Skripta Laboratorijske Vežbe_Voće

  • View
    577

  • Download
    34

Embed Size (px)

Text of Skripta Laboratorijske Vežbe_Voće

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    1/66

    TEHNOLOKI FAKULTET

    Tehnologija proizvoda od voa i povra

    Tehnologija vonih sokova i koncentrata

    LABORATORIJSKE VEBESKRIPTA

    Novi Sad, 2014

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    2/66

    SADRAJ

    PEKTINSKE MATERIJE I ENZIMSKA RAZGRADNJA PEKTINSKIH MATERIJA ................................................................. 4

    UVOD............................................................................................................................................................................ 4

    PEKTINSKE MATERIJE........................................................................................................................................................ 5

    Protopektin ............................................................................................................................................................. 5

    Pektininske kiseline ................................................................................................................................................. 5

    Pektinske kiseline .................................................................................................................................................... 6

    PEKTINSKI PREPARATI ....................................................................................................................................................... 7

    Stepen eliranja pektinskog preparata................................................................................................................... 8

    Brzina eliranja pektinskog preparata .................................................................................................................... 9

    PEKTOLITIKI ENZIMI ...................................................................................................................................................... 10

    Depolimerizacioni enzimi ...................................................................................................................................... 11

    Deesterifikacioni enzimi........................................................................................................................................ 12

    DEPEKTINIZACIJA........................................................................................................................................................... 13

    PEKTOLITIKI PREPARATI.................................................................................................................................................. 13

    Separacioni pektolitiki preparati......................................................................................................................... 13

    Maceracioni pektolitiki preparati....................................................................................................................... 14

    Ostali enzimi koji se koriste u pektolitikim preparatima..................................................................................... 15

    LITERATURA.................................................................................................................................................................. 15

    PROIZVODNJA BISTROG SOKA................................................................................................................................ 17

    UVOD.......................................................................................................................................................................... 17

    IZBOR SIROVINE............................................................................................................................................................. 20

    TEHNOLOKA EMA PROIZVODNJE BISTROG SOKA................................................................................................................. 17

    BERBA......................................................................................................................................................................... 20

    PRIJEM SIROVINE........................................................................................................................................................... 20

    PRIPREMA SIROVINE............................................................................................................ERROR!BOOKMARK NOT DEFINED.

    Pranje ................................................................................................................................................................... 21

    Inspekcija .............................................................................................................................................................. 22

    Sitnjenje ................................................................................................................................................................ 22

    PROIZVODNJA SOKA....................................................................................................................................................... 22

    Primarni termiki tretman.................................................................................................................................... 22

    Depektinizacija kae............................................................................................................................................. 23Presovanje ............................................................................................................................................................ 24

    Grubo ienje soka.............................................................................................................................................. 28

    TERMIKA OBRADA MATINOG SOKA................................................................................................................................. 29

    BISTRENJE.................................................................................................................................................................... 30

    Depektinizacija matinog soka............................................................................................................................. 30

    Fiziko-hemijsko bistrenje (taloenje)................................................................................................................... 31

    Filtracija ................................................................................................................................................................ 31

    FINALIZACIJA SOKA......................................................................................................................................................... 33

    Korekcija ............................................................................................................................................................... 33

    Deaeracija ............................................................................................................................................................ 34

    PASTERIZACIJA .............................................................................................................................................................. 35

    PUNJENJE..................................................................................................................................................................... 36

    LITERATURA.................................................................................................................................................................. 37

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    3/66

    TEHNOLOGIJA PROIZVODA OD VOA I POVRA..................................................................................................... 39

    VEBA 1-ODREIVANJE PEKTINA UFORMI CA-PEKTATA....................................................................................................... 40

    VEBA 1-ODREIVANJE SADRAJA ISPARLJIVIH KISELINA U PROIZVODIMA OD VOA I POVRA....................................................... 40

    VEBA 2-ODREIVANJE FRAKCIJA PEKTINSKIH MATERIJA KARBAZOLNOM METODOM........................................................ .......... 42

    VEBA 3-ODREIVANJE STEPENA ELIRANJA PEKTINSKIH PREPARATA...................................................................................... 44

    VEBA 3-BRZINA ELIRANJA PEKTINSKOG PREPARATA.......................................................................................................... 45

    VEBA 4-ODREIVANJE SADRAJA MATERIJA NERASTVORLJIVIH U ALKOHOLU........................................................................... 46VEBA 4-GVAJAKOLNA PROBA........................................................................................................................................ 46

    VEBA 5-MO BUBRENJA SUENOG VOA I POVRA......................................................... ................................................... 47

    VEBA 5-BOJA MLEVENE ZAINSKEPAPRIKE -ASTA20 ....................................................................................................... 48

    VEBA 6-ODREIVANJE SADRAJA NA-BENZOATA............................................................ ................................................... 49

    TEHNOLOGIJA SOKOVA .......................................................................................................................................... 51

    VEBA 1-PROIZVODNJA SOKA......................................................................................................................................... 52

    VEBA 2-ODREIVANJE OPTIMALNEKONCENTRACIJE PEKTOLITIKIH PREPARATA (DEPEKTINIZACIJA) ............................................. 53

    VEBA 3-ODREIVANJE SADRAJA SORBINSKE KISELINE........................................................................................................ 55

    VEBA 4-ODREIVANJE SADRAJA ALKOHOLA U VONIM SOKOVIMA...................................................................................... 58

    KONTROLA KVALITETA ........................................................................................................................................... 60

    ODREIVANJE DIREKTNO REDUKUJUIH I UKUPNIH EERA LUFF-OVIM RASTVOROM................................................................... 61

    ODREIVANJE TITRACIONOG ACIDITETA UKUPNE KISELOSTI............................................................. ........................................ 65

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    4/66

    PEKTINSKE MATERIJE I ENZIMSKA RAZGRADNJA PEKTINSKIH MATERIJA

    Uvod

    Pektinske materije su heteropolisaharidni polimeri, koloidne prirode, ija je osnovna gradivn a jedinica

    glukozidnim vezama za galakturonsku kiselinu.

    Karboksilne grupe galakturonske kiseline su delimino esterifikovane metanolom ili slobodne, odnosno

    delimino ili potpuno neutralisane jednom ili vie baza. Sekundarne alkoholne grupe mogu biti parcijalno

    acetilovane.

    Pored galakturonske kiseline i ramnoze u molekulu pektinskih materija nalaze se i neutralni eeri, kao

    to su arabinoza, galaktoza i ksiloza u bonim lancima. Karakteristike sastava (vrsta i poloaj neutralnih

    eera, boni lanci, stepen esterifikacije, molekulska masa) zavise od sirovine i stepena zrelosti.

    Slika 1. Ramnogalakturonski lanac pektinskih materija

    Pektinske materije se nalaze iroko rasprostranjene u vou i povru i to preteno u sredinjoj lameli biljnih

    elija (slika 2), a manje u elijskom zidu. Osnovni tip elija kod voa i povra su parenhimske elije, koje su

    meusobno povezane sredinjom lamelom. elijski zid parenhimskih elija je celuloznog karaktera, a elijske

    lamele su sastavljene od celuloze i pektinskih materija. Starenjem dolazi do lignifikacije elijskih lamela.

    Osnovna funkcija pektinskih materija je da zajedno sa celulozom, hemicelulozom i ligninom daju vrstinu

    biljnom tkivu.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    5/66

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    6/66

    Visokoesterifikovani pektini se po osobinama eliranja dele na brzo-elirajue (rapid set) sa DE 50-85% i

    sporoelirajue (slow set) sa DE 35-50% (slika 3).

    Stepen esterifikacije (DE) predstavlja broj karboksilnih grupa esterifikovanih sa metanolom prema

    ukupnom broju jedinica galakturonske kiseline, izraen kao procenat. Rauna se prema formuli , odnosno

    maseni sadraj metoksilnih grupa prema formuli . U prirodi potpuno esterifikovanih pektina (DE=100%)

    nema i kao gornja granica DE uzima se oko 85%.

    Slika 4. Podela pektinskih materija prema %OCH3 i DE

    Pektinske kiseline

    Pektinske kiseline su deesterifikovane pektininske kiseline i ne poseduju svojstvo eliranja. Sa metalima

    grade soli pektate.

    Slika 5. Pektinska kiselina

    Sadraj pektinskih materija u sveem vou prikazan je u tabeli 1. Sadraj pektinskih materija je znaajan za

    one vrste voa koje se prerauju u elirane proizvode kao i za proizvodnju kaastih sokova.

    Tabela 1. Sadraj pektina u sirovinama (Crnevi, 1951; Niketi-Aleksi, 1982; Vraar, 2001)

    Sirovina Ca-pektat, %Pektininska kiselina,

    %AUA

    Pektinska kiselina,

    %AUAProtopektin, %AUA

    Jagoda 0,4 - 0,5 0,25 0,04 0,05

    Malina 0,5 0,36 0,07 0,11

    Kupina 0,4 - 0,6 0,30 0,12 0,22

    Ribizle 0,4 - 0,5

    Borovnica 0,3 - 0,7 0,13 0,05 0,06

    Groe 0,2 - 0,4 0,16 0,03 0,01

    Ogrozd 0,4 - 0,6

    Vinja 0,3 - 0,6 0,03 0,30 0,22

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    7/66

    Trenja 0,6 - 1,7

    ljiva 0,6 - 0,9 0,50 0,03 0,24

    Kajsija 0,6 0,40 0,04 0,13

    Breskva 0,5 - 0,9 0,31 - 0,72 0,02 - 0,09 0,12 - 0,14

    Jabuka 0,4 - 3,2 0,09 0,06 0,18

    Kruka 0,3 -3,8

    Dunja 0,9

    ipak 1,6 - 3,4

    AUA: anhidrogalakturonska kiselina

    Pektinski preparati

    Osnovno svojstvo pektina zbog koga je on naao iroku primenu u industriji voa i povra je sposobnost

    stvaranja elea. Sam pojam pektin potie od grke rei pektos to znai gel, pihtija.

    Pektin se koristi kao sredstvo za eliranje u proizvodnji vonih elea, demova, marmelada i slinih

    proizvoda. Zavisno od osobina koje posjeduju, pre svega stepena esterifikacije i opsega pH na kojem

    optimalno deluju, razliiti pektinski preparati imaju specifinu primenu u prehrambenoj industriji (tabela 2).

    Tabela 2. Podela pektinskih preparata prema nameni (www.herbstreith-fox.de)

    Vrsta DE % pH SMR % Proizvod

    Extra rapid set -jabuni 7277 2,83,3 5560 Demovi, marmelade, elei

    Extra rapid set jabuno citrusni 77 3,0 - 3,3 55 -

    Rapid set - jabuni 7072 2,83,2 58Demovi, marmelade vrsta struktura,sredstva za eliranje u domainstvu

    Rapid set - citrusni 6872 2,93,3 58 -

    Rapid set -jabuno citrusni 7276 3,03,3 58 -

    Medium rapid set -jabuni 5964 2,83,2 5870Demovi, marmelade staklenke vee,

    voni namazi; gel gladak i vrstMedium rapid set - citrusni 6575 2,93,3 - -

    Medium rapid set -jabuno citrusni 6572 2,83,3 - -

    Slow set 5664 2,83,2 > 60Demovi, marmelade mazivekonzistencije, elei

    Extra slow set - puferisani jabuni > 50 3,33,7 7278 elei, punila za kolae

    Extra slow set - citrusni 5662 2,93,3 58 -

    Pektin za konditorsku industriju - citrusni 54- 58 2,83,2 > 58 Vone ele bombone

    Amidirani, DA 812% 3238 3,03,5 55Demovi, elei, marmelade sa niskimsadrajem eera ili bez eera, prelivi.

    Osnovni parametri kvaliteta koje pektinski preparat mora da zadovolji (tabela 3) da bi se mogao koristi

    kao sredstvo za eliranje dati su u Pravilniku o kvalitetu proizvoda od voa, povra, peurki i pektinskih

    preparata (slubeni list SFRJ, broj 1/1979).

