· web viewsok grožđa je mutna, svijetlo žuta tekućina dobivena ekstrakcijom iz mesa bobica...
Post on 01-Mar-2020
4 Views
Preview:
TRANSCRIPT
VELEUČILIŠTE U POŽEGI
Stručni studij: Prehrambena tehnologija Kolegij: Tehnologija konzerviranja i prerade voća i povrća
Seminarski rad: SOK OD GROŽĐA
U Požegi, 10. 10. 2013.
PERO PERIĆ 2013/14
Sadržaj1. Uvod...............................................................................................................................................1
2. Kemijski sastav soka od grožđa.......................................................................................................2
2.1. Ugljikohidrati..........................................................................................................................2
2.2. Kiseline...................................................................................................................................3
2.3. Dušikovi spojevi......................................................................................................................3
2.4. Minerali i vitamini...................................................................................................................3
2.5. Lipidi.......................................................................................................................................3
2.6. Fenolni spojevi u soku grožđa.................................................................................................4
3. Proizvodnja soka od grožđa............................................................................................................6
3.1. Kvaliteta gotovog proizvoda...................................................................................................6
3.2. Procesni parametri.................................................................................................................9
3.2.1. Dobivanje sirovog soka...................................................................................................9
3.2.1.1. Čišćenje i drobljenje................................................................................................9
3.2.1.2. Enzimsko tretiranje.................................................................................................9
3.2.1.3. Dekantiranje.........................................................................................................10
3.2.1.4. Prešanje................................................................................................................11
3.2.2. Fizikalna stabilizacija soka.............................................................................................12
3.2.2.1. Depektinizacija......................................................................................................12
3.2.2.2. Filtriranje...............................................................................................................12
3.2.3. Kemijska stabilizacija soka............................................................................................13
3.2.4. Mikrobiološka stabilizacija soka....................................................................................13
3.2.5. Koncentriranje soka grožđa..........................................................................................14
4. Zaključak.......................................................................................................................................16
5. Literatura......................................................................................................................................16
1. Uvod
Grožđe se nalazi među vrstama voća koje je čovjek uzgajao od davne povijesti. I danas
je jedan od najraširenijih nasada u svijetu. Smatra se da je domovina vinove loze Vitis
vinifera u Maloj Aziji između Crnog i Kaspijskog jezera. Oko 600 godina prije Krista,
Fenićani su donijeli vinovu lozu u Grčku, Italiju i Francusku. U 2. Stoljeću su je Rimljani
odnijeli u Njemačku. Kada su Evropljani kolonizirali nove zemlje, uvijek bi vinovu lozu
tj. grožđe ponijeli sa sobom…
Danas je u svijetu vinovom lozom zasađeno oko 8,2 milijuna hektara, što daje oko 60
milijuna tona grožđa godišnje. Od toga se 68 % koristi za proizvodnju vina, 20 % se
konzumira kao stolno grožđe, 11% se prerađuje u grožđice, a 1% u sok [1].
Do nedavno sok od grožđa nije bio cijenjen za konzumaciju jer je kao takav presladak
ili prekiseo[6], međutim konzumacija i proizvodnja soka je u posljednjih nekoliko godina
znatno porasla u razvijenim zemljama. Jedan od razloga je i to da ljudi nastoje živjeti
„zdravije“, te su svjesni toga da hrana može doprinijeti njihovom zdravlju [2]. Kako je sok
od grožđa važan izvor polifenolnih spojeva, a mnogi ljudi su svjesni važnosti njihove
konzumacije u svakodnevnoj prehrani, raste i konzumacija soka od grožđa [3].
1
2. Kemijski sastav soka od grožđa
Sok grožđa je mutna, svijetlo žuta tekućina dobivena ekstrakcijom iz mesa bobica grožđa,
gustoće od 1,065-1,110 g/L. Njegov kemijski sastav ovisi o mnogim faktorima kao što su
zrelost, vrsta, regija uzgoja i godina uzgoja [7].
Tablica1. Prosječan sastav soka od grožđa[1]SASTOJAK Volumni udio u soku (%)VODA 70-80UGLJIKOHIDRATI 15-25Glukoza 8-13Fruktoza 7-12Pentoze 0,01-0,05Pektin 0,01-0,10Inozitol 0,02-0,08ORGANSKE KISELINE 0,3-1,5Vinska 0,2-1,0jabučna 0,1-0,8limunska 0,01-0,05TANINI 0,01-0,10DUŠIKOVI SPOJEVI 0,03-0,17Proteini 0,001-0,1Amino spojevi 0,017-0,11MINERALI 0,3-0,6
2.1. Ugljikohidrati
Ugljikohidrati čine najveći dio suhe tvari grožđa. Njihovo dobro poznavanje je važno
jer uz temperaturu najviše utječu na fizikalna svojstva kao što su gustoća, viskoznost,
specifična toplina i koeficijent termičkog rastezanja. Njihovo poznavanje je bitno kako bi se
zadržala izvrsna kakvoća proizvoda, te u svrhu optimiziranja i dizajniranja procesa
proizvodnje [5].
