Povodom 35 godina Instituta za prehrambenu tehnologiju i biohemiju na Poljoprivrednom fakultetu u Beogradu, 9. i 10. februara 1995. god. održan je II Jugoslovenski simpozijum prehrambenih tehnologa sa ciljem da se radno i na svečani način obeleži ovaj jubilej. Pokrovitelji ovog skupa su bila Ministarstva za prosvetu, nauku i tehnologiju i poljoprivredu, vodoprivredu i šumarstvo Republike Srbije. Simpozijum je privukao impresivan broj učesnika, a kvalitet i broj radova još više su doprineli utisku da je u pitanju manifestacija do sada neodržana na ovim prostorima. Ova monografija predstavlja selektivan izbor 44 rada sa svih 5 sekcija simpozijuma, što je bio nimalo lak zadatak imajući u vidu visok nivo svih priloženih radova. S obzirom da je prehrambena industrija od vitalnog interesa za razvoj naše zemlje, pojava ovakve jedne publikacije može se smatrati višestruko korisnom. Ovim se pruža mogućnost davanja preseka istraživanja u prehrambenoj tehnologiji i istovremeno ukazuje na buduće pravce razvoja ove grane industrije, što monografiji daje, ne samo naučni, već i praktični značaj. Posebno treba istaći da su autori priloga najeminentniji stručnjaci iz različitih oblasti. Svi su uložili mnogo truda, koristeći svoja bogata nastavnička, naučna, stručna i praktična iskustva da bi ova publikacija bila što bolja, savremenija i korisnija. Njihovo izvanredno vladanje materijom u znatnoj meri je olakšalo rad editorima, tako da je uređivanje ove monografije bilo istovremeno i veliko zadovoljstvo i velika nagrada. Stoga nam je više nego prijatna dužnost da se ovom prilikom toplo zahvalimo svim autorima koji su učestvovali u izradi ove publikacije. Naša zahvalnost je upućena i brojnim sponzorima bez čije svesrdne podrške ne bi bila moguća organizacija simpozijuma a samim tim i izdavanje ove monografije. I na kraju, uvereni smo da je izdavanje publikacije „Savremeni trendovi u prehrambenoj tehnologiji“ ispunilo namenu i da će istovremeno predstavljati doprinos u upotpunjavanju i proširenju saznanja iz navedene oblasti.

Urednici

Dragojlo Obradović

Miodrag Janković

Sadržaj

Tehnologija voća i povrća
„biohemijski oporavak“ u sportu ili rehidratacija i mineralno-energetska ravnoteža
Uticaj višeslojne ambalaže na promene teksture sušenog voća i povrća
Uticaj tehnološke dorade na kvalitet suve šljive
Potamnjivanje koncentrisanog soka jabuke u zavisnosti od uslova skladištenja
Mikrofiltracija soka višnje – promena antocijana
Promena aminokiselina u bistrom soku višnje zavisno od postupka obrade
Kontrolisana atmosfera za čuvanje jabuka sistemom azot-kreč
Tehnološko-mikrobiološki aspekti proizvodnje fermentisanog povrća

Tehnologija vrenja
Proizvoddnja pivaimobilisanim ćelijama kvasca u air-lift bioreaktoru
Uticaj radnih parametara na kvalitet dijalizovanog
Piva celuloznim membranama u vidu šupljih vlakana
Sorta kajsije kao faktor kvaliteta rakije kajsijevače
Razvoj univerzalnog fleksibilnog postupka ocene kvaliteta proizvoda uz pomoć računara
Proizvodnja etanolaiz skrobnih sirovina pomoću saccharomyces diastaticus
Mogućnosti proizvodnje alkoholnih pića od maline
Uticaj cinka u širi na sadržaj glicerola u vinu
Mikroorganizmi čajne gljive izazivači alkoholnog i sirćetnog vrenja i njihovi međusobni odnosi
Integrisani energetski sistemiu sklopu destilacionih postrojenja

Tehnologija ratarskih proizvoda
Postupci za korišćenje pratećih proizvoda prehrambene industrije
Razvoj tehnologije prženja hrane
Istraživanja važnijih parametara kvaliteta zrnaste mase pri ubiranju kombajnima
Flavonoidni anitoksidanti biljne vrste glechoma hederacea
Uticaj pritiska vodene pare i dužine trajanja termičkog tretmana na proteinski sastav sojinog brašna
Ispitivanje mogućnosti primene melase i glukoznih sirupa u duvanskoj industriji
Ispitivanje rasta na različitim supstratima guiva iz roda ganoderma sp. Proizvođača visoko aktivnih materija
Ispitivanje efekata površinske obrade zrna pšenice

Tehnologija mesa
Postmortalne histološke promene mišića goveda
Naša dostignuća u proizvodnji sušenih kobasica i sušenog mesa u komadima
Zlatiborska slanina-tradicionalni suvomesnati proizvod: ispitivanje fizičko-hemijskih karakteristika i komponenata dima
Zamena glukono-delta-laktona u proizvodnji čajne kobasice
Proteinski sastav animalne krvi i njen nutritivni značaj
Uticaj nativne krvne plazme na svojstva i održivost barenih kobasica
Uticaj dodataka krvne plazme na svojstva salamurenih mišića buta svinja slabijeg kvaliteta

Tehnologija mleka
Savremene metode u mikrobiologiji mleka
Prisustvo sporogenih vrsta bakterija koje redukuju sulfit u sirovom mleku i proizvodima od mleka
Uticaj Na-kazeinata na reološkei senzorne osobine kiselomlečnih proizvoda od obranog mleka sa maslačnom kulturom („butter milk“)
Savremena klasifikacija sireva i skorupa-kajmaka
Ispitivanje randmana sireva u zavisnosti od načina proizvodnje
Uticaj različitih enzima na reološke karakteristike uf kačkavalja
Mikrostruktura topljenog sira
Dekontaminacija anaerobne mikroflore u topljenim sirevima
Mogućnost korišćenja surutke za proizvodnju laktoze i proizvoda od laktoze
Kazein kao izvor proteina u proizvodima za enteralnu ishranu
Bioiskoristuivost kalcijumaiz mleka i mlečnih proizvoda
Uticaj ph i broja mikroorganizama u masi za topljenje na kvalitet topljenih sireva

 

Uticaj višeslojne ambalaže na promene teksture sušenog voćai povrća

Jasna Gvozdenović, Milivoje Curaković

Tehnološki fakultet − Novi Sad

1. Uvod

Kvalitet proizvoda u prahu zavisi od njegove sposobnosti dehidracije, odnosno ponovne rekonstrukcije sa vodom. Sposobnost upijanja i vezivanja vode zavisi od specifičnosti sadržaja. Sposobnost ponovnog upijanja i vezivanja vode je specifična za pojedine vrste proizvoda i njegovih sorpcionih osobina. U kontaktu sa molekulima vode, dolazi do kvašenja sušenih čestica pri čemu voda prodire sa površine u dubinu čestice. Kod sušenog voća i povrća bogatih belančevinama, pektinskim materijama, ugljenim hidratima i drugim koloidima u kontaktu sa vodom nakon kraćeg vremena se površina čestica pretvara u nepropustnu lepljivu želatinoznu masu. U navlaženom supstratu se na taj način stvaraju nabubrela jezgra u čijoj se unutrašnjosti nalaze suve čestice. Za razbijanje ovih jezgara treba primeniti duže, intenzivnije mešanje. Zbog toga se kod naročito osetljivih proizvoda primenjuje proces instantizacije, čime se prah pretvara u granule odnosno, agregate većih dimenzija i porozne strukture. Kod instant prahova, voda usled kapilarnih sila prodire do centra pre nego se stvori nepropustan sloj.

2. Pregled literature

Usled velike higroskopnosti, kod pojedinih sušenih proizvoda i najmanje promene tokom skladištenja imaju uticaj na kvalitet teksture i sposobnosti rastvorljivosti. Usled uticaja različitih faktora tokom vremena skladištenja, menjaju se fizičke karakteristike sušenih namirnica. Dolazi do formiranja grudvi, otvrdnjavanja i u graničnom sloju lepljivosti uz skupljanje čestica i smanjenje zapremine sadržaja. Promene fizičkih karakteristika dehidriranih namirnica bile su predmet proučavanja mnogih istraživača(1’4). Proučavajući pojavu promene teksture kod proizvoda u prahu na model sadržajima navedeni autori su došli do zaključka da stepen grudvanja praha zavisi od oblika svake čestice, njene veličine, sastava, sadržaja vlage i temperature. Prema ispitivanjima, najveći stepen grudvanja dobijen je pri veličini čestica od 200-250 meša.

Voda utiče na amorfne šećere, pošto porastom aktiviteta vode dolazi do promene kristalnosti šećera. Konstatovano je da se higroskopni karakteri grudvanja sušenih proizvoda sa visokim sadržajem šećera može pripisati stepenu amorfnosti šećera. Nakon 50 sati stajanja prah narandže pakovan u vazduhu na temperaturi od 117 °C sa 1,4% vlage formira tvrdu kompaktnu masu, dok pakovan u vakuumu na vlazi od 1,3% formira grudve koje se lako ponovo raspadaju(4>5).

U više navrata je proučavan efekat relativne vlažnosti na grudvanje, sipkost i hidroskopnost čestica praha. Do 20% RH izrazito higroskopni prah pokazuje osobine praha, dok se početak grudvanja javlja u rasponu od 20-33% RH. Oformljene grudve se lako ponovo rasipaju u prah. Na 40% RH, prah pokazuje visoku higroskopnost i dolazi do blokiranja čestiica. Stvara se oformljena grudva koja se više ne može raslojavati u praht4).

Ispitivanja pokazuju da je pri istoj sadržini vlage, stepen grudvanja kod proizvoda koji sadrže glukozu bio veći nego kod onih koje sadrže skrob. Nakon mikroskopskih ispitivanja konstatovano je da se hidrofobne supstance kao aditivi (masne kiseline na primer), vezuju na površinu čestica i na taj način sprečavaju grudvanja. Sipkost praha se značajno poboljšava dodatkom ugljenih hidrata kratkih lanaca (5-9 ugljenikovih atoma).

Grudvanje praha tokom skladištenja može da se javlja delimičnim rastvaranjem čestica praha. Posledica je formiranje mostova i kontaktnih tačaka imeđu čestica. Prema toj teoriji, svi mostovi se pri rehidraciji ili rekristalizaciji učvršćuju i na kraju daju strukturu povećanih dimenzija. Ugljeni hidrati sprečavaju ove tačke kontaktakta.

Vrsta i kvalitet ambalažnih materiijala takođe utiče na mogućnost stvaranja agregacija čestica i blokiranje praha, putem povećanja vlage usled propustljivosti ambalaže. U slučaju velike propustljivosti primenjenog materijala na vlagu, raste sadržaj vlage upakovanog proizvoda, tako da kod namirnica u prahu može da dođe do pojave grudvica. Granična vrednost vlage koja sprečava grudvanje kod praha mleka je 4%, gde se smanjuje i rastvorljivosd7).

Ispitivanja promene teksture proizvoda u prahu skladištenog u plastičnim materijalimat918) ukazuju da je zaštitna osobina ambalažnog materijala u smislu propustljivosti na vlagu veoma važan faktor što se tiče kvaliteta rastvorljivosti upakovanog sadržaja. Održivost proizvoda od 6-9 meseci je moguća ako se proizvod pakuje u fleksibilan materijal koji ima manju propustljivost vlage od 0,05 g/m2, 24 časa (9’18).

Uslovi pakovanja odnosno prisustvo ili odsustvo kiseonika nema uticaja na pojave grudvičavosti, dok je povećanje vlage prema nekim autorima glavni uzrok stvaranja grudvK10). Nasuprot ovome, japanski autorK4) ukazuju na uticaj uslova pakovanja. Prema njima maksimalni stepen grudvanja kod praha narandže se dobija u rasponu 2,3-3,8% vlage. Pri tome prah narandže sa 1,4% vlage upakovan pod atmosferskim pritiskom formira kompaktnu masu dok, sadržajem vlage od 1,3% isti prah upakovan pod vakuumom formira manje grudve koje se lako raspadaju.

3. Materijali metode

Za ispitivanje uticaja kombinacija plastičnih materijala na promene kvaliteta sadržaja, formirana je ambalaža u obliku kesica od kombinacija polietilen, polipropilen, poliestar, poliamid u dupleksu ili tripleksu sa celofanom, aluminijumskom folijom ili papirom i ambalaža u obliku kombi doza sa unutrašnjom zaštitom od PAP, PAP-ALU-PE, natron PE uz limenku od metala kao komparaciju. Eksperimentalni uzorci sadržaja (celer, paprika, zatim paradajz i malina u prahu) proizvedeni su u industrijskim uslovima rada fabrika prehrambene industrije.

Izvršeno je prethodno ispitivanje kvaliteta ambalažnih materijala na barijerna svojstva propustljivosti vodene pare metodom po LYssY-u, na aparatu VAPOR PERMATION TESTER L-80, po DIN-u 53122. Ispitivanje kvaliteta sušenih proizvoda u vidu početne ocene teksture proizvoda data je u rasponu od 1-5:

1. Blokiranje čestica (100%)
2. Pojava kompaktne grudve (80%)
3. Pojava grudve koja se lako rasipa (50%)
4. Početno grudvanje (10-30%)
5. Bez pojave grudve.

Upakovani uzorci u ambalažu od odabranih materijala skladišteni su od 9-12 meseci u zavisnosti od deklarisanog roka održivosti pojedinih proizvoda. Ispitivanja teksture u vidu promena granulometrijskog sastava, pojave grudvanja i blokiranja čestica, odnosno ocena intenziteta aglomeracije nakon periodičnog otvaranja upakovanog sadržaja.

4. Rezultati i diskusija

4.1. Propustljivost ambalažnih materijala na vodenu paru

Na osnovu rezultata ispitivanja propustljivosti vodene pare primenjenih materijala za pakovanje sušenih proizvoda u prahu (tabela 1), može se konstatovati sledeće:

Svi materijali u kombinaciji sa aluminijumom su nepropustni na vodenu paru što je i razumljivo s obzirom na primenu aluminijumske metalne folije koja zbog svoje kristalne strukture metala ne propušta molekule vodene pare.

Kombinacija materijala PAP-PE, DMS-PE i PA-PE imaju približno iste vrednosti propustljivosti vodene pare.

Monomaterijal PET ima povećanu propustljivost vodene pare koja se kombinovanjem sa PE znatno smanjuje.

Monomaterijal polipropilen obostrano je lakiran akrilnim lakom (tip F-320). Vrednosti propustljivvosti ovog materijala su približne rezultatima dobijenim kod kombinacije PET-PE.

4.2. Promene teksture celera u prahu

Proučavanja intenziteta anglomeracije čestica kod celera u prahu pakovanog u više kombinacija ambalažnih materijala prikazana na slici 1, ukazuju da u zavisnosti od propustljivosti ambalažnog materijala na vodenu paru, pakovanje pod vakuumom potencira pojavu grudvanja čestica kod ove vrste praha.

Prateći promene granulacije čestica celera u prahu konstatovano je da je nakon skladištenja od 12 meseci kod svih uzoraka pakovanih pod vakuumom došlo do grudvanja čestica dok, je pod uslovima azota i atmosferskog pritiska intenzitet anglomeracije zavisio od kombinacije ambalažnih materijala.

U odnosu na primenjene ambalažne materijale, najmanje promene je imao celer pakovan pod uslovima azota u ambalažu od DMS-ALU-PE i PETP-ALU-PA-PE. Kod uzoraka u PA-PE i DMS-PE došlo je do povećanja anglomeracije dok je u ambalaži od ALU-PE-PAP-SYR došlo do intenzivnijeg slepljivanja čestica dehidriranog celera.

Kod celera pakovanog pod uslovima atmosferskog pritiska najbolje se pokazala ambalaža PETP-ALU-PA-PE i DMS-ALU-PE gde ni posle 12 meseci nije došlo do promene u smislu slepljivanja čestica uzorka. Uzorci pakovani u materijal PA-PE pod atmosferskim pritiskom imali su nakon skladištenja od 12 meseci minimalne početne promene u vidu slepljivanja površinskog sloja uzorka koji se nakon otvaranja uzorka vratio nazad u praškasto stanje Kod uzoraka pakovanih u ambalažu ALU-PE-PAP-SYR došlo je do većeg intenziteta anglomeracije a kod uzoraka pakovanih u kompleks DMS-PE došlo je nakon 12 meseci skladištenja do intenzivnijeg slepljivanja čestica dehidriranog proizvoda.

4.3. Promene teksture paradajza u prahu

Ispitivanja promene granulacije paradajza u prahu pakovanog u kesice kombinacije DMS-PE, DMS-ALU-PE, kombi doze i limenke (slika 2.) ukazuju na uticaj barijernih svojstava ambalaže i uslova pakovanja kod ovog osetljivog proizvoda u prahu. Pračen je intenzitet aglomeracije slepljivanja čestica paradajz praha, blokiranje i stvaranje grudvi.

Pakovanje pod vakuumom te pakovanje u kombinacijama bez aluminijuma nije se pokazalo kao dobra zaštita tokom 9 meseci skladištenja. Kod praha pakovanog u kombi doze (D) i pakovanja pod vakuumom u obe kombinacije sa i bez alufolije (PV) i (ALV) pojava grudvanja je bila evidentna i već tokom prvog meseca dostigla intenzitet od 50%. Nakon 6 meseci kod ovih uzoraka dolazi do potpunog grudvanja i slepljivanja čestica praha. Kod uzoraka pakovanih u limenke (LIM) i kombinacije s aluminijumom pod atmosferskim pritiskom (AL) i azotom (ALN) nije došlo do značajnije pojave grudvanja do kraja skladištenja. Ispitivanja ponovo potvrđuju negativni efekat pakovanja pod vakuumom utvrđen ispitivanjima kod celera u prahu. Ova ispitivanja potvrđuju dobra barijerna svojstva aluminijumske folije u kombinacijama i belog lima kod limenki.

4.4. Promene teksture maline u prahu

Ispitivanja promena granulacije praha maline (slike 3 do 6) su potvrdila da porastom vlage dolazi do pojave grudvanja upakovanog praha maline kod onih materijala kod kojih je dokazana povećana propustljivost na vodenu paru. Pri tome nakon 12 meseci kod praha maline upakovanog u ove materijale (PAP-PE, PETP-PE i monomaterijal PP) dolazi do grudvanja bez obzira na uslove pakovanja. Aluminijumska folija u tripleksu PAPALU-PE i PETP-ALU-PE u potpunosti štiti prah maline od pojave grudvi i blokiranja sadržaja što potvrđuju njena dobra barijerna svojstva.

4.5. Promene teksture mlevene začinske paprike

Prateći promene granulacije mlevene začinske kafe upakovane u limenku i u kombi doze različite unutrašnje zaštite nakon sukcesivnih ispitivanja u toku skladištenja od 12 meseci, intenzitet promena je pokazao rezultate prikazane u tabeli 2.

Na osnovu ocene granulometrijskog sastava mlevene začinske paprike može se konstatovati da limenka ima najbolju zaštitu u odnosu na kvalitet i sipkost upakovanog sadržaja.

Kod uzoraka mlevene paprike pakovane u kombi doze najmanju zaštitu je imala kombi doza sa unutrašnjim slojem od papira. Slične promene su konstatovane i kod unutrašnje zaštite sa NATRON-PE kombinacijom materijala. Unutrašnja zaštita PAP-ALUPE pokazala se kao zadovoljavajuća s obzirom na zaštitna svojstva alu-folije. Nakon 6 meseci pojavljuju se sitnije grudvice koje se isipanjem sadržaja rasipaju. Ovaj granulometrijski sastav se nije menjao sve do kraja skladištenja, što ukazuje na efikasnu zaštitu ove vrste ambalaže.

5. Zaključak

Ispitivanje teksture sušenog voća i povrća u vidu ocene granulometrijskog sastava, pojave grudvi i blokiranja čestica, kao i intenziteta aglomeracije nakon periodičnog otvaranja upakovanog sadržaja ukazuju na funkcionalnu zavisnost fizičko-hemijskih osobina pojedinih kombinacija materijala i promena granulometrijskog sastava upakovanih i ispitivanih proizvoda.

Uticaj tehnološke dorade na kvalitet suve šljive

Svetlana Živanović, Martin Vereš, Nataša Savić

Poljoprivredni fakultet, Beograd

1. Uvod

Prema našem Pravilniku d) suva šljiva koja se stavlja u promet može da bude:

• tehnološki dorađena, sa maksimum 35% vode ili
• tehnološki nedorađena, sa najviše 27% vode.

Povećan sadržaj vode (oko 35%) u plodovima uslovljava da plodovi budu meki, sočni i prijatni za jelo. Međutim, ovako visok sadržaj vlage ne obezbeđuje mikrobiološku stabilnost suve šljive. Stoga je za tehnološki dorađenu suvu šljivu dozvoljena primena hemijskih konzervanasa i to sorbinske kiseline, kalijumsorbata i natrijumbenzoata maksimalne koncentracije 0.02%d).

Cilj ovog rada bio je da se odredi minimalna koncentracija K-sorbata koja će sprečiti nepoželjne mikrobiološke promene rehidrisane suve šljive. Isto tako, zadatak je bio da se utvrdi uticaj vremcna kontakta suve šljive sa rastvorom kalijumsorbata određene koncentracije na količinu konzervansa koji ostaje na površini plodova.

2. Pregled literature

Pod tehnološkom doradom suvih šljiva danas se podrazumeva vlažna pasterizacija plodova koja se obavlja neposredno pre pakovanja. Za razliku od ranije primenjivanog postupka − etiviranja gde se suvom sterilizacijom gubio još izvestan deo vode, vlažnom pasterizacijom se vrši i delimična rehidracija suvih šljiva.

Temperatura vode za pasterizaciju je najčešće između 80° i 95OC%3) dok vreme zadržavanja plodova u vodi zavisi od stepena osušenosti suvih šljiva, odnosno od željenog sadržaja vode u gotovom proizvodu. Ukoliko je prodaji namenjena suva šljiva sa maksimalno 27% vode, nakon pasterizacije se odstranjuje površinski zadržana voda i zatim pakuje. Ukoliko se pak, rehidracija vrši do 35% vode, moguća je površinska zaštita konzervansom. Konzervansom se plodovi tretiraju neposredno pre punjenja u ambalažu prskanjem rastvorom određene koncentracije preko atomizera ili kratkotrajnim potapanjem u rastvor konzervansa u uređajima za pasterizaciju (rehidraciju) u posebnoj sekciji.

Potapanjem plodova u 5% rastvor kalijumsorbata obezbeđuje se potrebna mikrobiološka stabilnost(3\

Primena konzervanasa za površinsku zaštitu suvih šljiva sa povećanim sadržajem vode, u svetu je dozvoljena od 1965.god., a kod nas od 1978. godine. Prema našim propisima(1) dozvoljava se, a i najčešće se koristi sorbinska kiselina odnosno njena kalijumova so maksimalne koncentracije od 0,02%.

Iako je sorbinska kiselina prirodan sastojak plodova jarebike (Sorbus aucuparia), u prehrambenoj industriji koristi se kao sintetski proizvedena hemikalija. Njena antimikrobna svojstva poznata su od 1945. godine, a u prehrambenoj industriji primenjuje se negde od 50-ih godina ovog veka. Danas je upotreba sorbinske kiseline (E200) dozvoljena u svim zemljama sveta za konzervisanje raznih namirnica. Zbog lakše rastvorljivosti u vodi češće se primenjuju kalijum − (E202) i natrijumsorbat (E201).

Sorbinska kiselina i njene soli efikasni su prema kvascima i plesnima dok, je efikasnost prema bakterijama uslovljena samom bakterijskom vrstom(4).

U Ijudskom organizmu sorbinska kiselina se, kao i druge masne kiseline, metabolizmom transformiše do vode i ugljendioksida i za sad se smatra potpuno neškodljivom(5).

Potrebna konzervišuća koncentracija sorbinske kiseline i sorbata zavisi od vrste namirnice, osnovnog načina konzervisanja i vrste ambalaže, ali generalno posmatrano dodaju se u koncentraciji od 0,01 do 0,2%.

3. Materijal i metode rada

Predmet eksperimentalnog rada bila je industrijski osušena šljiva sorte stenlej.

Na polaznoj sirovini izvršena je mehanička, hemijska i mikrobiološka analiza.

Mehanička analiza obavljena je merenjem polodova i njegovih delova (mezokarp, koštica) na tehničkoj vagi.