    Tabela 3. Osnovni parametri kvaliteta pektin ektrakta i pektina u prahu (ulc i sar., 1976)

    Kvalitet Pektin ekstrakt Pektin u prahu

    Voda (%) 90-92 6-8

    Pepeo (%) 1-4 0,5-3,0

    isti pektin 25-30 70-75

    Mrel 120.000-180.000 150.000-200.000

    DE 50-80 50-80

    o 80-120 150-250

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    8/66

    Pektinski preparati se koriste u obliku pektina u prahu, pektin hidrolizata i pektin ekstrakta. Pektinski

    ekstrakt se dobija koncentrisanjem pektin hidrolizata u vakuumu a pektin u prahu suenjem pektin hidrolizata

    u vakuum suarama.

    Stepen eliranja pektinskog preparata

    Potrebna koliina pektina za formiranje elea standardne vrstine se izraunava na osnovu stepena

    eliranja. Prema definiciji stepen eliranja predstavlja masu eera koju moe da vee 1 g pektina formirajuiele standardne vrstoe. Na primer, ako je 1 g pektina u stanju da elira 60 g eera, onda se jaina takvog

    pektina oznaava sa 60o.

    to je stepen eliranja vei, to se pektin smatra kvalitetnijim, jer se sa manjom koliinom moe postii

    eljeni stepen eliranja (obino varira od 50 do 250). Zbog ovoga je stepen eliranja znaajan pokazatelj

    kvaliteta pektina i odreuje mu komercijalnu vrednost.

    Pektini se, zbog velikog broja karboksilnih i hidroksilnih grupa, ponaaju kao hidrofilni , reverzibilni koloidi,

    koji promenom elektrinog naboja molekula prelaze iz sol u gel modifikaciju. U sol stanju molekuli pektina su

    hidratisani i pokretljivi (karboksilne grupe su negativno naelektrisane), a u gel stanju dehidratisani i

    imobilisani (karboksilne grupe su nedisosovane). Najee se pektinske materije veu izmeu sebe

    vodoninim vezama. Pored njih lanci pektina se meusobno mogu povezati i jonskim i kovalentnim vezama.

    Ako su pektini vezani slabim vodoninim vezama oni mogu graditi reverzibilne gelove, dok u sluaju jonskih i

    kovalentnih veza nastaju ireverzibilni gelovi.

    Sposobnost eliranja pektinskih materija uglavnom zavisi od molekulske mase i stepena esterifikacije.

    Molekulska masa pektina se kree od 100.000 - 300.000 (Crnevi, 1951). Sa porastom stepena

    polimerizacije, tj. molekulske mase, sve vie su izraena koloidna svojstva pektina, a i sposobnost eliranja.

    Pektininske kiseline molekulske mase manje od 100.000 ne mogu da eliraju, pod standardnim uslovima i to

    su u stvari pektininske kiseline nieg stepena polimerizacije. Sa porastom stepena esterifikacije raste

    rastvorljivost pektina u vodi, brzina eliranja i tolerancija pektina prema eeru.

    Disosovane slobodne karboksilne grupe ometaju proces eliranja pektina jer se meusobnoodbijaju zbogistoimenih naelektrisanja. Zbog ovoga je spreeno grupisanje i asocijacija molekula pektina. Takoe,

    hidratacija hidroksilnih grupa i negativno naelektrisanih karboksilnih grupa, ometa stvaranje gela.

    Hidratacijom hidroksilnih i karboksilnih grupa pektina ometa se njihova meusobno privlaenje i na taj nain

    spreava stvaranje gela. Disocijacija karboksilnih grupa i hidratacija hidroksilnih grupa stabilizuju sol

    modifikaciju pektina.

    Da bi se dobio stabilan i vrst ele potrebno je spreiti elektrostatsko odbijanje izmeu molekula,

    smanjenjem disocijacije karboksilnih grupa. To se postie dodatkom 0,2-0,35% vinske ili limunske kiseline, tj.

    smanjenjem pH na optimum. Takoe je potrebno dodati odgovarajuu koliinu eera, kako bi se spreila

    hidratacija i omoguilo stvaranje vodoninih mostova izmeu hidroksilnih grupa susednih molekula. Kada se

    postigne optimalna dehidratacija i optimalan pH, nastupa eliranje, tj. obrazovanje fine trodimenzionalnemreice, koja imobilie tenost ili vonu masu, stvarajui ele.

    Potrebna koliina eera zavisi od stepena esterifikacije pektina. Niskoesterifikovani pektini eliraju sa

    daleko manjom koliinom eera (20-30%) nego visokoesterifikovani (preko 50%), ali je za eliranje

    neophodno prisustvo kalcijumovih jona (60 mg/g pektina) (Jai, 2007).

    Temperatura je takoe znaajan faktor u procesu eliranja. Sniavanjem temperature smanjuje se

    kinetika energija molekula i raste njihova sposobnost stvaranja gela. Za svaki pektin postoji temperatura

    iznad koje nikada nee elirati, bez obzira na ispunjenje svih ostalih uslova. to je stepen esterifikacije pektina

    vei, to je via temperatura na kojoj jo uvek moe elirati. Ekstremno visokoesterifikovanih pektini eliraju na

    90C a manje esterifikovani na 60C. Temperatura eliranja, pored stepena esterifikacije, zavisi i od sadraja

    eera u proizvodu i pH.

    U prehrambenoj industriji se koriste i amidirani pektini sa stepenom esterifikacije manjim od 50% i

    stepenom amidacije maksimalno 25%.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    9/66

    Slika 6. Nastajanje amidiranih pektina

    U proizvodnji eliranih proizvoda, za postizanje standardne vrstoe koriste se pektinski preparati u

    obliku: pektina u prahu, pektin hidrolizata i pektin ekstrakta.

    Pektin u prahu je proizvod koji se dobija suenjem pektinskog hidrolizata u vakuum sunicama tj. na niim

    temperaturama.

    Pektin hidrolizat je poluprodukt koji se dobija hidrolizom i ekstrakcijom pektinskih sirovina (jabunih

    tropina, albeda citrusa) i ima 2% suvih materija. Retko se upotrebljava bez prethodnog koncentrisanja.

    Pektin ekstrakt je gotov proizvod, koji se dobija koncentrisanjem pektinskog hidrolizata u vakuumu, na

    temperaturi do 70C. Na viim temperaturama postoji mogunost razgradnje pektina. Pektinski ekstrakt

    koncentrie se najvie do 10% suvih materija, jer pri veim koncentrisanjima dolazi do razgradnje pektina ipreparat se teko rastvara.

    Slika 7. Obrazovanje gela visokoesterifikovanog pektina

    (Sriamornsak, 2003)Slika 8. Obrazovanje gela niskoesterifikovanog pektina

    (Sriamornsak, 2003)

    Brzina eliranja pektinskog preparata

    Brzina eliranja predstavlja vreme potrebno za stvaranje gela standardne vrstine, na odreenoj

    temperaturi. Zavisno od stepena esterifikacije pektini se dele na brzo elirajue (sa stepenom esterifikacije

    50-85%) i sporo elirajue (35-50%).

    Kod brzo elirajuih pektina vrstoa elea je velika. Sa opadanjem stepena esterifikacije opada i brzina

    eliranja a geli su slabije vrstoe. Smanjena brzinaeliranja rezultat je poveanog negativnog naelektrisanja

    usled poveanja broja karboksilnih grupa a vrstina opada, poto ispod 50% DE u stvaranju elea vie

    uestvuju dvovalenti joni (jonske veze) u odnosu na eer.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    10/66

    Brzina eliranja zavisi takoe i od temperature. Postoji optimalna temperatura na kojoj odreeni pektin,

    pod ostalim optimalnim uslovima, najbre elira. To je veoma vano u proizvodnji, jer na visokim

    temperaturama moe da ne doe do eliranja, s obzirom da se pektini razgrade i vie ne postoji mogunost za

    stvaranje elea.

    Brzo elirajui pektini, pod definisanim uslovima, mogu elirati za 10 min na 90C a za sporo elirajui za

    20 min na 65C (Crnevi, 1951).

    Pektolitiki enzimi

    Pektilitiki enzimi se mogu podeliti na depolimerirazcione i deesterifikacione. Depolimerizacioni enzimi

    katalizuju cepanje lanca pekina, dok deesterifikacioni katalizuju odcepljivanje estarskih grupa sa molekula

    pektina.

    U razgradnji pektina uestvuje veliki broj enzima koji se mogu podeliti na one koji deluju na homogenom

    delu pektina, koji se sastoji od lanca galaturonske kiseline (na slici 9 prikazan crvenom bojom) i one koji

    deluju na heterogenom delu pektinskog molekula koji pored galakturonske kiseline sadri i ramnozu i bone

    lance (prikazan crvenom bojom na slici 9).

    Slika 9. Enzimatska razgradnja pektina (DSM Nutritional Products, 2009)

    Pektolitikih enzimi mogu se klasifikovati na osnovu naina delovanja i supstrata na koji deluju (tabela 4).

    Enzimi se takoe mogu deliti i prema optimalnim pH vrednostima, inhibiciji ili aktivaciji sa katjonima,

    stabilnosti i kod egzo-enzima prema napadu sa neredukujueg ili redukujueg kraja lanca.

    Tabela 4. Klasifikacija pektolitikih enzima (Yadav i sar., 2009)

    Tip E.C.br. SupstratNaindelovanja

    Proizvod

    Esteraze PME 3.1.1.11 Pektin Hidroliza

    Pektinska

    kiselina +

    metanol

    PAE 3.1.1.6 Pektin HidrolizaPektinska

    kiselina + etanol

    Depolimeraze Hidrolaze Endo PG 3.2.1.15Pektinska

    kiselinaHidroliza Oligogalakturonati

    Egzo PG 3.2.1.67Pektinska

    kiselinaHidroliza Monogalakturonati

    Liaze Endo PAL 4.2.2.2Pektinska

    kiselinaTranseliminacija

    Nezasienioligogalakturonati

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    11/66

    Egzo PAL 4.2.2.9Pektinska

    kiselinaTranseliminacija

    Nezasienidigalakturonati

    Endo PL 4.2.2.10 Pektin TranseliminacijaNezasienimetiloligogalakturonati

    PMEpektin metil esteraza; PAE pektin acetil esteraza; PG - poligalakturonaza; PAL - pektat liaza; PL

    pektin liaza. Prefiksi endo i egzo - oznaavaju statistiki (sluajni) ili terminalni napad.

    Depolimerizacioni enzimi

    Endo-poligalakturonaza

    Endo- -1,4 galakturonidnu vezu u pektinskoj kiselini, nasumice,

    tako da proizvodi seriju oligogalakturonida. Endo-poligalakturonaze cepaju samo galakturonidne veze koje se

    nalaze pored slobodne karboksilne grupe, pa sa porastom stepena esterifikacije rapidno opada aktivnost

    (Schobinger, 2001).

    Endo-PG je najrasprostranjenija pektin-depolimeraza. Nalazi se u plodovima, stablu i liu mnogih viih

    biljaka, a proizvode je i razni mikroorganizmi, biljne patogene i saprofite gljivice (Aspergillus, Penicillium,

    Monilia, Geotrichum, Rhizopus, Sclerotinia i Coniothvrium). To je jedina pektin-depolimeraza, koju proizvode

    kvasci, a Erwinia carotovora i Pseudomonas marginalis su dve od nekoliko bakterija koje proizvode ovajenzim.

    Optimalni pH za delovanje endo-poligalakturonaze sa pektinskom kiselinom kao supstratom je izmeu

    3,5-5,6 i vrlo je uniforman, ak i kad se radi sa enzimima razliitog porekla. Ako se kao supstrat koriste

    oligomeri, optimum pH za endo-PG je esto nii. Temperaturni optimum joj je izmeu 40-45oC.

    Glavni krajnji produkti hidrolize uslovljene katalizom sa endo-PG su mono i digalakturonske kiseline, ali se

    mogu nai i neki vii oligomeri.

