema vrsti sirovine, stepenu zrelosti, vremenu depektinizacije, pH i temperaturi, dozira se 0,005 do 0,3%, tj. 0,5-3 kg preparata po toni kaše.
Depektinizacija se obavlja u stanicama za depektinizaciju, koje se sastoje od jednog manjeg suda, sa mešalicom, u kojem se rastvara, odnosno suspenduje pektolitički preparat i tri velika
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
10
rezervoara od nerđajućeg čelika sa ugrađenim mešalicama u koje dolazi kaša za depektinizaciju. Za optimalno delovanje enzima važno je uz optimalan pH (3,5-4) i optimalnu temperaturu (45-50°C), takođe pravilna raspodela enzima po substratu kako bi enzim delovao sa pektinskim molekulima u čitavoj kaši.
Nakon završene depektinizacije pumpa za guste mase tera depektiniziranu kašu u uređaje za izdvajanje soka (presu, dekanter ili neki drugi uređaj). Sok se odvaja iz kaše primenom sile pritiska, primenom centrifugalne sile i primenom protivstrujne ekstrakcije. Odvajanje soka iz prethodno toplotno tretirane i depektinizirane kaše je veoma važna tehnološka operacija u proizvodnji sokova i koncentrata, jer od nje zavisi ekonomičnost proizvodnje. Za odvajanje soka, se još od davnih vremena koristi sila pritiska. U novije vreme se koristi i centrifugalna sila za odvajanje soka primenom centrifugalnog dekantera. Postoje tri tipa presa primenom sile pritiska:
hidraulična presa vijčana presa horizontalna‐korb‐presa centrifugalni dekanter.
Grubo bistrenje dobijenog soka. Sok nakon dekantovanja može da sadrži 0,5-1% veoma fino suspendovanih čestica voćnog mesa, pa ga je potrebno bistriti centrifugiranjem. Za bistrenje sokova se najviše koriste centrifuge sa automatskim pražnjenjem kapaciteta 5-10 t soka/h. Centrifugalni sok se prihvata u rezervoar, a odatle pumpom upućuje na odzračivanje i pasterizaciju.
Prilikom sitnjenja, mešanja, presovanja, dekantiranja i centrifugiranja tretirana kaša, odnosno sok, se intenzivno mešaju sa vazduhom, što može biti uzrok enzimatskom i neenzimatskom potamnjivanju matičnih sokova, osobito ako se dobijeni matični sok ne odzrači.
Efikasno odzračivanje, tj. uklanjanje u soku inkorporiranih mehurića vazduha i time kiseonika, obavlja se na taj način što se sok pomoću pumpe tera u uređaj za odzračivanje. Efikasno odzračivanje se može postići samo u ispravno konstruisanim uređajima za odzračivanje, gde treba obratiti pažnju na:
potrebno je postići određene razlike u temperaturi i pritisku na ulazu i izlazu soka (kaše) iz deareatora.
pritisak na kojem se sok (kaša) ekspandira na ulazu u komoru ne sme odgovarati pritisku zasićenja za određenu temperaturu koja vlada u komori.
volumen komore za odzračivanje treba biti tako izračunat i rešen da oko 80% soka (kaše) bude odzračeno već prilikom ekspanzije, a ostatak 20% u donjem delu komore. Prema tome, vreme zadržavanja soka (kaše) u komori za odzračivanje ne sme trajati po čestici soka (kaše) više od 2 do 3 minuta.
Pasterizacija i skladištenje matičnih sokova. Pasterizacija matičnih sokova kao i ostalih (bistrih, mutnih, kašastih) odvija se u pločastim izmenjivačima toplote tzv. pločastim pasterizatorima. Pasterizovani i na normalnu temperaturu ohlađeni matični sok se obično odmah dalje prerađuje u koncentrat bistrenjem i ugušćivanjem.
U slučajevima kada to nije moguće, on se na odgovarajući način skladišti do daljne prerade. Matični sokovi se u daljnjoj preradi u bistre koncentrate skladište u prethodno sterilisanim
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
11
cisternama. .
