INFLUENCE OF STARCHES ON RHEOLOGICAL PROPERTIES OF BLACKBARRY PUREE

Originalan naučni rad – Original scientific paper

Kaša kupine je poluproizvod koji je osnova za proizvodnju mnogih drugih proizvoda na bazi kupine, a poznavanje reoloških svojstava je važno za kreiranje proizvoda. Reološka svojstva iskazana kao reološki parametri ukazuju na konzistenciju i viskoznost, i bitni su parametri kvalitete nekog proizvoda ili poluproizvoda. Cilj ovoga istraživanja je utvrditi kako škrobovi (kukuruzni, voštani kukuruzni i škrob tapioke) utječu na reološka svojstva kaše kupine sa dodatkom šećera (glukoza i fruktoza). Mjerenje je izvršeno na 20 °C i 40 °C pri brzinama smicanja 0-60 s-1 na rotacijskom reometru VT550 362-0001 HAAKE sa koncentričnim cilindrima. Rezultati istraživanja pokazuju da je viskoznost najveća kod kaše kupine sa dodatkom šećera i kukuruznog škroba mjerena pri 20 °C, a najmanja sa dodatkom voštanog škroba. Pri 40 °C najveća je viskoznost kaše sa dodatkom voštanog kukuruznog škroba, a najmanja dodatkom škroba tapioke. Mjerenjem na 40 °C kaša kupine pokazuje veće vrijednosti viskoznosti nego na 20 °C. Indeks tečenja i koeficijent konzistencije se nalaze unutar graničnih vrijednosti za pseudoplastične sustave.
Ključne riječi: kupina, voćna kaša, škrob, reologija

Summary

Blackberry puree is a semi – product serving as a base in the production of various blackberry-base food products. The knowledge of rheological properties is very important for creating the products. Rheological properties expressed as rheological parameters indicate consistency and viscosity; thay are essential quality parameters of food products or semi-products. The primary object of this research was to determine how starches (maize starch, waxy maize starch, tapioca starch) affect rheological properties of blackberry puree with addition of sugars (glucose and fructose ). Measurements were carried out by rotation Rheometer, with concentric cylinders model VT550 362-0001 HAAKE at 20 °C and 40 °C, and shear rates 0-60 s-1. Measurements done at 20 °C showed that blackberry puree with addition of maize starch had the highest viscosity, while puree with waxy maize starch had the lowest viscosity. At 40 °C, the highest viscosity was measured in blackberry puree with waxy maize starch, and the lowest in tapioca starch. All measurements done at 40 °C showed higher viscosity levels compared with measurements done at 20 °C. Values of flow behavior indeks and flow consistency coefficient are within the limits for pseudoplastic systems.

Key words: blackberry, fruit puree, starch, rheology

Uvod

Kupina (Rubus fructicosus) je vrlo cijenjeno voće za potrošnju u svježem stanju i u obliku raznih voćnih prerađevina, a koristi se i kao smrznuta (Mišić1). Ima veliku hranjivu, tehnološku i dijetetsku vrijednost (Šoškić2). Bogata je šećerima, organskim kiselinama, vitaminom C, te vlaknastim i mineralnim tvarima (Salunkhe3). Plodovi su slabo otporni na transport i manipulaciju te su uglavnom namijenjeni za industrijsku preradu (Miljković4). Zbog nedostatka infrastrukturnih objekata i odgovarajućih kapaciteta potrebno ih je na što bolji način zaštititi od degradativnih promjena kojima podliježu gdje znatan dio uroda propada jer ne nalazi plasman bilo u svježem ili prerađenom stanju (Lovrić5). Jedan od načina očuvanja voća kao sirovine je prerada u voćnu kašu koja se kao poluproizvod skladišti do prerade u konačan proizvod. Voćna kaša vrlo često sadrži dodatke kao što su različiti šećeri i škrobovi (Piližota6). Šećeri osim energetske vrijednosti povećavaju sadržaj suhe tvari, posjeduju svojstvo vezanja i zadržavanja vode te konzerviranja. Pozitivno utječu na punoću, gustoću i viskoznost proizvoda (Belitz7). Škrob se u prehrambenoj industriji koristi kao sredstvo za ugušćivanje ili stabiliziranje, za zadržavanje vlage, poboljšanje kakvoće proizvoda, smanjenje troškova proizvodnje te poboljšanje procesa proizvodnje (Babić8). Također se samostalno ili u kombinaciji sa drugim dodacima često koristi kao sredstvo za postizanje određenih reoloških svojstava proizvoda (Babić9). Poznavanje reoloških svojstava hrane od velikog je značaja, bilo da se radi o postizanju određenog kvaliteta hrane ili o vođenju procesa pri proizvodnji hrane (Moslavac10).