Glukoza i fruktoza čine najveći dio ukupnog sadržaja ugljikohidrata, s tim da je odnos glu/fru
0,92-0,95. Količina saharoze je niska, oko 1-3 g/L, jer ju invertaza brzo hidrolizira do glukoze
i fruktoze. Arabinoza, ramnoza, galaktoza, ksiloza, rafinoza i galakturonska kiselina se nalaze
u tragovima jer su oni sastojci polimernih ugljikohidrata. Polimeri koji dolaze iz staničnih
stijenki su celuloza, hemiceluloza i pektin [2].
2
2.2. Kiseline
Sastav organskih kiselina u velikoj mjeri ovisi klimatskom području uzgoja grožđa.
Tijekom sazrijevanja grožđa, dolazi do smanjenja ukupne kiselosti a najviše do degradacije
jabučne kiseline. U zrelom grožđu i soku od grožđa su dominantne vinska i jabučna kiselina
koje čine 90 % ukupnih kiselina [7]. Osim njih tu je i limunska kiselina koja čini svega 0,02-
0,03 %, te preko 20 drugih kiselina kao npr. octena, askorbinska, galakturonska, mliječna,
galna itd.[1,7].
2.3. Dušikovi spojevi
Dušikovi spojevi u soku od grožđa mogu biti u anorganskom obliku kao što su
amonijeve soli, ili u organskom: proteini, peptidi i aminikiseline. Uglavnom je riječ o
glikoproteinima te enzimima polifenoloksidazi, pektinmetilesterazi, poligalakturonazi i
proteazama [2].
2.4. Minerali i vitamini
Minerali se u soku od grožđa nalaze u obliku soli. Kationi kao što su kalij, kalcij i
magnezij imaju strukturne uloge, odnosno željezo ili bakar imaju katalitičke funkcije. Od
aniona su nazastupljeniji fosfati, sulfati i kloridi. Karakterizira ga visok sadržaj kalija, ali
nizak sadržaj natrija [16].
Od vitamina se uglavnom nalaze vitamini topivi u vodi, od kojih je najvažnija askorbinska
kiselina. Od vitamina topivih u mastima sok od grožđa sadrži samo male količine karotenoida,
kao što su lutein i β-karoten koji je prekursor vitamina A [2].
2.5. Lipidi
Sok grožđa ima mali sadržaj lipida, svega 1-2 % sadržaja lipida iz grožđa. Uglavnom
je riječ o fosfolipidima, glikolipidima i neutralnim lipidima sa visokim sadržajem
polinezasićenih masnih kiselina.
3
2.6. Fenolni spojevi u soku grožđa
Mnogi spojevi, uključujući već spomenute u prethodnom poglavlju utječu na tipični
okus soka od grožđa. Šećeri daju slatkoću, kiseline kiselost dok odnos šećera i kiselina daje
ugodan okus soku grožđa. Ipak glavni sastojci koji daju tipičnu aromu i boju soku od grožđa
su fenolni spojevi: terpeni i flavonoidi.
Najčešće tvari arome u soku grožđa su terpeni. Njihova količina ovisi o sorti grožđa i
varira od 500-1700 µg/L. To su hidrokarboni, alkoholi, aldehidi i oksidi monoterpena (C10) i
seskviterpena (C15). Obično su vezani sa oligosaharidima u bezmirisni glikozidni oblik, te je
potrebna aktivnost enzima glikozidaze kako bi se oslobodili.
Ostale mirisne tvari su prisutne u konkretnim sortama npr. merkaptani i
metoksipirazini u Cabernet Sauvignonu [2].
Boju soku od grožđa daju flavonoidi koji se nalaze u količinama od 500-3000 mg/kg. Dijele
se u četiri osnovne grupe: antocijanidine, flavonole, flavanonole i flavan-3-ole.
Antocijanidini dolaze iz pokožice grožđa, odgovorni su za crvenu, plavu, ljubičastu
boju. Nijansa ovisi o vrsti molekule i pH vrijednosti. Obično su vezani za monosaharide
glikozidnom vezom. U soku načinjenom od grožđa loze roda Vitis, najčešće je prisutan
malvidin , s tim da je u vrsti V. vinifera šećer vezan na trećem C atomu, dok je u vrstama V.
rupestris i V. labrusca riječ o diglikozidima (šećer na trećem i petom C atomu).
Molekule antocijanidina su vrlo podložne degradaciji tijekom prerade. Na njih utječu
parametri kao što je pH, temperatura, svijetlost, kisik, prisutnost enzima, flavonoida, proteina
i iona metala [11].
Flavonoli i flavanonoli su svijetlo žute komponente, a prisutni su i u bijelom i crnom
grožđu. Flavan-3-oli su bezbojni spojevi, prisutni kao monomeri i polimeri. Ne utječu na boju
soka, ali mu daju nepoželjan opor okus. U polimernom obliku su prekursori antocijanidina, te
se nazivaju i proantocijanidini. Poznati su i kao tanini [2].