4.2.2. Bistrenje matičnog soka
Koloidni sistem voćnog soka. Voćni sokovi nakon ceđenja predstavljaju polidisperzne sisteme. Disperziono sredstvo u njima predstavlja voda u kojoj su raspoređene čestice disperzione faze različite veličine. Grubo disperzione čestice predstavljaju delove biljnog tkiva. Količina i veličina ovih čestica zavisi od sirovine i primenjenog postupka sitnjenja i ceđenja. Ove čestice se nalaze u vidu suspenzije u voćnom soku i veoma su nestabilne, pa vrlo brzo može doći do njihovog taloženja. One se mogu izdvajati procesom sedimentacije ili se njihovo izdvajanje može ubrzati centrifugiranjem.
Za razliku od grubo disperzionih čestica, koloidno disperzne čestice, koje u voćnom soku čine polimerni makromolekuli pektina, skroba, proteina, bojenih materija i sl. teško se i sporo odvajaju. Koloidne čestice polimernih makromolekula na svojoj površini selektivno adsorbuju jone elektrolita iz rastvora, pri čemu se stvara jonski sloj koji im daje određeno naelektrisanje. Oni predstavljaju hidrofilne koloide. Adsorbovani vodeni sloj kao i njihovo površinsko naelektrisanje dovode do odbijanja ovih čestica, čime je sprečeno njihovo spontano taloženje. Stabilnost koloidnog sistema zavisi od:
1. veličine čestica disperzione faze (kod čestica manjih dimenzija sprečena je agregacija i taloženje usled intenzivnijeg Braunovog kretanja),
2. površinskog naelektrisanja (čestice sa istoimenim površinskim naelektrisanjem se međusobno odbijaju pa je sprečena njihova agregacija i taloženje),
3. hidratacionog površinskog sloja (čestice sa hidratacionim površinskim slojem ne mogu se približiti dovoljno kako bi došlo do njihove agregacije, pa ne dolazi do taloženja) i
4. reverzibilnosti koloida (peptizacijom reverzibilni ‐ povratni koloidi ponovo prelaze u koloidno stanje).
Pektini imaju značajnu ulogu u stabilizaciji koloidnog sistema. U voćnom soku oni se ponašaju kao zaštitni koloidi. Efikasnost njihovog dejstva zavisi od stepena esterifikacije, molekulske težine, gustine naelektrisanja i sl. Mehanizam njihovog dejstva kao stabilizatora koloidnog sistema, zasniva se na stvaranju zaštitnog omotača oko čestica suprotno naelektrisanih makromolekula ili u hemijskom vezivanju sa drugim makromolekulima u voćnom soku, pri čemu se grade amidne i estarske veze između karboksilnih grupa pektina i hidroksilnih i amino grupa drugih makromolekula.
Većina proteina koji ulaze u sastav voćnih sokova pripada grupi globulina. Globulini spadaju u hidrofilne koloide. Proteini su polimerni makromolekuli koji su sastavljeni od velikog broja monomernih jedinica aminokiselina koje su međusobno povezane peptidnom vezom. U kiseloj sredini, kao što je voćni sok, oni su pozitivno naelektrisani. Koloidni sistem proteina može biti ireverzibilno razoren procesom denaturacije, dejstvom povišene temperature, pored ostalog dolazi do dehidratacije pri čemu nastupa agregacija i taloženje. Promenom pH vrednosti sredine, menja se njihovo naelektrisanje, smanjuje rastvorljivost i dolazi do taloženja. Alkoholi vrše dehidrataciju globularnih proteina, pri čemu dolazi do agregacije i taloženja. Taninske i bojene materije grade nestabilne koloidne rasvore i lako se talože. Voćni sokovi imaju i osobine pravih - molekulskih rastvora. Molekuli i joni, kao što su šećeri, kiseline, mineralne soli i dr. predstavljaju rastvornu fazu u voćnom soku.
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
12
Bistrenje. Proces bistrenja je povezan sa destabilizacijom i razgradnjom koloidnog sistema voćnog soka. Pri tome se olakšava taloženje i filtriranje i obezbeđuje stabilnost soka u toku skladištenja. Bistrenjem treba da se obezbedi koagulacija ireverzibilnih koloida, a da u minimalnom stepenu utiče na reverzibilne hidrofilne koloide.
Za bistrenje se najčešće koriste:
1. pektolitički‐filtracioni enzimi, 2. tanin‐želatin, 3. bentonit, 4. munjevito zagrevanje i 5. smrzavanje.