Da bi se utvrdilo vreme rehidracije potrebno da se postigne željeni sadržaj vode, utvrđene su kinetike rehidracije suve šljive na sobnoj temperaturi i na 70°C, 80°C i 90°C. Kinetika rehidracije na sobnoj temperaturi praćena je tokom 24 sata. Pri tome, uzorci za određivanje sadržaja vode, odnosno suve materije plodova, uzimani su nakon 1, 2, 3, 4, 5, 6 i 24 sata rehidracije. Rehidracija na temperaturama od 70°, 80° i 90°C trajala je 60 minuta, dok su uzorci uzimani na svakih 10 minuta.

Na osnovu dobijenih podataka odabrani su režimi rehidracije koji će se dalje primenjivati:

• 27 − 30 % vlage –
• 90°C 15 min
• sobna 1h 20 min
• 33 − 34 % vlage –
• 90°C 30 min
• sobna 3h 20 min

Da bi se odredila minimalna koncentracija rastvora K-sorbata koja obezbeđuje mikrobiološku stabilnost gotovog proizvoda uzorci su, nakon rehidracije, potapani u rastvore K-sorbata koncentracija: 0,5%, 1% i 5% u vremenu od 5 i 50 sekundi. Posle tretiranja kalijumsorbatom plodovi su prosušeni na sobnoj temperaturi i pakovani u polietilenske kesice.

Hemijska i mikrobiološka analiza obavljene su pre, neposredno posle i dva meseca nakon tehnološke dorade suvih šljiva.

Hemijska analiza obuhvatila je gravimetrijsko određivanje suve materije i određivanje kalijumsorbata. Kalijumsorbat je određivan spektrofotometrijski prema metodi datoj u Pravilniku o metodama vršenja hemijskih analiza i superanaliza uzoraka voća i povrća.

Mikrobiološkom analizom određen je ukupan broj mikroorganizama i broj kvasaca i plesni po 1 g sirovine. Analiza je vršena po metodi iz Pravilnika o metodama vršenja mikrobioloških analiza i super-analiza životnih namirnicaC). Ukupan broj mikroorganizama određivan je brojanjem kolonija na hranljivom agaru, a broj kvasaca i plesni brojanjem kolonija na sladnom agaru.

4. Rezultati i diskusija

Rezultati mehaničke analize dati su u tabeli 1.

Na osnovu dobijenih rezultata zapaža se veliki procentualni udeo mase koštice u masi ploda što je sortna karakteristika. Plodovi su krupni, u 0,5 kg ima 36 plodova.

Suva materija plodova suve šljive iznosi 82,4%. Sadržaj vode je stoga 17,6% i može se konstatovati da je tako osušena suva šljiva presušena, odnosno organoleptički neprihvatljiva. Da bi se postigla optimalna vlažnost za konzumiranje neophodna je rehidracija.

Ovako nizak sadržaj vlage otežava ili onemogućava razvoj mikroorganizama. Rezultati mikrobiološke analize suvih plodova dat je u tabeli 2.

Na osnovu mikrobiološke slike polazne sirovine treba da se utvrdi efikasnost pasterizacije kao i površinske zaštite kalijumsorbatom.

Kinetika rehidracije suve šljive na sobnoj temperaturi odnosno na 70°C, 80°C i 90°C prikazana je na slikama 1 i 2.

Posle 20 minuta rehidracije količina vlage u šljivi direktno zavisi od primenjene temperature. Na najnižoj primenjenoj temperaturi pasterizacije utvrđena je vlažnost od 19,0% dok je temperatura vode od 90°C dovela do povećanja vlažnosti za 10,7%.

Mikrobiološka analiza tehnološki dorađene suve šljive ima za cilj da utvrdi uticaj vremena tretiranja, temperature vode i koncentracije kalijumsorbata na broj mikroorganizama.

Kvantitativnom analizom kalijumsorbata određuje se njegova „zaostala“ količina posle rehidracije i njegov uticaj na mikroororganizme u funkciji vremena skladištenja.

Rezultati hemijske i mikrobiološke analize tehnološki dorađene suve šljive neposredno nakon tehnološke dorade prikazani su u tabeli 3.

Na osnovu dobijenih rezultata izračunate su srednje vrednosti koncentracije kalijumsorbata. Kod rastvora kalijumsorbata od 0,5% sadržaj konzervansa na plodovima bio je prosečno 0,0155% bez obzira da li je tretiranje trajalo 5s ili 50s. Kod koncentracije rastvora od 1% količina K-sorbata u suvoj šljivi bila je prosečno 0,0300% za tretiranje u trajanju od 5s, odnosno 0,0315% pri tretiranju od 50s. Podaci o koncentracijama K-sorbata statistički su obrađeni t-testom. Ustanovljeno je da razlike u količini K-sorbata u vremenu tretiranja od 5 i 50 sekundi nisu značajne, odnosno može se reći da količina K-sorbata u tehnološki dorađenoj suvoj šljivi zavisi samo od njegove koncentracije u vodi.

Jasno je da se na bazi ovog saznanja može postići željena količina kalijumsorbata. Za to je neophodno da se zna masa rastvora kalijumsorbata poznate koncentracije koja se zadrži u „naborima“ tehnološki dorađene suve šljive. Na osnovu poznatih podataka o količini rastvora, izračunato je da tretiranjem sa 0,5% rastvorom kalijumsorbata na šljivi ostaje 0,018% K-sorbata, a korišćenjem 1% rastvora ostaje 0,036% K-sorbata. Na osnovu prezentiranih rezultata može se videti da su dobijeni podaci u skladu sa prognoziranim (izračunatim) količinama.

Kada je upotrebljen 5% rastvor kalijumsorbata, u gotovom proizvodu je regisjovano preko 0,09% kalijumsorbata, što je daleko iznad dozvoljenog sadržaja. Iz ovog razloga nije dalje rađeno sa ovom koncentracijom.

U tabeli 3 za ukupan broj mikroorganizama i za broj kvasaca i plesni date su rednje vrednosti iz tri ponavljanja. Rezultati pokazuju da se broj kontaminenata smanjio . odnosu na polaznu sirovinu. Ovome je svakako doprinela pasterizacija i prisustvo Karbata. Uočljivo je da pasterizacija i prisustvo K-sorbata pozitivno utiče na redukciju ‘roja kvasaca i plesni, dok je kod ukupnog broja mikroorganizama efikasnost nešto manja.

Ukupan broj mikroorganizama na plodovima koji su rehidrisani na 90°C i tretirani sa 1% rastvorom K-sorbata je veći nego kod plodova koji nisu pasterizovani rehidrisani na sobnoj temperaturi) i tretirani su sa 0,5% rastvora K-sorbata. Pošto je u ritanju mali broj mikroorganizama, može se pretpostaviti da odstupanja koja se javljaju astaju u toku samog prosesa rada, odnosno da je došlo do kontaminacije iz vazduha.

Određivanje količine kalijumsorbata i mikrobiološka analiza proizvoda obavljeni su nakon dva meseca čuvanja proizvoda u sobnim uslovima. Rezultati analiza dati su u _beli 4.

Uzorci sa povećanim sadržajem vlage (maksimalno 35%) koji nisu pasterizovani niti tretitani konzervansom, kao i uzorci koji su pasterizovani, a nisu zaštićeni konzervan?m, podlegli su mikrobiološkom kvaru u roku od 7 dana nakon pakovanja. Isto tako, kod plodova rehidrisanih na sobnoj temperaturi čija je vlažnost maksimalno 35% došlo je do sušara proizvoda i pored površinske zaštite sa 0,5% rastvorom K-sorbata.

U celini posmatrano broj mikroorganizama je znatno povećan kod uzoraka koji rehidrisani na sobnoj temperaturi bez obzira na prisustvo konzervansa. Sa druge ’.rane, kod uzoraka koji su samo rehidrisani (bez obzira na temperaturu i vreme) došlo je do povećanja broja mikroorganizama. Kod uzoraka koji su posle pasterizacije (bez obzira aa vreme) površinski zaštićeni kalijumsorbatom nije konstatovano prisustvo mikroorgani:ama. Ova pojava može da se tumači udruženim delovanjem visoke temperature sa mikrobicidnim efektom prisutnog konzervansa.

Što se tiče količine kalijumsorbata, uočeno je da se u svim uzorcima smanjila rrosečno za 23%. Razlog ovoj pojavi je verovatno nestabilnost kalijumsorbata usled prijstva dvogube veze u molekulu i lakše podložnosti oksidaciji.

5. Zaključak

Na osnovu dobijenih rezultata ovog eksperimenta mogu se istaći sledeći zaključci:

1. U celini posmatrano broj mikroorganizama znatno se povećao tokom skladištenja kod uzoraka koji su rehidrisani na sobnoj temperaturi.
2. Kod plodova koji su rehidrisani/pasterizovani na 90°C, a nisu površinski zaštićeni kalijumsorbatom, takođe je došlo do povećanja broja mikroorganizama.
3. Kod uzoraka koji su pasterizovani/rehidrisani na 90°C i tretirani kalijumsorbatom broj mikroorganizama se u potpunosti smanjio.
4. Minimalna koncentracija kalijumsorbata u suvim šljivama koja je, uz pasterizaciju na 90°C, omogućila mikrobiološku trajnost gotovog proizvoda iznosila je 0,015%, što u potpunosti odgovara zakonskim normama.
5. Sadržaj K-sorbata u tehnološki dorađenim suvim šljivama zavisi samo od koncentracije rastvora u koji se rehidrisana šljiva potapa, a ne i od vremena tretiranja.
6. Vrlo jednostavnim postupkom, na osnovu količine vode, odnosno rastvora K-sorbata, koji ostaje u naborima suve šljive, može se precizno prognozirati količina konzervansa koja će ostati u gotovom proizvodu.
7. Rezultati mikrobiološke analize plodova nakon dva rneseca skladištenja mogu se smatrati relevantnim. Naime, ako se uslovi skladištenja u narednom periodu ne menjaju neće se bitnije promeniti ni mikrobiološka slika proizvoda.

Influence of processing treatment on prunes quality

Summary

Processing prnnes, according to standards, could contain maximum 35% water. Such products are softy and acceptable to consume, but relative high contents of humidity do not guarantee microbiological stability. That is reason why the antimicrobial agents were permitted. According to our standards, for this propose, sorbic acid, potassium sorbate or sodium benzoate could be used at maximum concentration 0,02%. The aim ofthis experiment was to establish the minimum concentration of potassium sorbate that can prevent microbiological spoilage processing prunes. In the other hand, task was to establish the factors that affected on quantities of potassium sorbate in final products.

Potamnjivanje koncentrisanog soka jabuke u zavisnosti od uslova skladištenja

Branislav Zlatković, Branka Bukvić

Poljoprivredni fakultet, Beograd

1. Uvod

Od svih tehnoloških postupaka u preradi voća i povrća najviše je modifikovana proizvodnja voćnih sokova. To ukazuje na činjenicu da od ove vrste proizvoda mnogo očekuju potrošači, ali i proizvođači.

Dok su ostali tehnološki postupci samo prilagođavani novim tehničkim mogućnostima uvećanja kapaciteta, ekonomičnosti i kvaliteta, tehnologija voćnih sokova je na bazi fundamentalnih saznanja iz opšte tehnologije i biotehnologije uvela u praksu prave revolucionarne novine. U ovom pogledu treba pre svega istaći nova saznanja o membranskim i enzimskim procesima. Na taj način je izbegnuta primena mnogih mineralnih i organskih preparata, bez kojih se klasična tehnologija dobijanja sokova i koncentrata nije mogla zamisliti.

Mora se ipak priznati da usled neadekvatne primene savremene opreme i usled mnogih subjektivnih razloga, koncentrisani sok jabuke nema uvek zadovoljavajući kvalitet. Najčešće primedbe se odnose na njegovu bistrinu i boju.

Potamnjivanje je nepoželjan proces, pa se savremena tehnologija razvija u pravcu njegovog sprečavanja, ili bar usporavanja. Zbog toga je veoma važno utvrditi uticaj pojedinih parametara na intenzitet promene boje tokom proizvodnje i skladištenja koncentrata.

Ovaj rad je i postavljen sa ciljem da se bliže izuči kako na potamnjivanje koncentrisanog soka jabuke utiču neki biološki i tehnološki faktori, a posebno uslovi koncentrisanja i skladištenja.

2. Pregled literature

Suština potamnjivanja proizvoda od voća sa smanjenim sadržajem vode je u stvaranju melanoidina. Za sada je objašnjeno pet puteva nastajanja predmelanoidinaheterocikličnih azotnih glukozida, koji polimerizacijom daju melanoidinei1).

Hemizam mogućih puteva se dugo izučava i čini se da je dovoljno jasan sa stanovišta odvijanja, ali i sa stanovišta mogućnosti usporavanja ili izbegavanja(2’7). S druge strane, posebno značajno praktično pitanje je utvrđivanje kinetike potamnjivanja. Karel,

M. smatra da za potamnjivanje koncentrisanog soka jabuke tokom skladištenja važi sledeća relacija:

C = a − b exp(-kt)

C − intenzitet boje,
k − konstanta brzine reakcije,
t − vreme skladištenja.

Konstanta brzine reakcije k = A exp(-Ea/RT) preko energija aktivacije potamnjivanja (Ea):

Ea = 105,7-2,233 S + 0,0139 S2.

jako zavisi od koncentracije reaktanata koji ulaze u hemizam stvaranja predmelanoidina. Zbog toga služi kao parametar preko koga se vrti optimizacija procesa radi minimiziranja stepena potamnjivanja(8).

Obzirom da prvi period hemizma predstavlja stvaranje dirketno jedinjenja bez promene boje, stepen potamnjivanja raste tek posle određenog indukcionog vremena(9\ Veličina indukcionog perioda zavisi pre svega od hemijskog sastava ploda (soka), ali i od uslova čuvanja. Njegovo trajanje raste sa povećanjem suve materije soka, a opada sa visinom temperature kojom je sok tretiran. Tako sorta greni smit u startu ima svetliju boju od npr. sorte crveni delišes, ali mnogo brže tamni, čak i bez indukcionog perioda. Relativna brzina potamnjivanja soka greni smit je tri puta veća od soka crvenog delišesa − baš kakav je njihov međusobni odnos sadržaja amino kiselinaf10).

Amino kiseline su kao nosioci azota odgovorne za nastajanje šifove baze i produkata Amadori premeštanja u reakciji sa redukujućim šećerimat11). Prateći kinetiku potamnjivanja koncentrata jabuke Lozano 1986. g. upoređuje pad sadržaja aminokiselina i porast mrke boje. Utvrdio je da intenzitet potamnjivanja ima obrnuto proporcionalan tok od sadržaja amino kiselina u soku. Međutim, brzina porasta mrke boje i brzina pada sadržaja amino kiselina su dosta slične skoro podudarne, što ukazuje na njihovu visoku povezanosh13).

Osim aminokiselina, značajan prekursor pojave mrke boje je i sadržaj galakturonske kiseline u soku<14). Ova kiselina nastaje usled delovanja pektolitičkih enzimskih preparata. Utvrđeno je da model rastvor (amino kiseline 4,34 mg/ml, odnos redukujućih i ukupnih šećera je 0,85, a odnos fruktoze i glukoze je 2,13) sporo tamni pri skladištenju. Kada je tom rastvoru dodata galakturonska kiselina u koncentraciji koja odgovara njenom sadržaju pri potpunoj enzimskoj razgradnji pektina iz jabuke, dolazi do brze promene boje. Nakon 120 dana na 37°C ispitivani rastvor je potamnio koliko i sok jabuke sorte crveni delišes koncentracije 70 °Bx skladišten pri istim uslovima/13).

Posebno je interesantno nakupljanje HMF-a(15,16). Za njega je utvrđena kinetika drugog reda sa autokatalizom. Dakle, nakupljanje HMF-a ne prati kinetiku potamnjivanja jer u jednom trenutku, pri određenim kritičnim uslovima, dolazi do ravnoteže ciklizacije i aciklizacije molekula. Količina nastalog HMF ukazuje, dakle, na primenu visokih temperatura pri proizvodnji koncentrata, ali ne može da posluži kao mera intenziteta potamnjivanja.

Promena sadržaja pojedinih polifenola pri koncentrisanju i skladištenju koncentrisanog soka jabuke(17’19) pokazuje da i ove komponente značajno utiču na proces potamnjivanja soka i da se najviše smanjuje sadržaj procijanidina, a da je najstabilniji kvercetin glukozid.

Veličina toplotnog oštećenja soka pri koncentrisanju obično se izražava preko Demkalijevog broja (Da) koji uključuje konstantu brzine potamnjivanja za date uslove i vremena delovanja toplote. Nešto precizniji pokazatelj je degradacioni indeks toplotnog oštećenja soka (DI). Sada se uzima u obzir i broj molova molekula reaktanata ekscitiranih pri termičkom opterećivanju soka. Na osnovu zadržavanja soka u uparnim jedinicama, a prema opštim zakonitostima fizičke hemije, može se izračunati broj ekscitiranih molekula i time očekivani degradacioni indeks za pojedine uparne stanice(20\

Osnovni faktor rizika potamnjivanja koncentrata koji nastaje u fazi uparavanja soka je visina temperature i vreme njenog delovanjai21). Stoga je sledeći osnovni cilj optimizacije procesa koncentrisanja utvrditi uređene parove (T, t) koji daju isto toplotno oštećenje pri istim uslovimai13’21).

Ovi uređeni parovi (Ti; tj i (TJ; tj) pri istim uslovima tj. za datu energiju aktivacije, povezani su relacijom koja u semilogaritamskom sistemu ima linearni tok.

Isti problem se može postaviti i kao rešenje relacije:

ln(t) = M(D,X) − B(X)T

tj. svodi se na traženje vremena (t) koje je potrebno da se u soku poznate koncentracije (X) delovanjem temperature (T) ostvari zadato oštećenje (D).

Kao mera za toplotno oštećenje soka se uzima apsorbcija svetlosti na 420 nm. Tako se gornje veličine bliže definišu relacijom/13/:

M(D,X) = aD3 + bD2 + cD + d − eX

B(X) = f-gX

Pri graničnim uslovima:

90 °C < T < 110 °C; 10Bx < X < 70Bx i 0,1 < D < 0,5

za sorte greni smit i crveni delišes dobivena su sledeća rešenja koeficijenata u gornjoj jednačini:

a=179; b=-199; c=72,6; d=5,6; e=0,0325; f=0,0936; g=0,04

Sa stanovišta uparavanja soka i boje koncentrata, gubitak vode ima dvostruki značaj. S jedne strane porast koncentracije ubrzava potamnjivanje usled uvećavanja broja molekula koji reaguju, a sa druge strane smanjuje pokretljivost molekula − bez obzira na njihovu kinetičku energiju. Da li će gubitak vode imati ulogu aktivatora ili inhibitora procesa potamnjivanja, zavisi od niza faktora.

Podaci iz literature ukazuju da je intenzitet neenzimatskog potamnjivanja soka jabuke praćen polinomom četvrtog reda(22):

NEB = a + b Aw + c Aw2 + d Aw3 + e Aw4

Ovaj polinom ima asimetričan tok sa maksimumom Aw oko 0,55. Pri porastu Aw intenzitet potamnjivanja brzo opada, a sporije opada kada se Aw snižava. Na osnovu ovakve analize sačinjen je i nomogram koji daje mogućnost da se odredi promena boje koncentrata (AC) u zavisnosti od sadržaja suve materije u koncentratu (aktivnost vode), temperature i vremena skladištenja.

3. Materijal i metode rada

Pri definisanju uticaja pojedinih parametara proizvodnje i skladištenja, merodavnih za intenzitet potamnjivanja, odlučili smo se za sledeće oglede.

Značaj temperature skladištenja na intenzitet potamnjivanja izučavan je na sledeći način. Proizvedena je veća količina koncentrisanog soka po principu dvostepenog uparavanja tako da praktično celokupna količina ima istu „toplotnu istoriju“. Koncentrat je podeljen u tri dela. Jedan je skladišten u frižideru (+5°C), drugi deo je skladišten na sobnoj temperaturi, a treći u termostatu na +25°C. Kontrolni uzorak koncentrata je sačuvan u zamrzivaču (-20°C). Nakon definisanog vremena skladištenja uzimani su uzorci, razređivani su na 10 °Bx destilovanom vodom i određivana je ekstinkcija na 420 nm spektrofotometrom „Yunicam“.

Kako stepen koncentrisanja utiče na intenzitet potamnjivanja posmatrano je preko sledečih ogleda. Dobiven je koncentrat sa sadržajem suve materije oko 75 °Bx i razrešen je destilovanom vodom na tri nova rastvora tako da se u svakom uzorku razlikuje suva materija, ali je „toplotna istorija“ koncentrata uvek ista.

Značaj uslova koncentrisanja na intenzitet potamnjivanja praćen je na sledeći način. Iz hladnjače „Voćarske plantaže“ Boleč uzeta je određena količina jabuka sorte: greni smit, jona gold, jonatan i zlatni delišes. Jabuke su posle pranja drobljene i ceđene pomoću hidraulične cednice laboratorijskog tipa. Dobiveni sok je bistren primenom pektolitičkih enzima (Pectinex), želatina, Baykizola i bentonita. Koncentrisanje je vršeno u laboratorijskom uređaju za uparavanje na kome je montiran živin manometar radi utvrđivanja vakuuma u tikvici. Koncentrisan je sok bez ikakvog termičkog tretmana, ili sa prethodnim zagrevanjem na 70 °C. Prilikom koncentrisanja menjan je vakuum, pa su sokovi različito toplotno opterećeni. Osim toga, pored jednostrukog korišćeno je i dvostruko ili trostruko uparavanje. Naime, sok je uparavan do nekog stepena − polukoncentrat. Svi takvi uzorci su zatim pomešani pa su zajedno uparavani do više ili potrebne koncentracije. Na taj način su svi biološki faktori rizika ujednačeni, a sve razlike u boji mogu se pripisati jedino uslovima koncentrisanja.

4. Rezultatii diskusija

4.1. Uslovi skladištenja i potamnjivanje koncentrata

Problem skladištenja koncentrata se ističe kroz dva aspekta. Prvo, u kojim uslovima dolazi do najmanjeg potamnjivanja, ili koje je dozvoljeno vreme skladištenja pri zadatim uslovima kada koncentrat i dalje ima zadovaljavajući kvalitet.

Promena boje koncentrata sa različitim sadržajem suve materije i skladištenog pri različitim temperaturama prikazana je na sl.l, a kako se sa vremenom menja intenzitet mrke nijanse koncentrata jabuke prikazano je na sl.2.

Aktivnost vode u koncentratu igra značajnu ulogu na kinetiku potamnjivanja, pogotovu kada temperatura skladištenja prelazi 25 °C. Pri skladištenju na nižim temperatrama intenzitet potamnjivanja je manji. Manje su i razlike u boji izazvane nejednakim koncentracijama koncentrata.

Očekivani maksimum intenziteta potamnjivanja (u zavisnosti od aktivnosti vode) nije uočen, jer su uzorci skladišteni sa sadržajem suve materije koji obezbečuje aktivnost vode iznad 0,65. Ukoliko postoji maksimum, on mora da odgovara nižoj aktivnosti vode.

Temperatura skladištenja je izuzetno značajan parametar koji može da ubrza ili uspori proces potamnjivanja koncentrata. Stoga je značajno da ona ne prelazi 10°C do 15°C, jer je na višim temperaturama potamnjivanje značajno brže. Naime, povišenje temperature od +5°C za 10°C uslovljava mali porast brzine potamnjivanja, ali porast za sledećih 10°C tj. od 15°C na 25°C značajno uvećava brzinu potamnjivanja koncentrata.

4.2. Uslovi koncentrisanja i potamnjivanje koncentrata

Koncentrati dobiveni uparavanjem soka jabuke pri različitim uslovima skladišteni su 6 meseci pri temperaturi od oko 15°C. Nakon skladištenja određivan je intenzitet mrke nijanse boje kao ekstinkcija soka razređenog na 10 °Bx pri 420 nm. Rezultati su prikazani u tabeli 1.

Na osnovu podataka iz date tabele je očigledno da najviše tamni sok koji je koncentrisan sa dve ili jednom recirkulacijom. Najmanje su potamnili sokovi koji su dobijeni koncentrisanjem bez recirkulacije.

Kod sokova iz koncentrata dobivenog uparavanjem bez primene recirkulacije postoje male razlike u intenzitetu mrke nijanse, ali ako se pogledaju ekstremni slučajevi može se primetiti da je najviše potamnio uzorak 1-iako je koncentrisan na najnižoj temperaturi. Najmanje je potamnio uzorak br. 4 koji je najduže izlagan toploti.

Možda je ovo paradoksalno, ali treba podsetiti da je uzorak 1 imao sobnu temperaturu pre koncentrisanja i nije zagrevan. Uzorak pod brojem 4 je zagrevan do 70°C, pa je zatim koncentrisan pri istoj temperaturi. To nas navodi na veoma važan zaključak. Temperatura je značajan faktor rizika od potamnjivanja koncentrata, ali je ipak neophodna u fazi pripreme soka, ukolko se ne blokira aktivnost enzima iz ploda na neki drugi način.