Tanini su složeni esteri fenolnih kiselina i šećera, nalaze se uglavnom u čvrstim
dijelovima grožđa, kožici i sjemenkama. U pažljivo proizvedenom bijelom moštu, sadržaj
tanina je maksimalno 0,2 g/L, dok je kod crnih moštova čak 1-2,5 g/L ili više [8].
4
IME SPOJA R1 R2
Cijanidin OH H
Peonidin OCH3 H
Delfinidin OH OH
Petunidin OCH3 OHMalvidin OCH3 OCH3
IME SPOJA R1 R2
Kamferol H HKvercetin OH HMiricetin OH OH
Izoramnetin OCH3 H
IME SPOJA R1
Engeletin HAstilbin OH
5
OOH
OH
+
OH
R1
OH
R2
OHO
OH
OH
R1
OH
R2
O
OHO
OH
OH
R1
OH
O
a
c
b
IME SPOJA R1 R2 R3
Katehin H OH HGalokatehin H OH OHEpikatehin OH H H
Epigalokatehin OH H OH
Slika1. Strukture flavonoida soka grožđa: (a)antocijanidini, (b)flavonoli, (c) flavanonoli, (d) flavan-3-oli [2]
S obzirom da se sve prethodno navedene tvari nalaze u čvrstim dijelovima bobica
grožđa, sam proces proizvodnje zapravo određuje u kojoj će se količini oni nalaziti u soku,
odnosno kakva će biti kvaliteta proizvoda. Iako je grožđe kao sirovina bogat izvor polifenola
ipak, samo manji dio njih prelazi u sok, a veći dio ipak zaostaju u nusproizvodima tijekom
proizvodnje soka [14].
Dokazano je kako konzumiranje hrane bogate fenolnim spojevima ima povoljan
učinak na ljudsko zdravlje, osobito u prevenciji kardiovaskularnih bolesti i nekih vrsta
karcinoma. Ipak, učinak polifenola ovisi o konzumiranoj količini i njihovoj biodostupnosti.
Konzumiranje soka od grožđa je povezano sa inhibicijom arteroskleroze i poboljšanjem
količine lipida i antioksidansa u krvi. Smatra se kako je sok od crvenog grožđa izvrsna
alternativa crvenom vinu, kao znatno poznatijem agensu u prevenciji arteroskleroze.[14]
Osim toga, sok od grožđa sadrži i druge komponente koje djeluju kao antioksidansi kao što su
npr. vitamini koji djeluju sinergistički sa fenolnim spojevima, i znatno povećavaju
antioksidativnu aktivnost gotovog proizvoda. [17]
Među polifenolima grožđa najistraženiji do sad je resveratrol. Zanimanje za taj spoj je
počelo nakon što je otkriven u vinu i nakon što mu je pripisana kardioprotektivna uloga i
antikarcinogeni potencijal.
Biološki gledano, resveratrol je fitoaleksin odnosno obrambeni metabolit biljke koji
služi biljci za obranu od patogena ili nepovoljnih okolišnih uvijeta. Količina resveratrola ovisi
o kultivaru grožđa, klimatskim uvijetima itd.
Proizvodnja ovog polifenola u bobicama grožđa se umjetno može potaknuti
djelovanjem UV svijetla, koje je germicidno neionizirajuće zračenje valne duljine od 200-280
nm. Kada se bobice poslije branja zrače ovim svijetlom one stvaraju fitoaleksine, uglavnom
6
OHO
OH
R2
OH
OH
R3R1
d
resveratrol. Ovo zračenje u kombinaciji sa odgovarajućim postupcima tijekom proizvodnje
mogu znatno povećati količinu resveratrola u soku od grožđa [14].
3. Proizvodnja soka od grožđa
3.1. Kvaliteta gotovog proizvoda
Faktori sirovine koji utječu na kvalitetu soka se mogu podijeliti na one prije branja i
poslije branja. Tako vrsta grožđa, gnojidba, način uzgoja mogu utjecati na senzorske
karakteristike i iskorištenje sirovine, a s druge strane mogu smanjiti nepoželjne učinke kao što
su npr. bolesti.
Faktori koji su bitni nakon branja su: branje, skladištenje i transport do tvornice. Utvrđeno
je kako temperature iznad 29˚C, drobljenje bobica tijekom transporta ili dugotrajno čekanje na
preradu, povećavaju opasnost od mikrobiološkog kvarenja i početka fermentacije. To dovodi
do proizvodnje soka smanjene kvalitete sa visokim sadržajem alkohola i octene kiseline.
Stoga je poželjno branje noću ili dodatak sumpornog dioksida kako bi se spriječio početak
fermentacije i gubitak kvalitete soka.