    Slika 10. Delovanje poligalakuronaze (Lamikanra, 2002)

    Egzo-poligalaturonaza

    Egzo-poligalaturonaza (3.2.1.67) hidrolizuje -1,4-galakturonidne veze u pektinskoj kiselini, terminalnim

    napadom na supstrat. Egzo-PG je znatno rea u prirodi od endo-PG.

    Egzo-PG nalazi se u mrkvi, kao jedina pektin depolimeraza, zatim u mnogima fungama (Aspergillus niger,

    Coniothyrium diplodielle, Rhizopus tritici itd).

    Optimalni pH za delovanje egzo-PG se kree izmeu 4,0-5,6 osim enzima iz Erwinia aroideae, koji ima pH

    optimum 7,5. Sa izuzetkom enzima iz Erwinia aroideae koji kao krajnji produkt daje digalakturonsku kiselinu,sve poznate egzo-PG iz pektinske kiseline proizvode samo galakturonsku kiselinu.

    Endo-pektat liaze

    Endo- -1,4-galakturonidne veze u pektinskoj kiselini, nasumice,

    transeliminativnim mehanizmom tako da daju seriju C4-C5 nezasienih oligogalakturonida (slika 11).

    Endo-pektat liazu proizvode pektolitike bakterije i ona je glavna bakterijska depolimeraza. Endo-pektat

    liaza je pronaena kod Aeromonas liquefacions, Erwinia carotovorae i Erwinia aroideae.

    Sve endo-pektat liaze imaju potrebu sa nekim dvovalentnim katjonima, od kojih su najefikasniji joni

    kalcijuma i magnezijuma. Endo-pektat liaze imaju optimalnu pH vrednost izmeu 8,0 - 9,5 i zato su od manjeg

    interesa za proizvodnju sokova (Schobinger, 2001).

    Glavni krajnji produkt veine endo-pektat liaza je nezasiena digalakturonska kiselina, a mogu se nai inezasiene trigalakturonske kiseline i nezasieni monomer. Sa neredukujueg kraja pektatnog molekula mogu

    da se dobiju i manje koliine zasiene monogalakturonske i digalakturonske kiseline.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    12/66

    Slika 11. Delovanje pektat liaze (Lamikanra, 2002)

    Egzo-pektat liazeEgzo- -1,4-galakturonidne veze u pektinskoj kiselini

    transeliminativnim mehanizmom, termalnim napadom. Egzo-pektat liaza takoe zahteva prisustvo

    dvovalentnih katjona - naroito kalcijuma. Optimum pH za egzo-pektat liazu je izmeu 8,0-8,5 a kao krajnje

    produkte daje nezasienu digalakturonsku kiselinu.

    Endo-pektin liaze

    Endo-pektin liaze (4.2.2.10) transeliminativnim -1,4 veze u

    garakturonskim lancima, koji su delimino ili potpuno esterifikovani. Ova grupa enzima razgrauje visoko i

    potpuno esterifikovani pektin, a pektate obino ne napada. Liaza niskog metoksila moe da napada i pektate i

    pektine nieg stepena esterifikacije. Pektin liaze cepaju se pre svega one galakturonidne veze, koje se nalaze

    pored metil-ester grupe. Otuda je stepen delovanja enzima visok samo kod visokoesterifikovanih pektina, kao

    to je to sluaj kod soka jabuke(Schobinger, 2001).

    Pektin liaze su fungalnog porekla.

    Za razliku od pektat liaza, pektin liaze nemaju potrebu za kalcijumovim jonom, mada ih oni mogu

    stimulisati, zavisno od pH vrednosti reakcione sredine i stepena esterifikacije supstrata. Pektin liaze imaju pH

    optimum izmeu 5,1-6,3 (ulc, 1976).

    Potpuno esterifikovani pektin (95%) endo-pektin liaza razgrauje do serije nezasienih metilovanih

    oligogalakturonida od kojih su najvie zastupljeni tri-, tetra- i pentameri. Endo-pektin liaza se inhibira svojim

    nezasienim produktima.

    Slika 12. Delovanje pektin liaze (Lamikanra, 2002)

    Deesterifikacioni enzimi

    Deesterifikacioni enzim (3.1.1.11) je specifina pektin metil esteraza (PME), koja katalizuje cepanje metil

    estarskih grupa u pektininskim kiselinama, pri emu nastaju niskoesterifikovane pektininske kiseline (stepen

    esterifikacije 5 do 10%) ili pektinske kiseline (Schobinger, 2001). PME je veoma specifian enzim i deluje samona esterifikovane grupe pektininskih kiselina.

    Pektin metil esteraza se nalazi u korenu, stablu, liu i plodovima mnogih viih biljaka (perunu, crnim

    ribizlama, mrkvi, vinjama, flavedu i albedu citrusa, krompiru, paradajzu), a takoe je proizvode i mnogi

    mikroorganizmi. Kod viih biljaka PME je apsorbovana na elijske komponente, nerastvorljive u vodi. PME se

    nalazi u mnogim komercijalnim pektolitikim preparatima fungalnog porekla.

    PME se inhibiraju niskoesterifikovanim pektinima odnosno pektinskom kiselinom. Pektin esteraza iz

    mikroorganizama je mnogo otpornija na hemijsku inaktivaciju nego PME iz viih biljaka. Optimalna pH

    vrednost delovanja PME paradajza i narande je oko 7,5. PME iz plesni ima pH optimum izmeu 4,5 -5,0.

    Dodatak neutralnih soli poveava aktivnost enzima, naroito blizu pH optimuma (ulc, 1976).

    Neesterifikovane zone nastale cepanjem metila su ekstremno senzitivne prema jonima kalcijuma. Kao

    efekat mogu se javiti, naroito kod sokova citrusa ije su pektinesteraze termiki vrlo stabilne, neeljene

    posledice (zamuenje) ili poeljne posledice (samobistrenje) (Schobinger, 2001).

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    13/66

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    14/66

    sadre uglavnom poligalakturonazu (poli-alfa-1,4-galakturonid glikano hidrolaza) zajedno sa pektin esterazom

    (pektin-pektil-hidrolaza), ili samo pektin liazu (poli-alfa-1,4-galakturonik liaza), ime postiu optimalnu

    deesterifikaciju, odnosno depolimerizaciju pektininskih kiselina. Depolimerizacijom u kai prisutnih pektina

    sniava se viskozitet i lepljivost kae i time omoguava lako presovanje kae i naknadno lako bistrenje i

    filtriranje soka

    Mehanizam delovanja separacionih (filtracionih) pektolitikih preparata, zasniva se uglavnom, na dva

    principa:

    a) da se pektini najpre pomou pektinmetilesteraze (PME) deesterifikuju i

    b) da se pektini bez deesterifikacije depolimerizuju pektin 1iazama uz stvaranje nezasiene veze.

    Optimalno delovanje enzima postie se pri pH 3,5 do 4 i temperaturi 45 do 50oC. Takoe, za efikasan

    postupak depektinizacije neophodno je postii dobar kontakt enzim supstrat i homogen raspored enzima u

    supstratu.

    Maceracioni pektolitiki preparati

    U proizvodnji kaastih sokova i koncentrata nastoje se proizvesti to gue i viskoznije kae, koje se nee

    raslojavati na vrstu i tenu fazu i koje e biti i kod dueg stajanja stabilne. Ovo je upravo suprotan cilj od

    onog kod proizvodnje bistrih sokova gde se tei smanjenju viskoziteta.

    Primenom maceracionih preparata omoguava se bolja dezintegracija tkiva voa i povra u odnosu na

    mehanike efekte sitnjenja. Delovanjem maceracionih preparata iz protopektina se oslobaaju

    visokopolimerne i visokoesterifikovane pektininske kiseline, a razgrauju niskoesterifikovane pektininske

    kiseline i pektinska kiselina. Osloboene pektininske kiseline (pektin) deluju kao stabilizator i spreavaju

    raslojavanje tene i vrste faze.

    U svom sastavu maceracioni preparati sadre jedan pektolitiki i jedan celulolitiki kompleks, koji

    omoguavaju hidrolizu intercelularne supstance i raspadanje biljnog tkiva (parenhima), tj. maceraciju. Ovi

    enzimatski preparati uglavnom sadre endo-poligalakturonazu (poli-alfa-1,4-galakturonid glikanohidrolaza),

    celulazu (beta-1,4-glukan-glukanohidrolaza), hemicelulazu i sline enzime koji omoguuju razgradnjuprotopektina do pektina rastvorljivog u vodi i razgradnju celuloze iz elijskog zida.

    Primena macerecionih preparata moe dovesti i do neoekivanih i nepoeljnih pojava. Ovo se deava u

    sluaju kada se tokom vegetacije, odnosno sazrevanja, pektininske kiseline delimino deesterifikuju

    prirodnim enzimatskim kompleksom sirovine i tako preu u pektinske kiseline. Na deesterifikovane

    pektininske kiseline deluje poligalakturonaza (PG) iz dodatog preparata usled ega dolazi do depolimerizacije i

    pada viskoziteta. Na ovaj nain maceracioni preparat ne deluje vie kao maceracioni, ve kao separacioni

    preparat. Ova pojava se esto sree i karakteristina je za prezrele sirovinekoje sadre PME, kao i kod nekih

    vrsta povra bogatih sa PME (paradajz, paprika). Potrebna koliina maceracionog preparata odreuje se za

    svaku sirovinu i svaku aru posebno, laboratorijskom probom (ulc, 1976).

    Veoma esto se deava da u fabriku pristie sirovina razliitog stepena zrelosti pa je mogunost grekeprilikom primene maceraconog preparata velika. U praksi se zbog ovoga maceracioni preparati retko koriste,

    a zadovoljavajua stabilnost kaastih sokova se postie homogenizacijom.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    15/66

    Slika 14. Promena viskoziteta kae i soka pri depektinizaciji

    Na slici 14 prikazane su krive promene viskoziteta bistrih i kaastih sokova i koncentrata prilikom primene

    separacionih (kriva 1), maceracionih (kriva 2) i preparata dvojnog delovanja (kriva 3). Pri upotrebi

    separacionih preparata u proizvodnji bistrih sokova uzima se da je optimalno smanjenje viskoziteta na 42,5%

    od poetnog to se postie pri koncentraciji separacionog preparata Cs1. U proizvodnji bistrih koncentrata

    optimalno smanjenje viskoziteta je na 10-20% od poetnog, to se postie pri koncentraciji preparata Cs2.

    Kriva 2 prikazuje promenu viskoziteta kae prilikom primene maceracionog preparata. Upotrebom

    koncentracije preparata Cm postie se maksimalno poveanje viskoziteta i dalje poveanje koncentracije

    preparata nije potrebno jer se viskozitet vie ne moe poveati.

    Ostali enzimi koji se koriste u pektolitikim preparatima

    Komercijalni enzimski preparati, kao to je ve reeno, mogu sadrati i neke druge enzime, meu kojima

    najee celulaze, arabinaze i amilaze.

    Primena celulaza prilikom obrade vone kae poboljava oslobaanje bojenih komponenti iz opni voa,

    tako da su celulaze uvek prisutne u pektolitikim preparatima.

    Polisaharid araban (polimer arabinoze) moe prouzrokovati mutnou u vonom soku nekoliko nedelja

    nakon to je koncentrovan. Neke vone vrste su bogate arabanom (npr. kruka) pa komercijalni pektolitiki

    preparati esto sadre i arabinazu (Lozano, 2006).

    Skrob takoe moe biti uzrok mutnoe soka, pa se u pektolitikim preparatima koji se koriste uproizvodnji bistrog soka od sirovina koje su bogate skrobom koriste amilaze. -amilaza je hidrolitiki enzim

    koji cepanjem polisaharida (skroba) daje oligosaharide, odnosno maltozu i izomaltozu, a uz disahar ide moe

    nastati i slobodna glukoza.

    Literatura

    Crnevi, V. (1951). Konzervisanje i prerada povra. Beograd: Nauna knjiga.