Uzorak 5 je takođe prethodno zagrejan do temperature na kojoj se vrši inaktivacija enzimskog sistema. Ipak, potamnio je daleko više od uzorka 4. Ovo oštećenje soka mogla je da uslovi i visoka temperaturska razlika između vode za zagrevanje i temperature ključanja soka pri datim uslovima. Da bi se ovo detaljnije posmatralo postavljen je i sledeći ogled sa tri uzorka koncentrata. Svi sokovi su koncentrisani nakon enzimskog tretmana i filtriranja u vakuumu tj. nisu dodatno bistreni mineralnim sredstvima. Pre koncentrisanja su i pasterisani na 80°C. Uslovi eksperimenata su detaljnije objatšnjeni u tabeli 2.

Uzorak 1 je kontrolni, uzorak 2 je dobiven sa smanjenom temperaturskom razlikom (temperatura vode za zagrevanje soka pri koncentrisanju je niža). Uzorak 3 u početnoj fazi uparavanja ima višu tačku ključanja usled povećanog pritiska u tikvici za uparavanje.

Intenzitet boje koncentrata je određivan nakon dva i šest meseci skladištenja pri temperaturama od 15°C i 25°C. Rezultati određivanja intenziteta mrke boje dati su na sl.3 i sl.4 zavisno od sorte jabuke.

Uočavamo da sorta jonatan sporije tamni od sorte greni smit kod koje su svi uzorci skladišteni na temperaturi 25°C toliko potamneli da nije bilo moguće precizno utvrditi ekstinkciju.

Očigledno je da temperatura uparavanja ima malog uticaja na stepen potamnjivanja u ispitivanim uslovima. Naime, korišćene su niske ili srednje niske temperature koje nisu prelazile 60°C. S druge strane, sa slika se lako uočava da razlike u potamnjivanju izazvane temperaturom uparavanja ostaju približno iste u svim uzorcima, što navodi na zaključak da značaj ovog parametra ne zavisi od vremena i uslova skladištenja.

5. Zaključak

Koncentrisanje soka uparavanjem će i dalje ostati dominantan način konzervisanja, bez obzira na to što kriokoncentrisanje ili suprotna osmoza imaju neke prednosti vezane za kvalitet proizvoda. Potrebno je samo obezbediti optimalne uslove koji će smanjiti faktore rizika od potamnjivanja ili naknadne pojave mutnoće.

Neke faktore rizika od potamnjivanja nosi sam plod jabuke (biološki faktori), a neki se javljaju u toku prerade soka i koncentrisanja (tehnološki faktori). U tehnološke faktore se ubrajaju uslovi pripreme soka, ali i uslovi koncentrisanja tj. skladištenja koncentrata.

Na osnovu laboratorijskih ogleda, a preneto na industrijske uslove, treba preporučiti uređaje koji ne koriste recirkulaciju soka tj. kod kojih sok samo jednom prolazi kroz isparnu stanicu. S druge strane, potrebno je obezbediti da razlika temperature između pare i soka ne bude velika, što daje prednost uređajima koji prethodno u plaštu uparne stanice zagrevaju sok pa ga tek onda uvode unutra na isparavanje. Visokotemperaturni uređaji mogu da daju i visok kvalitet koncentrata ako ispune prethodne uslove jer će veoma brzo obaviti koncentrisanje.

Od uslova skladištenja dominantnu ulogu ima temperatura u skladištu. Ona mora da bude na nivou do 10°C jer na višim temperaturama postoji visok rizik od potamnjivanja. Pokazano je da uvećanje temperature skladištenja od 5°C do 15°C vrlo malo uvećava brzinu potamnjivanja. Uvećanje temperature za još 10°C (do 25°C) vrlo intenzivno utiče na promenu boje. U vezi sa tim treba opet ukazati na neophodnost hlađenja koncentrata po izlasku iz uparne stanice.

Koncentrat sa oko 75 °Bx (Aw = 0,55) ima mogućnost da najbrže tamni. Uvećanje koncentracije naglo smanjuje rizik od potamnjivanja, ali takav koncentrat ima veliku gustinu na niskim temperaturama pa je nepogodan za čuvanje i dalju manipulaciju.

Mikrofiltracija soka višnje-promena antocijana

Biserka Vujičić, Ljubo Vračar, Nada Perišić-Janjić*, Sanja Podunavac-Kuzmanović*, Nikola Dimić

Tehnološki fakultet, Novi Sad ’Prirodno-matematički fakultet, NoviSad

l. Uvod

Tokom složenog tehnološkog procesa prerade višnje u bistri koncentrat, neminovno dolazi do degradacije termosenzibilnih antocijana. Sigurno je da svaka operacija uključena u proces proizvodnje, manje ili više, utiče na ovu degradaciju. Obrada soka do potrebne „kristalne“ bistrine po konvencionalnom postupku je složena operacija, koja ukijučuje biohemijske procese (enzimatska obrada), hemijske (tretiranje sredstvima za bistrenje) i fizičke procese (taloženje, separacija, filtracija).

Na povišenim temperaturama (40-50°C), u prisustvu vazduha i pri dužem termičkom tretmanu (cca 3h) konvencionalni proces u znatnoj meri utiče na degradaciju antocijana.

Alternativa ovom postupku bistrenja je membranska filtracija koja predstavlja veoma jednostavan i efikasan postupak fizičkog razdvajanja faza u obradi soka. Primenom mikrofiltracije očekuje se da je proces degradacije antocijana minimalizovan.

2. Pregled literature

2.1. Antocijani

Obojeni pigmenti voća su bitan činilac kvalitativnih osobina sirovina i proizvoda naročito u proizvodnji sokova i koncentrata. Antocijanski pigmenti (antocijanidini) predstavljaju senzibilne pigmente koji voću daju razne nijanse crvenih, plavih i Ijubičastih boja. Nalaze se uvelikom broju plodova voća u obliku glukozida.

Antocijani pojedinih vrsta voća, prikazani su u tabeli 1. Apsorbcioni maksimumi najvažnijih antocijanidina u vidljivom delu spektra prikazani su u tabeli 2C).

Povećan sadržaj hidroksila rezultuje u pomaku prema plavoj boji (pelargonidin − cijanidin − delfinidin) a stvaranje glukozida i metilacija ka crvenoj boji (pelargonidinpelargonidin-3-glukozid odnosno cijanidin-peonidin).

Na slici 2. prikazano je smanjenje absorbancije u vidljivom delu spektra na različitim vrednostima pH<2\ Flavilijum katjon je stabilan na vrlo niskim pH vrednostima a sa povećanjem pH se transformiše u bezbojni hromenol (pH 4-5). Stvaranjem kinoidala i jonske anhidro baze na pH 6-8 dolazi do intenzifikacije boje, koja je na pH 6-7 purpurna a na pH 7-8 tamno plava. Na pH 8 otvara se prsten i dobija se žuti čalkon. Na visokim pH boja se može stabiiizovati u prisustvu viševalentnih jona metaJa (Al3+, Fe3+) a stvoreni kompleksi su tamno plavi. Sulfitiranje odnosno dodatak SO izbleđuje antocijane a boja se vraća zakišeljavanjem do pH 1 ili dodatkom karbonilnih jedinjenja (npr. etanal). Uticaj trajanja toplotnog tretmana na neenzimatsko potamnjivanje antocijana koncentrata maline, ispitivali su Šulc i dr.O. Nakon toplotnog tretiranja (100°C), bez obzira na dužinu trajanja, došlo je do gubitka prirodne crvene boje maline i povećanja absorbancije stvorenih smeđih komponenti. Antocijani višnje su intenzivno proučavani niz godina(2>4’9). Ispitivanja autora su se uglavnom odnosila na hromatografsko razdvajanje i identifikaciju pigmenata u višnji i proizvodima.

Kvalitativne promene antocijana višnje po pojedinim fazama prerade do bistrog soka praćene su u radu Radosavljević i dr/8), primenom hromatografije na tankom sloju celuloze. Utvrđeno je da u procesu bistrenja soka dolazi do nestanka jednog pigmenta, vidljivog u UV svetlu što nije bitno uticalo na obojenost. U procesu bistrenja klarol je „povlačio“ mrke produkte degradiranih pigmenata, što je uticalo na poboljšanje kvaliteta bistrog soka.

U radu Vujičić i dr/8) su ispitivane promene boje tokom osmotske dehidratacije višnje primenom TLC na kukuruznom skrobu i celulozi. Utvrđeno je da je tanak sloj kukuruznog skroba pogodan za razdvajanje antocijana višnje. Kod oba nosača uočeno je opadanje broja i smanjenje površine mrlja tokom osmotske dehidratacije.

Vračar i dr/9) su ispitivali uticaj membranske filtracije na promenu boje višnje tokom bistrenja soka. Primenom ultrafiltracije i TLC (celuloza i kukuruzni skrob) utvrđeno je da su pigmenti skoro u potpunosti očuvani.

2.2. Membranska filtracija

Posebna pažnja pri ispitivanju održivosti antocijanskih pigmenata prilikom proizvodnje sokova posvećena je uticaju složenih tehnoloških operacija depektinizacije, bistrenja i filtracije(6>9>10).

Ovo je sasvim razumljivo s obzirom na dužinu trajanja ovih operacija, na povišene temperature i prisustvo vazduha. U cilju prevazilaženja mogućnosti degradacije antocijana i drugih komponenti sokova, danas se sve više primenjuje membranska filtracija kao alternativa konvencionalnom postupku bistrenja.

Membranskom filtracijom se složeni biohemijski, hemijski i fizički postupci obrade soka zamenjuju čistim fizičkim postupkom, koji se odvija brzo, kontinualno i ekonomično. U procesima UF i MF dolazi do razdvajanja faza na bazi razlike u molekulskim masama a pod dejstvom pritiska kao pogonske sile. Osnovna razlika između ultrafiltracije (UF) i membranske filtracije (MF) je u pogledu molekulskih masa, odnosno veličine čestica koje mogu biti zadržane na granici tečna faza − membrana, kao i u pogledu pritiska i fluksa. Proces UF se odvija pri pritisku od cca 1-10 bara, sa zadržavanjem materija molekulske mase izmedju 500 i 100.000 a MF je pri pritisku od 1-2 bara i zadržavanjem materija sa molekulskom masom preko 100.000.

3. Materijal i metode

Eksperimetalni deo ovog rada obavljen je u fabrici „Vino-Župa“, Aleksandrovac u redovnom procesu proizvodnje bistrog koncentrata višnje. Praćen je modifikovani, odnosno osavremenjeni postupak uvođenjem mikrofiltra sa membranom od keramike, separacione granice od 50.000 molekulske mase.

Iz procesa prozvodnje su uzeti sledeći uzorci sveže višnje, izmuljane i termički tretirane višnje, tropina, soka posle trakaste prese, pasterizovanog soka, bistrog soka posle mikrofiltracije i bistrog koncentrata.

3.1. Spektrofotometrijska određivanja

Promene intenziteta boje višnje praćene su snimanjem absorbcionih spektara na spektrofotometru Varian Carry 219, na talasnim dužinama od 700-250 nm. Za spektrofotometrijska određivanja korišćeni su 80,2% rastvori svakog uzorka u metanolu.

3.2. Hromatografija na tankom sloju pirinčanog skroba

Tanak sloj je pripreman kao suspenzija 16 g pirinčanog skroba sa 2 g CaSO4, homogenizovana u mikseru sa 12 cm3 etanola+28 cm3 destilovane vode <14). Suspenzija je nanošena Desaga aplikatorom na pet staklenih ploča (20×20 cm) u sloju debljine 0,5 mm. Ploče su sušene na vazduhu jedan dan. Svi uzorci su nanošeni u količini od 2pl iz 25% rastvora u metanolu, sem uzorka bistrog koncentrata, koji je nanet u količini od 0,6 pl iz 12,5% rastvora u metanolu.

Sistem rastvarača:

n-BUTANOL : cc CH3 COOH : H2O + 3 kapi BENZOLA
30 20 10

Identifikacija:

Posle sušenja razvijenih hromatograma na vazduhu, hromatogrami su vizuelno posmatrani na dnevnom svetlu a zatim su prskani sa 0,05% rastvorom rodamina B u metanolu i posmatrani pod UV-svetlom na 366 nm.

4. Rezultati i diskusija

Absorpcioni maksimumi ispitivanih uzoraka su prikazani na slici 3. a na slici 4. rezultati ispitivanja na tankom sloju pirinčanog skroba.

Analizom dobijenih rezultata evidentno je da u toku prerade višnje nije došlo do kvalitativne promene antocijana. Naime kod svih analiziranih uzoraka utvrđeno je 6 mrlja, odnosno pigmenata.

U kvantitativnom pogledu promene su se odvijale u očekivanim i logičnim granicama. Registrovani gubici, odnosno smanjeni maksimumi absorbancije su posledica primenjenih tehnoloških operacija. Absorbcioni spektri uzoraka sveže i izmuljane višnje su skoro istovetni. Neznatno smanjenje maksimuma absorbancije kod izmuljane višnje je posledica termičkog tretmana.

Minimalan maksimum absorbancije na 520 nm je zapažen kod uzorka boje ostatka posle presovanja (tropine), što se moglo i očekivati s obzirom da je sok maksimalno odvojen.

Sledstveno tome, sok nakon presovanja poscduje tek neznatno manji maksimum absorbancije u odnosu na početni uzorak.

Nakon pasterizacije dolazi takođe do neznatnog smanjenja absorbcionog maksimuma pošto je pasterizacija obavljena u optimalnom režimu.

Nakon mikrofiltracije došlo je takođe do smanjenja absorbcionog maksimuma što je najverovatnije posledica određenog izdvajanja pigmenata na keramičkoj membrani.

Međutim ovaj delimičan gubitak pigmenata nije se odrazio na sveukupnu boju koncentrata višnje dobijenog prikazanim postupkom.

Sastav antocijanskih pigmenata i njihove degradacione promene kao predmet budućih ispitivanja, razjasniće i ovaj registrovan gubitak kvantiteta boje na keramičkim membranama.

5. Zaključak

Na osnovu ispitivanja izvedenih u ovom radu može se zaključiti sledeće :

• Operacija mikrofiltracije na keramičkim membranama u industrijskim uslovima omogućila je efikasno bistrenje soka.
• Primenjena metoda hromatografije na tankom sloju pirinčanog skroba je brza i jednostavna za praćenje promene boje tokom tehnološkog postupka proizvodnje koncentrata.
• Postupak bistrenja soka višnje primenom membranske filtracije ne dovodi do bitnijih promena antocijana, odnosno ukupne boje.

6. Zahvalnost

Autori osećaju posebno zadovoljstvo što su u mogućnosti da zahvale stručnjacima fabrike „Vino-Župa“ u Aleksandrovcu, koji su nam nesebično obezbedili materijalnu i moralnu podršku za izvođenje eksperimenta na membranskim filtrima.

Tehnološko-mikrobiološki aspekti proizvodnje fermentisanog povrća

Dušanka Brajanoski, Gordana Niketić-Aleksić*, Branka Bukvić*

DP Institut Tamiš, Pančevo

Poljoprivredni fakultet, Beograd

1. Uvod

Povećanjem stanovništva u svetu i razvoj nauke i tehnike, čovek se sve više suočavao sa problemom proizvodnje dovoljne količine kvalitetne i biološki vredne hrane. Pri tome važno mesto u proizvodnji hrane zauzima proizvodnja i prerada povrća.

Povrće u odnosu na ostale životne namirnice ima niz prednosti: mala energetska vrednost, bogatstvo vitamina, enzima, mineralnih materija, organskih kiselina i niza drugih materija od kojih su neke antikancerogene pa i antigenotoksične. Svi načini konzervisanja nemaju isti efekat na kvalitativni bilans hranljivih sastojaka.

Biološka fermentacija povrća omogućava proizvodnju hrane koja se može okarakterisati kao hrana-lek i odgovara savremenim tendencijama i zahtevima proizvodnje hrane.

U ovom radu istraživan je uticaj tehnoloških faktora: temperature i koncentracije NaCl na intenzitet fermentacije i kvalitet mrkve i cvekle u poređenju sa kupusom.

Takođe se nastojalo da se utvrdi opravdanost primene starter kultura u fermentaciji kupusa, mrkve, cvekle i njihovih mešavina.

2. Pregled literature

Biološko konzervisanje povrća je jedan od najstarijih načina konzervisanja hrane. U grupi biokonzervisanog povrća najpoznatiji je kiseli kupus na našem tržištu.

Poseban značaj ovaj proizvod je dobio otkrićem vitamina C (1928. godine) kao i mogućnošću njegovog antiskorbutnog delovanja. Veliki broj istraživača počeo se baviti ispitivanjem kako pojedinih faza procesa fermentacije, faktora koji utiču na kvalitet i organoleptička svojstva proizvoda, tako i pojedinih sastojaka kako svežeg tako i kiselog kupusa. Sam proces fermentacije je podeljen u nekoliko faza. U prvoj fazi deluju aerobni mikroorganizmi koji pored mlečne kiseline stvaraju i druge proizvode: ćilibarnu i sirćetnu kiselinu, etilalkohol i CO2.

U drugoj fazi dolazi do izdvajanja ćelijskog soka iz povrća i stvaranja mogućnosti razvoja bakterija mlečne kiseline, naročito lactobacila koji pretvaraju heksoze u mlečnu kiselinu. Prema nekim autorima(3) u prvoj fazi fermentacije učestvuju koke među kojima dominira Leuconostoc mesenteroides. Dejstvom ovih mikroorganizama iz kiseline i alkohola se stvaraju estri, koji kupusu daju karakterističan ukus. Glavninu fermentacije izvodi Lactobacillus plantarum koji podnosi kiselost od 2%.

Neki autori smatraju da upotreba čistih kultura u proizvodnji bio-fermentisanog kupusa nije potrebna(1) dok neki nemački istraživači(2) preporučuju primenu kultura mlečnih bakterija, ali samo kao mešavinu. Oni kao način popravljanja procesa fermentacije preporučuju „mešanje povrća koje se tako ukišeljava sa onim kod koga to nije slučaj“. Grupa autorai3) smatra da cvekla fermentisana spontanom mikroflorom daje proizvod slabih organoleptičkih svojstava.

Autori(4) smatraju da se dodavanjem određenih bakterija mlečno-kiselinskog vrenja povećava stabilnost boje u fermentisanim sokovima povrća.

Neki autori(5) preporučuju dodavanje inokuluma soja Leuconostoc mesenteroides gustine od 107 ćelia po gramu proizvoda u fermentaciji kupusa.

Pored određenih vrsta mikroorganizama važni su i tehnološki uslovi za odvijanje procesa mlečne fermentacije, kojima su se takođe bavili mnogi istraživači. Tako autor(6) ističe da temperatura ima važan uticaj ne samo na brzinu fermentacije već i na kvalitet kisclog kupusa. On smatra da je za pravilan tok fermentacije optimalna temperatura od 15°C do 21°C. Smatra se da je u početku fermentacije potrebna viša temperatura zbog aktiviranja bakterija mlečno kiselinskog vrenja(7).

Prema nekim ispitivanjima(8) fermentacija kupusa na tempera,turama nižim od 10°C teče veoma sporo i dostiže ograničenu količinu mlečnih, odnosno ukupnih kiselina. Najpovoljniji rezultati u pogledu toka i intenziteta fermentacije postignuti su prema istraživanjima autora na temperaturama od 20-24°C. Na toj temperaturi fermentacija se završava za 20-25 dana.

Mnogi autori u svojim radovima ispitivali su uticaj NaCl u proizvodnji biofermentisanog povrća.

Autor(9) pri kontroli i oceni celokupnog kvaliteta kiselog kupusa kaže „da malo koji faktor može biti od tako velikog uticaja na kvalitet kupusa kao odgovarajuća količina soli“.

Prema ispitivanjima(1°) koncentracija NaCl u proizvodnji kupusa je osnovni element regulacije toka fermentacije.

Prema podacima(9) koncentracijom soli se pri određenoj temperaturi reguliše učešće i smena mlečnih bakterija i na taj način se utiče na intenzitet fermentacije, sadržaj mlečne kiseline i ostalih produkata fermentacije. Prema nekim istraživanjima(11) Leuconostoc mesenteroides se razvija u početnom periodu fermentacije u kojem se ukupan aciditet kreće od 0,03 % do 0,48%. Organoleptičkim ispitivanjima(1°) utvrđeno je da je kvalitet kiselog kupusa najbolji pri koncentraciji NaCl od 2,35% i ukupnih kiselina 1,8% i pri pH vrednosti 3,5. Čvrstina tkiva(1°) je takođe funkcionalno povezana sa koncentracijom NaCl. Kod većih koncentracija NaCl-a kupus je žilav, a kod malih uglavnom dolazi do omekšavanja.

Koncentracija soli koja se dodaje mrkvi pri biološkom fermentisanju(12) kreće se do 3,0 %, a kod cvekle 2,0 % do 3 %. Cvekla se zasejava čistim kulturama bakterija mlečno-kiselinskog vrenja ili sokom povrća kod koga je mlečna fermentacija u toku.

Ono što biološki fermentisane proizvode od povrća čini hranljivim i vrednim namirnicama je svakako njihov sastav i očuvanje biološki vrednih supstanci u toku fermentacije. Najveći broj radova iz ove oblasti odnosi se na određivanje askorbinske kiseline u kiselom kupusu. Prema nekim autorima^9) kvalitetniji uzorci sadrže svakako veće količine vitamina C.

Dinamika askorbinske kiseline 8) tokom fermentacije i skladištenja uslovljena je delovanjem više faktora: koncentracijom soli i aciditetom u toku fermentacije te temperaturom u toku skladištenja i održavanja oksido-redukujućeg potencijala. Koncentracija soli od 2,3 %(8) i temperatura od 20°C pozitivno utiču na intenzitet, tok fermentacije i sadržaj vitamina C, jer dolazi do brzog stvaranja takvog aciditeta i pada pH vrednosti (ispod 4,12) koji omogućuju očuvanje vitamina.

3. Materijali metode

Biofermentacija je izvedena sa kupusom, mrkvom, cveklom i mešavinom ovih vrsta povrća. Povrće je pripremljeno sečenjem u obliku rezanaca, a fermentacija se izvodila u plastičnim buradima i teglama u industrijskim i laboratorijskim uslovima. Povrće je fermentisano sa 2,0% i 2,5% NaCI na temperaturi od 10-22°C. Fermentacija se odvijala spontanom mikroflorom i uz dodavanje starter kultura Leuconostoc mesenteroid.es (DSM 20343) i Lactobacillusplantarum (1000 LP7 i LP8).

Starter kulture su dodavane u obliku inokuluma koji je proizveden u laboratorijskim uslovima, aktiviranjem bakterija u sterilnom soku kupusa. Povrću je dodato 2% inokuluma računato na količinu naliva potrebnog za fermentaciju povrća gustine 109/ml soka kupusa. Izolati Lactobacillus plantarum (LP7 i LPg) su razdvojeni u fazi intenzivne fermentacije.

Stvaranje kiselina utvrđeno je razvojem bakterija na paradajz agaru, lakmusu i obranom mleku. Intenzitet i tok fermentacije povrća praćen je stvaranjem ukupnih kiselina tokom fermentacije.

4. Rezultatii diskusija

4.1. Tehnološki aspekti proizvodnje biofermentisanog povrća

4.1.1. Uticaj koncentracije NaCl na intenzitet fermentacije biofermentisanog povrća

Intenzitet fermentacije praćen je stvaranjem ukupnih kiselina. Na osnovu podataka u tabelama br.l i br.2 vidi se da intenzitet fermentacije slabi sa povećanjem količine dodate soli za iste temperaturne uslove. Fermentacija je intenzivnija u uzorcima fermentisanim sa 2,0% NaCl. Faza stvaranja ukupnih kiselina od 1%, u kojoj se odvijaju glavni biološki i mikrobiološki procesi, se postiže za kraće vreme. Ovaj nivo aciditeta daje garanciju za pravilno odvijanje daljeg toka fermentacije.

U mešanom povrću intenzitet fermentacije je naročito izražen. Fermentacija je intenzivnija pri nižim koncentracijama NaCl, ali se pri većim koncentracijama nagradi na kraju fermentacije veća količina ukupnih kiselina, kao u uzorku kupusa.

4.1.2. Uticaj temperature na intenzitet i tok fermentacije biofermentisanog povrća

Temperatura je drugi važan tehnološki činilac u fermentaciji povrća. Intenzitet fermentacije je upravo proporcionalan porastu temperature, ali ne podjednako u svim ispitivanim vrstama povrća (tabele br.3 i br.4) i njihovim mešavinama. Tok i intenzitet fermentacije je praćen količinom stvorenih ukupnih kiselina.