Definiranje kvalitete nekog proizvoda ili poluproizvoda na temelju njegovih reoloških svojstava određuje se na temelju reoloških parametara indeksa tečenja (n) i koeficijenta konzistencije (k) (Lovrić11). Konzistencija je jedan od bitnih čimbenika koji određuju kvalitetu namirnica. (Pozderović12).

Cilj ovoga istraživanja bio je utvrditi kako škrob tapioke, obični kukuruzni škrob te voštani škrob utječu na reološka svojstva kaše kupine sa dodatkom glukoze i fruktoze pri temperaturama 20 °C i 40 °C.

Materijal i metode

Za pripremu kaše upotrebljene su svježe kupine sorte Thornfree uzgojene u Požeško – slavonskoj županiji. Svježe kupine su probrane radi uklanjanja nejestivih i oštećenih dijelova, a nakon toga pasirane pri čemu je dobivena svježa kaša kupine. Tako dobivenoj svježoj kaši korigirana je suha tvar dodatkom 10% fruktoze i 5% glukoze nakon čega je kaša podijeljena u 3 posude u koje su dodavani različiti škrobovi: škrob tapioke (1%), obični kukuruzni škrob (1%), voštani kukuruzni škrob (1%). Nakon dodatka škrobova i šećera smjesa je pasterizirana 15 min na 85 °C uz konstantno miješanje, a potom punjena u sterilizirane staklene bočice od 200 ml u kojima je ponovno pasterizirana u vodenoj kupelji 15 min na 85 °C. Nakon pasterizacije kaša je ohlađena na sobnu temperaturu. Tako pripremljenoj kaši kupine mjerena su reološka svojstva na rotacijskom reometru VT550 362-0001 HAAKE sa koncentričnim cilindrima.

Uzorak kaše stavlja se u cilindar u koji se uroni mjerno tijelo koje je također koncentrični cilindar manjeg promjera od vanjskog cilindra. Reometar je povezan sa računalom, opremljenim software-om RheoWin Pro 2.91, koji upravlja mjerenjem i vrši obradu podataka. Reološka svojstva su određivana na 20 °C i 40 °C pri brzinama smicanja od 0 do 60 s-1. Za svaku određenu brzinu smicanja računalo je zabilježilo određeni napon smicanja kojega pruža kaša nektarine prilikom vrtnje mjernog tijela reometra. Dobivene vrijednosti se obrađuju pomoću programa Microsoft Excel, primjenom linearne regresije pri čemu se odrede reološki parametri indeks tečenja (n) i koeficijent konzistencije (k) prema jednadžbi: τ = k D n, gdje je τ – napon smicanja (Pa); k – koeficijent konzinstencije (Pasn); D– brzina smicanja (s-1); n – indeks tečenja. Prividna viskoznost, μ (Pas) izračunata je primjenom izraza: μ = k D n-1.

Rezultati i rasprava

Na osnovi rezultata provedenih reoloških mjerenja pri 20 °C na slici 1 vidljivo je da kaša kupine sa dodatkom šećera i običnog kukuruznog škroba pokazuje najveću viskoznost u odnosu na ostale kaše.
Pri navedenim uvjetima mjerenja najmanju viskoznost ima kaša kupine sa dodatkom šećera i voštanog kukuruznog škroba. Mjereno pri 40 °C (slika 2) došlo je do porasta viskoznosti kod svih kaša pri čemu je najveće povećanje viskoznosti pokazala kaša sa dodatkom voštanog kukuruznog škroba dok se kašama sa dodatkom običnog kukuruznog škroba i škroba tapioke viskoznost nije mnogo promijenila. Pri navedenim temperaturama mjerenja različiti su odnosi između minimalne i maksimalne vrijednosti viskoznosti. Tako se mjereno pri 20 °C viskoznost mjerenih kaša kreće u rasponu od 0,14 do 4,8 Pas, dok pri 40 °C od 0,28 do 0,99 Pas.