Također je vrlo važno odrediti optimalno vrijeme berbe, s obzirom da grožđe nakon što je
ubrano ne može dodatno sazrijevati. U tu svrhu se najčešće koriste kemijski pokazatelji koji
su lako mjerljivi, prije svega količina šećera i kiselost soka grožđa. Tipične vrijednosti
količine šećera soka zrelog grožđa su 14-20˚Brixa, ovisno o vrsti. Omjer šećera i kiseline daje
informaciju o prihvatljivost okusa soka i poželjno je da se kreće oko 10, što daje dobar
osvježavajući okus soku.
Najjednostavniji način definiranja visoko kvalitetnog soka od grožđa je određivanje
nekoliko parametara koji su jednostavni za mjerenje kao što su šećer, kiseline, etanol i hlapive
kiseline. Tek su se u novije vrijeme razvile metode za određivanje fizioloških pokazatelja koji
omogućuju sprječavanje manipulacije i falsificiranja soka od grožđa. To su sadržaj
antocijanidina ili drugih tvari boje.
S obzirom da je do nedavno međunarodna trgovinska razmjena soka grožđa bila vrlo
mala, ne postoje međunarodna pravila koja se odnose na parametre kvalitete soka od grožđa.
Obično je svaka zemlja proizvođač imala vlastite propise koji su karakteristični za grožđe
njihovih regija.
7
Međunarodni standardi kao što je Codex alimentarius samo određuju količine topive
suhe tvari, etanola i hlapivih kiselina, te neka općenita senzorska svojstva.
Osim toga često se provode istraživanja na sadržaj pesticida i toksina kako bi se
izbjegao neprimjeren proces proizvodnje. Neke zemlje također ne dozvoljavaju primjenu
genetički modificiranih organizama.
8
Slika 2. Shema proizvodnje soka od grožđa [2]
9
3.2. Procesni parametri
3.2.1. Dobivanje sirovog soka
3.2.1.1. Čišćenje i drobljenje
Prvi korak u proizvodnji soka je čišćenje jer se bolje kontrolira fermentacija i sprečava se
oštećenje opreme. Obično se sastoji od nekoliko koraka. Najprije se uklanjaju nečistoće
anorganskog porijekla kao što su zemlja, kamenje, metalni dijelovi tako da se grožđe uranja u
vodenu kupelj ili se odvaja ručnom selekcijom zajedno sa uklanjanjem trulih grozdova.
Nečistoće organskog porijekla (lišće, peteljke…) se uklanjaju mehanički pomoću perforiranih
rotirajućih bubnjeva, tako da bobice prolaze kroz rupe, a nečistoće ostaju unutra. Na kraju se
grožđe pere kloriranom vodom kako bi se smanjila količina mikroorganizama na površini
bobica.
Nakon čišćenja bobice se drobe kako bi se olakšala ekstrakcija soka tijekom prešanja.
Uređaj se sastoji od nekoliko rotirajućih valjaka nabrane površine, koji drobe bobice dok
prolaze između njih. Razmak se mora pažljivo namjestiti kako ne bi došlo do drobljenja
sjemenki, koje bi u tom slučaju ispustile velike količine oporih tanina [2].
3.2.1.2. Enzimsko tretiranje
Enzimatsko tretiranje masulja se često koristi kako bi se poboljšalo iskorištenje. Naime
uporabom pektinolitičkih enzima, poligalakturonaze i pektin liaze, dolazi do depolimerizacije
pektinske molekule i smanjenja viskoznosti, što olakšava oslobađanje soka tijekom prešanja.
Enzimsko tretiranje se može provesti kao hladno ili toplo ovisno o željenoj boji, okusu i
prinosu konačnog proizvoda.
U „hladnom“ procesu enzimska mješavina se dodaje zdrobljenim bobicama, te zadržava u
tanku na temperaturi 15-20˚C kroz 2-4 sata. Takva vrsta procesa u svakom slučaju daje bolje
iskorištenje prilikom prešanja u usporedbi sa direktnim prešanjem bez enzimskog tretiranja.
Međutim, nije toliko učinkovita kao toplo enzimsko tretiranje. Ipak, koristi se za dobivanje
soka od bijelog grožđa ili kada se želi smanjiti gubitke termoosjetljivih sastojaka.
Kod „toplog“ procesa princip je sličan, osim što se grožđe najprje zagrijava na 60-
65˚C, te se nakon dodatka enzima zadržava u tankovima na 60-63˚C pola sata do sat. Ovakva
kombinacija umjereno visoke temperature i enzimskog djelovanja poboljšava ekstrakciju
10
komponenata iz čvrstih dijelova bobica, te se dobije sok sa većom količinom ukupne suhe
tvari, polifenola i pigmenata.
Da bi se dodatno poboljšala ekstrakcija pigmenata također se masulj može zagrijati na
88-90˚C kroz nekoliko minuta, a nakon toga se hladi na 58-60˚C, te dodaju enzimi i
zadržavaju se oko sat vremena.