Obrada voćnih sokova pektolitičkim enzimima obezbeđuje bistrenje sokova sa stabilnim koloidnim sistemom. Pektolitički preparati se sastoje od kompleksa pektolitičkih enzima koji omogućavaju razgradnju makromolekula pektina, pri čemu nastaju oligomerni, tri-, di- i mono galakturonska kiselina i metanol. Razgradnjom makromolekula pektina dolazi do promena u koloidnom sistemu soka. Isti gubi svojstva zaštitnog koloida, pri čemu dolazi do reakcija agregacije prisutnih makromolekula i njihovog taloženja. Najefikasnije dejstvo na proces bistrenja imaju endo depolimeraze, koje nasumice raskidaju α-1,4 glikozidne veze, pri čemu veoma brzo dovode do znatnih promena u viskozitetu voćnog soka.
Koloidno-hemijski postupci bistrenja voćnih sokova zasnovani su na principu dodavanja koloidnih rastvora koji neutrališu prirodne koloide i izazivaju njihovu agregaciju i taloženje. Bistrenje je moguće izvršiti i dodatkom jedinjenja koja se vezuju za koloidni sistem sokova pri čemu se grade u vodi nerastvorna jedinjenja ili prevode hidrofilni u hidrofobne koloide.
Tanin - želatin: Molekuli tanina se sastoje iz hidrofilnog glukoznog i hidrofobnog aromatičnog dela. Tanin prevodi hidrofilne koloide u hidrofobne, tako što formira hidrofobni sloj oko hidrofilnih koloida. Prilikom dodavanja rastvora tanina, koloidnim rastvorima koji sadrže pektine, hidrofilne grupe molekula tanina se usmereno vezuju za hidrofilni sloj pektina, tako da površina koloidnih čestica pektina postaje hidrofobna usled hidrofobnih grupa tanina. Ovaj postupak sam po sebi ne može izazvati koagulaciju koloidnih čestica, ali u svakom slučaju olakšava taloženje elektrolitima. Potrebna količina tanina za proces bistrenja se uvek nalazi u voćnom soku, pa se on veoma retko dodaje i to samo u slučaju kada voćni sok ne sadrži dovoljnu količinu tanina.
Želatin spada u grupu amfoternih proteina. U kiseloj sredini, kao što je voćni sok ponaša se kao elektropozitivan koloid. Prilikom dodavanja želatina, dolazi do neutralizacije negativno naelektrisanih koloida i pozitivno naelektrisanog želatina.
U toku bistrenja taninom i želatinom, prvo se dodaje, ako je potrebno, rastvor tanina, a nakon toga rastvor želatina. Ovakvim postupkom, prvo se hidrofilni koloidi prevode prevode u hidrofobne dejstvom tanina, a zatim se izaziva neutralizacija naelektrisanja negativnih koloida i obrazovanje nerastvornih jedinjenja sa rastvorom želatina. I tanin kao negativno naelektrisano jedinjenje u kiseloj sredini reaguje sa želatinom, pri čemu se stvara kompleks koji je nestabilan i taloži se. Prilikom njegovog taloženja on formira mrežu koja sa sobom povlači i ostale koloide koji uslovljavaju mutnoću. Prilikom bistrenja voćnih sokova taninom i želatinom treba voditi računa da se sok ne prebistri.
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
13
Bentonit: Bistrenje sokova se može vršiti i jedinjenjima koja imaju adsorpciona svojstva. Bentonit je hidratisani aluminijum silikat, Al2O3 x 4Si2O x H2O. Bentonit ima izrazitu sposobnost bubrenja u vodi pri čemu nastaje suspenzija koloidnog stepena disperzije. Koloidne čestice bentonita su vrlo porozne strukture, imaju veliku moć adsorpcije i naelektrisane su negativno. Negativno naelektrisane koloidne čestice bentonita neutrališu pozitivno naelektrisanje koloidnih čestica proteina, pri čemu dolazi do agregacije i taloženja visokomolekularne frakcije proteina. Takođe, dolazi i do spajanja čestica bentonita pri čemu nastali agredati postaju nestabilni i postepeno se talože. Pri tome, povlače prisutne koloidne čestice iz soka. Bentonit uklanja oksidacione enzime iz soka i na taj način sprečava nepoželjne oksidativne procese.
