Autor: Zdravko Šumić dipl. ing.

Depektinizacija

U tehnologiji proizvodnje bistrih sokova i koncentrata pektinske materije predstavljaju smetnju jer izazivaju mutnoću pa ih je potrebno razgraditi korišćenjem pektolitičkih preparata. Pektolitički preparati sadrže potrebne enzime za razlaganje pektinskog lanca. Primenom pektolitičkih preparata, pored dobijanja bistrih sokova, omogućeno je dobijanje i većih prinosa pri presovanju pošto dolazi do razgradnje ćelijskih struktura, smanjenja viskoziteta i olakšavanja postupka presovanja. Na temperaturama delovanja pektolitičkih preparata dolazi takođe i do bržeg prelaska ostalih rastvorljivih materija u sok tako da se proizvod odlikuje izrazitijom bojom, aromom, boljim prinosom kiselina, vitamina C i većim sadržajem suve materije.

Pogodnim podešavanjem vremena inaktivacije pektolitičkih enzima, obezbeđuje se da se pektinske materije hidrolizuju u optimalnoj meri, čime se obezbeđuje punoća soka, tj. njegova optimalna konzistencija. Pektolitički enzimi pokazuju optimalno delovanje pri temperaturi 45-50°C i pH vrednosti sredine 3,5-4,5 (Lozano, 2006). U tankovima za depektinizaciju instalirane su mešalice kako bi se postigao što bolji kontakt enzima sa supstratom.

Pošto se u jednom pektolitičkom preparatu mogu nalaziti različiti enzimi, a pektinske materije u supstratu (kaša ili sok voća i povrća) takođe variraju po svojim kvantitativnim i kvalitativnim osobinama, efekat pektolitičkih preparata varira. Da bi se odredila tačna količina pektolitičkog preparata koju je potrebno dodati mora se uraditi laboratorijska proba za svaku šaržu proizvodnje.

Pored pektolitičkih enizma, pektolitički preparati sadrže i druge enzime neophodne za razgradnju protopektina i bistrenje soka (celulaze, hemicelulaze, arabinaze, amilaze, ksilanaze).

Pektolitički preparati

Generalno gledano enzimski preparati su proizvodi dobijeni iz životinjskih, biljnih ili mikrobioloških izvora koji sadrže jedan ili više enzima. Ovi preparati mogu da sadrže i cele ćelije, delove ćelija ili ekstrakte bez ćelija iz polaznog materijala, kao i ostatke hranljive podloge, rastvarača, aditiva, pomoćnih sredstava u proizvodnji i druge supstance zavisno od tehnologije proizvodnje.

Enzimski preparati se proizvode i stavljaju u promet kao tečnosti, u obliku koncentrata ili praha i kao imobilizovani enzimski preparati (preparati u kojima su enzimi fizičkim ili hemijskim postupcima vezani za nerastvorljive nosače).

U pogledu kvaliteta i primene enzimski preparati moraju da ispunjavaju uslove definisane Pravilnikom o kvalitetu i drugim zahtevima za enzimske preparate za prehrambene proizvode (Sl. list SRJ, br. 12/2002, 56/2003).

Pektolitički preparati se uglavnom dele na dve grupe. U prvu grupu spadaju separacioni, odnosno filtracioni pektolitički preparati, koji se koriste za olakšavanje presovanja i bistrenja sokova, a u drugu grupu maceracioni, koji se koriste za maceraciju kaša, čime se omogućava dobijanje kvalitetnih pirea, odnosno kašastih koncentrata od voća i povrća.

Separacioni pektolitički preparati

Cilj primene separacionih preparata je smanjenje viskoziteta kaše i olakšavanje odvijanja operacija presovanja, bistrenja i ugušćivanja, pri proizvodnji bistrih sokova i koncentrata. U svom enzimatskom sastavu sadrže 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), čime postižu optimalnu deesterifikaciju, odnosno depolimerizaciju pektininskih kiselina. Depolimerizacijom u kaši prisutnih pektina snižava se viskozitet i lepljivost kaše i time omogućava lako presovanje kaše i naknadno lako bistrenje i filtriranje soka

Mehanizam delovanja separacionih (filtracionih) pektolitičkih preparata, zasniva se uglavnom, na dva principa:
a) da se pektini najpre pomoću pektinmetilesteraze (PME) deesterifikuju i
b) da se pektini bez deesterifikacije depolimerizuju pektin 1iazama uz stvaranje nezasićene veze.

Optimalno delovanje enzima postiže se pri pH 3,5 do 4 i temperaturi 45 do 50oC. Takođe, za efikasan postupak depektinizacije neophodno je postići dobar kontakt enzim supstrat i homogen raspored enzima u supstratu.

Maceracioni pektolitički preparati

U proizvodnji kašastih sokova i koncentrata nastoje se proizvesti što gušće i viskoznije kaše, koje se neće raslojavati na čvrstu i tečnu fazu i koje će biti i kod dužeg stajanja stabilne. Ovo je upravo suprotan cilj od onog kod proizvodnje bistrih sokova gde se teži smanjenju viskoziteta.

Primenom maceracionih preparata omogućava se bolja dezintegracija tkiva voća i povrća u odnosu na mehaničke efekte sitnjenja. Delovanjem maceracionih preparata iz protopektina se oslobađaju visokopolimerne i visokoesterifikovane pektininske kiseline, a razgrađuju niskoesterifikovane pektininske kiseline i pektinska kiselina. Oslobođene pektininske kiseline (pektin) deluju kao stabilizator i sprečavaju raslojavanje tečne i čvrste faze.