U slučaju pretjeranog zagrijavanja ili predugog zadržavanja u tankovima kako bi se
poboljšala iskoristivost ili ekstrakcija pigmenata, dobili bi sok smanjene kakvoće jer bi
izgubili svježinu okusa, a porastao bi sadržaj tanina koji bi soku dali oporost. Osim toga,
može doći do ekstrakcije lipida i voskova što bi dovelo do mutnoće gotovog proizvoda [2].
Istraživanja su također pokazala da termičko tretiranje utječe na sadržaj lipida i
dušikovih spojeva. Iako je njihova količina u soku zapravo mala i nemaju bitne nutritivne
važnosti, mogu biti povezani sa smanjenjem senzorske kakvoće soka. Takve senzorske mane
su posljedica reakcija koje se događaju tijekom procesa proizvodnje, a intenziviraju se pri
višim temperaturama. Tako aminokiseline daju spojeve sa sumporom kao što su vodikov
sulfid ili etil karbamat iz uree, te sudjeluju u neenzimskom posmeđivanju. S druge strane,
enzimskim djelovanjem od nezasićenih masnih kiselina nastaju hlapivi spojevi kao što su
aldehidi, ketoni i alkoholi koji doprinose nepoželjnoj aromi gotovog soka [9].
U posljednje vrijeme se u proizvodnji hrane sve više koristi ultrazvučna tehnologija.
Tako se pri proizvodnji soka od grožđa tretiranje ultrazvukom koristi kako bi se povećalo
iskorištenje, bilo u kombinaciji sa enzimskim tretiranjem ili bez njega. Istraživanja su
pokazala da u usporedbi sa tradicionalnom metodom korištenja enzima, primjena ultrazvuka
je povećala iskorištenje sirovine i smanjila vrijeme potrebno za tretiranje enzimima. Osim
toga ova metoda je povećala kakvoću soka tako što se povećao sadržaj šećera, ukupnih
kiselina, ukupnih fenola i intenzitet boje [6].
3.2.1.3. Dekantiranje
Dekantiranje je operacija koja se provodi prije prešanja kako bi se odvojio čisti sok od
masulja. Količina takvog visokokvalitetnog soka iznosi 30-60 % ukupne količine soka, ovisno
o uspješnosti enzimskog djelovanja. Takav sok se najčešće kasnije miješa sa frakcijama
slabije kakvoće.
11
3.2.1.4. Prešanje
Prešanje je završni korak u dobivanju sirovog soka. Preše mogu biti šaržne i
kontinuirane. Šaržni postupci se sastoje od nekoliko koraka, od kojih svaki slijedeći koristi
viši tlak prešanja, dok kod kontinuiranih postupaka tlak postupno raste dok ne dosegne svoj
maksimum.
Tablica 2. Prednosti i nedostaci nekih preša [2]
Tip procesa
Vrsta preše Prednosti Nedostaci
Šaržni Vertikalna Slaba maceracija, mala mutnoća Visoki tlak, nekoliko koraka u prešanju, ručno izbacivanje kolača, dugotrajan postupak
Horizontalna Nizak tlak, automatsko izbacivanje kolača, dobro iskorištenje
Velika aeracija i visok sadržaj čvrstih čestica
Membranska Nizak tlak, automatsko izbacivanje kolača, dobro iskorištenje, dobra kvaliteta soka
Visok sadržaj čvrstih čestica i održavanje membrana
Kontinuirani Pužna Visoko iskorištenje Veliko drobljenje bobica i velika količlina čvrstih čestica
„remenska“ Nizak tlak, brza ekstrakcija soka, visoka kvaliteta soka
Velika količina čvrstih čestica, komina zahtjeva dodatno prešanje
Prešanje je jedna od najosijetljivijih faza u proizvodnji soka od grožđa, osobito kad se
radi o bijelom grožđu. Povezano je sa visokom oksidacijom sirovine, te ga je poželjno obaviti
u što kraćem vremenskom periodu. Primjenom tretiranja grožđa pulsirajućim električnim
poljem (PEF) prije samog prešanja dobije se visokokvalitetni sok sa manjom količinom
čvrstih čestica, te većim iskorištenjem.
Naime tijekom prešanja dolazi do pucanja membrana stanica i do izlaska
polifenoloksidaze iz vakuola, koja u prisutnosti kisika i kiselina postaje aktivna. Djelovanje
PEF-a ubrzava izlazak soka i omogućuje manje oštećenje membrana [15].
Osim toga, istraživanja su pokazala da se aktivnost polfenoloksidaze može reducirati
ili čak ukloniti djelovanjem pulsirajućeg električnog polja na sam sok grožđa. Na aktivnost
enzima utječu duljina tretiranja, snaga i frekvencija polja, a općenito se može reći kako sa
porastom ovih parametara, aktivnost enzima opada [13].
12
3.2.2. Fizikalna stabilizacija soka
Kako bi sok kao gotovi proizvod imao uniformnu kakvoću, bitna je njegova fizikalna,
kemijska i mikrobiološka stabilizacija. Fizikalna stabilizacija podrazumijeva uklanjanje
čestica koje mogu uzrokovati nehomogenost proizvoda. U tu svrhu se najprije uklanjaju
netopive čestice filtracijom i centrifugiranjem. Preostale čestice koje se ne uklone nakon
centrifugiranja se ne mogu istaložiti zbog prisutnosti pektina.