4.2. Mikrobiološki aspekti proizvodnje biofermentisanog povrća

Razlika u intenzitetu fermentacije spontanom mikroflorom je velika za pojedine vrste povrća (tabela br.5). Pri temperaturi fermentacije od 18 do 22°C i koncentraciji NaCI od 2,0%, intenzitet fermentacije zavisi od sastava epifitne mikroflore i načina pripreme povrća. Najveći ukupni broj mikroorganizama je u kupusu reda veličine 25 x 105/g, zatim mrkvi 3,5 x 105/g i cvekli 1,6 x 105/g. Stvaranje ukupnog aciditeta je gotovo identično sa povećanjem ukupnog broja mikroorganizama u toku fermentacije, a time i verovatno bakterija mlečno kiselinskog vrenja.

Fermentacija povrća je izvedena spontanom mikroflorom i uz dodavanje starter kultura i to Leuconostoc mesenteroides i Lactobacillus plantarum. Primenom starter kultura postignuto je skraćivanje vremena fermentacije (tabela br.6).

4.3. Organoleptička ocena biofermentisanog povrća

Organoleptičku ocenu kvaliteta izvršila je stručna komisija ođ pet članova, u laboratoriji katedre za konzervisanje i vrenje Poljoprivrednog fakulteta u Beogradu, sistemom bodovanja od 0 do 5 za svako obeležje kvaliteta. Rezultati organoleptičke ocene kvaliteta sadržani su u tabelama br.7 i br.8. Konstatovana su poboljšanja organoleptičkih svojstava u svim ogledima fermentacije uz primenu starter kultura.

5. Zaključak

Koncentracija NaCl i temperatura fermentacije predstavljaju dva osnovna tehnološka činioca u proizvodnji biofermentisanog povrća.

U proizvodnji biofermentisanog kupusa, mrkve i cvekle i njihovih mešavina, koncentracija NaCl od 2,0% i temperatura od 18 do 22°C može se smatrati optimalnom.

Za uspešnost konzervisanja povrća biofermentacijom od presudnog je značaja učešće odgovarajućih vrsta bakterija mlečno-kiselinskog vrenja.

Intenzitet prve faze fermentacije veoma je važan za dobijanje kvalitetnog biofermentisanog proizvoda. Najoptimalnije vreme za prvu fazu fermentacije, koju karakteritše postizanje ukupnog aciditeta od 1% je 4 do 6 dana. Povoljan intenzitet fermentacije mrkve i cvekle može se postići dodavanjem starter kulture i to: Leuconostoc mesenteroides i Lactobacillus plantarum u obliku inokuluma gustine 109/ml soka u količini od 2,0% računato na količinu naliva potrebnog za fermentaciju određene količine povrća.

Primena starter kultura u proizvodnji kvalitetne biofermentisane mrkve i cvekle je preporučljiva i opravdana. Fermentacija se završava za kraće vreme, a dobijaju se i kvalitetniji proizvodi, naročito u pogledu organoleptičkih svojstava.

Mešanjem određenih vrsta povrća sa kupusom, kao dominantnom komponentom, može se i bez dodavanja starter kultura dobiti veoma kvalitetan biofermentisan proizvod.

Tehnological and microbiological aspects of the production of biofermented vegetables

Summary

Carrot and. red beet can successfully be canned by the use of starter cultures. Optimum fermentation conditions are temperature 18-22°C and NaCl 2,0%. Addition of starter cultures improves chemical and organoleptic quality. The mixture of carrot and red beet with cabbage provides good quality and organoleptically acceptable product that enriches the choice of products on the market.

Sorta kajsije kao faktor kvaliteta rakije kajsijevače

Ninoslav Nikićević, Slobodan Jović, Evica Mratinić, Vele Tešević*, Aleksandar Obradović**

Poljoprivredni fakultet, Beograd
Hemijski fakultet,Beograd
PKB Voćarske plantaže, Boleč

l. Uvod

Kao voćna kultura, kajsija je pogodna i vrlo atraktivna za gajenje. Plod je bogat vitaminima,mineralnim materijama sa vrlo skladnim odnosom skoro svih hemijskih sastojaka. Plod ima veliku hranljivu vrednost i poseduje dijetoterapeutsko i dijetoprofilaktičko dejstvo. Plod kajsije ima veliku upotrebnu vrednost. Koristi se u svežem stanju kao prvoklasno stono voće i idealna je sirovina za sve vidove prerade: sušenje, dobijanje sokova, marmelada, pekmeza, džemova, kompota i cenjenu delikatesnu rakiju kajsijevaču. Relativno velike količine kajsije (3000-4000t) godišnje ostane neiskorišćeno. Poznavajući sve ovo, postavljen je cilj i značaj istraživanja u ovome radu. Pošto u dostupnoj literaturi skoro da i nema naučnih i stručnih radova vezanih za rakiju kajsijevaču, cilj ovog pionirskog rada iz ove oblasti bio je da se ispita uticaj nekih autohtonih i introdukovanih sorti kajsija na hemijski sastav i senzorne karakteristike rakije kajsijevače.

2. Pregled literature

Kajsija (Prunus armeniaca ili Armeniaca vulgaris Larri) pripada rodu Prunus. Ime je latinskog porekla i potiče od reči Armeniaca što u prevodu znači jermenska. Širom sveta poznata je kao abricot ili apricot. Postojbina joj je severoistočna Kina, region grada Kan-Teheou, na granici sa Rusijom i Mongolijom. Ovaj predeo odlikuje se umereno hladnim zimama, bez velikih temperatura kasno u prolećei4). Ovakvi agroekološki uslovi uticali su i na njene karakteristične biološke osobine, od kojih se izdvaja posebno izraženo kratkotrajno biološko zimsko mirovanje, koje se odlikuje razvojem cvetnih pupoljka. Najveći broj stabala kajsije nalazi se u severnim rejonima prednje i srednje Azije, na nadmorskoj visini od 800-2000 m. U ovim uslovima ona redovno rađa i daje visoke prinose. Ista forma kajsija gajena na nižim nadmorskim visinama, gde su prisutna temperaturna kolebanja za vreme zimskog mirovanja i rani prolećni mrazevi, daje umanjeni prinos po jedinici površine a količina cvetnih pupoljaka biva uništena.

Kajsija je iz Kine preneta u centralnu Aziju, Malu Aziju, Iran, Kavkaz, Siriju i Istočnu Evropu. Pre nove ere dospeva u Italiju i Španiju. U Francuskoj je od 15 veka, a preko Antlantika dospeva 1720. godine. Istorija ove kulture u našim krajevima datira s pojavom slovenskih plemena na Balkanskom poluostrvu u VI i VII veku. Prvi pisani dokument o kajsiji potiče od putopisca Evlije Čelebije iz prve polovine XVII veka. Do prvog svetskog rata gajila se sporadično po dvorištima i vinogradima, da bi između dva rata počela da se gaji u čistim zasadima(4\ Tokom drugog svetskog rata veliki broj stabala kajsije je uništen, pa se sa obnovom starih i podizanjem novih zasada počelo posle 1960., a intenzivnije posle 1965. godine.

Evropska grupa kajsija je mlada po svom vremenu nastanka. Sastoji se od malog broja sorti koje su zastupljene uglavnom u južnim delovima Evrope. Sorte ove grupe upotrebljavaju se uglavnom u svežem stanju a koriste se i za industrijsku preradu. Uglavnom sve imaju kratak vremenski period sazrevanja (25-30 dana). Ovde spadaju mnogobrojne sorte koje se nalaze u evropskim zasadima. Sve se ističu bujnošću, dugovečnošću, nedovoljnom otpornošću prema izmrzavanju i iznenadnim uginjavanjem − sušenjem stabla uzrokovano pojavom apopleksije. Ova pojava koju izaziva veliki broj različitih faktora (ekološki, fiziološki, patogeni) češće se javlja u onim podnebljima gde su izražena temperaturna kolebanja krajem zime i rano u proleće (što je tipičan slučaj za naše krajeve/4).

Kao jedan od glavnih faktora koji izazivaju pojavu apopleksije jeste i genotip, tj. sorta. Višegodišnja istraživanja ove pojave ukazuju da se ona češće javlja kod sorti sa kraćim periodom biološkog mirovanja.

To je upravo i razlog što se danas u svetu, pri odabiranju sorti kajsija za gajenje, sve više pažnje pridaje onim sortama koje imaju duži period biloškog mirovanja, što uslovljava i njihovo bolje podnošenje temperaturnih kolebanja kao i konstantan prinos. Sa namerom da se i u našoj zemlji poveća gajenje kajsije, zadnjih desetak godina introdukovan je određen broj sorti ruskog porekla (Crveni partizan, Jubilejna, Kosjuženski itd.) različitih pomoloških svojstava, dugog perioda biološkog mirovanja, otpornih prema temperaturnim kolebanjima i obilne i redovne rodnosti.

Većina ovih sorti nastala je hibridizacijom − ukrštanjem autohtonih ruskih sorti azijskog porekla (izražena otpornost prema niskim temperaturama ali nešto lošiji kvalitet ploda) i visokokvalitetnih evropskih sorti (osetljive prema temperaturnim kolebanjma ali izvanredan kvalitet ploda).

Rakija kajsijevača je poznata i veoma cenjena voćna delikatesna rakija. Međutim, njena proizvodnja nije velika. Relativno velike količine plodova kajsije (3000-4000 t godišnje) ostaje neiskorišćeno a Imajući u vidu da u dostupnoj literaturi skoro da i nema naučnih i stručnih radova vezanih za rakiju kajsijevaču, cilj ovog pionirskog rada bio je da ispita uticaj nekih važnijih autohtonih i hibridnih sorti kajsija na hemijski sastav i senzorne karakteristike rakije kajsijevače.

3. Materijal i metode

Istraživanja u ovome radu odnosila su se na šest sorti kajsija: Crveni partizan, Kosjuženski, Jubilejna, Roksana, Cegledi bibor i Mađarska najbolja.

Prve tri pripadaju introdukovanim ruskim sortama, Roksana je autohtona sorta poreklom iz Avganistana, a Cegledi bibor i Mađarska najbolja su mađarskog porekla.

Mađarska najbolja Sorta mađarskog porekla. Proizvedena je iz semena spontanim oprašivanjem. Takođe je poznata pod imenom Gros Apricotin, Esperen, Precoce de Hongrie itd. Stablo je srednje bujno i vrlo rodno, a grane stabla savijaju se prema deblu. Lišće je krupno, po obodu oblo i duplo nazubljeno. Cvetovi se sukcesivno otvaraju pa je period cvetanja dosta dugačak (oko 10 dana). Svrstava se u sorte relativno otporne prema izmrzavanju. Plod je srednje krupan i krupan, okruglastog oblika. Pokožica je žućkasta i ponekad protkana mrkim pegama. Meso je narandžaste do tamno crvene boje, čvrsto, sočno i nakiselo sa izraženom finom sortnom aromom. U našoj zemlji je dosta rasprostranjena, ali ipak ne u onolikoj meri koliko to kvalitetom zaslužuje.

Plodovi izučavanih sorti kajsija dobijeni su sa plantaža PKB-a u Boleču, sa istog lokaliteta. Izuzev sorte Roksana sve su ubrane u fazi pune tehnološke zrelosti. Berba je obavljena ručno a do laboratorije Poljoprivrednog fakulteta u Beogradu, plodovi su transportovani u tzv. jabučarima. Odmah po pristizanju, pristupilo se postavljanju ogleda.

Određena je masa prosečnog uzorka plodova svake sorte kao i udeo koštica što je prikazano u tabeli 1.

Takođe je određen i hemijski sastav plodova svih šest oglednih sorti a rezultati su predstavljeni u tabeli 2.

Posle odvajanja koštica obavljeno je ručno muljanje, osim kod sorte Roksana, čiji su plodovi zbog čvrstine, dezintegrisani na ručnoj muljači. Zatim je obavljena alkoholna fermentacija sa epifitnom mikroflorom. Vrenje je obavljeno u plastičnoj ambalaži zapremine 10 1 na sobnoj temperaturi (20°C). Dinamika vrenja praćena je svakodnevno ručnim refraktometrom i termometrom.

Po završenoj fermentaciji, obavljena je destilacija prevrelog kljuka za svaku sortu posebno, na laboratorijskom aparatu za destilaciju šarantskog tipa, bez izdvajanja frakcije prvenca. Redestilacija sirovih mekih rakija (prosečnih jačina cca 20,8%vol) obavljena je na manjem laboratorijskom aparatu za jednokratnu destilaciju zapremine 5 1. Ovom prilikom odvajane su frakcije prvenca kod svake sorte u koiičini od 0,5% od količine sirove meke rakije, kao i frakcije patoke od 40%vol u masi do potpunog iscrpljivanja alkohola.

Dobijeni destilati podvrgnuti su kvantitativnoj hemijskoj analizi (tabela 3) kao i komisijskom organoleptičkom ocenjivanju (tabela 4).

4. Rezultati i diskusija

Sorte kajsija koriščene u ogledu imale su plodove nejednakog hemijskog sastava (tabela 1).

Alkoholno vrenje kod svake sorte trajalo je 7 dana. Najburnije je bilo 3. i 4. dana a procenat suve materije na kraju vrenja bio je u granicama od 4 − 5%.

Kod svih ispitivanih sorti kiseline su bile zastupljene u granicama od 0,93% (Jubilejna) do 1,87% (Kosjuženski). Zastupljenost ukupnih šećera bila je najveća kod plodova sorte Mađarska najbolja (10,8%) a najmanja kod Cegledi bibora (7,94%). Količine invertnog šećera bile su približno iste kod svih ispitivanih sorti i kretale su se u granicama od 3,11% (Cegledi bibor) do 4,2% (Kosjuženski).

Vrednost plodova kajsije kao sirovine za proizvodnju rakije zavisi prvenstveno od količine šećera i njenog aromatskog potencijala.

Neke fizičke osobine kao i hemijski sastav plodova ispitivanih sorti kajsija prikazani su u tabelama 1 i 2. Najveću masu ploda pokazala je sorta Cegledi bibor (79,3 g) a najmanju Jubilejna (50,2 g). Procentualni udeo koštica bio je najveći kod sorte Jubilejna (5,53 %) a najmanji kod Cegledi bibora (40,5 %).

Naši rezultati pokazuju da je izdašnost plodova za proizvodnju rakije kajsijevače nejednaka, tj. ispitivane sorte kao sirovine za proizvodnju rakije pokazuju nejednake potencijale. U tom pogledu su sorte Mađarska najbolja i Kosjuženski ekonomski najvrednije, dok je sorta Cegledi bibor neekonomična.

Iz tabele 3 zapaža se da se svi destilati po hemijskom sastavu uklapaju u granice normi koje su predviđene Pravilnikom o kvalitetu alkoholnih pića, Sl. list SFRJ br. 16/88. Sadržaj ukupnih kiselina grupisan je za sve sorte na donjoj granici i varira od 0,10 g/1 (Cegledi bibor) do 0,19 g/1 (Jubilejna). Najviše estara dala je sorta Crveni partizan (3444 mg/laa) a najmanje sorta Cegledi bibor (2011 mg/laa). Uočava se identičnost nađenih minimalnih vrednosti za ukupne kiseline i estre kod sorte Cegledi bibor.

Sadržaj aldehida takođe je grupisan za sve sorte i to bliže donjoj granici predviđenoj Pravilnikom. Najveći sadržaj nađen je kod sorte Mađarska najbolja (123,6 mg/laa) a najmanji kod sorte Kosjuženski (80 mg/laa).

Najveći sadržaj metanola dala je sorta Crveni partizan (1,16 %vol/aa) a najmanji sorta Cegledi bibor (0,60 %vol/aa). Primećuje se da je razlika između ove dve sorte u sadržaju metanola evidentna (skoro dvostruka). Ukoliko bi se i u narednim godinama istraživanja, ova zakonitost ponovila, onda bi to predstavljalo jasnu sortnu karakteristiku.

Kod sadržaja viših alkohola, karakteristično je odstupanje sadržaja viših alkohola kod sorte Roksana (4360 mg/aa)-najveća vrednost i Mađarska najbolja (1960 mg/laa)-najniža vrednost. Objašnjenje ovako velike razlike može se objasniti, između ostalog i u različitom sadržaju aminokiselina koje ove dve sorte nose sa sobom. Na ovu činjenicu treba obratiti pažnju u narednim istraživanjima.

Najveća vrednost za furfural nađena je kod sorte Kosjuženski (10,5 mg/ha) a najmanja kod sorte Mađarska najbolja (8,3 mg/laa). Sve ogledne varijante rakija kajsijevača takođe su i organoleptički ocenjeni od strane petočlane stručne komisije. Rezultati ocenjivanja prikazani su u tabeli 4. Senzorne karakteristike kajsijevača su sledeće:

1. Crveni partizan (14,40)

Rakija bistra i bezbojna. Miris težak i ne potpuno čist. Nekarakterističan za rakiju od kajsije. Na ukusu neharmonična, teška, sa priukusom na ulje i hibridno poreklo.

2. Kosjuženski (16,10)

Rakija bistra i bezbojna. Na mirisu nešto bolja od uzorka 1, mada ni ovde miris nije baš karakterističan za rakiju tipa kajsijevače. Na ukusu srednje harmonična i srednje puna. Umereno pitka.

3. Jubilejna (16,20)

Rakija bistra i bezbojna. Na mirisu se diskretno osete primese prvenca. Miris takođe nečist i srednjeg intenziteta na kajsiju. Na ukusu umereno harmonična i diskretno nakiscla. Nešto bolja od uzorka 2.

4. Roksana (16,04)

Rakija bistra i bezbojna. Miris oštar, čudan, ali karakterističan za rakiju od kajsije. Na ukusu se osete produkti razlaganja amigdalina, oštra, srednje harmonična i srednje puna, blago opora sa naknadnim priukusom na zelje i travu.

5. Cegledi bibor (18,10)

Rakija bistra i bezbojna. Miris čist i bez prisustva primesa, intenzivan na kajsiju. Na ukusu dopadljiva, puna, harmonična i impresivna. Tipična kajsijevača.

6. Mađarska najbolja (17,80)

Rakija bistra i bezbojna. Miris tipičan za rakiju od kajsije, srednjeg intenziteta, bez stranih mirisa i prisustva primesa. Na ukusu pitka, srednje harmonična i malo praznjikava.

Svi ogledni destilati takođe su podvrgnuti GH-MS snimanju u cilju određivanja važnijih sastojaka arome. Ekstrakcija aromatičnih komponenata izvršena je na povratnom ekstraktoru A (sl.l) na sledeći način: 100 ml destilata kajsijevače + 80 ml rastvarača metilendihlorida (CH2C12) stavljeno u donji deo povratnog ekstraktora (balon sa okruglim dnom od 250 ml) + celokupna količina uzorka destilata kajsijevače i ostatak rastvarača (20ml). Ekstraktor je na vrhu bio snabdeven Libigovim hladionikom. Ekstrakcija je vršena lagano (2h), sve dok se gornji sloj u balonu nije izbistrio. Zatim je obavljeno uparavanje na vakuum uparivaču (tip Devarot) u cilju izvlačenja rastvarača. Uparavanje je obavljeno do zapremine 1-2 ml. Svi spojevi na ekstraktoru bili su šlifovani.

Posle ekstrakcije obavljeno je GH-MS snimanje svih oglednih destilata kajsijevača. Spektri masa su snimljeni na spektrometru masa firme FINIGAN-MAT model 8230. Spektri su snimani jonizacijom elektronskim udarom elektronima energije 70 eV. Temperatura jonskog izvora bila je 200°C. Za spektre sa hemijskom jonizacijom korišćen je izobutan i etilendiamin.

Spektri su digitalizovani i obrađeni na računaru firme DEC model mikro PDP 11/73. Korišćen je firmin program „Spectro System 300“ (SSX/00) V6.). Za dalju obradu korišćen je program ‘MASSLIB’ V4.1 MAX-PLANCK INSTITUT 9MPI0FUR KOHLENFORSCHUNG 4330 MULHEIM A. D. RUHR. c/0 Dr D. Henneberg. Program je koristio biblioteke spektara za pretragu i poređenje i to: WILEY/NBS biblioteka sa 67247 jedinjenja i 80680 spektara. Autora F.W. McLafferty (Cornell University USA) &US NBS.

MPI biblioteka sa 7887 jedinjenja i 7887 spektara.

Za GH-MS analizu korišćen je gasni hromatograf firme VARIAN MODEL 3400. Kapilarna kolona od stopljenog kvarca dužine 60m unutrašnjeg prečnika 0,32 mm debljine filma 0,5 pm i faza Supelcowax-10. Noseći gas helijum 1-2 ml/min. Injektor split 1:100 na 250°C za niskoključajuća (do 300°C) i koncentrovana jedinjenja i uzorke kao što su etarska ulja ili On-column 35-320 stepeni bastički, za teško ključajuća jedinjenja (ili) analizu gasova. Standardni temperaturni program kolone bio je 3 min na 50 °C, pa gradijent od 6°/min do maksimalne temperature za datu tečnu fazu (220°C) i 15 min na 50 °C.

Najveći broj detektovanih sastojaka arome pronađen je kod sorte Kosjuženski (103) a zatim slede: Cegledi bibor (101), Roksana (101), Kečkemetska ruža (89), Crveni partizan (83) i Jubilejna (80).

Međutim po broju pikova koji su se na aparatu mogli kvantitativno obračunati, redosled među sortama je sledeći:

• Cegledi bibor (39)
• Kečkemetska ruža (23)
• Kosjuženski (29)
• Roksana (30)
• Jubilejna (23) i
• Crveni partizan (22)

Na hromatogramu (slika 1) prikazana je rakija kajsijevača dobijena od sorte Cegledi bibor, kod koje je kvantitativno detektovan najveći broj sastojaka arome, a organoleptičkim ocenjivanjem data najviša ocena.

Kao interni standard za kvantitativno određivanje korišćen je metil estar undekanske kiseline ( 0,27328g/50ml CH2C12).

GH-MS analizom detektovana su i određena sledeća aromatična isparljiva jedinjenja: metil-benzen, 1-propanol, 2-metil-l-propanol, 3-butenil-propil-etar, 3-metil-acetat-

1- butanol, 1-butanol, 2-metil-l-butanol, 3-metil-l-butanol (izopentanol), etilestar-heksanske kiseline, Lhloro-pentan, 3-metil-3-buten-l-ol, heksilestar sirćetne kiseline, 3-hidroksi-
2- butanol, l-hloro-2-propanol, 3-metil-2-butan-l-ol, metilestar-2-hidroksi propanske kiseline, 2,3-butanediol, etilestar sirćetne kiseline, linalol oksid(2), trans-linalol oksid, 6-metil5-hepten-2-ol, sirćetna kiselina, linalol, 2-etil butanska kiselina, 2-izopropksi-etanol, etilestar dekanske kiseline, 2-metilbutanska kiselina, L-alfa-terpineol, alfa-terpineol, metilestar lo-undekanske kiseline, epoksi linalol, nerol, 2-feniletilestar sirćetne kiseline, etilestar dekanske kiseline, l-metoksi-4-(l-propenil)-benzen, trans geraniol, 2-oktanska kiselina, benzen etanol.

Interesantno je zapaziti prisustvo nekoliko važnih aromatičnih sastojaka kao što su: heksil acetat, alfa terpineol, nerol i trans geraniol. Ista jedinjenja bila su detektovana i u radovima drugih autora, na primer Guicharda i sarJ1) i JanningsaC). Ovo navodi na zaključak da su pomenuta jedinjenja, uz gama oktalakton (detektovan u radu Janningsa) izgleda ključna i tipična jedinjenja odgovorna za aromu kajsije i rakije kajsijevače.