    DSM Nutritional Products. (2009). Preuzeto sa DSM: www.dsm.com

    Jai, M. (2007). Tehnologija voa i povra I dio. Tuzla: Tehnoloki fakultet.

    Lamikanra, O. (2002). Fresh-cut fruits and vegetables: science, technology, and market. USA: CRC Press.Linden, G., & Lorient, D. (1999). New ingredients in food processing. Cambridge: CRC Press.

    Lozano, J. E. (2006). Fruit Manufacturing. New York: Springer.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    16/66

    Niketi-Aleksi, G. (1982). Tehnologija voa i povra. Beograd: Poljoprivredni fakultet.

    Pravilnik o kvalitetu i drugim zahtevima za enzimske preparate za prehrambene proizvode. (Sl. list SRJ, br.

    12/2002, 56/2003).

    Schobinger, U. (2001). Frucht- und Gemsesfte. Berlin: Ulmer.

    Sriamornsak, P. (2003). Chemistry of Pectin and Its Pharmaceutical Uses: A Review. Silpakorn University

    International Journal, Vol. 3, 1-2 , 206-227.

    ulc, D., iri, D., Vujii, B., Bardi, ., Curakovi, M., & Gvozdenovi, J. (1976). Tehnologijaproizsavrevodnje bistrih i kaastih koncentrata od voa i povra. Novi Sad: Tehnoloki fakultet.

    Vraar, L. (2001). Prirunik za kontrolu kvaliteta sveeg i preraenog voa, povra i peurki i osveavajuih

    bezalkoholnih pia. Novi Sad: Tehnoloki fakultet.

    Yadav, S., Yadav, P. K., Yadav, D., & Yadav, K. D. (2009). Pectin lyase: A review. Process Biochemistry 44 ,

    1-10.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    17/66

    PROIZVODNJA BISTROG SOKA

    Uvod

    Proizvodnja vonih sokova predstavlja veoma snanu i perspektivnu industriju u svetskim razmerama.

    Prema podacima European Fruit Juice Association (AIJN) u Evropskoj Uniji se godinje proizvede oko 11 500

    miliona litara vonog soka (www.aijn.org). Najvei proizvoai su Nemaka (sa godinjom proizvodnjom 2 800

    milijardi litara), Francuska (1 600), Velika Britanija (1 400) i panija (1 300). Naa zemlja proizvodi godinje

    oko 230 miliona litara vonog soka (www.pks.rs), to na nas svrstava u ozbiljne proizvoae u regionu, s

    obzirom da Grka proizvodi187 miliona litara godinje, Maarska 127, Rumunija 111, Bugarska 106 miliona,

    Slovenija 40.

    Postoji veliki broj razliitih vrsta vonih sokova. Oni se u osnovi mogu razlikovati u pogledu sirovina,

    sastava, kvaliteta, sadraju voa i naina pakovanja. Prema sadraju nerastvorljivih sastojaka (suspenzoida)

    voa mogu se podeliti u tri podkategorije: bistri, mutni i kaasti.

    Bistri sok dobija se bistrenjem i filtriranjem vonog soka sa rastvorljivim sastojcima. Bistri sok mora imati

    kristalnu bistrinu, bez pojave opalescencije ili stvaranja taloga. Ovo se postie bistrenjem uz primenu

    dozvoljenih sredstava i filtriranjem da bi se u potpunosti uklonili svi sastojci koji sok ine mutnim. Kod bistrog

    vonog soka od citrusa posle dueg stajanja tolerie se pojavaminimalnog taloga poreklom od voa. Bistri

    voni sokovi uestvuju sa 47% u proizvodnji vonih sokova u Srbiji (www.pks.rs).

    Mutni voni sok je proizvod dobijen deliminim bistrenjem vonog soka koji, pored soka iz elija voa sa

    rastvorljivim sastojcima, sadri fino dispergovane koloidne estice (npr. sokovi od agruma). Mutni voni sok

    moe imati minimalan talog poreklom od voa, koji nestaje pri blagom meanju.

    Pod kaastim vonim sokom, podrazumeva se proizvod koji, pored soka iz elija voa s rastvorlji vim

    sastojcima, sadri nerastvorljive sastojke voa koji se mogu delimino taloiti.

    Prema definiciji voni sok je proizvod dobijen mehanikom preradom voa, koji nije fermentisan ali je

    sposoban za fermentaciju. Voni sok mora posedovati boju, ukus i aromu originalnog voa. Nije dozvoljeno davoni sokovi sadre industrijske aditive (konzervanse, sintetike arome i sintetike boje). Konzerviu se

    termikom obradom (pasterizacijom).

    Tehnoloka ema proizvodnje bistrog soka. Bistri sokovi se prave mehanikim presovanjem voa

    direktno ili razblaivanjem koncentrisanih polu-poluproizvoda. Tehnologija proizvodnje bistrog soka obuhvata

    sledee glavne operacije: prijem i pripremu sirovine, izdvajanje soka presovanjem, bistrenje, pasterizaciju i

    pakovanje (slika 1).

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    18/66

    Jagodasto-bobiavo i kotiavo voe

    Prihvat i pranje

    Sitnjenje

    Primarni termiki tretman kae

    85-90oC/5 min

    Depektinizacija kae

    0,01-0,04% / 45-50C/ pH 3,5-4,0 / 1-2h

    Presovanje

    Grubo ienje matinog soka

    Termika obrada matinog soka

    90oC/10 sec

    Depektinizacija matinog soka45-50

    oC/1-2h

    Bistrenje48

    oC/1h

    Ekstrakcija tropa

    Jabuasto voe

    Prihvat

    Pranje i probiranje

    Mlevenje

    Filtracija

    Deaeracija45-50

    oC/2-3 min

    Pasterizacija100-110oC/0,5-1min

    Aseptino punjenje

    Torpine

    Matinisok

    Matinisoknaobradu

    Skladitenje

    Pektolitiki

    preparat

    Pektolitikipreparat

    Sredstava za

    bistrenje soka

    Korekcijaeer ili kiseline

    Cisterne, vieslojnakombinovana ambalaa,

    stakleneke

    Slika 15. Tehnoloka ema proizvodnje bistrog soka

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    19/66

    Slika 16. ema linije za proizvodnju bistrog koncentrata (Lozno, 2006)

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    20/66

    Priprema sirovine

    Izbor sirovine

    Najvanije sirovine u vonim napicima, koje su dostupne putem meunarodne trgovine su agrumi,

    jabuke, kruke, dunje, kotiavo voe, groe i bobiasto voe. Svo kultivisano ili divlje voe se koristi za

    proizvodnju sokova. Neke od sirovina su pogodne za proizvodnju sokova bez korekcije (npr. jabuka, naranda)

    poto su njihovi sokovi ukusni sami po sebi. S druge strane, sok od nekih drugih vrsta voa (npr. raznih vrstaribizle) je ukusan jedino ako se pomea sa eernim sirupom.

    Kvalitet vonih napitaka, napravljenih bez aditiva, je u osnovi odreen kvalitetom sirovina. Generalno,

    kiselkasto, sono voe, sa visokim sadrajem eera i prepoznatljivom aromom je pogodno za proizvodnju

    sokova.

    Bistri sok se proizvodi od vrsta voa koje imaju u vodi rastvorljive bojene materije, odnosno od voa

    bogatog antocijanima i flavonoidima. Ovi pigmenti se nalaze rastvoreni u elijskom soku i omoguavaju da se

    dobije intenzivno obojen sok i posle bistrenja i filtriranja.

    U odabiranju sirovine, pored izbora vrste i sorte, veoma je vano da se za proizvodnju soka odaberu

    plodovi dovoljno zreli i zdravi. Zrelost voa je od kljune vanosti, jer optimalno zrelo voe poseduje idealan

    odnos eera i kiselina i najkorisnije komponente ukusa i mirisa. Nedovoljno zreli, a pogotovu zeleni plodovi

    imaju manje eera a vie skroba, pa se dobije i manje soka i loiji kvalitet. S druge strane, prezrelo voe moe

    izgubiti svoje kisele komponente (npr. vitamin C), agense boje i konzumacionu vrednost. Ako su plodovi

    prezreli oteano je i presovanje jer se teko izdvaja sok. Pored toga jedan deo nerastvorljivih supstanci kao

    kaa prelaze u teni deo zajedno sa sokom ime je oteana i sledea operacija centrifugiranja zbog poveane

    koliine taloga.

    Pri izboru sirovine namenjene proizvodnji bistrog soka znaajno je voditi rauna da to budu vrste i sorte

    koje imaju dobar prinos izdvojenog tenog dela. Samo sa sirovinom koja daje veliki procenat soka, moe da se

    ostvari rentabilna proizvodnja.

    Pogodne vrste voa za proizvodnju bistrog soka su: vinja, groe, j abuka, dunja, borovnica, crna ribizla,kupina, malina i dr.

    Berba

    Samo ako je berba adekvatno organizovana i obavljena moe se dobiti vrhunski kvalitet voa. Vreme i

    nain berbe zavise pre svega od vone vrste i namene plodova.

    Da bi se dobio kvalitetan sok, bez obzira na vrstu, neophodno je da voe bude dobro zrelo i zdravo.

    Stepen zrelosti direktno utie na sadraj suve materije, aromatinih i drugih sastojaka u vou znaajnih za

    senzorna svojstva kao i koliinu dobijenog soka.

    Voe ne sme dugo da se transportuje i uva u loim uslovima. Fabrika mora da ima sirovinsku bazu u to

    blioj okolini, tako da bez tekoa moe da se uspostavi bliska struna saradnja sa proizvoaem. Ako seuporedo sa potrebnom koliinom ne vodi rauna i o kvalitetu voa, i ako s e uzajamnim obavezama ne

    uspostavi odgovornost i proizvoaa sirovina i preraivaa nee moi da se obezbedi sigurna i kvalitetna

    proizvodnja voa, a time i osnovni uslov za kvalitetnu i ekonominu proizvodnju soka. Vreme berbe zavisi i od

    uslova uvanja koji stoje na raspolaganju (Gvozdenovi, Vraar, & Tepi, 2006).

    Voe odgovarajueg kvaliteta moe se brati runo ili mehanizovano, zavisno od dostupne opreme. Runo

    branje se ee koristi u zemljama gde je dostupna jeftina radna snaga i gde se upravlja vonjacima na malim

    povrinama. U razvijenim zemljama praktikuje se mehanizovano branje. Voe se do fabrike transportuje u

    vreama ili gajbama.

    Prijem sirovine

    Prijem voa u krug fabrike je tehnoloka operacija kojom zapoinje prerada voa do soka. Prijem

    podrazumeva registraciju prispelih koliina, koristei tehnika reenja u fabrici (najee kolske vage) i

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    21/66

    senzornu kontrolu sirovine, poev od registracije sorte, boje, ukusa, mirisa pa do utvrivanja prisustva

    mehanikih neistoa, zdravstvenog stanja i zrelosti.

    Laboratorija uzima uzorak voa da bi se odredila kiselost, stepen Brix-a i prinos soka. Na osnovu dobijenih

    laboratorijskih rezultata odreuje se koje e se zapremljene koliine voa meati u cilju dobijanja

    ujednaenog kvaliteta proizvoda.

    Za proizvodnju vonih sokova dozvoljena je upotreba samo onih sirovina koje zadovoljavaju sledee

    kriterijume:

    poseduju odgovarajuu zrelost i ukus,

    nemaju znakove truljenja, i

    ne sadre strane primese, patogene mikroorganizme i produkte njihovog metabolizma.

    Pored toga, sirovine moraju da odgovaraju vaeim propisima i standardima (Pravilnik o tehnikim

    uslovima za voe za indutrijsku preradu, Slubeni glasnik RS 36/09). Takoe, mora se proveriti i saglasnost sa

    zahtevima vezanim za pesticide i teke metale (Pravilnik o koliinama pesticida, metala i metaloida i drugih

    otrovnih supstancija, hemioterapeutika, anabolika i drugih supstancija koje se mogu nalaziti u namirnicama,

    Slubeni list SRJ 5/92, 11/92, 32/2002). Proizvoa voa je duan da dostavi i dokument o primenjenim

    sredstvima za zatitu voa kako bi se moglo utvrditi da li je prola karenca primenjenih sredstava.