3.2.2.1. Depektinizacija
Pektin djeluje kao zaštitni omotač oko pozitivno nabijenih proteina i povećava
viskoznost soka. Stoga elektrostatsko odbijanje, mala veličina preostalih čestica i viskoznost
dovode do mutnoće soka. Kako bi se mogao izbistriti prvo je potrebno ukloniti pektin.
Djelovanjem pektin metilesteraze (PME) će se deesterificirati metilne skupine na
pektinskoj molekuli, te će nezaštićene karboksilne skupine reagirati sa ionima kalcija koji se
nalaze u otopini te stvoriti agregate sposobne za taloženje.
Nešto djelotvornija metoda je razlaganje topivog pektina na manje frakcije, ispod 10
jedinica, koje nisu reaktivne sa kalcijem. To se postiže djelovanjem enzimskih mješavina sa
visokim sadržajem poligalakturonaze, a mogu se koristiti već prije prešanja ili nakon
centrifugiranja [2].
3.2.2.2. Filtriranje
Jedna od daljnjih metoda bistrenja samog mošta je primjena tzv. filtar preše. Nakon
klasičnog taloženja, odvaja se talog uz pomoću fliltar preše s tim da se iskorištenje znatno
povećava dodatkom pomoćnog filtarskog sredstva. Primjena takve filtar preše omogućuje
iskoristivost početnog mošta od čak 98% [10].
Do prije nekoliko godina su se intenzivno koristila pomoćna sredstva za filtraciju, odnosno
sredstva za bistrenje kao što su tanin, bentonit ili silikagel. Međutim razvojem membranske
filtracije ona više nisu potrebna.
Takva memranska filtracija u usporedbi sa klasičnom filtracijom ima slijedeće prednosti:
omogućuje kontinuirani rad,
omogućuje automatizaciju postrojenja,
poboljšava iskorištenje sirovine,
ne zahtjeva bistrenje i sredstva za filtraciju,
13
smanjuje potrebe za prostorom
Tipičan način filtriranja soka se provodi tako da se retentat recirkulira i ponovo podvrgava
filtraciji, a permeat je željeni proizvod. Obično se koristi nekoliko paralelnih membranskih
modula kako bi se povećala produktivnost.
U proizvodnji soka od grožđa najčešće se koristite membrane za mikrofiltraciju čija je
veličina pora od 0,1-10µm. One omogućuju eleminiranje tvari velike molekularne mase kao
što su polisaharidi i glikoproteini bez ikakve modifikacije tvari koje zaostaju u otopini.
Membrane za ultrafiltraciju (veličina pora 0,001-0,1µm) se koriste samo u posebnim
slučajevima budući da znatno reduciraju tvari boje, potpuno eliminiraju proteine, te čak
omogućuju sterilizaciju soka.
Posljednji korak u fizikalnoj stabilizaciji soka je uklanjanje kalijevih i kalcijevih soli
vinske kiseline, koji se nalaze u nestabilnom obliku, te se vrlo lako talože. Taloženje mogu
uzrokovati unutarnji faktori kao što je pH, ili vanjski kao što je temperatura ili svjetlost.
Uobičajena metoda koja se koristi za taloženje tartarata je hlađenje soka na -2,0-0,0˚C.
Pri tako niskoj temperaturi je smanjena topivost soli, te se one talože na dno tanka. Danas se
taj proces izdvajanja tartarata nastoji ubrzati, na primjer pripremom soka depektinizacijom
radi smanjenja viskoznosti i nacjepljivanjem sitnim kristalima soli vinske kiseline [11].
3.2.3. Kemijska stabilizacija soka
Kemijska stabilizacija podrazumijeva uklanjanje kisika iz soka. Kisik je najznačajniji
čimbenik kvarenja pakiranog soka, budući da on sudjeluje u svim reakcijama kvarenja
vitamina i pigmenata. U tu svrhu se sok raspršuje u komorama sa blagim vakuumom, pri
sobnoj temperaturi ili nešto nižoj [2].
Među najvažnijim enzimima koji utječu na modifikaciju boje, arome i okusa soka su
oksidoreduktaze kao što su polifenoloksidaza i peroksidaza [13], te je važno ukloniti kisik
bitan za njihovo djelovanje.
3.2.4. Mikrobiološka stabilizacija soka
Mikroorganizmi koji se najčešće nalaze u soku grožđa su prije svega kvasci rodova
Kloeckera i Saccharomyces, te bakterije mliječnog i octenog vrenja Leuconostoc,
Lactobacillus i Gluconobacter. Ovi mikroorganizmi su otporni na niski pH, koji inače štiti
sok od razvoja drugih patogenih mikroorganizama. U Svrhu uklanjanja mikroorganizama se
najčešće koristi termičko tretiranje tj. pasterizacija. Međutim, budući da povišena temperatura
14
djeluje negativno na nutritivne i senzorske karakteristike, u novije vrijeme se nastoje razviti
nove metode kao što su tretiranje pulsirajućim električnim poljem ili visokim hidrostatskim
pritiskom.