5. Zaključak

1. U radu je razmatrana pogodnost šest sorti kajsija za dobijanje visokokvalitetne rakije kajsijevače:
   • Crveni partizan
   • Roksana
   • Kosjuženski
   • Cegledi bibor i
   • Jubilejna
   • Mađarska najbolja.
2. Plodovi svih ispitivanih sorti kajsija, osim sorte Roksana ubrane su u fazi pune tehnološke (biološke) zrelosti. Rodnost u 1994. godini bila je izuzetno visoka.
3. Kod svih sorti alkoholno vrenje je obavljeno bez zastoja i do kraja.
4. Destilacijom prevrelog kljuka dobijene su sirove meke rakije (jačine cca 20% vol). Redestilacijom sirovih mekih rakija, uz odvajanje frakcije prvenca (0,5%), dobijene su rakije kajsijevače prosečne jačine cca 55% vol.
5. Po hemijskom sastavu, sve kajsijevače uklapale su se u granice normi koje su predviđene Pravilnikom o kvalitetu alkoholnih pića, Sl. list SFRJ br. 16/88.
6. Iako su ispitivane sorte ruskog porekla (Crveni partizan i Kosjuženski) manje ili više uspele da postignu veći stepen otpornosti prema zimskim i prolećnim izmrzavanjima, kao i dobru i konstantnu rodnost, rakije dobijene njihovom preradom ipak su lošijeg kvaliteta u poređenju sa rakijama dobijenim od evropskih sorti. Kvalitetu prvenstveno nedostaje karakteristična sortna aroma kajsije a i neharmoničan je odnos šećera i kiselina. Time se između ostalog, mogu tumačiti i lošije ocene koje su dobijene organoleptičkim ocenjivanjem.
7. Sorta Roksana, koja je inače visokokvalitetna, dala je rakiju lošije ocenjenu no što se to moglo očekivati. Razlog ovome, svakako je činjenica, da su plodovi ove sorte ubrahi, iz tehničkih razloga, znatno pre tehnološke zrelosti, a po prosečnom vremenu zrenja za beogradsko područje, berba je obavljena i pre fiziološke zrelosti, te kod ove sorte nije došlo do najvažnijih transformacija koje se dešavaju u plodu kajsije u vremenu dozrevanja (u periodu od botaničke do pune zrelosti) a posebno se nisu u dovoljnoj količini formirale veoma važne primarne aromatične materije.
8. Sorte Mađarska najbolja i Cegledi bibor dale su rakije najboljeg kvaliteta. Mađarska najbolja je poznata i priznata visokokvalitetna sorta kajsije od koje se dobija rakija vrhunskog kvaliteta. Cegledi bibor je dao rakiju najboljeg kvaliteta, između ostalog i zato što je ova sorta po kvalitetu ploda najsličnija sorti Mađarska najbolja, jer je nastala njenom selekcijom te joj je i genetski najbliža.
9. Najviše sastojaka arome koji su detektovani, nađeno je u rakiji dobijenoj od sorte Cegledi bibor, a najmanje kod sorte Crveni partizan.
10. U rakiji dobijenoj od sorte Cegledi bibor, GH-MS analizom detektovano je i kvantitativno određeno 39 sastojaka arome, među kojima su i neki odgovorni i tipični za aromu kajsije i rakije kajsijevače: heksil-acetat, alfa-terpineol, nerol, linalol i geraniol.

Proizvodnja etanola iz skrobnih sirovina pomoću Saccharomyces diastaticus

Dušanka Pejin, Radojka Razmovski
Tehnološki fakultet, Novi Sad

1. Uvod

U svetu se proizvodi 55-60 miliona hektolitara etanola godišnje. Od toga 60% proizvodi se fermentacijom, oko 30-35% hemijskim putem, oko 5% proizvodi farmaceutska industrija i oko 2% se proizvodi iz prehrambenih proizvoda E). Polovina svetske proizvodnje ostvaruje se preradom skrobnih sirovina (žitarica), oko 40% proizvodi se od melase, 10% iz sufitne lužine i oko 1% iz voća. U ovom radu posvećena je pažnja optimizaciji proizvodnje etanola iz skrobnih sirovina. U procesu pripreme skrobnih sirovina (na primer kukuruza) posebna pažnja posvećuje se veličini čestica (do kojih se sirovine melju), hidromodulu i količini enzima potrebnoj za razgradnju skrobnih zrna. Fermentacija je vršena pomoću kvasca Saccharomyces diastaticus koji poseduje amilolitske aktivnosti. Procesi fermentacije vođeni su i sa kvascem Saccharomyces cerevisiae kako bi se moglo zaključiti koji je od ispitivanih kvasaca ekonomičniji za proizvodnju etanola iz skrobnih sirovina.

2. Pregled literature

Obzirom na postavljene ciljeve rada ovo poglavlje sadrži podatke o procesima pripreme skrobnih sirovina i o radnim mikroorganizmima koji se koriste za fermentaciju pripremljenih ili delimično pripremljenih skrobnih sirovina.

2.1. Postupci pripreme skrobnih sirovina

U industriji se sreću sledeće tehnologije razgradnje skrobnih sirovina:

• A. Postupak uz primenu visokog pritiska, kod ovog postupka skrob se razlaže termičko-mehaničkim putem na pritisku 4-6 bara i temperaturama od 145 do 160 °C,
• B. Kontinualni postupak razgradnje skroba u cevnom reaktoru, kod ovog postupka (zaštićen licencom) proces razgradnje se odvija u cevnom protočnom reaktoru (uz zadržavanje 2-4 minuta) termičko-mehaničkim putem na pritisku od 2,5 bara i temperaturi 140 °CO,
• C. Postupak razgradnje skroba bez primene pritiska, to jest visokih temperaturapostupak se primenjuje u više od 60% fabrika u Evropi za proizvodnju etanola iz žitarica; kod ovog postupka razgradnja i ošećerenje skrobnih sirovina vrši se pomoću enzima na temperaturama od 57 do 68°C(3’5) Ovaj postupak karakteriše:

• energetska prednost-ukupna potrošnja energije je svega 20% u odnosu na postupak A. (Tabela 1.),
• nije prisutna naknadna polimerizacija produkata hidrolize skroba)6),
• u sirovim zrnima žitarica postoje enzimski potencijali; na primer izoamilaze O i ovi enzimi mogu delovati na proces razgradnje skroba sirovina. Proces enzimske hidrolize sastoji se iz nekoliko stupnjeva: 1. termičko-enzimska razgradnja zrna skroba drobljenjem i mlevenjem, kidanjem proteinskih veza i rastvaranjem beta glukana, 2. hidratisanje skrobnih zrna i klajsterizacija nabubrelih molekula amilopektina, 3. delovanje amilaza u visoko viskoznoj klajsterizovanoj komini (alfa-amilaza ječmenog slada ili iz mikroorganizama) pri čemu se hidrolizuje amilopektin do eritrodekstrina, maltoze, 1-6 izomaltoze; a linearna amiloza se razgrađuje do ahrodekstrina i maltoze. U toku ove razgradnje deluje alfaamilaza iz ječmenog slada, ili glukoamilaza iz mikroorganizama.

Za postupak hladnog ukomljavanja-razgradnje skroba važi pravilo: „Ukoliko je sirovina bolje usitnjena, utoliko je prinos etanola veći“(8).

2.2. Radni mikroorganizmi u procesu fermentacije

Proces fermentacije u fabrikama etanola tradicionalno izvode kvasci i to: Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces uvarum, Schizosaccharomyces pombe, Kluyveromyces sp. Od ovih kvasaca proizveden je veliki broj raznih sojeva metodama genskog ukrštanja)9). Efikasnost procesa fermentacije zavisi od izbora radnog mikroorganizma, a od njih se zahteva da: a) daju visok prinos etanola po jedinici asimilovanog substrata, b) sposobnost održavanja u životu na visokim temperaturama, c) visoku tolerantnost na etanol, d) tolerantnost na niske pH vrednosti. U radu je ispitan Saccharomyces diastaticus kvasac koji može da razgrađuje rastvorljivi skrob i dekstrine do fermentabilnih šećera uz paralelnu fermentaciju tih šećera do etanolaf10’11).

3. Materijal i metode rada

3.1. Radni mikroorganizmi

U radu su korišćene čiste kulture Saccharomyces diastaticus 11 i Saccharomyces cerevisiae DTN iz Zbirke čistih kultura radnih mikroorganizama Tehnološkog fakulteta u Novom Sadu. Saccharomyces cerevisiae se čuva na kosom agaru: sladni ekstrakt (3 g), kvasni ekstrakt (3 g), glukoza (10 g), pepton (5 g), agar (20 g) i destilovana voda do 1 litar. Kultura izrasla na kosom agaru čuva se do 10 dana na 4°C. Nakon toga vrši se ponovno presejavanje na sveži kosi agar. Saccharomyces diastaticus se umnožava i čuva na kosom agaru koji umesto glukoze sadrži 10 g/1 rastvorljivog skroba (Merck 8651). Čiste kulture su umnožavane do potrebnih količina na tečnim podlogama koje su sadržale: peptona (3,5 g), ekstrakta kvasca (3,0 g), KH2PO4 (2,0 g), MgSO4 7H2O (1,0 g), (NH2)2SO4 (1,0 g), ugljenih hidrata (glukoze ili rastvorljivog skroba) (10 g) i destilovane vode do 1 litar.

3.2. Kukuruzno brašno

Kao skrobna sirovina upotrebljavano je kukuruzno brašno čije su čestice bile veličine od 0,5 do 1,0 mm (80%), a čestice manje od 0,5 mm činile su 20%. Sadržaj vlage kukuruznog brašna je bio 10,65%, a sadržaj skroba 87,26% na suvu materiju.

3.3. Komercijalni enzimski preparati

U radu su upotrebljavani komercijalni enzimski preparati firme „NOVO“ iz Kopenhagena. Ovi enzimi se koriste u fabrikama etanola koje prerađuju skrobne sirovine. Primenjivana su dva enzima i to: „termamyl 60 L“ i SAN 200 L.

3.4. Ispitivanje uticaja hidromodula (odnos sirovina : voda) na prinos etanola pomoću Saccharomyces diastaticus

Da bi se ispitalo kako količina vode utiče na prinos etanola pomoću Saccharomyces diastaticus izvedena su ukomljavanja kukuruznog brašna sa šest različitih količina vode i nađeno je da se najbolji rezutati prinosa etanola dobijaju kod primene tri dela vode na jedan deo kukuruznog brašna.

3.5. Ispitivanje uticaja količine kvasca Saccharomyces diastaticus na brzinu fermentacije i prinos etanola

Uticaj količine Saccharomyces diastaticus na brzinu fermentacije i prinos etanola ispitan je tako što su se u pripremljenu podlogu za fermentaciju (delimično enzimski razgrađenu) dodavale različite količine umnoženog Saccharomyces diastaticus (na tečnoj podlozi kako je opisano u odeljku 3.1) i to: 2,5; 3,0 i 4,5 grama suve materije po litri komine za fermentaciju.

3.6. Priprema kukuruznog brašna za fermentaciju

U kukuruzno brašno dodavana je destilovana voda zagrejana na 50°C u odnosu „kukuruzno brašno : voda“ = „1 : 3“. U homogenu smešu kukuruznog brašna i vode dodavane su različite količine bakterijski termostabilne alfa amilaze „termamyl 60 L“. Uzorci su zagrejani na 85°C uz stalno mešanje i na ovoj temperaturi držana je pauza 30 minuta u jednoj grupi ogleda, odnosno 60 minuta u drugoj grupi ogleda. Po isteku ovog vremena uzorci su ohlađeni na 55°C i podešen je pH dodatkom H2SO4 na vrednost od 5,5 jedinica pH. Na ovoj temperaturi u određene uzorke je dodat drugi enzim (glukoamilaza) SAN 200 L. Uzorci su zatim ohlađeni na temperaturu od 30°C i dodat je Saccharomyces diastaticus u količinama koje su se pokazale optimalnim. Ovako pripremljeni uzorci stavljeni su u termostat na 30°C i fermentacija je vođena 50 sati. U intervalima od 12 sati merena je težina uzoraka u cilju utvrđivanja količine izdvojenog CO2.

3.7. Analiza komina nakon fermentacije

Nakon završene fermentacije u ispitivanim uzorcima određen je sadržaj etanola metodom dvostruke destilacijei12).

4. Rezultati i diskusija

4.1. Ispitivanje uticaja hidromodula (odnos sirovina : voda) na prinos etanola pomoću Saccharomyces diastaticus

U tehnologiji etanola posebna pažnja posvećuje se količini vode koja se dodaje u sirovinu, jer se nastoji da se koristi što je god moguće manje vode u cilju uštede energije u procesu destilacije i rektifikacije. Međutim, proces nastajanja etanola tokom fermentacije zahteva pripremu hranljive podloge sa većim sadržajem vode kako bi bila omogućena pravilna razmena materija mikroorganizama u željenom pravcu i uz odgovarajuću brzinu. Takođe, količina vode mora biti optimalna za enzimsku razgradnju skroba nakon procesa bubrenja. Za Saccharomyces diastaticus ne postoje literaturni podaci o količini vode koja je potrebna za pripremu skrobnih sirovina. Zato su istraživanja bila prvo usmerena u pravcu utvrđivanja količine vode koja je optimalna za pripremu skrobnih sirovina, kada se kao radni mikroorganizam koristi Saccharomyces diastaticus. Kukuruzno brašno (veličine čestica date u odeljku 3.2) ukomljeno je sa šest različitih količina vode, a zatim su uzorci obrađeni na način opisan u odeljku 3.6. Po završetku fermentacije određen je sadržaj etanola i rezultati istraživanja prikazani su u Tabeli 2.

Na osnovu rezultata prikazanih u Tabeli 2. može se zaključiti da se smanjenjem količine vode za ukomljavanje smanjuje prinos etanola. Kod primene hidromodula (odnos sirovina : voda) 1 : 3 dobijen je prinos koji se može smatrati tehnološki efikasnim. Dalja istraživanja rađena su pri ovom hidromodulu.

Kako utiče količina Saccharomyces diastaticus na produktivnost procesa proizvodnje etanola može se sagledati iz rezultata prikazanih u Tabeli 3. Pregledom i analizom prikazanih rezultata može se zaključiti da se povećanjem količine kvasca Saccharomyces diastaticus povećava produktivnost procesa, ali se smanjuje konverzija glukoze u etanol, jer radni mkroorganizam Saccharomyces diastaticus troši deo glukoze za svoje potrebe.

Na osnovu rezultata produktivnosti procesa datih u Tabeli 3. može se izvesti zakIjučak da je najpogodnije proces fermentacije voditi uz dodatak 1,50 grama suve materije Saccharomyces diastaticus po dm .

Na osnovu izvedenih zaključaka ovih preliminarnih istraživanja dalja ispitivanja su bila usmerena u pravcu vođenja fermentacije kako pomoću Saccharomyces diastaticus tako i pomoću Saccharomyces cerevisiae. Prvo je ispitana glukoamilazna aktivnost Saccharomyces diastaticus tako što uzorcima pre procesa fermentacije nije dodavana glukoamilaza SAN 200 L (Tabela 4 a)). Kako se iz rezultata datih u Tabeli 4. vidi ispitivani soj Saccharomyces diastaticus poseduje glukoamilaznu aktivnost jer se i sa malim količinama „termamyl 60 L“ ostvaruje prinos od 18,05% na 100 grama skroba, odnosno 22,01% od teorijskog prinosa.

Pri istim uslovima eksperimenta Saccharomyces cerevisiae je dao prinos etanola za oko 3,5 puta manji od prinosa ostvarenog pomoću Saccharomyces diastaticus. U drugoj grupi ogleda tokom procesa pripreme kukuruznog brašna dodavana je glukoamilaza SAN 200 L (Tabela 4 b)). Kako se iz rezultata prikazanih u Tabeli 4 b) vidi dodatak glukoamilaze SAN 200 L omogućava kvascima da ostvare znatno veće prinose etanola nego u prethodnom ogledu bez glukoamilaze. Kod primene najveće količine enzima „termamyl 60 L“ od 0,04 cm /100 g uzorka pomoću kvasca Saccharomyces diastaticus ostvaren je prinos od 85,08% u odnosu na teorijski. Ovaj kvasac daje za oko 11% veći prinos etanola u pređenju sa Saccharomyces cerevisiae. U daljim istraživanjima želelo se utvrditi da li uslovi umnožavanja kvasca pre procesa fermentacije utiču na tok fermentacije i prinos etanola. U tom cilju ispitivani kvasci Saccharomyces diastaticus i Saccharomyces cerevisiae umnožavani su do potrebnih količina u hranljivoj podlozi koja je sadržala glukozu kao izvor ugljenih hidrata i u potrebnim količinama dodati su u pripremljenu podlogu za fermentaciju. Rezultati ovih ispitivanja prikazani su u Tabeli 5.

Analizom prikazanih rezultata može se zaključiti da se kod ovih eksperimenata postižu veći prinosi etanola primenom Saccharomyces diastaticus u poređenju sa Saccharomyces cerevisiae za oko 5%. Poređenjem rezultata prikazanih u Tabeli 4 sa rezultatima u Tabeli 5 može se nedvosmisleno zaključiti da sastav podloge za umnožavanje kvasca koji se primenjuje kao radni mikroorganizam u fermentaciji igra značajnu ulogu u indukciji glukoamilazne aktivnosti kod Saccharomyces diastaticus. Za fermentaciju skrobnih sirovina treba primenjivati Saccharomyces diastaticus koji je prethodno umnožen do potrebnih količina u podlogama sa skrobom razgrađenim do oligosaharida koji mogu da indukuju glukoamilaznu aktivnost Saccharomyces diastaticus.

U Tabeli 6 dati su rezultati ispitivanja uticaja vremena (30 i 60 minuta) enzimskotermičke razgradnje na temperaturi 85-90°C. Rezultati pokazuju da je povoljnije kraće vreme enzimsko-termičke razgradnje skroba kukuruznog brašna. Objašnjenje za ovu pojavu treba tražiti u činjenici da duže toplotno tretiranje može inaktivirati enzim koji je odgovoran za razgradnju skroba. Na osnovu ovih rezultata može se zaključiti da je vreme od 30 minuta dovoljno za enzimsko-termičku razgradnju skroba kukuruznog brašna.

5. Zaključak

U radu su ispitani uslovi za doziranje komercijalnih enzima za fermentaciju skrobnih sirovina pomoću Saccharomyces diastaticus. Primenom ovog kvasca može se postići znatna ušteda u ispitivanim enzimima, tako da je postupak proizvodnje etanola ekonomičniji od postupka koji se opisuje u literaturi. Pored toga ispitano je kako hidromodul (odnos sirovina : voda) i količina kvasca utiču na proces razgradnje i fermentaciju pomoću Saccharomyces diastaticus i Saccharomyces serevisiae. Dobijeni rezultati navode na zaključak da je Saccharomyces diastaticus ekonomičniji za fermentaciju skrobnih sirovina od Saccharomyces cerevisiae.

Mogućnosti proizvodnje alkoholnih pića od maline

Radosav Paunović

Poljoprivredni fakultet, Beograd

1. Uvod

Malina (rubus idaeus L.) ima veliki značaj, kako u svetu tako i u našoj zemlji. Malina sadrži rastvorljivih suvih materija 8 do 13% ukupnih šećera 3,4 do 6,9%, ukupnih kiselina 0,6 do 2,6%, mineralnih materija 0,4 do 0,8%, pektinskih materija 0,5 do 2,8%, bojenih i taninskih materija 0,1 do 0,3%, vitamina C 12,8 do 53 mg%. Pored suvih, odnosno neisparljivih sastojaka, malina sadrži i isparljive organske sastojke, čiji se sadržaj povećava tokom zrenja, slično povećanju koncentracije šećera. Količina ovih isparljivih sastojaka u zrelim plodovima maline kreće se u granicama od 220 do 475 mg/kg. Među isparljivim organskim sastojcima, najviše je zastupljen etanol sa 70 do 333 mg/kg. Malina takođe sadrži i metanol 6 do 50 mg/kg, više alkohole 3 do 8 mg/kg, etil acetat 0 do 28 mg/kgd). Poseban značaj među isparljivim sastojcima imaju karbonilna jedinjenja sa sadržajem od 85 do 245 mg/kg, jer su ona glavni nosioci arome malined). Od većeg značaja su i terpenski alkoholi koji daju globalni cvetni i voćni karakter arome maline(2’3).

Malina se koristi kao omiljeno sveže voće i za proizvodnju sirupa, kolača, sladoleda, za zamrzavanje, proizvodnju alkoholnih pića, itd.

Pored niza dobrih strana, malina ima i nedostataka koji se ogledaju u vrlo osetljivim plodovima, pa su male trajnosti i teško se transportuju u svežem stanju.

Naša zemlja najveći deo roda maline izvozi u zamrznutom stanju. U godinama kada izvoz omane ili pak kada su plodovi maline u takvom stanju da se ne mogu koristiti za najčešće namene, usmeravaju se za proizvodnju alkoholnih pića: voćnih vina, voćnih likera, pa i rakije malinovače.

Visoka proizvodna cena maline, njena višestruka upotrebna vrednost i mali sadržaj šećera, uslovljavaju da se ona samo u izuzetno retkim slučajevima u našoj zemji koristi alkoholnom fermentacijom u cilju proizvodnje rakije malinovače.

Vrlo izražen, prepoznatljiv i prijatan miris maline, nekada ima takvu cenu da se zbog njega žrtvuju svi ostali sastojci ovog plemenitog voćnog ploda. Tako pojedine evropske zemlje koriste malinu za proizvodnju rakije na taj način što se plodovi maceriraju u rafinisanom alkoholu, pa se zatim ova masa podvrgava destilaciji. Dobijeni aromatizovani destilat pušta se u promet kao „rakija od maline“. Ovakva proizvodnja rakija, od sitnog jagodastog i bobičastog voća, regulisana je i pravilnikom o kvalitetu jakih alkoholnih pića EEZU). Jugoslovenski pravilnik o kvalitetu alkoholnih pića (Službeni list SFRJ br. 15. 1988) ne predviđa proizvodnju rakije od sitnog voća uz korišćenje rafinisanog alkohola. Naše sadašnje opšte opredeljenje da se i naši pravilnici o kvalitetu ujednačavaju sa ovim EEZ, odnosno sada Evropske Unije, može postaviti i unošenje odredbi za proizvodnju rakije od maline slično kako je propisuje i EEZ.

Da bi se napred navedeno uspešno ostvarilo potrebno je pronaći i ispitati optimalni tehnološki postupak proizvodnje tog, na našem tržištu novog pića, kako bi se ono moglo preporučiti i propisati. Ovo tim pre što se do sada objavljeni postupci međusobno razlikujui4-6). Zato je za cilj ovog rada uzeto ispitivanje važnijih uticajnih faktora na kvalitet rakije od maline.

2. Pregled literature

U naučnoj i stručnoj literaturi skoro da nema nikakvih podataka o rakiji od maline, osim kratkih preporuka i propisa za njenu proizvodnju (4‘6). Sa druge strane, podaci o gajenju, selekciji i sortimentu maline su brojnK17).

Duclos i Latrassei1) pratili su dinamiku nastajanja fiksnih i isparljivih sastojaka maline tokom sazrevanja kod 11 sorata koje se gaje u Burgoniji. Ovi autori su destilisali sok maline pod normalnim pritiskom i kod dobijenih hidrolata konstatovali da se tokom zrenja smanjuje UV adsorpcija na 228 nm, usled oksidacije heksanola, tako da se kod potpuno zrele maline i ne pojavljuje. Suprotno od ovoga, tokom zrenja se povećava UV adsorpcija na 275 nm uslcd povećavanja količine karbonilnih jedinjenja, kojih ima 2 do 3 puta više u potpuno zreloj, no u komercionalnoj malini. Praktično, ovi autori povezuju UV adsorpciju kod 275 nm sa intenzitetom arome maline, odnosno sa količinom karbonilnih jedinjenja.

Winter i Engist*8) izdvojili su ulje maline u kome su identifikovali 63 sastojka arome maline. Njihovi rezultati su potvrdili da se ulje maline sastoji od karbonilnih derivata i alkohola. Među karbonilnim derivatima konstatovali su relativno veču količinu hexena-2, koji je verovatno nastao izomerizacijom cis-hexena-3. U grupi jonona identifikovali su tri nova sastojka: beta dihydro-jonen, epoxy-beta-jonon i damascenon. Winer i Enggist smatraju da ovi sastojci mogu nastati od prekursora karotinoida.

Furia i Ballanca (9) smatraju da karakterističan miris arome maline potiče od 4 (p-hidroksifenil)-2 butanona ili ketona maline, a za aromu maline značajni su i 2-heksilacetat, aceton i etilacetat.

Schinz i Seibei10) kao i NurstnU) našli su da je karakterističan nosilac arome maline keton: l-(p-hidroksifenil)-3-butanon, a da je za aromu maline značajno i prisustvo cis-3-heksena-l-ol, alfa-jonona i beta-jonona.

E. Ginchardi1’2) je ispitivala aromu maline sa tri načina ekstrahovanja: destilacijom pod vakuumom, tečno-tečnom ekstrakcijom i povlačenjem azotom, uz povezivanje aparata za gasnu hromatografiju i masenu spektrometriju. Idenifikovala je ukupno 126 komponenti (kod sorte Lloyd George), među kojima posebno navodi: 17 ugljovodonika, 8 estara, 10 aldehida, 22 ketona, 9 laktona, 26 alkohola i 8 raznih drugih jedinjenja. Posebno ističe da su frakcije jonona i dehidrojonona vrlo aromatične, s jednim dominantnim violentnim mirisom. Usled njihovih vrlo niskih pragova osetljivosti, ova jedinjenja su velikim delom odgovorna za aromatična svojstva maline. Na aromi maline radili su i mnogi drugi autori koje ovom prilikom nećemo posebno citirati (8,10,12-17).