    Pranje

    Cilj ove faze je da se uklone sve vrste kontaminacije sa povrine voa, tj. da se povea fizika, hemijska i

    mikrobioloka istoa. Pranje se moe izvesti u dva koraka: grubo i fino. Voe se grubo pere se u prijemnim

    bazenima uz barbotiranje. U ovoj prvoj fazi otklanja se fizika i hemijska povrinska kontaminacija, poto su

    supstance koje kontaminiraju voe rastvorljive u vodi ili se njihove adhezivne karakteristike smanjuju u

    vodenom rastvoru. Fino pranje obino podrazumeva ispiranje voa pomou tueva kako bi se sa povrine

    voa odstranile materije zaostale posle pranja. Ako plodovi nisu mnogo zaprljani dovoljno je samo fino pranje

    pomou tueva.Izbor ureaja za pranje zavisi od vrste voa. Kotiavo, jagodasto i bobiasto voe najee se pere vodom

    tuiranjem pod malim pritiskom kako se plodovi ne bi otetili. Za pranje jabuastog voa se koriste ureaji sa

    mealicom ili barbotiranjem vode.

    Voe se mora dobro oprati jer je povrina voa kontaminirana mikroorganizmima, mehanikim

    neistoama (pesak, zemlja) i ostacima sredstava za zatitu. Na povrini voa moe se nalaziti 105 -109

    mikroorganizama po gramu (Sandhu & Minhas, 2006). ak i sa dobrim pranjem broj mikroorganizama moe

    se smanjiti svega 3 do 5 puta. Pranje ima znaajan uticaj na efikasnost kasnije termike obrade, jer smanjuje

    inicijalni broj mikroorganizama.

    Efekat pranja zavisi u prvom redu od uslova pranja (pritisak, koliina vode, vreme) i od vrste voa. Lake i

    efikasnije se peru plodovi sa glatkom povrinom, bez udubljenja. Efikasnost pranja se moe poveatipojaanim protokom vode korienjem mlaza, barbotiranjem i korienjem mehanikih sredstava. Usled

    protoka vode, blizak kontakt izmeu povrine delova voa poveava efikasnost pranja, ali potencijalno dovodi

    i do oteenja voa. Stoga se pri izboru opreme za pranje uvekmora voditi rauna i o teksturi sirovina.

    U sluaju voa prekrivenog slojem voska ili sa masnom korom, primenjuje se topla voda temperature od

    50-60oC (Hui, 2006). Pranje toplom vodom ili dugotrajno dranje voa u vodi prilikom pranja mogu dovesti do

    znaajnog gubitka bitnih vonih komponenti. Pranje moe da bude obezbeeno istovremeno sa vodenim

    transportom, ali se zbog utede vode ovaj metod sve manje primenjuje.

    Ispravnost postupka pranja kod svake grupe voa mora biti potvrena relevantnim metodama i

    pregledima. Svaka ara se moe oznaiti radi mogunosti kasnije identifikacije i praenja.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    22/66

    Inspekcija

    Ova faza koja obino sledi nakon pranja, ima za cilj da izdvoji one plodove ili delove plodova koji nisu

    pogodni da se nau u procesu dalje obrade. To mogu biti strane supstance, delovi stabljike i lia ili plesnivo,

    kvarljivo voe. Inspekcija se sprovodi runo i zahteva posebnu panju pa se za ovaj posao moraju obezbediti

    neophodni uslovi (npr. odgovarajue osvetljenje i praivlno postavljeni kontejneri za odlaganje otpadaka).

    Inspekcijske povrine bi trebalo da budu takve da je na njima mogue okretati voe, to omoguuje radnicima

    da posmatraju celokupnu povrinu voa. Ovaj zahtjev ispunjavaju roler i trakasti transporteri. U cilju

    postizanja vee efikasnosti mora se podesiti optimalna brzina kretanja trake i broj vonih plodova na njoj.

    Inspekciju treba obaviti pre i posle pranja.

    Sitnjenje

    Sitnjenje moe znatno uticati na randman proizvodnje soka. Cilj ove faze je isei voe i time poveati

    njegovu specifinu povrinu ime se omoguava lake izdvajanje soka. Meutim, ovo moe dovesti do

    enzimatskih reakcija i do oksidacije korisnih komponenti pa voe mora biti obraeno odmah nakon seenja.

    Radi spreavanja oksidacije sirovine mogu se primeniti antioksidansi (L-askorbinska kiselina).

    Jabuasto voe se usitnjava na mlinu ekiaru, jagodasto i bobiasto voe u zupastoj muljai ili

    rupiastom mlinu, a groe na muljai (mlin za valjcima).

    Ako je ova faza pravilno uraena, voe je usitnjeno u milimetarski si tne, nepravilno oblikovane,

    homogene komadie skoro identine veliine koji pod pritiskom tee da formiraju kanalie za istiskivanje

    tenosti. Meutim, ako je voe iseckano u veoma sitne komadie iri se pod pritiskom i nema tendenciju

    formiranja kanalia (Horvth-Kerkai, 2006).

    U sluaju da se kaa enzimatski obrauje, partikule jabuke veliine 4-5 mm su idealne za optimalno

    dejstvo enzimskih preparata zbog dobrog kontakta enzim-supstrat (Brajanoski & Brajanoski, 2004).

    Sitnjenjem se kidaju tkiva, pri emu se oteuju i neke elije, te tako zapoinje izdvajanje elijske tenosti.

    Proizvodnja matinog soka

    Primarni termiki tretman

    Osnovni cilj primarnog termikog tretmana je spreavanje nepoeljnih promena na usitnjenoj masi i

    postizanje bolje ekstrakcije bojenih i aromatinih materija iz elija tkiva.

    Vona kaa se brzo zagreva na 8590oC/5 min, a zatim isto tako brzo i hladi (Vukosavljevi, 2008). Ova

    kratka izloenost visokoj temperaturi omoguava hidrolizu protopektina ime se omekavaju elijski zidov i i

    poveava njihova propustljivost, i na taj nain ubrzava difuzija supstanci rastvorljivih u vodi. Enzimi koji

    izazivaju potamnjivanje soka (pre svih polifenoloksidaza) se deaktiviraju, istiskuje se vazduh iz tkiva, a broj

    mikroorganizama se redukuje.

    Za zagrevanje se uglavnom koriste cevasti izmenjivai toplote sa tri sekcije: sekcijom za zagrevanje nazadatu temperaturu, sekcijom za odravanje zadate temperature i sekcijom za hlaenje. Ovaj ureaj

    omoguuje ekonomino korienje toplote, jer se hladna kaa zagreva u protivstrujnom toku, ve zagrejanom

    kaom iz tree sekcije ime se ova hladi. Na ovaj nain se hladna kaa zagreje na 50 do 60oC, a zadata

    temperatura od 85 do 90oC se postie dogrevanjem indirektnom parom. U zoni odravanja temperature kaa

    se zavisno od vrste voa zadrava 10 do 30 sekundi, a zatim se u zoni hlaenja ohladi na 45 do 50oC,

    optimalnu temperaturu za sledeu operaciju depektinizacije. Ohlaena vona kaa se na depektinizaciju

    upuuje pumpom za guste mase.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    23/66

    Slika 17. Cevni izmenjiva toplote (Tucker, 2003)

    U sluaju da izloenost visokoj temperaturi potraje predugo tkiva postaju suvie meka i oteena, to

    oteava presovanje voa, a takoe se menja i njegov ukus.

    Depektinizacija kae

    U sklopu pripreme za presovanje kaa se moe i enzimski tretirati (depektinizacija), kako bi se postupak

    uinio lakim i poboljalo izdvajanje soka.

    Depektinizacija je enzimatsko tretiranje vone kae sa ciljem da se razgradnjom pektinskih materija snizi

    viskozitet kae i omogui lake odvajanje soka. Pored pektina potrebno je razgraditi i molekule skroba i

    arabana, tako da u ovom procesu koriste i amilaze i arabanaze.

    Za depektinizaciju kae namenjene proizvodnji bistrog soka koriste se pektolitiki preparati, u obliku

    praha ili ekstrakta, koji sadre separacione enzime (pektinmetilestrazu, pektinliazu). Separacioni enzimi

    omoguuju optimalnu depolimerizaciju (razgradnja glukozidnih veza) i deesterifikaciju pektinskih materija

    voa i na taj nain sniavaju viskozitet i lepljivost kae, to kasnije olakava presovanje, bistrenje i filtracijudobijenog soka. Pektolitiki preparati obino sadre i enzime celulaze i hemicelulaze, da bi se razloio elijski

    zid i poveala propusna mo.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    24/66

    Slika 18. Nastajanje flokula u toku enzimatskog bristrenja soka

    Stabilna suspenzija pektina zbog elektrostatikog odbijanja istoimenih naelektrisanja. Enzimatska

    obrada soka. Nastajanje suprotno naelektrisanih povrna. Formiranje flokula usled aglomeracije

    suprotno naelektrisanih estica.

    Optimalna koliina pektolitikog preparata zavisi od koliine i kvaliteta pektinskih materija voa, od pHsredine, temperature itd. i odreuje se laboratorijskom probom. U praksi se najee dozira od 0,01 do 0,04%

    pektolitikog preparata (Vukosavljevi, 2008).

    Kako su enzimi u stvari molekuli sainjeni od proteina, oni su osetljivi na toplotu i aktivni su jedino na

    odreenim vrednostima pH. Ako temperaturni uslovi i pH vrednost nisu optimalni, potrebno je vie vremena

    za uspenu depektinizaciju ili je potrebna vea koncentracija enzima (Horvth-Kerkai, 2006). Optimalni uslovi

    za depektinizaciju su temperatura od 45 do 50C, pH vone kae od 3,5 do 4,0, pravilno meanje radi

    postizanja dobrog kontakta sistema enzim-supstrat i optimalna koliina pektolitikog preparata. Pod

    optimalnim uslovima depektinizacija traje 1-2 sata.

    Tabela 5. Prinos soka sa i bez postupka depektinizacije kod raznih vrsta voa (ulc i sar., 1976)

    Vrsta voa / Prinos soka u % Nedepektinizirana kaa Depektinizirana kaa

    Jagoda 767 79 - 83

    Malina 7578 80 - 84

    Kupina 7476 80 - 83

    Borovnica 7982 86 - 88

    Vinja 7476 80 - 82

    Groe 7880 83 - 86

    Jabuka 6068 72 - 76

    Cvekla 5658 68 - 70

    Da bi se obezbedio kontinualan rad linije kaa se depektinizira u stanici za depektinizaciju koja se sastojiod tri suda. Kontinualan rad je obezbeen na nain to dok se prvi sud puni u drugom se kaa depektinizira a

    trei sud se istovremeno prazni, i tako u krug.

    Trop koji nastaje nakon presovanja voa sa visokim sadrajem pektina (npr. citrusi, jabuka) moe se

    koristiti za proizvodnju pektina. Ukoliko se trop eli iskoristiti za proizvodnju pektina onda ne bi trebalo

    koristiti enzime u procesu prerade.

    Presovanje

    Cilj ove operacije jeste odvajanje soka od vrstih materija voa. Ovo je vana tehnoloka operacija u

    proizvodnji soka jer od nje zavisi kvalitet i iskorienje soka, a time i ekonominost proizvodnje.