Osim toga se nastoje razviti metode za konzerviranje crvenog soka, koje će minimalno
degradirati vrlo osjetljive antocijane. Naime metode kao što su pasterizacija ili kemijsko
konzerviranje pomoću SO2, imaju neželjene učinke na količinu tvari boje. Istraživanja su
pokazala da konzerviraje pomoću ultrazvuka omogućuje visok stupanj zadržavanja
antocijana[12].
Tablica 3. Sustavi i materijali koji se koriste u pakiranju soka grožđa [2]
Proizvod Način pakiranja
Svrha Materijal Čuvanje
Sok od grožđa
Hladno punjenje Direktna konzumacija
transport
Limenke, staklenke, plastikacisterne
hlađenje
Vruće punjenje Direktna konzumacija Limenke, staklenkeAseptično punjenje
Direktna konzumacijatransport
Papirnati laminaticisterne
Sterilizacija ambalaže prije punjenja
Koncentrat Hladno punjenje transport cisterne hlađenjeAseptično punjenje
Direktna konzumacija
Dugotrajno čuvanje, transport
Limenke, papirnati laminaticisterne
Sterilizacija prije punjenjaHlađenje, zamrzavanje
3.2.5. Koncentriranje soka grožđa
Koncentriranje soka se provodi u svrhu redukcije volumena, te samim time pakiranja
te troškova skladištenja, transporta i slično. Koncentriranje također ima konzervirajući
učinak zbog niskog aktiviteta vode gotovog proizvoda. Koncentrat se znatno koristi u
enologiji, ali i kao sastavni dio sokova, marmelada, želea, raznih napitaka itd. [5]. Osim
toga, koncentrat se često koristi u drugim granama prehrambene industrije npr. za
punjenja u pekarskoj industriji.
Kako bi se ostvarilo koncentriranje još uvijek se najčešće koristi klasično uparavanje,
a za smanjenje gubitaka tvari arome se koristi rekuperacija arome Međutim, s obzirom da
visoka temperatura utječe na senzorska i nutritivna svojstva proizvoda, razvijaju se i
alternative kao što su reverzna osmoza i koncentriranje zamrzavanjem, koje se još uvijek
koriste samo kao koraci prije uparavanja kako bi se smanjili njegovi troškovi[2].
15
Istraživanja su pokazala da primjena reverzne osmoze u svrhu koncentriranja soka od
grožđa dovodi do proizvoda sa povećanom ukupnom kiselošću, sadržajem antocijanina i
drugih fenolnih spojeva, te pojačanim intenzitetom boje proporcionalno faktoru
volumenskog koncentriranja. Međutim, RO omogućuje koncentriranje do svega
28,5˚Brixa, pa se kao takva ipak mora promatrati samo kao proces koji se mora
kombinirati sa drugim tehnikama koncentriranja, kako bi se dobila konačna vrijednost
suhe tvari koncentrata od 60˚Brixa. Daljnja istraživanja su pokazala kako se poboljšava
efikasnost ukoliko se RO provede pri nešto višim temperaturama, oko 50˚C, jer se
pojačava tok permeata, a nema značajnog smanjenja kvalitete [16].
Neke od metoda koje se mogu koristiti nakon primjene RO u svrhu dobivanja visokog
sadržaja šećera su osmotska i membranska destilacija. One omogućuju tako visoko
koncentriranje da je koncentrat moguće skladištiti i bez hlađenja.
Membranska destilacija (MD) je relativno novi membranski proces u kojem se su
dvije vodene otopine različitih temperatura odvojene mikroporoznom hidrofobnom
membranom. Prijelaz vode se događa sa toplije na hladniju stranu. Proces se odvija pri
atmosferskom pritisku i pri temperaturama nižima od temperature vrelišta otopina.
Pokretačka sila je razlika u pritisku vodene pare s jedne i druge strane membrane nastala
zbog temperaturnog gradijenta. Sam proces se može opisati u tri koraka:
1. Stavaranje džepa vodene pare na toplijoj strani membrane
2. Transport pare kroz mikroporozni sustav
3. Kondenzacija pare na hladnijoj strani membrane
Osmotska destilacija (OD) je proces koji se za razliku od MD provodi pri sobnoj temperaturi i
zbog toga nema termičke degradacije sastojaka. Ako se OD usporedi sa reverznom osmozom,
izbjegava se visoki osmotski pritisak jer se provodi pri atmosferskom tlaku.
Laboratorijska istraživanja su pokazala da primjena MD i OD daju koncentrat visokog
sadržaja suhe tvari, preko 60˚Brixa, dobiven pri znatno nižim temperaturama nego pri
klasičnom uparavanju [17].