Sokovi se mogu bistriti termičkom koagulacijom, postupkom tzv. munjevitog zagrevanja. Dejstvom povišene temperature dolazi do denaturacije proteina. Molekuli denaturisanih proteina se međusobno spajaju, pri čemu se grade agregati koji su nestabilni i talože se. Denaturacijom proteina, dejstvom povišene temperature, pored ostalog dolazi do dehidratacije, pri čemu hidrofilni koloidni sistem proteina postaje hidrofoban.
Bistrenje sokova munjevitim zagrevanjem omogućava da se koagulisane čestice lako odvoje filtracije. Ovaj proces se obavlja na temperaturi 77-88°C, u trajanju od 0,25-3 minuta, uz primenu brzog hlađenja, i u odsustvu kiseonika kako bi se izbegli nepoželjni oksidativni procesi.
Smrzavanjem bistrih sokova olakšava se njihovo bistrenje iz razloga što niske temperature utiču na promene u strukturi koloidnih čestica. Nakon odmrzavanja stvara se amorfni talog koji se odvaja filtriranjem. .
4.2.3. Izdvajanje arome
Prilikom ugušćivanja sokova voća dolazi do gubitka na lako isparljivim sastojcima soka, pri čemu zajedno sa vodom isparuju pre svega one aromatične materije koje su odgovorne za aromatičan kompleks specifičan za sortu i vrstu sirovine iz koje je sok proizveden.
Da bi se sprečili navedeni gubici aromatičnih materija, pre ili za vreme ugušćivanja sokova koriste se specijalni uređaji za separiranje arome. Osnovne principe za separiranje (izdvajanje) arome postaviliu su 1946. Milleville, H.P. i Eskew R.K. koji su ustanovili da se voćna aroma može izdvojiti destilacijom vodenim parama, pri čemu su pojedine komponente stabilne u gasovitoj, kondenzovanoj i koncentrovanoj formi. Oni su ujedno konstruisali i prvi uređaj za separiranje voćnih aroma (uglavnom jabuke) pod normalnim pritiskom i kod povišenih temperatura. Njihov prototip uređaja za separiranje arome ostao je kao model za sve kasnije konstrukcije sličnih uređaja.
Sok podvrgnut dearomatizaciji kod visokih temperatura tamni i oksidiše, menja ukus i gubi svežinu. To osobito važi za termosenzibilne sokove jagodastog, bobičavog i citrusnog voća.
Šulc, D. i saradnici (1958) razradili su tehnološko-tehničke uslove za dearomatizaciju sokova pod vakuumom, dok su konstruktori fabrike ,,Jedinstvo” - Zagreb, konstruisali prve uređaje u Evropi, koji vrše dearomatizaciju sokova pod vakuumom. Ti uređaji su omogućili da se poveća stepen isparenja soka prilikom dearomatizacije i do 40%, a sam sok pod vakuumom nije izvrgnut štetnom uticaju povišenih temperatura (Šulc, 1963).
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
14
U cilju da spreče minimalni gubici na aromi preko vakuum pumpe prilikom dearomatizacije sokova pod vakuumom, stručnjaci fabrike ,,Jedinstvo”, konstruisali su novi tip vakuumsko - atmosferskog uređaja za separiranje voćnih aroma, koji sokove dearomatizuje pod vakuumom, a bridove pare, tj. aromu reaktificira i koncentriše pod normalnim pritiskom (Šulc, 1976). .
4.2.4. Koncentrisanje
Koncentrisanje u širem smislu predstavlja metodu konzervisanja tečnih namirnica kod koje se povećana održivost postiže uklanjanjem viška vode. Za manje kapacitete uparavanja koriste se jednostepeni „Luwa” tankoslojni filmski uparivači sa ugrađenom specijalnom mešalicom, koja omogućava dobijanje tankog filma 0,8mm i centrifugalni Alfa Laval (MFG) isparivači. Za veće kapacitete se koriste dvostepene isparne vakuum stanice gde se sok u formi padajućeg ili dižućeg filma, veoma brzo isparuje, a korišćenje sekundarnih (bridovih) para za grejanje, odnosno isparavanje soka u drugom isparnom telu znatno utiče na ekonomičnost procesa ugušćivanja.