    Postoje razliite metode za izdvajanje soka: presovanje, ekstrakcija, centrifugalni postupak, reversna

    osmoza itd. Koji tip opreme e se koristiti zavisi od vrste voa, proizvodne linije i ekonominosti. Najee se

    koristi presovanje.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    25/66

    Presovanje podrazumeva primenu spoljanje sile kako bi se stvorio pritisak i iscedila tenost. vrsta

    materija (trop) se odstranjuje, a tenost (sok) se prikuplja u posebnom sudu. Najvaniji parametar presovanja

    predstavlja koliina dobijenog soka u odnosu na polaznu koliinu sirovine (randman). Randman je u osnovi

    odreen vrstom prese i kvalitetom i pripremom sirovine vrste voa, (stepena zrelosti, stepena usitnjenosti,

    toplotnog tretiranja, depektinizacije).

    U industriji prerade voa koriste se kontinualne i semikontinualne prese. Kaa se moe presovati

    hidraulinom pak-presom, mehanikom presom sa spiralnim transporterom ili hidraulinom Bucher-Gayerprsom. Za proizvodnju soka od jagodastog voa pogodne su prese tipa Willmes. Ove prese omoguavaju

    ekstrakciju bojenih materija a pored njih i ostalih sastojaka iz vrstog dela tkiva, naroito iz pokoice. Pri

    izboru tipa prese prednost svakako imaju ureaji veeg kapaciteta sa kontinualnim radom.

    Vano je da put od sitnjenja do presovanja bude to krai i zatvoren, a voe prosovati u zatvorenom

    sistemu, kako bi se sirovina to manje izlagala vazduhu i izbegli oksidacioni procesi.

    Semikontinualna horizontalna Buherova presa je danas vodea u Evropi i kod nas. Ovaj tip prese se koristi

    za presovanje pre svega jabuka, a daje dobre rezultate i kod jagodiastog voa. Najei kapacitet je 5 t/h, a

    postoje i vee. Punjenje ove prese i sama operacija presovanja traju oko 90 minuta. Intenzitet presovanja je

    izrazito dobar jer se primenjuje visok pritisak, preko 200 bara.

    Korpa za presovanje je hermetiki zatvorena i u njoj se nalazi snop pravilno rasporeenih gumenih cevi na

    ijoj povrini su ugraeni lebovi. Preko cevi su navuene tzv. arape, odgovarajueg poroziteta. Uloga snopa

    gumenih cevi je da sprei zbijanje mase prilikom presovanja, tj. da odri rastresitu drenau mase u korpi i

    tako pospei presovanje. Uloga arapa na cevima je da procedi sok pre ulaska u lebove pomou kojih e sok

    da odlazi do sabirnog cevovoda, gde se iznosi iz prese.

    Rad prese sastoji se od punjenja korpe i sabijanja napunjene mase, potom se prednja ploa vraa nazad,

    presa se razvlai, dopuni i opet masa sabija. Kod jagodastog i bobiavog voa, na kraju presovanja dozira se

    voda, radi ekstrakcije zaostalih eera, bojenih i aromatinih materija ime se postie bolje iskorienje. Na

    kraju presovanja se obavlja automatsko pranjenje prese, tj. odstranjivanje tropa, tako to se pomoutransportera trop iznosi na dodatni transporter pomou koga se iznosi iz prostorije za presovanje, tj. objekta.

    Nakon pranjenja presa se ponovo puni.

    Prednosti ove prese su rad u zatvorenom sistemu, ime se umanjuje mogunost pojave oksidacionih

    procesa, i veoma dobar uinak kod jabuastog voa. Kod jabuke u optimalnoj tehnikoj zrelosti, iskorienje je

    i do 75%, a kod dobro depektiniziranog jagodiastog, bobiavog i kotiavog voa do 80-85%.

    Slabosti Buherove prese su: mali kapacitet, veliki utroak elektrine energije i cena. Takoe, nepraktina

    je za manje koliine prispelih sirovina. Ako presa ne radi punim kapacitetom, dolazi do oksidacije kae.

    Nedostatak primene ovih presa je u tome da se dobija sok sa mnogo suspendovanih sitnih estica voa pa je

    oteano bistrenje.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    26/66

    Slika 19. Buher presa; 1. Kanal za dovoenje, 2. Sud za kotice, 3. Bubanj-kolotur za doziranje/odvaja prljavtine, 4.Vertikalni puni transporter, 5. Dovod vode za pranje, 6. Prihvat vode od pranja, 7. Pumpa za prljavu vodu, 8. Cevovod za

    odvoene prljave vode, 9. Inspekciona traka sa rolnama, 10. Oroavanje, 11. Mlevenje (muljanje), 12. Sud za kau, 13.Pumpa za kau, 14. Rotacioni filter (sito), 15. Sud za vodu za pranje, 16. Dovod vode za pranje, 17. Sud za otpad

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    27/66

    Slika 20. Nain rada Buher prese (Schobinger, 2001)

    U novije vreme se u industriji sokova uvode trakaste kontinualne prese (kontinualno izdvajanje soka i

    uvoenje kae). Pritisak za presovanje stvara se izmeu dveju traka. Ove prese ne ostvaruju visoke pritiske i

    randman, ali obezbeuju sok visokog kvaliteta. Sok se izdvaja u vie faza i pri presovanju ne dolazi do

    pomeranja kae ime se smanjuje koliina taloga i olakava se bistrenje tj. filtriranje soka. Na kraju presovanjakola se odstranjuje sa trake, a traka u povratnom putu ispira vodom. Sok se preko sabirnih kanala odvodi u

    prihvatni bazen.

    Kod trakastih presa randman od oko 70% se ostvaruje ve za 5 minuta, dok itav ciklus presovanja traje

    ukupno oko 10 minuta (Brajanoski & Brajanoski, 2004).

    Prednosti primene trakastih presa su: kontinualan rad i veliki kapacitet (10-20 t/h), mala potronja

    energije i jednostavno rukovanje.

    Nedostaci u radu ove prese su: mali randman (kod jabuka do 70%, a kod jagodastog, bobiavog i

    kotiavog voa je neto vii). Ovaj nedostatak koriguje se ekstrakcijom tropine i zatim naknadnim

    presovanjem ovako ekstrahovane tropine Buherovom presom ili ee jo jednom trakastom presom. Na ovaj

    nain, dobijaju se dve vrste soka: sa prve prese i sa druge prese. Sok sa druge prese je siromaniji od prvog jersadri dosta vode. Ova dva soka se meaju i postie se randman do 80%.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    28/66

    Slika 21. ema trakaste prese (Lozano, 2006)

    Sok se od vrste materije moe razdvojiti i ekstrakcijom. Najpre se korienjem visoke temperature

    povea propustljivost elijskih zidova, a zatim se elijska tenost izdvaja uz pomo vode. Koliina

    difundovanih supstanci je u direktnoj proporciji sa koeficijentom difuzije i koncentracijom supstanci, i

    aktivnom povrinom difuzije. Kako bi se poveao koeficijent difuzije i propustljivost elijskih zidova,

    ekstrakcija tenosti putem difuzije se odvija na temperaturama 5070oC (Horvth-Kerkai, 2006). Aktivna

    povrina se moe poveati seenjem voa.

    Slika 22. Ekstraktor (ulc, 1976)

    Tropina se iznosi iz fabrike traktorskim prikolicama ili se odlae u specijalno izgraene silose i naknadno

    iznosi iz fabrike.

    Grubo ienje soka

    Matini sok dobijen presovanjem sadri dosta suspendovanih estica i mehanike neistoe, pa se pre

    dalje obrade i skladitenja mora grubo bistriti.

    Suspendovane estice se iz soka odstranjuju primenom centrifugalne sile. U industriji se za grubo

    bistrenje matinih sokova (suspenzija) koriste centrifugalni separatori - centrifuge sa automatskim

    pranjenjem. Vestfalija je jedan od najpoznatijih proizvoaa centrifugalnih separatora. Ovaj separator radikontinualno i pri 4.000 6.000 o/min efikasno izdvaja najvei deo neistoa, tako da ostaje najvie 0,1 -0,1%

    najfinijih suspendovanih estica vonog tkiva (Niketi-Aleksi, 1988).

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    29/66

    Slika 23. Centrifugalni separator

    Posle centrifugisanja sok moe, posle pasterizacije, da se lageruje u vidu matinog soka i do momenta

    upotrebe tj. finalizacije uva u cisternama pod aseptinim uslovima.

    Termika obrada matinog soka

    Matini sok se pasterizuje kratkotrajnim zagrevanjem u toku nekoliko sekundi na temperaturi oko 90C

    (Niketi-Aleksi, 1988). Ovim kratkotrajnim zagrevanjem redukuje se broj mikroorganizama, inaktiviraju

    pektolitiki enzimi dodati soku radi depektinizacije i koaguliu proteinski sastojci soka to olakava naredne

    operacije bistrenje i filtriranje. Dejstvo visoke temperature mora biti kratkotrajno zbog njenog degradacionog

    efekta na boju voa i zbog precipitacije (taloenja) proteina.

    Matini sokovi se pasterizuju u ploastim razmenjivaima toplote. Ploasti razmenjiva toplote sastoji se

    od pravougaonih reljefnih ploa od nerajueg elika. Slaganjem ploa izmeu njih se formira uzan prostor

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    30/66

    kroz koji struji medijum, a u svakom uglu se formira otvor za ulaz i izlaz soka, odnosno zagrevnog i rashladnog

    medijuma. Proticanje soka i rashladnog/zagrevnog medijuma je uvek takvo da uvek sa jedne strane ploe

    protie sok a sa druge rashladni/zagrevni medijum. Velika povrina ploa i tanak sloj kroz koji protie

    medijum omoguuju brzo zagrevanje do potrebne temperature.

    Ovi ureaji imaju tri sekcije i to za:predgrevanje, odravanje temperature i hlaenje. Radi ekonominijeg

    rada u sekciji za predgrevanje sok se zagreva termiki obraenim sokom koji se istovremeno hladi. U

    zavisnosti od potrebe svaka sekcija moe da se, dodavanjem ili skidanjem ploa, povea, smanji ili da sepotpuno iskljui. Kao najpogodniji zagrevni medijum koristi se topla voda ili pregrejana vodena para, to

    omoguava postizanje temperature vie od 100C.

    Bistrenje

    Isceeni voni sokovi su obino zamueni, usled prisustva biljnih ostataka koji nisu rastvorljivi u vodi

    (vlakana, celuloze, hemiceluloze, protopektina, skroba i masti) i koloidnih makromolekula (pektina, proteina,

    rastvorljivih delova skroba, odreenih polifenola i njihovih oksidisanih ili kondenzovanih derivata). Ove fino

    dispergovane supstance pri proizvodnji bistrog soka moraju biti delimino ili potpuno eliminisane kako bi se

    izbeglo naknadno zamuivanje i taloenje i kako bi se poveale ulne karakteristike (ukus, miris, i boja).Sok se moe bistriti fiziko-hemijskim i mehanikim postupcima ili kombinacijom ovih postupaka. U praksi

    se najee koristi kombinacija fiziko-hemijskih i mehanikih metoda te se bistrenje sastoji u hidrolizi

    makromolekularnih jedinjenja i taloenju svih sastojaka koji uslovljavaju mutnou. Pri bistrenju nastaju

    sloeni agregati makromolekula koji ne mogu da se odre u suspenziji ve se izdvajaju taloenjem.

    Optimalna temperatura za kvalitetno bistrenje soka je 48C, uz vreme trajanja bistrenja od jedan sat. Vie

    i nie temperature ne daju zadovoljavajue rezultate bistrenja ni u pogledu smanjenja vremena bistrenja, niti

    potrebne koliine preparata za bistrenje (Vasiliin & Grubai, 2003).

    Depektinizacija matinog soka

    Tokom procesa bistrenja soka, takozvani zatitni koloidi (pektini, skrob, arabani, proiteini) moraju biti

    razloeni, poto oni spreavaju formiranje agregata dispergovanih estica i njihovo taloenje. Hidrolizom ovi

    makromolekuli gube svojstvo zatitnih koloida, usled ega se oslobaaju dispergovane estice i omoguava

    njihovo taloenje.

    Pored ovoga primarnog cilja depektinzacija ima i drugih prateih pozitivnih efekata na proizvodnju soka.