16
4. Zaključak
U modernom svijetu se sve više poklanja važnost brizi o vlastitom zdravlju. U tu svrhu
se ističe važnost konzumiranja hrane bogate fenolnim spojevima, jer pozitivno utječe na
smanjenje kardiovaskularnih bolesti i određenih tipova karcinoma. Tako i sok od grožđa koji
je do sad imao učešće od svega 1% u preradi grožđa, sve više dobiva na važnosti.
Uz klasične metode prerade grožđa, razvijaju se alternativne metode u svrhu što većeg
očuvanja izvornih sastojaka koji dolaze iz grožđa, a time i povećanja kakvoće gotovog
proizvoda.
Upotreba pulsirajućeg električnog polja se pokazala višestruko efikasnom u
inaktivaciji mikroorganizama ili deaktivaciji enzima. Međutim, takva moderna tehnologija još
uvijek nema komercijalnu upotrebu zbog visoke cijene opreme i velikog utroška energije.
I mnoge druge metode kao što su korištenje ultrazvuka ili različiti membranski
postupci, su brojna istraživanja potvrdila kao efikasne u očuvanju kakvoće proizvoda ili
smanjivanju rizika od mikrobiološkog kvarenja. Ipak, potrebna su dodatna sistematska
istraživanja koja bi omogućila njihovu komercijalizaciju odnosno široko rasprostranjenu
industrijsku upotrebu.
5. Literatura
1. Salunkhe DK, Kadam SS:Handbook of fruit science and technology. Production,
Composition, Storage, and Processing. CRC Press, Boca Raton, 1995.
2. Hui Y.H.: Handbook of fruits and fruit processing. Blackwell publishing, Ames, 2006.
3. Dani C, Oliboni LS, Vanderlinde R, Bonatto D, Salvador M, Henriques JAP: Phenolic
content and antioxidant activities of white and purple juices manufactured with
organically-or conventionally-produced grapes. Food and Chemical Toxicology 45:
2574-2580, 2007.
4. Rektor A, Vatai G, Bekassy-Molnar E: Multi-step membrane processes for the
concentration of grape juice. Desalination 191: 446-453, 2006.
5. Zuritz CA, Munoz Puntes E, Mathey HH, Perez EH, Gascon A, Rubio LA, Carullo
CA, Chernikoff RE, Cabeza MS: Density, viscosity and coefficient of thermal
17
expansion of clear grape juice at different soluble solid concentrations and
temperatures. Journal of food engineering 71: 143-149, 2005.
6. Lieu LN, Man Le VV: Aplication of ultrasound in grape mash treatment in juice
processing. Ultrasonics Sonochemistry 17: 273-279, 2010.
7. Soyer Y, Koca N, Karadeniz F: Organic acid profile of Turkish white grapes and
grape juices. Journal of food composition and analysis 16: 629-636, 2003.
8. Belitz HD, Grosch W, Schieberle P: Food chemistry, Springer, Berlin, 2004.
9. Garde-Cerdan T, Arias-Gil M, Marselles-Fontanet AR, Ancin-Azpilicueta C, Martina-
Belloso O: Effects of thermal and non thermal processing treatments on fatty acids and
free amino acids of grape juice. Food control 18: 473-479, 2007.
10. Jakobović M, Ergović M, Jakobović S, Obradović V, Mesić J: Primjena filter preše u
proizvodnji vina graševina. U Proceedings of 2nd international/professional
conference Agriculture in nature and environment protection, str. 192-196, Agroglas,
Osijek, 2009.
11. Lovrić T, Piližota V: Konzerviranje i prerada voća i povrća, Globus, Zagreb, 1994.
12. Tiwari BK, Patras A, Brunton N, Cullen PJ, O’Donell CP: Effect of ultrasound
processing on anthocyanins and color of red grape juice. Ultrasonics Sonochemistry
17: 598-604, 2010.
13. Marselles-Fontanet A, Martin-Belloso O: Optimization and validation of PEF
processing conditions to inactivate oxidative enzymes of grape juice. Journal of food
engineering 83: 452-462, 2007.
14. Gonzalez-Barrio R, Vidal-Guevara ML, Tomas-Barberan FA, Espin JC: Preparation
of resveratrol-enrished grape juice based on ultraviolet C- treated berries. Innovative
Food science and emerging technologies 10: 364-382, 2009.
15. Praporscic I, Lebovka N, Vorobiev E, Mietton-Peuchot M: Pulsed electric field
enhanced expression and juice quality of white grapes. Separation and purification
technology 52: 520-526, 2007.
16. Gurak PD, Cabral LMC, Rocha-Leao MHM, Matta VM: Quality evaluation of grape
juice concentrated by reverse osmosis. Journal of food engineering 96: 421-426, 2010.
17. Davalos A, Bartolome B, Gomez-Cordoves C: Antioxidant properties of commercial
grape juices and vinegars. Food chemistry 93: 325-330, 2005.
18
19
top related