Reološka svojstva kaše kupine pri 20 °C

Slika 1. Rheological properties of blackberry puree at 20 °C

Reološka svojstva kaše kupine pri 40 °C

Slika 2. Rheological properties of blackberry puree at 40 °C

Iz tablice 1 je vidljivo da je konzistencija svih kaša pri 20 °C manja u odnosu na 40 °C neovisno o vrsti dodanog škroba. Najveću promjenu konzistencije kao i viskoznosti pri različitim temperaturama mjerenja pokazuje kaša kupine sa dodatkom voštanog kukuruznog škroba i šećera, dok najmanju kaša sa dodatkom tapioke. Vrijednosti indeksa tečenja za sve kaše nalaze se u rasponu od 0 do 1 iz čega se može zaključiti da se kaša kupine sa dodatkom šećera i škrobova ponaša kao pseudoplastična tekućina neovisno o vrsti dodanog škroba.

Tablica 1. Rheological properties of blackberry puree at 20 °C and 40 °C

Zaključci

Kaša kupine sa dodatkom šećera i običnog kukuruznog škroba pokazuje najveću viskoznost u odnosu na ostale kaše dok najmanju viskoznost ima kaša kupine sa dodatkom šećera i voštanog kukuruznog škroba. Pri 40 °C došlo je do porasta viskoznosti kod svih kaša. Mjereno pri 20 °C viskoznost mjerenih kaša kreće se u rasponu od 0.14 do 4.8 Pas. dok pri 40 °C od 0.28 do 0.99 Pas. Konzistencija svih kaša pri 20 °C manja je u odnosu na 40 °C neovisno o vrsti dodanog škroba. Najveću promjenu konzistencije kao i viskoznosti pri različitim temperaturama mjerenja pokazuje kaša kupine sa dodatkom voštanog kukuruznog škroba i šećera, dok najmanju kaša sa dodatkom tapioke. Sve mjerene kaše se ponašaju kao pseudoplastične tekućine neovisno o vrsti dodanog škroba.

Literatura

Mišić P. D., Nikolić M. D. (2003): Jagodaste voćke. Institut za istraživanja u poljoprivredi Srbija, Beograd, 197 – 250.
Šoškić A.( 19S4): Kupina. Glas. Banja Luka. 7 – 13.
Salunkhe D. K.. Kadam S. S.( 1995): Handbook of fruit science and technology. Vol.l. Marcel Dekker. New York. 315 – 329.
Miljković I. (2005): Sorte kupina. Glasnik zaštite bilja 4 (2005). Zagreb. 45 – 49.
Lovrić T., Pihžota V. (1994): Konzeniranje i prerada voća i povrća. Globus. Zagreb. 79-82.
Piližota V. (1997): Prerada voća i povrća. Hrvatska poljoprivreda na raskrižju. Zagreb. 156- 160.
Belitz H. D.. Grosh W.. Schieberle P.( 2004): Food Chemistry. Spnnger. S62 – 799.
Babić J., Šubarić D., Aćkar Đ.. Kopjar M.( 2007): Utjecaj glukoze, fruktoze. saharoze i trehaloze na želatinizaciju i retrogradaciju kukuruznog škroba.
Abstract book. 4th international congress flour – bread 2007 Opatija. 103 -103.
Babić J.. Šubarić D.. Aćkar Đ.. Kopjar M.(2008): Utjecaj hidrokoloida na reološka svojstva voštanog kukuruznog škroba. Proceedings. 43rd Croatian and 3rd
International Symposium on Agriculture. Opatija, 55S – 562.
Moslavac T.( 1999): Promjena reoloških svojstava kaše jabuka pn hlađenju.
Magistarski rad. Prehiambeno-tehnološki fakultet u Osijeku. 55-57.
Lovrić T. (2003): Procesi u prehrambenoj industriji s osnovama prehrambenog inženjerstva. Hinus, Zagreb. 32-38.
Pozderović A., Moslavac T., Pichler A. (2005): Utjecaj udjela suhe tvari na reološka svojstva kaše jabuke. Kem. Ind.. 54 (2005) 7 – S. 341 – 346.