    Sastojci koji nastaju kao rezultat hidrolize pektina, kao to je galakturonska kiselina, ostaju u soku to

    doprinosi da sok zadri u veoj meri punou. Hidrolizom pektina opada viskozitet soka i stvara se manja

    koliina taloga te se olakava naredna operacija filtriranja soka.

    Potrebna koliina enzimskih preparata zavisi, pored sadraja pektinskih materija, i od toga da li se

    upotrebljava samo enzimski preparat ili se dodaje u kombinaciji sa drugim sredstvima za bistrenje. Potrebna

    koliina pektolitikog preparata se tano odreuje probom u laboratoriji i to za svaku partiju soka posebno.

    Bistrenje ovim preparatima traje 1 do 2 sata, na temperaturi oko 50oC (Horvth-Kerkai, 2006).

    Sok se depektinizuje u sudovima od nerajueg elika sa ugraenim mealicama. Baterija od tri suda

    jednake zapremine omoguava kontinualnost procesa bistrenja, jer se naizmenino jedan prazni, drugi puni

    dok se u treembistri sok.

    Na kraju procesa kvalitativni test na pektine (etanolni test) mora biti negativan. Kod proizvodnje bistrog

    soka od jabuke posebna panja se mora obratiti na hidrolizi skroba i arabana kod proizvodnje bistrog soka od

    jabuke.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    31/66

    Fiziko-hemijsko bistrenje (taloenje)

    Tokom ovog postupka koriste se razna hemijska jedinjenja. Delovanje neorganskih jedinjenja zasniva se

    na aktivnosti njihove povrine i naelektrisanju. U procesu bistrenja vonih sokova se koriste bentonit i

    silicijumske kiseline (dijatomejska zemlja). Pored njih u procesu bistrenja koriste se i elatini i tanin.

    Bentonit je vulkanskog porekla i pripada grupi montmorilonita. Poseduje veliku povrinu i gustinu, a

    njegove negativno naelektrisane estice snano privlae pozitivno naelektrisane proteine. Silicijumska kiselina

    predstavlja negativno naelektrisan koloidni rastvor. Obino se kombinuje sa drugim jedinjenjima koja pomau

    bistrenje ili sa delovanjem enzima. U sluaju enzimskog razlaganja pektina, silicijumska kiselina se dodaje u

    sok zajedno sa enzimom. elatin je jedinjenje proteinske osnove koje slui za bistrenje, a koje taloi negativno

    naelektrisane estice (polifenole, razloeni pektin). elatin se esto kombinuje sa taninom, koji reaguje sa

    proteinskim molekulima. Polivinilpolipirolidon je prah rastvorljiv u vodi koji pre svega privlai i taloi

    polifenole. Koristi se za uklanjanje tamne boje soka jabuke u postupku kada se kaa jabuke enzimatski

    obrauje.

    Suspendovane estice, po obavljenom hidrolitikom postupku, taloe se dodavanjem elatina. elatin sa

    taninom formira kompleks tanin-elatin. Kompleks nastaje usled elektrinog pranjenja negativno

    naelektrisanog tanina i pozitivno naelektrisanog elatina. Neutralni kompleks tanin-elatin ne predstavlja viestabilnu fazu i polako se taloi remetei ravnoteu itavog sistema. Taloei se ovaj kompleks povlai sa

    sobom i ostale estice to olakava bistrenje. Da sok ne bi izgubio na ukusu odstranjivanjem tanina koji se

    vee sa elatinom, moe se pre poetka bistrenja dodati neto taninske kiseline.

    Potrebna koliina elatina kao i tanina odreuje se probom u laboratoriji. U praksi se pokazalo da se

    potrebna koliina elatina kree najee izmeu 0,02 i 0,03%. Pri dodavanju elatina potrebno je voditi

    rauna da se ne doda vie elatina nego to je potrebno. U sluaju da elatin ostane slobodan, kao viak, sok

    e se vrlo teko bistriti, filtriranje e biti oteano, a i kasnije u soku se moe pojaviti zamuenje. Ako se soku

    dodaje tanin, onda se najpre doda rastvor tanina, sok dobro promea i tek posle nekoliko minuta dodaje se

    rastvor elatina, uz intenzivno meanje.

    Pored elatina, radi potpunijeg i breg taloenja, u praksi se gotovo redovno koristi i bentonit. Ovakombinacija daje vrlo dobre rezultate. Preparat mora da bude potpuno ist, bez ikakvog mirisa koji bi mogao

    da se prenese na sok. Bentonit (klarol) osim to ima veliku specifinu teinu, negativno je naelektrisan pa u

    dodiru sa pozitivno naelektrisanim katjonima metala gubi naelektrisanje i vrlo brzo se taloi ostavljajui

    kristalno bistar sok. Ova reakcija neutralizacije-elektrinog pranjenja bentonita moe da se obavi i sa

    elatinom. Bentonit se suspenduje u vodi ili bistrom soku i suspenzija se dodaje uz intenzivno meanje.

    Najee je potrebno 700 do 1.500 g/t soka (Niketi-Aleksi, 1988). Tano potrebna koliina se i u ovom

    sluaju odreuje prethodnom probom u laboratoriji.

    Filtracija

    Ovom operacijom se odstranjuju sve estice koje sok ine mutnim i nisu se izdvojile u talog pri bistrenju

    ime se dobija potpuno bistar sok. Ukoliko su bitrenje i filtracija pravilno obavljene naknadno u toku

    skladitenja soka ne dolazi do izdvajanja taloga ili pojave opalescencije. Prethodno skladiten matini sok

    bistri se i filtrira neposredno pred punjenje soka u ambalau.

    Za filtriranje vonih sokova najvie se koriste: ramsko-ploasti, ramsko-naplavni i vakuum filtri.

    Ramsko-ploasti filtri se sastoje od ramova poreanih jedan uz drugi, sa ulocima izmeu njih, od

    razliitih poroznih materijala. Primenjene ploe moraju biti visokog kvaliteta kako bi filtracija bila efikasna

    kvalitetna. Ploe se razlikuju prema poroznosti. Primenom EK ploa postie se hladna sterilizacija soka.

    Veoma je bitno da primenjeni pritisak u toku procesa bude ravnomeran i stalan jer se samo na taj nain

    obezbeuje kvalitetna filtracija i ploe tite od oteenja.Ramsko-naplavni filtri (slika 11) pored filtar ploa koriste se i pomona sredstva za filtraciju. Filtracioni sloj

    se dobija naplavljivanjem filtra sa kiselgurom ili perlitom. Dodavanjem pomonih sredstava poveava se

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    32/66

    brzina filtracije i propusna mo filtra, jer ona daju dobru poroznost.Ovi filtri koriste tzv. KG ramove i mreaste

    ploe, izmeu kojih se stavljaju odgovarajui uloci. Infuzorijska zemlja se dodaje u koliini od 150 do 400 g na

    1 m2 povrine filtra. Radni pritisak filtracije se kree od 1 do 3 bara. Pritisak se ostvaruje pumpom.

    Slika 24. ema ramskog filtera sa KG ploama (Lozano, 2006)

    Vakuum-rotacioni filtri imaju kontinualan rad to je njihova osnovna prednost u odnosu na ramske filtere.

    Sastoje se od bubnja uronjenog u sok koji rotira i u toku rotiranja mu se sa povrine skida pogaa ime jeobezbeen kontinualan rad. U unutranjosti bubnja je vakuum koji predstavlja pogonsku silu filtracije.

    Slika 25. Vakuum rotacioni filter: I- zona formiranja kolaa, II- zona pranja kolaa, III- zona suenja, IV- zona uklanjanjakolaa, V- zona ienja tkanine

    U novije vreme ovaj klasini postupak bistrenja sve vie se zamenjuje membranskim postupcima:

    mikrofiltracijom i ultrafiltracijom. Ove tehnike omoguavaju istovremeno bistrenje i filtraciju. Kako bi se

    produila aktivnost membrane obino se pre same filtracije sok tretira enzimima.

    U ureajima za ultrafiltraciju membranski proces razdvajanja suspenzija se odvija na membranama ija se

    poroznost kree od 1-20 nm uz pritisak od oko 10 bar, gde se kao predfilter koristi mikroporozna membrana.

    Danas sve savremene linije za proizvodnju soka i koncentrata jabuke daju prednost UF ureajima, jer je

    dokazano da oni bitno utiu na ouvanje nutritivnih i senzornih karakteristika dobijenog soka (Brajanoski &

    Brajanoski, 2004).

    Primena membranskih procesa ima niz prednosti (Vukosavljevi, 2008):

    randman na polaznu koliinu soka iznosi i do 99%, u odnosu na 93-94% kod klasinog bistrenja,

    krae vreme trajanja postupka,

    uteda u radnoj snazi i energiji,

    nisu potrebni ureaji i sudovi za bistrenje i filtraciju,

    ne postoji opasnost od preteranog i nedovoljnog bistrenja,

    dobijeni sok je mikrobioloki potpuno stabilan,

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    33/66

    nema otpadnih voda zagaenih organskim materijama i sredstvima za bistrenje i filtraciju,

    manja cena gotovog proizvoda,

    visoka automatizacija i kontrola procesa.

    Od nedostataka mogu se navesti samo: relativno visoki investicioni trokovi i koncentraciona polarizacija

    na membranama.

    Slika 26. Ureaj za ultrafiltraciju (Gavari, 1995)

    Finalizacija soka

    Korekcija

    Voni sok se koriguje samo ako je to potrebno radi poboljanja ukusa ako sama sirovina prirodno nema

    ogovarajui odnos eera i kiselina. Dodavanje eera i kiseline u isti voni sok nije dozvoljeno.

    Prema Pravilniku o kvalitetu vonih sokova, koncentrisanih vonih sokova, vonih nektara, vonih sokova

    u prahu i srodnih proizvoda, Slubeni list SRJ 33/95 sok se moe korigovati dodavanjem neophodne koliine

    eera ili kiselina da bi se postigao harmonian odnos. Prema naem Pravilniku maksimalno dozvoljena

    koliina dodatog eera je 15g/1000g. Ako se dodaje vea koliina (maksimalno 100 ili 200 g zavisno od vrstesoka) na deklaraciji mora stojati oznaka zaslaen. Dodavanje eera i kiselina u isti voni sok nije

    dozvoljeno. Dodata kiselina takoe se mora deklarisati oznakom sa kiselinom.

    U proizvodnji vonog soka mogu se upotrebiti: polubeli eer, beli eer, ekstra beli eer, monohidrat

    dekstroza, anhidrovana dekstroza, sueni glukozni sirup i fruktoza. Kao zaslaujue sredstvo obino se dodaje

    saharoza, a u sluaju soka namenjenog dijabetiarima sorbitol. Za poveanje kiselosti pogodne su limunska i

    jabuna kiselina.

    Neposredno pred punjenje soku moe da se doda i izvesna koliina vitamina C. Maksimalno dozvoljena

    koliina dodatog vitamina C Pravilnikom o kvalitetu i uslovima upotrebe aditiva u namirnicama i o drugim

    zahtevima za aditive i njihove meavine, Slubeni list SCG 56/2003 nije odreena.

    Popravka ukusa, dodatkom zaslaujuih sredstava a po potrebi i kiselina, je neophodna operacija za svojagodasto voe, dok korekcija soka od jabuka nije dozvoljena. Zbog vrlo izraenog mirisa kao i velikog sadraja

    bojenih materija, sok crne ribizle zahteva i razblaivanje vodom, pored dodavanja eera. Slian postupak se

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    34/66

    primenjuje i za borovnicu. Zbog velikog sadraja kiselina a nedovoljno eera, sok vinje se obavezno koriguje.

    S obzirom na vei sadraj suve materije korekcija se obavlja razblaivanjem vodom uz dodatak eera. Treba

    voditi rauna da voda bude u tehnolokom i bakteriolokom pogledu ispravna, zdrava i ne suvie tvrda.