Veoma ekonomični su pločasti isparivači, sa veoma kratkim vremenom zadržavanja soka u aparatu. Za ugušćivanje termosenzibilnih sokova dolaze u obzir samo uparivači koji rade na principu dizalice ,,toplote”, pa umesto sredstva za grejanje i sredstva za hlađenje koriste amonijak ili freon (Šulc, 1976). .
4.2.5. Pasterizacija bistrog koncentrata
Bistri koncentrati se mogu pasterizovati kako u cevnom tako i u pločastom pasterizatoru, dok je kašaste koncentrate bolje pasterizovati u cevnom pasterizatoru. Pasterizacija se obavlja kod bistrog koncentrata gde se pH kreće između 2,8 i 3,5 na 82-85°C u toku 30-40 s ili na 105°C kroz 20 s do jednog minuta. .
4.2.6. Ambalažiranje
Pasterizovani bistri koncentrati se vrući pune u limenke ili se pod sterilnim uslovima skladište u cisternama.
Bistri koncentrati namenjeni izvozu još vrući pune se u limenke od 5 kg, koje su propisno iz unutrašnje strane zaštićene lakom. Koncentrati se pune u limenke na liniji za punjenje.
Ukoliko se koncentrati tokom čitave godine prerađuju u razne druge proizvode, ili se izvoze u autocisterni kupca, onda se oni skladište u cisternama od nerđajućeg čelika, sadržaja obično oko 20 t (Šulc, 1976).
Od ambalažnih materijala koji služe za pakovanje voća, povrća i njihovih prerađevina upotrebljava se: drvo, tekstil (tkanina), papir, karton, celofan, staklo, kovine, plastične mase, laminati.
Ambalažni materijali moraju udovoljiti određenim zahtevima, a pre svega onim u pogledu mehaničke, hemijske, biološke, a u nekim slučajevima toplotne i optičke otpornosti (Lovrić,
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
15
Piližota, 1994). .
5. ZAKLJUČAK
Na osnovu svog bogatog hemijskog sastava borovnica predstavlja kvalitetnu voćnu vrstu i pruža velike mogućnosti prerade u prehrambenoj industriji. Ovo bobičavo voće je odlična sirovina za proizvodnju visokokvalitetnih proizvoda, jer kvalitet gotovog proizvoda, zavisi, prvenstveno od kvaliteta svežeg voća. Prerađevine voća, uključujući borovnicu, konzumiranjem u redovnoj ishrani jačaju otpornost organizma, omogućavaju izbacivanje štetnih materija i sprečavaju razvitak bolesti. .
6. LITERATURA
1. Bruneton J. 1995. Pharmacognosy, Phytochemistry, Medicinal Plants. Tec & Doc - Lavoisier, Paris. 2. Cabrita L. 1999. Analysis and stability of anthocyanins. [dissertation].University of Bergen, Department of Chemistry, Bergen. 3. Clifford MN. 2000. Anthocyanins - nature, occurrence and dietary burden. J Sci Food Agric 80: 1063-1072. 4. Francis FJ. 1989. Food colorants: anthocyanins. Crit Rev Food Sci Nutr 28: 273-314. 5. Kähkönen MP, Hopia AI, Heinonen M. 2001. Berry phenolics and their antioxidant activity. J. Agric Food Chem 49: 4076-4082. 6. Kähkönen MP, Heinämäki J, Ollilainen V, Heinonen M. 2003. Berry anthocyanins: Isolation, identification and antioxidant activities. J Sci Food Agric 83: 1403-1411. 7. Lovrić T., Piližota V., Konzervisanje i prerada voća i povrća, Nakladni zavod Globus, Zagreb, 1994. 8. Mratinić, E., Kojić, M., Samonikle vrste voćaka Srbije, Institut za istraživanja u poljoprivredi, Beograd, 1998. 9. Niketić-Aleksić Gordana, Tehnologija voća i povrća, Poljoprivredni fakultet, Beograd, 1982. 10. Prior RL, Cao G, Martin A, Sofic E, McEwen J, O’Brien C, Lischner N, Ehlenfeldt M, Kalt W, Krewer G, Mainland CM. 1998. Antioxidant capacity as influenced by total phenol and anthocyanin content, maturity, and variety of Vaccinium species. J Agric Food Chem 46: 2686-2693. 11. Rein, M. J. 2005. Copigmentation reactions and color stability of berry anthocyanins (dissertation). EKT series 1331. University of Helsinki, Department of Applied Chemistry and Microbiology. 88 + 34 pp. 12. Rossi A, Serraino I, Dugo P, Di Paola R, Mondello L, Genovese T, Morabito D, Dugo G, Sautebin L, Caputi AP, Cuzzocrea S. 2003. Protective effects of anthocyanins from blackberry in a rat model of acute lung inflammation. Free Radic Res 37: 891-900. 13. Šulc D., Ćirić D., Vujičić B., Bardić Ž., Curaković M., Gvozdenović J., Tehnologija proizvodnje bistrih i kašastih koncentrata od voća i povrća, Tehnološki fakultet, Novi Sad, 1976. 14. Viljanen K, Kivikari R, Heinonen M. 2004. Protein-lipid interactions during liposome oxidation with added anthocyanin and other phenolic compounds. J Agric Food Chem 52: 1104-1111. 15. Vračar, Lj., Priručnik za kontrolu kvaliteta svežeg i prerađenog voća, povrća i pečurki i bezalkoholnih pića, Tehnološki fakultet, Novi Sad, 2001.