3. Materijali metode

Za oglede je korišćena zamrznuta malina sorte Vilamet iz hladnjače Srbijanka iz Valjeva. Malina je najpre defrostrirana, potom je uzimano po 200 g i izgnječeno, pa je zatim prepuštena alkoholnoj fermentaciji ili samo maceraciji uz dodavanje različitih količina etanola ili vode. Maceracija maline je vršena u dobro zatvorenim staklenim teglama, bez prisustva svetlosti i na sobnoj temperaturi tokom 24 ili 48 časova. Posle završene alkoholne fermentacije u trajanju od tri dana, kao i posle obavljene maceracije za vreme od jednog ili dva dana, kljuku maline je dodavano destilovane vode ili druge tečnosti, da se masa dopuni do 400 ml, pa je podvrgavan frakcionoj destilaciji. Destilacija je obavljena na jednostavnom staklenom aparatu, pod normalnim pritiskom. U jednoj varijanti destilacija je izvršena pod sniženim pritiskom na Deverot aparatu, kod temperature od 60°C.

Dobijeni aromatizovani destilati podvrgnuti su snimanju adsorpcije u UV delu spektra na spektrofotometru Specord u kvarcnoj kiveti promera 10 mm. Deo dobijenih spektara prikazan je na slikama. Karakteristični maksimumi apsorpcije na nađenim talasnim dužinama i pročitane vrednosti optičke gustine, prikazani su u tabelama po varijantama ogleda. Od UV spektara se očekuje da daju sliku načina proizvodnjei18’19), kao i da posredno pokažu koncentraciju karbonilnih jedinjenja u destilatimal1). Ogledni destilati podvrgnuti su i organoleptičkoj oceni po bod sistemu od 0 do 10, gde su vrednovana dva osnovna svojstva: miris i ukus. Dobijene ocene za organoleptička svojstva prikazane su u gore pomenutim tabelama.

Uporedo sa oglednim varijantama dobijenih aromatizovanih destilata, analizirane su i četiri komercijalne rakije malinovače koje su dobijene u proizvodnim industrijskim uslovima, alkoholnom fermentacijom i destilacijom fermentisanog kljuka maline.

Ogledi su izvedeni u laboratoriji za vrenje Instituta za prehrambenu tehnologiju i biohemiju, Poljoprivrednog fakulteta u Beogradu (20).

4. Rezultatii diskusija

Rezultati ispitivanja prikazaće se postupno po uticajnim faktorima.

1. Uticaj alkoholne fermentacije

U okviru ovih ogleda upoređivane su tri varijante:

1.1. Alkoholno vrenje maline i destilacija, bez dodavanja etanola, u 6 frakcija po 25 ml destilata.

1.2. Alkoholno vrenje maline, a zatim dodatna maceracija u trajanju od 24 časa, sa dodatkom etanola 20 : 100 ml pa destilacija do 100 ml i posebno još do 25 ml.

1.3. Maceracija maline u trajanju od 24 časa u dodatom etanolu, u odnosu 20 : 100, pa destilacija do 100 ml i posebno još do 25 ml.

Rezultati ovih ogleda prikazani su u tabeli 1.

UV spektri kod destilata od fermentisane maline bez dodavanja etanola, imali su samo jedan maksimum apsorpcije na 275 nm. Jačina adsorpcije se pcrmanentno povećavala od prve do šeste frakcije destilata, što bi moglo značiti da se tokom destilacije povećava ukupan sadržaj karbonilnih jedinjenja. Organoleptičkom ocenom se konstatuje permanentno smanjivanje intenziteta i finoće mirisa destilata kako se destilacija produžavala.

UV spektar destilata fermentisane maline, koja je zatim još macerirana u etanolu (2.100), imao je tri izražena maksimuma apsorpcije na: 252, 264, 273 nm.

Aromatizovani destilat dobijen od maline macerirane u etanolu (3.100), takođe je imao tri izražena maksimuma apsorpcije i to na: 252, 261, 273 nm. UV apsorpcija u ovoj varijanti bila je nešto niža no kod varijante 2.100, što znači da produkti alkoholnog vrenja doprinose povećanju apsorpcije.

Frakcije patoke od po 25 ml, od poslednje dve varijante, imale su samo jedan maksimum apsorpcije i to na 275 nm.

Organoleptički najbolje je ocenjen destilat dobijen od maline macerirane u etanolu, bez prethodne fermentacije.

2. Uticaj odnosa masa maline i etanola

U okviru ovog ogleda postavljeno je pet varijanti maceriranja tokom maceracije i destilacije po 200 g maline u različitim koncentracijama etanola, u trajanju od 24 časa, posle čega je dodavana voda do 200 ml tečnosti i destilisano da se dobije 100 ml destilata. Varijante sa oznakama navedene su u tabeli 2, zajedno sa dobijenim rezultatima.

Po izgledu UV spektra uočava se bitnija razlika jedino kod varijante mazeriranja i destilacije samo sa vodom, bez prisustva etanola. U ovoj varijanti pokazuje sa samo jedan maksimum apsorpcije i to na 278 nm, a kod četiri varijante sa prisustvom etanola ili vinskog destilata konstatuje se po tri pika. Kod sve četiri varijante, prvi i najmanji pik nalazio se na 252 nm, drugi i najviši na 261 do 262 nm, a treći, srednji po visini apsorpcije, na 272 do 274 nm. Visine ovih apsorpcija su slične kod sve četiri varijante tako da se ne zapaža signifikantna razlika u zavisnosti od koncentracije etanola tokom maceracije i destilacije.

Ovome treba dodati da su UV spektri snimljeni u destilatima sa originalno dobijenim koncentracijama etanola, koje su se međusobno razlikovale. U praktičnoj proizvodnji malinovače jači destilati bi se razredili vodom do 40% vol, pa bi se tako smanjila i njihova visina UV apsorpcije. Kada se ovo uzme u obzir, koncentracija alkohola ispoljava svoj uticaj.

Organoleptički, sa najvišom ocenom je ocenjena varijanta kod koje je maiina macerirana u etanolu u odnosu 20:100, pa zatim varijanta maceracije 30:100. Destilat dobijen maceracijom maline sa vinskim destilatom, kod odnosa etanola i maline 20:100, ocenjen je organoleptički znatno niže od odgovarajuće varijante maceriranja čistim etanolom. Kad se sve izneto uzme u obzir proizilazi da se najkvalitetniji destilat dobija maceracijom maline u čistom etanolu u odnosu 20:100.

3. Uticaj dužine maceracije maline pre destilacije

Dužina i uslovi maceracije maline svakako utiču na sastav i kvalitet dobijenog destilata, jer su povezani sa brojnim promenama koje se tim tokom mogu odvijati. Da bi se ovaj uticaj proverio, postavljeni su ogledi u četiri varijante i to: dve sa maceracijom u vodi, a dve sa maceracijom u etanolu. U tri varijante destilacijom je odvajano šest puta po 25 ml destilata, a kod jedne varijante hvatana je samo jedna frakcija od 100 ml. Označavanje varijanti i rezultati ispitivanja prikazani su u tabeli 3.

UV spektri hidrolata, svih frakcija, imali su samo jedan izražen maksimum apsorpcije i to na 275 do 281 nm. Visina apsorpcije se permanentno povećavala od prve ka šestoj frakciji. Prosečna visina apsorpcije kod prve četiri frakcije, varijante 1, bila je 0,83, a kod odgovarajuće frakcije do 100 ml u varijanti 2, apsorpcija je bila 0,92.

Vrednost organoleptičke ocene hidrolata se smanjivala idući od prve ka šestoj frakciji, s tim što je bila veća kod varijante sa kraćim vremenom maceracije u vodi. Alkoholati dobijeni maceracijom maline u etanolu za vreme od 24 i 48 časova imali su različite UV spektre u različitim frakcijama. Prve tri frakcije varijante 3 i prve dve frakcije varijante 4, imale su UV spektre sa po tri pika, a sve ostale frakcije imale su samo po jedan maksimum apsorpcije. Kod ove dve varijante visina svih pikova se smanjuje idući od prve ka trećoj frakciji. Od četvrte do šeste frakcije visina apsorpcije se permanentno povećavala. Posebno kod četvrte, pete i šeste frakcije, UV apsorpcija na 275 do 278 nm je znatno veća kod varijante četiri, kod koje je maceracija bila 48 časova, no kod odgovarajućih frakcija varijante tri, kod koje je maceracija maline trajala 24 časa.

Po organoleptičkim svojstvima, odnosno po intenzitetu i finoći mirisa, arome i ukusa, visoke ocene, kod obe varijante, dobile su samo prve tri frakcije. Najbolja je bila druga, zatim prva, pa treća frakcija izdvajanja po 25 ml. Od četvrte do šeste frakcije vrednost organoleptičke ocene se rapidno smanjivala. U celini gledano, organoleptički su bolje ocenjene frakcije varijante tri, sa maceracijom maline u trajanju od 24 časa, u odnosu na one dobijene posle maceracije za vreme od 48 časova.

Največa razlika između UV spektra hidrolata i alkohola je u tome što ovi drugi u prve dve ili tri frakcije imaju po tri pika, a hidrolati samo po jedan pik u svim frakcijama. Vezano za ovu konstataciju, može se pretpostaviti da komponente koje uslovljavaju pojavu pikova na oko 260 nm i na oko 252 nm prelaze u destilat samo uz prisustvo etanola, odnosno, da ovi sastojci ne destilišu kada se malina macerira i destiliše uz prisustvo vode, već ostaju u zaostatku od destilacije. Ako bi ova pretpostavka bila tačna, tada bi trebalo da se te komponente pojave u destilatu koji je dobijen nakon maceracije u alkoholu i destilacije alkoholizovane zaostale komine od destilisanja hidrolata. Međutim, ovakav spektar alkoholata u varijanti 2, frakcija 2.100+, imao je samo jedan pik, koji se sreće i kod svih drugih frakcija alkoholata i hidrolata, a još dva očekivana pika (koji su se javljali u prve dve ili tri frakcije alkoholata maline) se ne pojavljuju.

Kada se sve pomenuto uzme u obzir, moglo bi se pretpostaviti da komopnente koje uslovljavaju pojavu dva dopunska pika u UV delu spektra nastaju u prvoj polovini destilacije između sastojaka maline i etanola. Mala koncentracija etanola koja nastaje alkoholnom fermentacijom maline nije dovoljna za stvaranje tih sastojaka tokom destilacije. Ovaj rezultat nismo sreli u literaturi, pa ga smatramo kao novi doprinos ponašanju sastojaka maline pri destilaciji.

4. Uticaj tretiranja maline pektolitičkim enzimima

Poslednjih godina skreće se pažnja na mogućnost uticaja pektolitičkih i drugih hidrolitičkih enzima na pojačavanje arome kod proizvoda od voća, a posebno kod proizvoda od grožđa<21’24\ Imajući ovo u vidu moglo se pretpostaviti da bi dodavanje pektolitičkih enzima izmuljanoj malini moglo doprineti boljem oslobađanju njene arome iz prekursora tokom maceracije do destilacije. Da bi se ispitao uticaj dodatih pektolitičkih enzima na intenzitet arome alkoholnog destilata maline, postavljeni su ogledi u pet varijanti sa dva nova pektolitička enzima danske firme Novo. Pektolitički enzimi su dodavani izgnječenoj malini na sobnoj temperaturi i delovali su četiri časa do dodavanja etanola, sa kojim je maceracija trajala 20 časova. Varijante ovih ogleda i rezultati ispitivanja prikazani su u tabeli 4.

Upoređivanjem UV spektra i njihovih pikova kod kontrolnog uzorka varijante 1 i varijanti 2 i 3 (sa dodavanjem pektolitičkih enzima) mogu se konstatovati izvesne razlike, kao i razlike između dva korišćena pektolitička enzima. Destilat od varijante tri, sa enzimom Vinozim EC Batch 004, imao je veću apsorpciju i organoleptičku ocenu od destilata varijante 2, sa enzimom Vinoim Batch 001. Oba destilata sa enzimom, varijante 3 i 2, imali su veću organoleptičku ocenu od kontrolne varijante 1.

U varijanti 4 (kontrola) i varijanti 5 (sa dodatim enzimom malini, Vinozim EC Batch 004) hvatano je po šest frakcija destilata od po 25 ml. Prve tri frakcije kod obe varijante imale su po tri izražena pika, a pozlednje tri samo po jedan pik na karakterističnim talasnim dužinama. U celini gledano, varijanta 5 imala je nešto veću UV apsorpciju i organoleptičku ocenu od varijante četiri (bez dodavanja enzima).

Organoleptički je najdopadljivija bila druga frakcija, zatim prva, pa treća. Od četvrte do šeste frakcije organoleptička svojstva su se osetnije pogoršala.

5. Uticaj načina destilacije

Pri proizvodnji rakija od voća i grožđa u Jugoslaviji i u većini drugih zemalja pretežno se koristi destilacija pod atmosferskim pritiskom, pa je taj način destilacije primenjen i u do sada iznetim ogledima. Kada se radi sa sirovinama koje imaju termolabilne aromatične sastojke, primenjuje se i vakuum destilacija. U tom cilju postavljeni su ogledi u dve varijante koje su se međusobno razlikovale po načinu destilacije. Za obe varijante malina je prethodno macerirana u etanolu, u odnou 30 : 100, u trajanju od 48 časova. Kod oba načina destilacije posebno je hvatano po šest frakcija od po 25 ml. Dobijeni rezultati prikazani su u tabeli 5.

Kod frakcija dobijenih destilacijom pod normalnim pritiskom, destilati prve dve frakcije imali su po tri izražena pika u UV spektru, a ostale frakcije samo po jedan izražen pik na karakterističnim talasnim dužinama. Svih šest frakcija destilata dobijenih destilacijom pod sniženim pritiskom, imali su samo jednu padajuću krivu, umesto jasno izraženih pikova. Ove opadajuće krive sa blagom zaravni nalaze se u intervalu od 250 do 303 nm. Ukupna UV apsorpcija kod destilata dobijenih vakuum destilacijom bila je znatno niža nego kod destilata dobijenih destilacijom pod normalnim pritiskom. Winter i saradnicit24) takođe nisu našli nikakav maksimum apsorpcije u intervalu 200 do 350 nm u hidrolatu maline dobijenom vakuum destilacijom. Naše visine organoleptičkih ocena bile su niže kod destilata od vakuum destilacije. Stiče se jasan utisak da je destilacijom pod sniženim pritiskom prešlo u destilat znatno manje isparljivih sastojaka no pri destilaciji pod normalnim pritiskom. Dakle, kod proizvodnje rakije od maline pogodnija je destilacija pod normalnim pritiskom.

6. UV spektri i organoleptička svojstva komercijalnih rakija od maline

Nekih godina kada je rod maline obilan, a izvoz ograničen, jedan njen deo preradi se i u rakiju malinovaču. Ovakav slučaj je bio u berbi 1992. godine, kad su se pojavile rakije malinovače kod preduzeća „Srbijanka“ Valjevo i „Podgorka“ u Osečini. Ove rakije su dobijene fermentacijom i destilacijom fermentisanog kljuka maline. Kolege u „Srbijanki“ su zapazile da je rakija malinovača dobijena bez učešća semenki organoleptički dopadljivija od one koja je dobijena od kompletnih plodova maline (uz učešće i semenki). Ovo je bio razlog da uzmemo na ispitivanje dve varijante malinovače iz

„Srbijanke“, jednu iz „Podgorke“ i jednu iz italijanske firme „Pircher“. Rezultati ispitivanja ovih komercijalnih rakija malinovača prikazani su na UV spektrima u tabeli 5.

Sve četiri ispitivane rakije imale su UV spektar samo sa po jednim maksimumom apsorpcije, u intervalu od 268 do 275 nm. Najnižu UV apsorpciju, a najvišu organoleptičku ocenu imala je malinovača koja je proizvedena bez učešća semenki maline. Obrnuto, največa UV apsorpcija i najniža organoleptička ocena nađena je kod malinovače proizvedene uz prisustvo semenki pri alkoholnom vrenju i destilaciji. Ova rakija je imala blago izraženu manu na zagorelo. Ovo je jasan dokaz da visina UV apsorpcije nije uvek u korelaciji sa intenzitetom i čistoćom arome maline. Odnosno, u zoni talasnih dužina od oko 275 nm, koje se smatraju karakterističnim za tipičnu aromu maline, nalaze se i drugi sastojci koji imaju maksimum apsorpcije na istim talasnim dužinama. Zato je kod procene vrednosti destilata od maline važno da tehnološki postupak prerade bude isti. Uz vrednosti koje se dobijaju u U V spektru, izuzetno je važna i organoleptička ocena.

5. Zaključak

Povoljni ekološki uslovi i relativno povoljna cena, doprineli su da se malina u Srbiji proizvodi u znatnim količinama. Veći deo roda maline se izvozi, a manji deo se iskoristi u našoj zemlji za razne bezalkoholne proizvode. Pojedinih godina preostane deo roda maline koji se ne može realizovati, pa se on koristi i za proizvodnju rakije malinovače putem alkoholnog vrenja i destilacije. Pravilnik za jaka alkoholna pića EEZ propisuje da se rakija od maline može proizvoditi putem maceracije maline u etanolu i destilacijom takvog kljuka, uz prethodno dodavanje vode. Predviđa se da i naš novi Pravilnik za jaka alkoholna pića uvrsti proizvodnju rakije malinovače, po istom postupku kao što propisuje i EEZ, pa je za temu ovog rada uzeto iznalaženje optimalne tehnologije za proizvodnju ovog jakog alkoholnog pića. U tom cilju postavljeno je šest ogleda, sa više varijanti, u kojima su proučavani uticajni tehnološki faktori na kvalitet rakije malinovače. Ovaj kvalitet je procenjivan po visini UV apsorpcije na karakterističnim talasnim dužinama, kao i po organoleptičkim svojstvima dobijenih destilata malina. Na osnovu izvršenih ispitivanja mogu se izvući sledeći zaključci:

1. Po obliku UV spektara i po organoleptičkim svojstvima znatno se razlikuju destilati maline dobijeni čistim alkoholnim vrenjem i destilacijom, od onih koji su dobijeni vrenjem i alkoholizovanjem maline ili samo alkoholizovanjem, maceracijom i destilacijom maline. Po redosledu visine organoleptičkih ocena, prvi je destilat dobijen bez alkoholne fermentacije, samo maceracijom u etanolu, a zatim destilacijom. Na drugom mestu je destilat dobijen alkoholnim vrenjem, pa zatim dodatkom etanola prevreloj malini. Na trećem mestu je destilat dobijen isključivo vrenjem i destilacijom prevrele maline, bez dodavanje atenola.
2. Destilati maline dobijeni isključivo alkoholnim vrenjem ili maceracijom u vodi, imaju samo po jedan pik u UV delu spektra, a oni dobijeni uz dodatak etanola, imali su UV spektre sa tri karakteristična pika. Naša je pretpostavka da se tokom macaracije i destilacije maline sa dodatim etanolom stvaraju novi sastojci koji imaju svojstvo da apsorbuju UV zrake i daju dva nova pika.
3. Kao optimalno trajanje maceracije u etanolu pokazalo se vreme od 24 časa, na sobnoj temperaturi. Dužom maceracijom maline dobija se destilat sa znatno većom apsorpcijom u UV delu spektra, ali sa nešto izmenjenom aromom maline. Kao optimalan odnos maline i etanola odgovara 100 kg maline prema 20 1 rafinisanog alkohola.
4. Delovanje odabranih pektolitičkih enzima na malinu, tokom njene maceracije u etanolu, doprinosi povećanju intenziteta arome u dobijenom destilatu, kao i izvesnom povećanju UV apsorpcije.
5. Destilacijom pod normalnim pritiskom alkoholizovane i macerirane maline, dobijaju se destilati sa znatno većom UV apsorpcijom i aromom, nego kada se ista sirovina destiliše pod sniženim pritiskom. Ovi destilati ne pokazuju nikakav maksimim apsorpcije u UV delu spektra
6. Najjača i najfinija aroma maline konstatuje se u prvom delu destilata, dok se predestiliše oko 20% ukupne zapremine maline, etanola i vode. Daljim tokom destilacije osetno se smanjuje i intenzitet i finoća arome maline.
7. Industrijski proizvedene rakije malinovače imale su samo po jedan izražen maksimum apsorpcije u UV delu spektra. Po organoleptičkim svojstvima bile su na znatno nižem nivou od destilata većine oglednih varijanti. Među ovim, industrijskim rakijama, najfiniju aromu imao je uzorak proizveden fermentacijom i destilacijom maline posle odvajanja semenki.

Na osnovu svega iznetog može se izvući opšti zaključak da se alkoholizovanjem maline u odnosu − 100 kg ploda : 20 1 rafinisanog alkohola, zatim maceracijom izmuljane maline u trajanju od 24 časa, bez prisustva vazduha, svetlosti i na sobnoj temperaturi, potom dodavanjem vode da ukupna zapremina tečnosti bude ravna zapremini maline i na kraju destilacijom pod normalnim pritiskom − može dobiti oko 20 zapreminskih procenata destilata sa vrlo intenzivnom i finom aromom maline.

Mikroorganizmi čajne gljive izazivači alkoholnog i sirćetnog vrenja i njihovi međusobni odnosi

Ivana Janković, Milorad Stojanović

Poljoprivredni fakultet, Beograd

1. Uvod

Čajna gljiva, u narodu poznatija kao kombuha, pobuđuje poslednjih godina veliku pažnju javnosti. Radi se o napitku koji se vekovima koristi na Dalekom Istoku i u Rusiji. Na jugoslovenskim prostorima napitak je poznat još od perioda između dva svetska rata, ali je njegova popularnost periodična i naročito velika u vreme ekonomskih kriza, kada Ijudi pribegavaju alternativnoj medicini. Činjenica da je napitak bogat šećerima, organskim kiselinama, vitaminima i mnogim drugim proizvodima metabolizma mikroorganizama čajne gljive, ukazuje na njegov značaj sa aspekta ishrane i zdravlja Ijudi.

Naziv čajna gljiva, koji je u svetskoj literaturi raširen nije sasvim opravdan, jer pre svega asocira na prave gljive, odnosno pečurke. Međutim, ovde nije reč ni o kakvoj gljivi, već o zajednici kvasaca i bakterija sirćetnog vrenja. Ova zajednica na zašećerenom crnom čaju vrši alkoholno i sirćetno vrenje, pri čemu stvara niz proizvoda metabolizma, što nastali napitak čini hranljivim i ukusnim.

2. Pregled literature

Čajna gljiva nastaje zajedničkim delovanjem bakterija sirćetnog vrenja i kvasaca. Zajednički život ovih m.o. koji su u svakoj kulturi čajne gljive nađeni jedan pored drugog u manje ili više jakoj zavisnosti, predstavlja simbiozu u kojoj kvasci iz šećera stvaraju alkohol, a bakterije stvoreni alkohol koriste kao izvor energije iz koga stvaraju sirćetnu kiselinu. S druge strane, stvorena sirćetna kiselina štiti kvasce od konkurencije drugih vrsta, koje su manje prilagođene kiseloj sredini. Značaj kvasaca se ogleda, pored produkcije alkohola, u visokom sadržaju i aktivnosti invertaze, koja inverzijom saharoze bakterijama omogućuje stvaranje glukonske kiseline u podlozi sa saharozomi1).

Tačan mikrobni sastav čajne gljive nije moguće dati, jer on zavisi od preovlađujućih vrsta kvasaca i bakterija sirćetnog vrenja u određenim geografskim i klimatskim uslovima i varira od kulture do kulture.

Prema istraživanjima mnogih autora (2’5) u sastav čajne gljive ulaze tri vrste bakterija sirćetnog vrenja i to Bacterium xylinum, B. xylinoides i B. gluconicum. Poslednja bakterija je dobila ime zbog svoje osobine da u velikoj meri prevodi glukozu u glukonsku kiselinu. Utkin(6) je iz čajnog kvasa izolovao novu vrstu i nazvao ]e Acetobacter ketogenum, dok Danielova(3) dokazuje i prisustvo Acetobacter aceti, Bacterium pasteurianum i Bacterium K Utzinqianum pored Bact. xylinum i Bact. gluconicum.

Prema Bergey-evom priručniku za identifikaciju bakterijaU), navedene bakterije su svrstane u sledeće tri vrste: Acetobacter pasteurianus (B. xylinum i B. xylinoides’), Acetobacter aceti (A. ketogenum) i Gluconobacter oxydans (B. gluconicum’), dok Swings(8) ponovo uvodi Acetobacter xylinum (B. xylinum i B. xylinoides’) kao posebnu vrstu.