U svom sastavu maceracioni preparati sadrže jedan pektolitički i jedan celulolitički kompleks, koji omogućavaju hidrolizu intercelularne supstance i raspadanje biljnog tkiva (parenhima), tj. maceraciju. Ovi enzimatski preparati uglavnom sadrže endo-poligalakturonazu (poli-alfa-1,4-galakturonid glikanohidrolaza), celulazu (beta-1,4-glukan-glukanohidrolaza), hemicelulazu i slične enzime koji omogućuju razgradnju protopektina do pektina rastvorljivog u vodi i razgradnju celuloze iz ćelijskog zida.

Primena macerecionih preparata može dovesti i do neočekivanih i nepoželjnih pojava. Ovo se dešava u slučaju kada se tokom vegetacije, odnosno sazrevanja, pektininske kiseline delimično deesterifikuju prirodnim enzimatskim kompleksom sirovine i tako pređu u pektinske kiseline. Na deesterifikovane pektininske kiseline deluje poligalakturonaza (PG) iz dodatog preparata usled čega dolazi do depolimerizacije i pada viskoziteta. Na ovaj način maceracioni preparat ne deluje više kao maceracioni, već kao separacioni preparat. Ova pojava se često sreće i karakteristična je za prezrele sirovine koje sadrže PME, kao i kod nekih vrsta povrća bogatih sa PME (paradajz, paprika). Potrebna količina maceracionog preparata određuje se za svaku sirovinu i svaku šaržu posebno, laboratorijskom probom (Šulc, 1976).

Veoma često se dešava da u fabriku pristiže sirovina različitog stepena zrelosti pa je mogućnost greške prilikom primene maceraconog preparata velika. U praksi se zbog ovoga maceracioni preparati retko koriste, a zadovoljavajuća stabilnost kašastih sokova se postiže homogenizacijom.

Na slici 14 prikazane su krive promene viskoziteta bistrih i kašastih 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 početnog što se postiže pri koncentraciji separacionog preparata Cs1. U proizvodnji bistrih koncentrata optimalno smanjenje viskoziteta je na 10-20% od početnog, što se postiže pri koncentraciji preparata Cs2. Kriva 2 prikazuje promenu viskoziteta kaše prilikom primene maceracionog preparata. Upotrebom koncentracije preparata Cm postiže se maksimalno povećanje viskoziteta i dalje povećanje koncentracije preparata nije potrebno jer se viskozitet više ne može povećati.

Ostali enzimi koji se koriste u pektolitičkim preparatima

Komercijalni enzimski preparati, kao što je već rečeno, mogu sadržati i neke druge enzime, među kojima najčešće celulaze, arabinaze i amilaze.
Primena celulaza prilikom obrade voćne kaše poboljšava oslobađanje bojenih komponenti iz opni voća, tako da su celulaze uvek prisutne u pektolitičkim preparatima.

Polisaharid araban (polimer arabinoze) može prouzrokovati mutnoću u voćnom soku nekoliko nedelja nakon što je koncentrovan. Neke voćne vrste su bogate arabanom (npr. kruška) pa komercijalni pektolitički preparati često sadrže i arabinazu (Lozano, 2006).

Skrob takođe može biti uzrok mutnoće soka, pa se u pektolitičkim preparatima koji se koriste u proizvodnji bistrog soka od sirovina koje su bogate skrobom koriste amilaze. α-amilaza je hidrolitički enzim koji cepanjem polisaharida (skroba) daje oligosaharide, odnosno maltozu i izomaltozu, a uz disaharide može nastati i slobodna glukoza.

.

Literatura

1. Crnčević, V. (1951). Konzervisanje i prerada povrća. Beograd: Naučna knjiga.
2. DSM Nutritional Products. (2009). Preuzeto sa DSM: www.dsm.com
3. Jašić, M. (2007). Tehnologija voća i povrća – I dio. Tuzla: Tehnološki fakultet.
4. Lamikanra, O. (2002). Fresh-cut fruits and vegetables: science, technology, and market. USA: CRC Press.
5. Linden, G., & Lorient, D. (1999). New ingredients in food processing. Cambridge: CRC Press.
6. Lozano, J. E. (2006). Fruit Manufacturing. New York: Springer.
7. Niketić-Aleksić, G. (1982). Tehnologija voća i povrća. Beograd: Poljoprivredni fakultet.
8. Pravilnik o kvalitetu i drugim zahtevima za enzimske preparate za prehrambene proizvode. (Sl. list SRJ, br. 12/2002, 56/2003).
9. Schobinger, U. (2001). Frucht- und Gemüsesäfte. Berlin: Ulmer.
10. Sriamornsak, P. (2003). Chemistry of Pectin and Its Pharmaceutical Uses: A Review. Silpakorn University International Journal, Vol. 3, 1-2 , 206-227.
11. Šulc, D., Ćirić, D., Vujičić, B., Bardić, Ž., Curaković, M., & Gvozdenović, J. (1976). Tehnologija proizsavrevodnje bistrih i kašastih koncentrata od voća i povrća. Novi Sad: Tehnološki fakultet.
12. Vračar, L. (2001). Priručnik za kontrolu kvaliteta svežeg i prerađenog voća, povrća i pečurki i osvežavajućih bezalkoholnih pića. Novi Sad: Tehnološki fakultet.
13. Yadav, S., Yadav, P. K., Yadav, D., & Yadav, K. D. (2009). Pectin lyase: A review. Process Biochemistry 44 , 1-10.