www.tehn
ologij
ahran
e.com
www.tehnologijahrane.com
Sva prava zadržana
16
Literatura
1. Pasulj i boranija: Jovan Todorović, Mirjana Vasić, Vida Todorović, Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad, 2008.
2. Tehnologija voća i povrća ‐ I dio, Midhat Jašić, Univerzitet u Tuzli, Tuzla, strana 379, 2007. 3. Fiziologija i tehnologija čuvanja povrća i voća: Zoran Ilić, Elazar Fallik, Mihal Đurovka, Đorđi
Martinovski, Radmila Trajković, Autori (011/2473‐723, 063/80‐14‐966), strana 330, 2007. 4. Priručnik za kontrolu kvaliteta svežeg i prerađenog voća, povrća i pečurki i osvežavajućih
bezalkoholnih pića, Ljubo O. Vračar, Tehnološki fakultet, Novi Sad, 2001. 5. Proizvodnja i prerada paprike, Vladan Marković, Ljubo Vračar, Feljton, Novi Sad, 1998. 6. Samonikle vrste voćaka Srbije: Evica Mratinić, Momčilo Kojić, Institut za istraživanja u
poljoprivredi, Beograd, 1998. 7. Tehnologija sušenja šljiva i prerada i pakovanje suvih šljiva, Marković, V., Zajednica za voće i
povrće, Beograd, Institut za istraživanja u poljoprivredi »Srbija«, Beograd, 1995. 8. Krompir, Miroslav Jakovljević, Nolit, Beograd, strana 251, 1995. 9. Konzerviranje i prerada voća i povrća, Tomislav Lovrić, Vlasta Piližota, Nakladni zavod Globus,
Zagreb, strana 243, 1994. 10. Tehnologija bezalkoholnih pića, Niketić‐Aleksić G., Naučna knjiga, Beograd, 1989. 11. Suva šljiva: sušenje, skladištenje, prerada i pakovanje, Vojislav Marković, Phipo, Šabac,
strana 163, 1986. 12. Tehnologija voća i povrća, Niketić‐Aleksić G., Poljoprivredni fakultet, Beograd, 1982. 13. Priručnik za industrijsku preradu voća i povrća, Niketić‐Aleksić, G.; Vereš, M., Zlatković, B.,
Rašković, V., Poljoprivredni fakultet, Beograd, 1989 14. Tehnologija proizvodnje bistrih i kašastih koncentrata od voća i povrća, Šulc, D., Ćirić, D.,
Vujičić B., Bardić, Ž., Curaković, M., Gvozdenović, J., Tehnološki fakultet, Novi Sad, 1976 15. Priručnik za kontrolu kvaliteta sirovina i proizvoda od voća i povrća, Ćirić, D.; Vujičić, B.;
Bardić, Ž., Tehnološki fakultet, Novi Sad, 1975. 16. Konzervisanje i prerada povrća, Vlastimir Crnčević, Naučna knjiga, strana 355, 1951. 17. Prerada voća, Udžbenik za voćarsko‐vinogradarske tehnike, Vladislav Crnčević,
Poljoprivredno izdavačko preduzeće, Beograd, strana 344, 1948.
www.tehn
ologij
ahran
e.com