Istraživanja Konovalov-a et al.(9) su pokazala da u sastav čajne gljive ulaze kvasci iz rodova Saccharomyces, Torulopsis, Mycotorula i Mycoderma. Prema Reiss-u(10) od kvasaca su najzastupljeniji Schizosaccharomyces pombe, Saccharomycodes ludwigii, kao i Pichia, Torula i Mycoderma vrste, dok su u nekim kulturama čajne gljive iz Japana pronađeni Saccharomyces sp., Torulopsis, Pichia membraneafaciens i Candida guillermondii. Danielova(2) navodi prisustvo sledećih vrsta: Torula sp., Pseudosaccharomyces apiculata, Monilia variabilis i Mycoderma, a Fluck i Steinegger (11) u svojoj kulturi pronalaze vrstu Pichia fermentans.

Većini vrsta mikroorganizama je za razvoj potrebno prisustvo nekih biološki aktivnih materija (najčešće aminokiseline i vitamini). Oni ovu potrebu mogu zadovoljiti ili pronalaženjem aktivnih materija u okolnoj sredini ili rastom u združenim kulturama sa drugim mikroorganizmima koji sintetišu ove materije. Tipičan primer jedne simbiotske zajednice, u kojoj živi više vrsta mikroorganizama jeste čajna gljiva.

Zajednice kvasaca i bakterija sirćetne kiseline su poznate već dugo, međutim, malo je publikacija o njihovim međusobnim odnosima i o njihovom združenom dejstvu. Uglavnom je ova zajednica izučavana kao uzročnik kvarenja namirnica. Primećena je mogućnost neutralizacije sorbinske kiseline(12), kao i mogućnost neutralizacije mravlje kiseline(13) u združenim kulturama kvasaca i bakterija sirćetnog vrenja.

Međusobne odnose mikroorganizama čajne gljive ispitivao je Hesseltine(14). On je izolovao jednu vrstu bakterija sirćetnog vrenja (Acetobacter sp.) i dve vrste kvasaca, koje je gajio pojcdinačno i u zajednici i došao do zaključka da samo zajednica sva tri mikroorganizma može da stvori tipičan napitak.

3. Materijali metode

U eksperimentima je korišćena kultura čajne gljive poreklom iz Rusije. Održavana je na podlozi od crnog čaja (8% šećera i 0.1% crnog čaja ekstrahovanog 5 min. u ključaloj vodi). Podloge su zasejavane sa 4% inokuluma starog 8 dana.

Identifikacija kvasaca do rodova je izvedena po modifikovanom i pojednostavljenom ključu Kreger-van Rij-a iz 1984. godine(15) i prema Lodder-ovom priručniku za identifikaciju kvasaca(16), a do vrste uz pomoć Api sistema za identifikaciju kvasaca (API 20C AUX).

Identifikacija bakterija sirćetne kiseline izvršena je prema Bergey-evom priručniku za identifikaciju bakterija(7) i prema Swings-u(8).

Selekcija produktivnih sojeva bakterija sirćetnog vrenja izvršena je na osnovu acidogene sposobnosti nakon sedam dana fermentacije na tečnoj GYC podlozi, bez CaCO3. Ukupne kiseline su određivane metodom neutralizacije kiselina 0.1N NaOH u prisustvu fenolftaleina kao indikatora.

Selekcija produktivnijih sojeva kvasaca izvršena je na osnovu količine CO2 koja se oslobodi nakon sedam dana fermentacije na YM bujonu, što je proporcionalno količini stvorenog alkohola. Količina oslobođenog gasa merena je gravimetrijski.

Međusobni odnosi odabranih izolata bakterija sirćetne kiseline i kvasaca određivani su na tečnim i čvrstim podlogama.

Za utvrđivanje mikrobiocenotskih odnosa na tečnim podlogama, odabrani izolati su zasejavani u podlogu od crnog čaja u količinama od 1.000.000 ćelija/ml u pojedinačnim, odnosno u količinama od po 500.000 ćel./ml u združenim kulturama i praćena je pH vrednost nakon 7 dana fermentacije.

Za utvrđivanje međusobnih odnosa mikroorganizama na čvrstoj podlozi, korišćena je auksonografska mctoda(17) na podlozi za asimilaciju šećera po Lodder-u i na podlozi od crnog čaja sa 2% agara. Osnovnoj kulturi su pridruživane ostale kulture kvasaca i bakterija sirćetnog vrenja u vidu biomase.

4. Rezultatii diskusija

4.1. Identifikacija bakterija sirćetnog vrenja

Iz kulture čajne gljive, u cilju identifikacije prisutnih mikroorganizama, izdvojeno je 45 izolata bakterija sirćetnog vrenja.

Na osnovu dobijenih rezultata koji su prikazani u tabeli 1, izvršena je identifikacija. Utvrđeno je da devet izolata pripada vrsti Acetobacter xylinum, četrnaest izolata pripada vrsti Gluconobacter oxydans var.l i dvadesetdva izolata vrsti Gluconobacter oxydans var. 2.

Rezultati identifikacije bakterija sirćetnog vrenja su u skladu sa literaturnim podacima (2‘5).

4.2. Identifikacija kvasaca

Rezultati identifikacije kvasaca prikazani su u tabeli 2. Od 48 izolata, utvrđeno je da 15 pripada vrsti Schizosaccharomyces pombe, 5 vrsti iz roda Torulopsis, 9 vrsti Saccharomyces bisporus, 10 vrsti Kloeckcra apiculata i 9 izolata vrsti iz roda Candida.

Prilikom ispitivanja sporogenosti kvasaca, nije uočeno da kultura Schizosaccharomyces pombe stvara askuse sa askosporama. U literaturK16) je poznato da ova vrsta može da izgubi sposobnost stvaranja spora. Rezultati dobijeni identifikacijom kvasaca su u skladu sa rezultatima drugih autora.

Konovalov-a et al/9) su iz čajne gljive izolovali Saccharomyces sp., Torulopsis sp. i vrste iz rodova Mycotorula i Mycoderma, koje su po Loddre-ovoj klasifikaciji svrstane uglavnom u rod Candida. Reissd0) je između ostalog identifikovao Schizosaccharomyces pombe, a DanielovaO vrstu Pseudosaccharomyces apiculata, koja je prema Lodder-ovoj klasifikaciji Kloeckera apiculata.

4.3. Selekcija izolata

Nakon identifikacije izolovanih mikroorganizama čajne gljive izvršena je selekcija najproduktivnijih sojeva u okviru svake identifiko-vane vrste. Rezultati selekcije su prikazani u tabeli 3.

Kao najproduktivniji izabrani su izolat S12 u okviru vrste Acetobacter xylinum, izolat S16 u okviru vrste Gluconobacter oxydans var.l i izolat S18 u okviru vrste Gluconobacter oxydans var.2.

U tabeli 4 prikazani su rezultati selekcije kvasaca, pri čemu je alkohologena sposobnost izražena indirektno u g/1 oslobođenog CO2 tokom sedam dana fermentacije.

Kao najproduktivniji sojevi izabrani su K1 za vrstu Schizosaccharomyces pombe, K5 za vrstu Torulopsis sp., K20 za Saccharomyces bisporus, K24 za Kloeckera apiculata i K36 za Candida sp.

4.4. Ispitivanje međusobnih odnosa identifikovanih vrsta na tečnim podlogama

Kompatibilnost izabranih vrsta je ispitivana na tečnoj podlozi od crnog čaja, gde je praćena pH vrednost čistih i združenih kultura bakterija sirćetnog vrenja i kvasaca nakon 7 dana fermentacije. Na slici 1 je prikazan međusobni uticaj kulture Acetobacter xylinum i pridruženih kultura kvasaca. Uočava se da je pH vrednost u združenim kulturama niža od pH vrednosti pojedinačnih kultura, što ukazuje na veči ili manji međusobni uticaj.

Največi pad pH vrednosti, javlja se između kultura Acetobacter xylinum (S12) i Saccharomyces bisporus (K20), dok najmanji međusobni uticaj ispoljavaju kulture Acetobacter xylinum i Candida sp.

Na slici 2 predstavljen je međusobni uticaj kulture Gluconobacter oxydans var.l i pridruženih kultura kvasaca. Stimulacija se i ovde javlja između bakterije i svih ispitivanih kultura kvasaca, i izraženija je nego između ku\turaAcetobacterxylinum i kvasaca.

Na slici 3 je prikazan međusobni uticaj kulture Gluconobacter oxydans var.2 i pridruženih kultura kvasaca. I ovde se može konstatovatie stimulativno dejstvo kod svih združenih kultura.

Ako se uporede sva tri grafikona, jasno je da se najjači međusobni uticaj, koji se manifestuje u vidu najniže vrednosti pH u združenim kulturama, javlja između bakterija sirćetnog vrenja i vrsta Schizosaccharomycespombe i Saccharomyces bisporus.

Ispitivanjem međusobnih odnosa na tečnoj podlozi utvrđeno je da postoji metabolitska kompatibilnost između svih ispitivanih bakterija sirćetnog vrenja i kvasaca. Međutim, iz ovih rezultata nije moguće zaključiti da li bakterije stimulativno deluju na acidogenu sposobnost kvasaca ili kvasci deluju na bakterije ili je uticaj obostran. Da bi se utvrdio tip metabolitske kompatibilnosti, sprovedena su dalja ispitivanja na čvrstim podlogama.

4.5. Ispitivanje međusobnih odnosa identifikovanih vrsta na čvrstim podlogama

Rezultati auksonografske metode predstavljeni su u tabeli 5. Utvrđena su dva tipa kompatibilnosti prilikom ispitivanja međusobnih odnosa mikroorganizama čajne gljive. To su obostrano korisni odnosi tipa mutualizam i jednostrano korisni odnosi tipa komensalizam. Između nekih vrsta kvasaca konstatovani su i metabolitski indiferentni odnosi.

Sve tri vrste bakterija sirćetnog vrenja se nalaze u mutualističkim odnosima sa vrstama kvasaca Saccharomyces bisporus, Torulopsis sp. i Candida sp, dok kulture Schizosaccharomyces pombe i Kloeckera apiculata pokazuju jednostrano stimulativno dejstvo prema njima (komensalizam).

Kultura Acetobacter xylinum ispoljava jako stimulativno dejstvo prema druge dve vrste bakterija sirćetnog vrenja, dok suprotnog uticaja nema (komensalizam). Varijeteti bakterije Gluconobacter oxydans se nalaze u mutualističkim odnosima, što je još jedna potvrda da se radi o kulturama sa dosta razlika u metabolizmu.

Utvrđeno je da se neke vrste kvasaca nalaze u metabolitski indiferentnim odnosima. To su Schizosaccharomyces pombe i Kloeckera apiculata, Schizosaccharomyces pombe i Candida sp., Torulopsis sp. i Candida sp. i Kloeckera apiculata i Candida sp. U mutualističkim odnosima se nalazi Schizosaccharomyces pombe sa vrstama Torulopsis sp. i Saccharomyces bisporus, Torulopsis sp. sa vrstama Saccharomyces bisporus i Kloeckera apiculata i Saccharomyces bisporus i Kloeckera apiculata, a kulture Candida sp. i Saccharomyces bisporus se nalaze u odnosima tipa komensalizam.

Imajući u vidu da su ispitivane bakterije sirćetnog vrenja i kvasci međusobno kompatibilni, formirana je starter kultura, koju sačinjavaju svih osam identifikovanih vrsta. Ova starter kultura je korišćena u daljim eksperimentima.

5. Zaključak

Na osnovu dobijenih rezultata izvedeni su zaključci:

1. Od 45 izolata bakterija sirćetnog vrenja identifikovani su Acetobacter xylinum (9 izolata), Gluconobacter oxydans var.l (14 izolata) i Gluconobacter oxydans var.2 (22 izolata).
2. Od 48 izolata kvasaca identifikovani su Schizosaccharomyces pombe (15 izolata), Torulopsis sp. (5 izolata), Sccharomyces bisporus (9 izolata), Kloeckera apiculata (10 izolata) i Candida sp. (9 izolata).
3. Mutualistički metabolitski kompatibilni odnosi su utvrđeni između:
   • Acetobacter xylinum i Saccharomyces bisporus, Torulopsis sp., Candida sp.,
   • Gluconobacter oxydans var.l i Gluconobacter oxydans var.2, Saccharomyces bisporus, Torulopsis sp., Candida sp.,
   • Gluconobacter oxydans var.2 i Saccharomyces bisporus, Torulopsis sp., Candida sp.,
   • Schizosaccharomyces pombe i Torulopsis sp., Saccharomyces bisporus,
   • Torulopsis sp. i Saccharomyces bisporus, Kloeckera apiculata,
   • Saccharomyces bisporus i Kloeckera apiculata,
4. Metabolitski kompatibilni odnosi tipa komensalizam su utvrđeni između:
   • Acetobacter xylinum i Gluconobacter oxydans var.l, Gluconobacter oxydans var.2, Schizosaccharomycespombe, Kloeckera apiculata,
   • Gluconobacter oxydans var.l i Schizosaccharomyces pombe, Kloeckera apiculata,
   • Gluconobacter oxydans var.2 i Schizosaccharomycespombe, Kloeckera apiculata,
   • Saccharomyces bisporus i Candida sp.
5. Metabolitski indiferentni odnosi su utvrđeni između:
   • Schizosaccharomycespombe i Kloeckera apiculata, Candida sp.,
   • Candida sp. i Torulopsis sp., Kloeckera apiculata

Postupci za korišćenje pratećih proizvoda prehrambene industrije

Josip Baras, Marica Maslić

Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd THIS, Institut za biotehnologiju, Beograd

1. Uvod

Nesporna je činjenica da je eksplozivan industrijski razvoj razlog značajnog iscrpljivanja prirodnih resursa, a ne kontrolisano ispuštanje zagađujućih materija iz industrijskih pogona u prirodu uzročnik opasne degradacije ekološke ravnoteže, ne samo u okruženju tih pogona, već i čitavoj planeti. Dokazi za to su vidljivi i brojni: efekat staklene bašte, ozonske rupe na polovima, a sada i u drugim regijama naše planete, uništene šume, zagađene reke, jezera i priobalna mora, zagađene podzemne vode, nestanak brojnih životinjskih i biljnih vrsta, česta, sad već ne pojedinačna već masovna trovanja Ijudi zagađenom hranom i vazduhom, itd. Sto je još gore, za sada nisu učinjeni ozbiljniji pomaci u pravcu sprečavanja, pa ni ublažavanja takvog stanja.

Jedan od imperativnih zadataka sadašnjeg vremena jeste da se taj negativni trend zaustavi, da se nađu putevi tehnološkog razvoja koji bi bili usklađeni sa potrebom očuvanja prirodnih resursa i što čistijom prirodom za nesmetan razvoj budućih generacija. Za ostvarenje tog zadatka, između ostalog, neophodno je primeniti brojne izmene u koncepciji dosadašnjeg industrijskog razvoja i razviti tehnologije koje će biti usklađene sa potrebama ekonomskog razvoja i sa ekološkim zakonitostima prirode. Da bi se našla takva rešenja, neophodno je sagledati greške u dosadašnjem tehnološkom razvoju i postaviti strategiju za budući razvoj.

2. Karakteristike dosadašnjeg tehnološkog razvoja i moguća strategija budućeg razvoja

Razlozi za negativne posledice dosadašnjeg tehnološkog razvoja i neke od mogućnosti za njihovo rešavanje razmatrani su u većem broju ranijih radovaC-9). Ovde će biti ukratko izložena suština tih razmatranja, iz kojih sledi povod za istraživanje i razvoj postupaka za korišćenje pratećih proizvoda prehrambene industrije prikazanih u ovom radu.

Još pre tri decenije najuspešnijom tehnologijom se smatrala ona koja daje maksimalan profit koji je smatran jedinom realnom osnovom daljeg razvoja civilizacije. Prirodni resursi, sirovine, energenti i voda nisu smatrani ograničavajućim faktorima razvoja jer je njihova cena na svetskom trištu bila niska, a smatralo se da ih u prirodi ima u izobilju. Kao rezultat takvog stava, ovladale su tzv. „otvorcne“ („prljave“) tehnologije (slika la) koje su iskorišćavale sirovine samo do uslovno racionalnog nivoa koji nije zahtevao veća ulaganja, a ostaci sirovina (otpad) i prateći proizvodi su, kao bezvredni i neprofitabilni, nekontrolisano izbacivani u okolinu. Kao posledica takvog prilaza proizvodnji, pojavile su se prve negativne posledice izložene u uvodu ovog rada, pa su radi ublažavanja negativnog delovanja industrijskog zagađenja na prirodu, počela da se, na kraju tehnološkog procesa, postavljaju postrojenja za sanaciju zagađenja, odnosno postrojenja za zaštitu životne sredine. Ta postrojenja su zahteva a velike investicije, imala su u principu i velike troškove u radu a nisu davala vidljiv profit, jer im je bio cilj uništiti otpad a ne od njega stvoriti novu vrednost. Takvo rešenje nije dalo željene rezultate, pa su se istraživači usmerili ka realizaciji tehnologija bez otpada, tzv. „zatvorenih“ („čistih“) tehnologija.

Koncepcija „zatvorenih“, bezotpadnih tehnologija, bila je idealistički pristup problemu jer, nivo naučnih saznanja, postojećih tehnoloških rešenja i ekonomske moći, nije davao realnu osnovu za takav pristup. Pomaci u realizaciji takvih tehnologija u praksi nisu bili značajniji, zakoni koji su propisivali takav pristup nisu mogli da se realizuju, pa su negativne posledice neumerenog tehnološkog razvoja sve više dolazile do izražaja. Zbog toga je, kao jedino prihvatljivo rešenje, koje daje šansu za uspešniji tehnološki razvoj u budućnosti, nađeno u koncepciji tzv. preciznih procesnih tehnologija (Precision Process Technology).

O koncepciji ovih tehnologija prvi put je raspravljano u Delftu, 1992. godine(10). Shematski prikaz koncepcije preciznih procesnih tehnologija dat je na slici 1b.

Precizna procesna tehnologija definiše se kao tehnologija koja ostvaruje:

• maksimalno iskorišćenje sirovina i energije (maksimalno očuvanje prirodnih resursa)
• maksimalnu profitabilnost
• minimalan (ekološki prihvatljiv) štetan uticaj na okolinu.

Za realizaciju postavljenih zahteva potrebno je suštinski izmeniti sada vladajući pristup tehnologijama. Pre svega, procesi zaštite okoline nisu postavljeni na kraju procesa već su njegov sastavni deo. To se pre svega ostvaruje: maksimalnim iskorišćavanjem sirovina i energije u osnovnom procesu, recirkulacijama u proces najvećeg dela otpadnih materijalnih i energetskih tokova, valorizacijama pratećih proizvoda i uvođenjem novih procesnih tehnologija u proizvodni krug da bi se iskoristili i oni otpaci koji se ne mogu reciklirati. U okruženje se mogu ispuštati samo oni produkti koji se na sadašnjem stepenu razvoja ne mogu iskoristiti a ne deluju štetno na prirodu, ili je taj uticaj ekološki prihvatIjiv.

Iz izloženog se može videti da su ciljevi preciznih procesnih tehnologija veoma ambiciozni, ali su ostvarljivi. To nije koncept „bezotpadne“ tehnologije, već kompleks zahteva koji realizuju tehnologiju blisku „bezotpadnoj“. U tom kompleksu zahteval10), centralno mesto zauzimaju: razvoj novih procesnih tehnika; visoka integracija sistema; precizno vođenje, kontrola i regulacija procesa; razvoj procesne opreme; uvođenje novih sirovina i pomoćnih materijala kao i razvoj postupaka i opreme za racionalno i profitabilno korišćenje otpadnih materijala i pratećih proizvoda.

Ovaj rad je pregled istraživanja u cilju realizacije postupaka za korišćenje otpadaka i pratećih proizvoda u nekim prehrambenim tehnologijama.

3. Tehnologija piva i slada

U tehnologiji piva nastaje veliki broj sporednih proizvoda među kojima su, po količini i potencijalnoj vrednosti najznačajniji pivski kvasac i pivski trop. Ova dva prateća proizvoda nose i do 20% ukupnog profita pivare i njihovo racionalno korišćenje sigurno je jedan od prvenstvenih zadataka u pivarstvu. U ovom trenutku ovi prateći proizvodi koriste se prvenstveno kao stočna hrana (u manjem broju pivara pivski kvasac se prerađuje u hranu za Ijude) što je krajnje neracionalno. Pošto je pivski kvasac jedan od najboljih prirodnih izvora vitamina B kompleksa i nutritivno visoko vrednih belančevina, trebalo bi ga koristiti isključivo u ishrani Ijudi i u farmaciji.

3.1. Postupci prerade pivskog kvasca za upotrebu u prehrambenoj industriji i farmaciji

Za ovu namenu otpadni pivski kvasac ne može se koristiti direktno već se mora prethodno preraditK1119). Ispitani su sledeći postupci prerade: stabilizacija posle sakupljanja radi transporta, odgorčavanje, smanjenje sadržaja nukleinskih kiselina, autoliza, hemijska i enzimska hidroliza i sušenjed1-45).

Za stabilizaciju pivskog kvasca ispitani su: uticaj temperature, mlečna, mravlja, sirćetna i propionska kiselinad7-24). Naša ispitivanja su pokazala da je potrebno kvasac lagerovati na što nižoj temperaturi (ispod 15°C), da sva ispitana sredstva mogu poslužiti kao stabilizacioni agensi, a da najbolje rezultate daju mlečna i propionska kiselina u koncentraciji 0, 3-0, 5%.

Za odgorčavanje pivskog kvasca ispitani su i optimizovani postupci sa upotrebom NaCl, Na2CO3, NaOH i natrijumtripolifosfab19’24’25). Postignuti efekti odgorčavanja pivskog kvasca dvostepenim ispiranjem u 1% rastvoru navedenih soli prikazani su na slici 2.

Iz rezultata ispitivanja na slici 2 vidi se da se najbolji efekti odgorčavanja postižu upotrebom trinatrijumpolifosfata i natrijumkarbonata. Nešto je niži stepen odgorčavanja sa NaCl, ali se zbog njegove niske cene i dostupnosti može preporučiti njegova primena.

Smanjenje sadržaja nukleinskih kiselina u kvascu treba vršiti u slučaju da se on korisi kao izvor proteina u količni većoj od 20 g. U tom slučaju dnevni unos mikrobnih nukleotida premašuje količinu od 2 g koja je, prema preporukama Svetske zdravstvene organizacije, maksimalno dozvoljena. Izvršena su detaljna ispitivanja i optimizirani su uslovi za snižavanje sadržaja nukleinskih kiselina u odgorčenom pivskom kvascui25’27’35). Neki značajniji rezultati tih ispitivanja prikazani su u tabeli 1.

Iz podataka u tabeli 1 vidi se da se kao optimalna temperatura „toplotnog šoka“ za smanjenje sadržaja nukleinskih kiselina u pivskom kvacu može usvojiti 62°C u trajanju od 20 s, nakon čega se kvasac inkubira na 52,3°C u trajanju od 60 min. Pri tim uslovima sadržaj nukleinskih kiselina u biomasi pivskog kvasca smanji se za 56% (sa 7,16% na 3,54%). Ovako tretirani kvasac može se konzumirati bez smetnji u količini do 45 g na dan, što podmiruje 50% potreba belančevina odraslog čoveka.

Za upotrebu u farmaceutskoj industriji i bakteriologiji od posebnog su interesa autolizati i hidrolizati pivskog kvasca. Izvršena su opsežna ispitivanja u cilju optimizacije uslova dobijanja hidrolizata i autolizata kvasca)36-38). Ispitani su kinetički i termodinamički parametri procesa i utvrđeno je da se najbolji rezultati (najveći prinos) alfa-amino azota dobija enzimskom hidrolizom. Od enzimskih preparata najboljim se pokazao enzim Mutanasa (Novo Industri, Danskaj140).

Posebno su interesantni rezultati dobijeni pri ispitivanju autolize (autokatalitičke proteolize) kvasca<40). Zavisnost specifične brzine procesa od temperature i pH vrednosti prikazana je na prostornom dijagramu (slika 3) na kojem se vidi da postoje četiri pika aktivnosti koji iniciraju postojanje četiri proteaze kvasca za razliku od dosadašnjeg verovanja da postoje tri.

Za dugotrajno čuvanje pivskog kvasca neohodno ga je osušiti. U toku neadekvatnog sušenja može doći do niza degradacionih procesa uz gubitak biološke i nutritivne vrednosti kvasca. Izvršena su istraživanja uslova sušenja prethodno odgorčenog pivskog kvasca u tunelskoj sušnici, u rasprašenom stanju (sprey drying) i u specijalno konstruisanoj sušnici sa fontansko fluidizovanim slojemt39). Pokazalo se da je ovaj poslednji način sušenja najprihvatljiviji, kako sa stanovišta energetskih utrošaka, tako i sa stanovišta kvaliteta osušenog kvasca.