    Sadraj rastvorljivih supstanci propisan je za svaku vrstu vonog soka posebno i kree se oko 10% (bez

    dodatog eera). Suva materija korigovanog soka ne sme biti manja od 12% (Pravilnik o kvalitetu vonih

    sokova, koncentrisanih vonih sokova, vonih nektara, vonih sokova u prahu i srodnih proizvoda, 33/95).

    Indeks slasti je razliit i odreuje se za svaki sok posebno ali se najee kree u granicama od 13 do 18.

    Deaeracija

    Usled oksidativnih procesa sok gubi neke vredne sastojke ili dobija tamniju boju. Da bi se ova pojava

    spreila ili suzbila iz soka se uklanja jedan deo vazduha, odnosno kiseonika.

    Deaerator se sastoji od jedne komore pod vakuumom u kojoj se sok raspuje. Sok se deaerie na

    temperaturi 40 do 50C, pod vakuumom, u trajanju od 2 do 3 minuta. Uspenost deaeracije zavisi od stepena

    rasprivanja, temperature, pritiska pri ulazu i izlazu soka, visine vakuuma, zapremine komore i duine

    padajueg filma, vremena deaerisanja itd.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    35/66

    Slika 27. Deaerator

    Uklanjanjem vazduha postie se bolja razmena toplote pri pasterizaciji i vea stabilnost soka. Ipak,

    deaeracijom se mogu postii i negativni efekti, jer se zajedno sa vazduhom gube i neke aromatine materije,

    usled ega sok gubi na mirisu.

    Pasterizacija

    Voni sokovi konzerviu se iskljuivo fizikim postupcima primenom visokih temperatura (pasterizacijom).

    Bistri sokovi mogu se pasterizovati u kontinualnom postupku u ploastim ili cevastim razmenjivaima toplote

    ili nakon punjenja u boce u tunelskom pasterizatoru. Povoljnija je pasterizacija u protoku jer je u tom sluaju

    sok kratkotrajno izloen delovanju visokih temperatura.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    36/66

    Slika 28. Ploasti izmenjiva toplote (Berk, 2009)

    U sluaju korienja tunelskih pasterizatora, sok se zagreva na 8285oC, puni u boce, zatvara i zatim

    pasterizuje prema reimu 8488oC / 1545 minuta u zavisnosti od veliine pakovanja (Horvth-Kerkai, 2006).

    Nakon tretmana povienom temperaturom proizvodi se hlade do sobne temperature, etiketiraju i skladite usekundarnu ambalau.

    Aseptini postupak je mnogo bolji za ouvanje kvaliteta voa. U ovom sluaju se sok pasterizuje u protoku

    u zatvorenom sistemu prema reimu 100-110oC tokom 0,51 min (Horvth-Kerkai, 2006). Nakon pasterizacije

    sok se hladi u uslovima u kojima ne moe doi do mikrobioloke infekcije, i na kraju se puni u prethodno

    sterilisanu ambalau (doy-pak, tetra-pak).

    Sok moe da se konzervie i hladnim postupkom, primenom ramsko -ploastih filtera sa EK ploama. EK

    filtri su napravljeni od specijalnih azbestno-celuloznih p

    dobro zadravanje kvasaca, ali ne i bakterija (Niketi-Aleksi, 1982). Zbog toga je ovaj nain konzervisanja

    relativno ogranien i zahteva obino nisku temperaturu skladitenja soka kako bi se produila odrivost.

    Ovako konzervisan sok se obavezno puni u aseptinim uslovima, kako bi se izbegla naknadna kontaminacija.

    EK filtracija se retko primenjuje kao iskljuivi nain konzervisanja.

    Punjenje

    Matini sok se do finalizacije aseptino puni i skladiti u cisternama od 20-30 t. Skladitenje se izvodi u

    dve faze. U prvoj fazi peru se i steriliu cisterne, cevovodi i pasterizatori i kompletna instalacija, a u drugoj fazi

    sok puni u cisterne pod aseptinim uslovima i skladiti. Matini sokovi se skladite na temperaturi od -2 do

    +2C ili najvie do 8C (Niketi-Aleksi, 1988).

    Pasterizovan sok se obino topao puni u ambalau. Temperatura soka u momentu punjenja ne bi smela

    da je ispod 80C, kako bi se obezbedila sterilnost (Niketi-Aleksi, 1988). U sluaju da su obezbeeni aseptiniuslovi, nije nuno da sok bude vru pri punjenju.

    Za pakovanje sokova najee se koristi ambalaa od kombinovanih materijala (karton, plastika, metal) u

    obliku kutija (hipa, brik). Pored kombinovanih materijala za pakovanje vonih sokova koriste se jo i PET

    ambalaa, staklo, metal i drugi ambalani materijala ali u znatno manjem procentu nego kombinovani (tabela

    2).

    Tabela 6. Uee pojedinih materijala za pakovanje u industriji vonih sokova (www.aijn.org)

    Tip ambalae Udeo (%)

    Kombinovana ambalaa 69,2

    PET 16,6

    Staklo 11,9Metal 0,7

    Ostali 1,6

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    37/66

    Kao ambalaa za vone sokove koriste se i staklenke razliitih oblika i veliina. Boce od zelenog i mrko

    obojenog stakla su se pokazale bolje za ouvanje boje. Boce se pre punjenja peru u ureaju za kontinualno

    pranje boca toplom vodom, rastvorom NaOH ili deterdentom. Nakon pranja obavezno je ispiranje boca i

    vizuelna kontrola. Sok se puni u oprane jo tople boce, kako bi se smanjila temperaturna razlika i izbeglo

    pucanje boca. Boce se zatvaraju krunskim zatvaraima ili zatvaraima sa navojem, koji se prethodno steriliu.

    Kao sekundarna ambalaa za pakovanje sokova koriste se plastine gajbe, kartonske kutije, ili podloci od

    kartona obavijeni termoskupljajuom folijom.

    Skladitenje

    Sok razliven u ambalau uva se do isporuke u hladnom, suvom i tamnom prostoru, na sobnoj

    temperaturi.

    U toku skladitenja mogu se javiti neeljene promene soka kao to su smanjivanje sadraja vitamina,

    promena boje i ukusa. Temperatura skladitenja je glavni faktor koji utie na ove promene. to je

    temperatura skladitenja via negativne promene su izraenije. Pored sniene temperature i odstranjivanje

    rastvorenog kiseonika iz soka pre termikog tretmana ima pozitivan efekat na odrivost ukusa tokom

    skladitenja soka.Prema definiciji datoj u Pravilniku o deklarisanju i oznaavanju upakovanih namirnica ("Sl. list SCG", br.

    4/2004, 12/2004 i 48/2004) rok upotrebe namirnica je datum do kog namirnica zadrava svoja specifina

    svojstva, ako je uskladitena i uvana na odgovarajui nain. Rok upotrebe namirnice odreuje sam

    proizvoa i veina proizvoaa deklarie rok upotrebe bistrog vonog soka do godinu dana.

    Literatura

    Brajanoski, B., & Brajanoski, D. (2004). Nove tehnologije u proizvodnji koncentrisanog soka jabuke.

    asopis za procesnu tehniku i energetiku u poljoprivredi / PTEP , 87-89.

    Horvth-Kerkai, E. (2006). Manufacturing Fruit Beverages. U Y. H. Hui, Handbook of Fruits and FruitProcessing (str. 205). Iowa, USA: Blackwell Publishing.

    Lozano, J. E. (2006). Fruit manufacturing. United States of America: Springer Science.

    Niketi-Aleksi, G. (1988). Tehnologija voa i povra. Beograd: Poljoprivredni fakultet.

    Pravilnik o kvalitetu vonih sokova, koncentrisanih vonih sokova, vonih nektara, vonih sokova u prahu i

    srodnih proizvoda . (33/95).

    Vasiliin, L., & Grubai, M. (2003). Uticaj razliitih naina bistrenja na kvalitet koncentrovanog soka od

    jabuke. Jugoslovensko voarstvo , 163-167.

    Gvozdenovi, D., Vraar, L., & Tepi, A. (2006). Berba, uvanje itehnologija prerade voa. Voarstvo , 237-

    244.

    Sandhu, K. S., & Minhas, K. S. (2006). Oranges and Citrus Juices. In Y. H. Hui, Handbook of Fruits and Fruit

    Processing (p. 679). Iowa, USA: Blackwell Publishing.

    Vukosavljevi, P. (2008). Bistrenje i koncentrisanje vonih sokova primenom membranskih separacionih

    procesa. Beograd: Zadubina Andrejevi.

    European Fruit Juice Association. (2008). Preuzeto sa www.aijn.org.

    Mirkovi, M. (2007). Privredna komora Srbije. Preuzeto sa www.pks.rs.

    Niketi-Aleksi, G. (1982). Tehnologija voa i povra. Beograd: Poljoprivredni fakultet.

    Pravilnik o deklarisanju i oznaavanju upakovanih namirnica. ("Sl. list SCG", br. 4/2004, 12/2004 i

    48/2004).

    ulc, D., iri, D., Vujii, B., Bardi, ., Curakovi, M., & Gvozdenovi, J. (1976). Tehnologija proizvodnje

    bistrih i kaastih koncentrata od voa i povra. Novi Sad: Tehnoloki fakultet.

    Gavari, D. . (1995). Principi membranske filtracije sa primenom u tehnologiji mleka. Novi Sad:

    Tehnoloki fakultet.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    38/66

    Tucker, G. S. (2003). Food biodeterioration and methods of preservation. U M. J. Kirwan, D. McDowell, &

    R. Coles, Food Packaging Technology. London: Blackwell Publishing.

    Bibliography

    Crnevi, V. (1951). Konzervisanje i prerada povra. Beograd: Nauna knjiga.

    Gavari, D. . (1995). Principi membranske filtracije sa primenom u tehnologiji mleka. Novi Sad:

    Tehnoloki fakultet.

    Lamikanra, O. (2002). Fresh-cut fruits and vegetables: science, technology, and market. USA: CRC Press.

    Linden, G., & Lorient, D. (1999). New ingredients in food processing. Cambridge: CRC Press.

    Niketi-Aleksi, G. (1982). Tehnologija voa i povra. Beograd: Poljoprivredni fakultet.

    Schobinger, U. (2001). Frucht- und Gemsesfte. Berlin: Ulmer.

    ulc, D., iri, D., Vujii, B., Bardi, ., Curakovi, M., & Gvozdenovi, J. (1976). Tehnologija

    proizsavrevodnje bistrih i kaastih koncentrata od voa i povra. Novi Sad: Tehnoloki fakultet.

    Taylor, E. (2001). Making the Most of HACCP - Learning from Others' Experience. U S. M. Tony Mayes,

    Making the most of HACCP: learning from other's experience. Cambridge: CRC Press.

    Vraar, L. (2001). Prirunik za kontrolu kvaliteta sveeg i preraenog voa, povra i peurki i osveavajuih

    bezalkoholnih pia. Novi Sad: Tehnoloki fakultet.

  • 7/26/2019 Skripta Laboratorijske Vebe_Voe

    39/66

    TEHNOLOGIJA PROIZVODA OD VOA I POVRA

    R. br. Naziv vebe Literatura Radno mesto

    1

    Odreivanje sadraja Ca-pektata u vou i povru Prirunik, 82, 86-87. str. 82

    Odreivanje sadraja isparljivih kiselina u proizvodima od voai povra Prirunik, 111-112. str. 82

    2Odreivanje frakcija pektinskih materija karbazolnommetodom

    Prirunik, 82-86. str. 66

    3Stepen eliranja pektinskog preparata Prirunik, 87-90. str. 72

    Brzina eliranja pektinskog preparata Prirunik, 90-91. str. 72

    4Odreivanje sadraja materija nerastvorljivih u alkoholu Prirunik, 154. str. 88

    Gvajakolna proba Prirunik, 142. str. 88

    5

    Mo bubrenja suenog voa i povra Prirunik, 151-152. str. 76

    Vreme omekavanja suenog voa i povra Prirunik, 152. str. 76

    Boja