Izvršena su i ispitivanja mogućnosti supstitucije pekarskog kvasca odgorčenim pivskim kvascem u proizvodnji hlcba(4(O43). Utvrđeno je da se odgorčeni pivski kvasac može uspešno koristiti u proizvodnji hleba, ali je potrebno dodati oko 10% više ovog kvasca od pekarskog. Neke osobine hleba (boja, ukus i miris) bile su bolje od standardnog proizvoda.

Takođe su ispitane mogućnosti aktivacije pivskog kvasca ekstraktom korenčića ječmenog sladai45’48) pre njegove upotrebe u pekarstvu.

Do sada dobijeni rezultati pokazuju da takva mogućnost postoji i da je nakon toga pivski kvasac, po moći podizanja testa, ekvivalentan pckarskom(4°).

Za primenu pivskog kvasca u farmaceutici od posebnog je interesa mogućnost obogaćivanja njegove biomase mikroelementima esencijalnim za čoveka. Naša istraživanja su pokazala da kvasac ima sposobnost da u aerobnim uslovima rasta u prisustvu biostimulatora akumulira značajne količine mikroelemenata: Zn, Cu, Cr, Fe i oligoelemenata: K, Ca, Mg (41).

Pošto su ovi elementi organski vezani u biomasi, Ijudski organizam ih može efikasno koristiti. Zbog toga ovakav pivarski kvasac može da posluži kao preventivni ili pomoćni lek. U tabeli 2 date su vrednosti sadržaja mikro i oligo elemenata u biomasi kvasca koja je dobijena u aerobnim i anaerobnim uslovima u podlozi sa i bez stimulatora, ekstrakta korenčića ječmenog slada (40).

Pored pivskog kvasca, od interesa je i ispitivanje mogućnosti primene pivskog tropa u Ijudskoj ishrani. Visok sadržaj proteina (i do 30%) i bioloških vlakana (i do 25%) u pivskom tropu podržava takav stav. Naša dosadašnja istraživanja u tom pravcu<40’43) uveravaju nas da je takva primena opravdana. U hleb i konditorske proizvode moguće je dodavati i do 10% fino samlevenog pivskog tropa bez ikakvih poremećaja kvaliteta. Treba podvući činjenicu da je upotreba pivskog tropa za obogaćivanje sadržaja bioloških vlakana u prehrambenim proizvodima opravdanija od upotrebe mekinja, pošto je pivski trop sterilan proizvod i ne sadrži aflatoksine koji su često prisutni u mekinjama.

3.2. Proizvodnja ekstrakta iz korenčića ječmenog slada

Korenčići ječmenog slada, kao i sve klice žitarica, veoma su bogati u sadržaju vitamina, minerala i belančevinai11’45-48). Imajući to u vidu, ispitali smo mogućnost proizvodnje ekstrakta iz korenčića koji bi sadržali vitamine i mineralne komponente, a poboljšanom ekstrakcijom uz upotrebu enzima proteaza, i znatnu količinu alfa-amino azota<46’48).

Ovakav ekstrakt koristili smo kao biostimulator u aktivaciji pivskog kvasca<41’45). Postignuti su veoma dobri rezultati, tako da smo uvereni da ekstrakt korenčića ječmenog slada može zameniti CSL (voda od močenja kukuruza) u mnogim laboratorijskim i industrijskim podlogama kojima nedostaju biosi.

4. Zatvoreni ciklus proizvodnje alkohola iz kukuruza

Za proizvodnju alkohola iz kukuruza danas u svetu vlada veliki interes. Razlog za to je naftna kriza i želja da se ona zameni, i kao energent i kao hemijska sirovina, drugom, u prirodi obnovljivom sirovinom.

Alkohol se u tom smislu pokazao veoma perspektivnim. U smeši sa benzinom u količini do 15%, pod nazivom gasohol, može se bez smetnji koristiti za pogon motora sa unutrašnjim sagorevanjem, a nakon dehidracije iz njega se može dobiti etilen koji je jedna od osnovnih sirovina u naftnoj hemiji.

Najperspektivnijom sirovinom za proizvodnju alkohola danas se smatra kukuruz, biljka velike rodnosti, skromnijih agrarnih zahteva, koja raste u širokom geografskom pojasu. U našoj zemlji to je takođe najperspektivnija žitarica i obnovljiva industrijska sirovina.

Imajući navedeno u vidu, izvršili smo značajna ispitivanja u cilju razvoja postupka proizvodnje alkohola iz kukuruzal49-52). Posebno smo ispitivali tzv. „hladni“ dvoenzimski postupak hidrolize kukuruza140’52) koji ima niz prednosti nad standardnim, termičkoenzimskim postupkom.

Taj postupak hidrolize koristi maksimalnu temperaturu 90 °C a ošećerenje se vrši dejstvom enzima amiloglukozidaze i u toku alkoholnog vrenja, čime se ostvaruju značajne energetske uštede i skraćenje vremena fermcntacije(52).

U cilju dalje racionalizacije proizvodnje alkohola iz kukuruza, projektovali smo zatvoreni tehnološki postupak (zatvoreni agroindustrijski kompleks) 49’51′ u kome se sirovina i energija koristi maksimalno a proizvodnja se, uz recirkulacije unutar kompleksa, odvija bez otpada, što je prikazano na slici 4.

5. Korišćenje krviiz klanica

Goveđa i svinjska krv koja se dobija oko 5% na masu životinja, u ovom trenutku u našoj zemlji se koristi u neznatnoj meri (oko 15%) i najveći deo se ispušta u kanalizaciju, značajno zagađujući otpadne vode klanica. Imajući u vidu da je krv izuzetno dobar izvor belančevina (zovu je i tečno meso) i da je najbolji prirodni izvor gvožđa, njeno korišćenje u ishrani značilo bi značajnu racionalizaciju u klaničnoj industrji i doprinelo bi zaštiti okoline. Zbog toga smo izvršili opsežna ispitivanja uslova sakupljanja, stabilizacije i transporta krvi do mesta prerade, kao i uslova separacije plazme od uobličenih elemenata (53-60).

Posebna pažnja je posvećena stabilizaciji krvi u cilju sprečavanja hemolize. Uticaj stabilizatora trinatrijumcitrata (TNC) i polifosfata (PP) na intezitet hemolize (sadržaj Fe u plazmi) na sobnoj temperaturi i na 4 °C prikazan je u tabeli 3.

Iz rezultata u tabeli 3 vidi se da 1% rastvori TNC i PP mogu uspešno stabilizovati krv da ne dođe do hemolize u toku 24 časa pri čemu TNC daje nešto bolje rezultate. Razlika u hemolizi na sobnoj temperaturi i 4°C nije signifikantna, tako da hlađenje krvi nije neophodno.

6. Zaključak

Na osnovu činjenice da je neumereni industrijski razvoj osnovni uzročnik ekstremne eksploatacije prirodnih resursa i dramatičnog zagađivanja okoline, sa bitnijim poremećajem ekološke ravnoteže u prirodi, nametnuo je potrebu da se on stavi pod kontrolu i da se nađu tehnološka rešenja koja će proizvodnju racionalizovati i štititi prirodu.

U tom cilju je preporučeno da se dalji tehnološki razvoj vrši primenom preciznih tehnologija koje insistiraju na maksimalnom korišćenju sirovina i pratećih proizvoda. To se može ostvariti unutrašnjim recirkulacijama i razvojem i primenom novih tehnoloških postupaka za korišćenje otpadnih materija iz proizvodnih procesa.

Na osnovu naših dosadašnjih istraživanja, objavljenih i neobjavljenih radova, može se zaključiti da postoje brojne mogućnosti za razvoj i uvođenje postupaka za korišćenje otpadnih materija i poboljšanje kvaliteta pratećih proizvoda. U pojedinim slučajevima, moguće je formirati skoro potpuno zatvorenu proizvodnju. Primer za to su proizvodnja piva i alkohola iz kukuruza, što je i pokazano u ovom radu.

Razvoj tehnologije prženja hrane

Žarko Vrbaški, Mirjana Budinčević, Jovan Turkulov, Bratislav Miljković

Prirodno matematički fakultet, Novi Sad

Tehnološki fakultet, Novi Sad **Poljoprivradni fakultet, Zemun

1. Uvod

Prženje hrane ima dužu tradiciju od svih ostalih tehnika pripreme hrane. Tokom vremena se postepeno prešlo sa animalnih masti na primenu biljnih masti i ulja. Druga važna promena vezana za prženje hrane je uvođenje skladištenja pržene hrane. U celini gledano pržena hrana je i danas jedan od važnih segmenata proizvodnje hrane kako za dnevnu potrošnju tako i za potrošnju u dužem vremenskom periodu. Osnovni problem kod ove tehnologije je vezan za promenu u samoj hrani kao posledica dejstva visoke temperature i vazduha. Dominatno mesto u tim promenama zauzimaju procesi koji su posledica oksidacije masti. Osnovne tendencije u razvoju ove tehnologije su proučavanje mogućnosti da se oksidacione promene masti što više uspore, drže pod kontrolom i da se što više produži vek skladištenja pržene hrane za trajnu primenu.

2. Pregled literature

Prženje se može opisati kao proces u kome se pored hemijskih promena vrši i transport mase i toplote. Kada se vrši prženje u ulju tada se putem ulja najbrže prenosi toplota u hranu. Transfer toplote u hranu teče sa svih strana prema unutrašnjosti komada hrane, a istovremeno vlaga iz hrane isparava i izlazi iz sistema kroz ulje. Dešava se niz promena u hrani: menja se boja hrane prema mrkim tonovima, menja se tekstura hrane i nastaje poseban miris na prženu hranu.

Na mehanizam prženja značajno utiču i uslovi pod kojima se prženje izvodi: tip uređaja za prženje (kontinualni, šaržni), dimenzije uređaja, udeo ulja u odnosu na hranu koja se prži, konstrukcione karakteristike uređaja (npr. način dovođenja toplote, mogućnost za lokalna pregrevanja, preciznost regulisanja radne temperature itd.), učestalost izmene ulja ili dela ulja i materijala u kontaktu sa uljem. Dalje je od značaja koje se ulje koristi za prženje, koji je odnos mase ulja i površine kontakta sa vazduhom, koliko i kakvi delovi hrane ostaju da lebde u ulju ili se eventualno talože na grejnim površinama uređaja.

U toku procesa prženja, tipične reakcije u ulju su hidroliza, oksidacija, termička razgradnja i polimerizacija. Za hidrolizu ulja je važno da su ulje i voda u istoj fazi, a to se postiže kada u ulju ima površinski aktivnih materija koje smanjuju međupovršinski napon između ulja i vode. Površinski aktivne materije su različitog porekla: sapuni i fosfatidi iz ulja, produkti oksidacione razgradnje hidroperoksida iz ulja a mogu poticati i iz hranet1).

Hidroperoksidi su prvi stepen oksidacije ulja tokom prženja ali se oni brzo razlažu u nizu reakcuja formirajući u krajnjem slučaju dve grupe produkata, isparljive i neisparljivei2). Deo razgradnih produkata ima neodgovarajući miris i utiče na organoleptičke osobine hrane. Ovi procesi teku u procesu prženja i ne mogu se izbeći izborom polaznih karakteristika masti, već se može uticati samo na brzinu oksidacije i donekle na tok sekundarnih procesa razgradnje hidroperoksida.

Hidroliza i forrmiranje slobodnih masnih kiselina se može usporiti time što se maksimalno opterećuje ulje hranom koja se prži (i odnosi stalno deo ulja za prženje) uz što kraće zadržavanje ulja bez hrane. Drugi prilaz je da se u ulju što više snizi nivo površinski aktivnih materija ili da se spreči (umanji) ulaz sa hranom ili da se ulje tretira adsorbentima koji iz ulja uklanjaju takve supstancei1).

Oksidativna stabilnost ulja za prženje se može poboljšati na više načina: delimičnim hidrogenovanjem ulja (soje, kanola ulja, kada se snizi udeo linolenske kiseline ispod 2%), delimičnim hidrogenovanjem ulja i izdvajanjem oleinske frakcije iz njega.

Tipično za ulje soje i kanola ulja je da parcijalno hidrogenovanje istina povećava oksidacionu stabilnost, ali da i pored toga ostane problem formiranja neugodnog mirisa tokom prženja. Ovo je posledica postojanja prekursora (a i njihovog nastajanja tokom prženja) koji su odgovorni za nastajanje slabog mirisa produkta bez obzira na izvedeno hidrogenovanje(3’4).

Razvoj modifikovanih uljarica omogućava značajan napredak i u tehnologiji prženja jer se na tržištu pojavljuju novi hibridi suncokreta sa sve višim sadržajem oleinske kiseline u ulju, što povećava oksidacionu stabilnost. Dosadašnja istraživanja su pokazala(5\ da sa rastom sadržaja oleinske kiseline na vrednosti 75-85% poraste oksidaciona stabilnost za 2-3 puta u odnosu na standarno suncokretovo ulje. Slično je i u slučaju ulja repice koja se sada pojavljuje i u brojnim modifikacijama u pogledu sadržaja masnih kiselina (visoki sadržaj eruka kiselina za hemijsku industriju, niski sadržaj eruke kiselina za prehranu). Specifično za prženje su od interesa modifikovana ulja repice sa preko 71% oleinske kiseline jer prilikom prženja formiraju manji sadržaj polarnih produkata oksidacije uz bolja organoleptička svojstva produkta(6\

Tokom prženja dolazi do termičke oksidacije ulja i u slučaju nezasićenih ulja teku brojni procesi koji daju niz isparljivih produkata, a u neisparljivim produktima posebno značajno mesto zauzimaju dimerna i ciklična jedinjenja(7\ I kod oksidacije na temperaturama prženja (iznad 150 °C) početak procesa je vezan za hidroperokside, no za razliku od procesa pri relativno niskim temperaturama analitički se ne mogu pratiti hidroperoksidi zbog njihove brze razgradnje. lako su isparljivi produkti oksidacije veoma značajni za organoleptička svojstva ulja za prženje i pržene hrane, masni udeo je relativno nizak. Glavni deo produkata u hrani su neisparljivi produkti, dimerni i polimerni (u oba slučaja mogu biti polarni i nepolarni) i do određene mere mogu nastati i ciklični produkti. U okviru polarnih produkata značajna grupa su okso i hidroksi masne kiselinet8). Produkti termičke oksidacije ulja imaju i katalitičko dejstvo na oksidacione procese G), što je dokazano i merenjem isparljivih produkata na 55 °C (unošenjem ovih produkata u ulje u masenom udelu 0,5-2,0%).

Posmatrano u celini tokom prženja kiseonik dolazi iz vazduha i učestvuje u procesima oksidacije u masi ulja kao i u hrani. Voda za hidrolizu dolazi iz hrane, a izdvajanje vodene pare iz ulja odnosi deo isparljivih produkata iz sistema. Dolazi do promene boje ulja zahvaljujući delom i produktima koji iz hrane prelaze u ulje. Primarno nastali hidroperoksidi se veoma brzo razlažu dajući alkohole, aldehide, ketone, kiseline, ugljovodonike i neisparljive produkte. Sve ovo rezultuje u promeni polarnosti ulja, boje, viskoznosti, vodi do pada jodnog broja, rasta slobodnih masnih kiselina, promene indeksa refrakcije, sklonosti ka stvaranju pene, promeni temperature i pojavi dima(10). Sve ovo otežava potpuno sagledavanje mehanizma hemijskih procesa pri prženju tako da se često prate samo pojedini segmenti i na bazi tih rezultata vodi komercijalni proces.

Isparljive supstance su značajna mogućnost za praćenje procesa prženja. Upotreba Rancimat aparata (koji registruju isparljive supstance koje menjaju elektroprovodljivost vode) se pokazala uspešnom i kod praćenja promena u prženoj hrani tokom skladištenjai11). Predloženo je merenje isparljivih karbonilnih jedinjenja putem vezivanja za hidroksilamin i merenje boje na 212 i 272 nm(12). Razvijena su različita rešenja za merenje koji čine isparljivih produkata (pental, heksanal itd.), čime je omogućeno bolje razumevanje oksidacionih procesa tokom prženjaf13’17).

Za brzu kontrolu procesa prženja se može procenjivati sadržaj polarnih supstanci u ulju putem merenja promene dielektrične konstante ulja. Izvršena ispitivanja (18-21) su pokazala da postoji značajna korelacija između vrednosti promene dielektrične konstante ulja za prženje i sadržaja ukupnih polarnih supstanci (FOS vrednost, delovi skale instrumenta Foodoil Sensor., Northern Instruments Co.).

Kombinovanje merenja dielektrične konstante i upotreba specijalnog hemijskog testa (Oxifrit-Test, E. Merck. Darmastadt) daje mogućnost baždarenja skale Foodoil Sensora sa ovim hemijskim testom što poboljšava kvalitet praćenja procesat22).

Pored praćenja promene dielektrične konstante ulja za prženje primenjuju se još i druge metode: Merenje indeksa refrakcije, viskoznosti, jodnog broja, boje uljal23’26) zajedno sa drugim metodama.

Za egzaktno proučavanje ulja za prženje u smislu određivanja oksidacionih produkata su pre svega od značaja različite hromatografske mctode127) kojima se određuje sadržaj polarnih i polimernih supstanci nastalih tokom prženja.

Sem prženja hrane u restoranima, gde je kontrola promena u ulju najslabija, prže se značajne količine hrane i u industrisjkim uređajima sa šaržnim ili kontinualnim načinom(28’30). Osnovna pažnja se posvećuje pravilnom prenosu toplote na ulje i uklanjanju sitnih čestica hrane iz ulja koje mogu smetati prenosu toplote (uz dodatnu opasnost da se čestice talože na grejnim površinama). Deo istraživanja je posvećen i upotrebi različitih adsorbenata koji treba da uklone štetne supstance (i sitne čestice hrane) iz ulja za prženje. Razvijen je čitav niz specifičnih adsorbenata (na bazi magnezijum ili kalcijum silikata, ok— sida silicijuma, aluminijuma, zemlje za beljenje itd.) koji adsorbuju ili samo jednu klasu polarnih supstanci ili širu grupu tih jedinjenja. Maksimalni kapacitet adsorpcije je oko 150 mg polarnih jedinjenja po gramu adsorbentat31).

Određeni rezultati su postignuti i dodatkom silikona ulju za prženje<25‘32) jer se produžava trajnost u procesu prženja iako tumačenja dejstva ovih aditiva nisu jasna.

Antioksidanti su posebno značajni za ove procese, kako oni koji se unose sa uljem, tako i posebno dodati. Za dejstvo antioksidanata je od posebno velikog značaja sposobnost da što duže traje tokom procesa, sa što manje isparavanja i razgradnje (Carry-Trough). Po tome se antioksidanti mogu značajno razlikovati (npr. BHT se značajno gubi tokom prženja, a BHA veoma sporo) ali i tu su ostali uslovi od velikog značajal33). Na promenu sadržaja tokoferola tokom prženja utiče i stepen nezasićenosti ulja i uslovi prženja, no u celini gledano tokoferoli se relativno sporo razgrađuju u uslovima prženjal34).

3. Materijali metode

Prženja su vršena u laboratorijskim uslovima na temperaturi 160 ± 5°C u čaši sa 600 g ulja. Arašid je unošen na deset minuta u ulje (masa 30 g), vođen uz otkapavanje ulja, nakon čega je bila pauza od 20 minuta do novog prženja. Proces prženja je praćen putem merenja promene dielektrične konstante (FOS-vrednosti, Foodoil Sensor instrument., Northerm Instr. Corp.). Dodatno je određivan i sadržaj slobodnih masnih kiselina, a povremene kontrole su vršene sa Oxifrit-testom (E. Merck, Darmstadt) da se utvrdi kraj upotrebljivosti ulja.

Jezgra arašida su nakon prženja ispirana svežim uljem da se skine film od ulja (uzorak 8). Drugo ispiranje je vršeno sa uljem u koje je dodato 0.02% tokoferola. Uzorci jezgara su ispitani u firmi Mikrolab Aarhus A/S (Danska) pomoću Oxidograph instrumenta, merenjem utroška kiseonika tokom temperiranja na 100°C. Startno ulje i uzorci ulja tokom prženja (nakon 10,14,16 sati prženja) su ispitani na Rancimat aparatu na 100°C.

4. Rezultati i diskusija

Na slici 1 se vidi relativni odnos utroška kiseonika (dat preko pada pritiska p u posudi) za uzorke jezgra arašida. Najbrže se oksidiše sveže jezgro (uzorak 0) jer nije tretirano na 160°C da nastanu produkti razgradnje belančevina i ugljenih hidrata koji daju dodatnu oksidacionu stabilnost. Najsporije ide oksidacija jezgra koje je prženo i ispirano svežim uljem koje sadrži dodatnu količinu tokoferola. Oksidaciona stabilnost arašida se povećava ispiranjem oksidisanog ulja ili nanošenjem filma od svežeg ulja sa dodatim tokoferolom. Uzorci prženog i netretiranog arašidai4’ i arašida ispiranog sa svežim uljem<8i se ponašaju približno jednako, što verovatno ukazuje da kod ispiranja prženog jezgra veći značaj ima nanošenje na površinski sloj dodatne količine tokoferola. Uzorci su inače uzimani kada je ulje učestvovalo već 16 sati u procesu prženja. Ovaj aparat je potencijalno veoma koristan za praćenje trajnosti pržene robe jer ispituje uzorak koji sadrži mast u neizmenjenom obliku.

Ulje u kome se vrši prženje je ispitano na Rancimat aparatu (slika 2). Uočava se izrazita razlika između startnog ulja (uzorak 0) i ulja nakon 10, 14 i 16 sati prženja (uzorci I, III i IV). Kod svežeg ulja se tek nakon 8 sati produvavanja vazduha na 100°C pojavljuje značajnija količina isparljivih produkata razgradnje hidroperoksida. Uzorci ulja I, III i IV su već oksidaciono oštećeni i nakon 1 sata (uzorak posle 10 sati prženja), odnosno manje od 1 sata (uzorci posle 14 i 16 sati prženja) već izdvajaju isparljive produkte.

Indirektno merenje priraštaja polarnih (neisparljivih) produkata oksidacije preko Foodoil Sensora (FOS-vrednosti) samo potvrđuje rezultate Rancimat određivanja jer za startno ulje skala instrumenta praktično nema otklon. Tokom prženja se iskazuje ravnomeran rast sadržaja poiarnih produkata a paralelno sa tim nastaju i isparljivi produkti (slika 3).

Sličan tok ima i priraštaj sadržaja slobodnih masnih kiselina tokom prženja, koji je linearan i time se pravda primena ovog merenja u industriji kao najjednostavniji hemijski pristup praćenju promena kvaliteta ulja za prženje.

5. Zaključak

Upotrebom tri laboratorijske tehnike (Oxidograph, Rancimat, Foodoil Sensor) je praćen proces prženja i procenjeno je stanje ulja za prženje (posle 0, 10 14 i 16 sati prženja) kao i stanje prženog jezgra arašida (kikirikija). Primenom Foodoil senzora se direktno prati promena dielektrične konstante ulja, a indirektno priraštaj sadržaja polarnih materija čime se brzo prati proces prženja i određuje kraj upotrebe ulja. Na bazi dodatnog ispitivanja ulja za prženje Rancimat aparatom se preciznije ocenjuje stanje ulja posle određenog vremena prženja. Oxidograph aparat meri utrošak kiseonika za proces oksidacije ulja u produktu prženja što daje osnovu za procenu trajnosti produkta u uslovima skladištenja.

Naša dostignuća u proizvodnji sušenih kobasica i sušenog mesa u komadima

Rudolf Rede

Tehnološki fakultet − Novi Sad

1. Uvod

Sušene (fermentovane) kobasice i sušeno meso u komadima su veoma cenjeni i traženi proizvodi od mesa zbog njihove hranljive i energetske vrednosti i izraženih poželjnih senzornih svojstava. Ti proizvodi imaju, međutim, i visoku cenu, jer se proizvode od kvalitetne sirovine, tj. od mesa siromašnog vezivnim i masnim tkivom i čvrstog masnog tkiva, odnosno od komada mesa I ili II kategorije i jer je tehnološki proces dug i iziskuje veliki utrošak energije za kondicioniranje vazduha.

Ova dva vida proizvoda od mesa su prvobitno izrađivana kao trajni, suvi proizvodi. Razvojem tehnologije je omogučeno da se proizvode još tri podgrupe sušenih kobasica i jedna podgrupa suvomesnatih proizvoda, čime su zadovoljeni zahtevi tržišta, u pogledu proširenja asortimana proizvoda različitih po održivosti, konzistenciji i ukusu.

Danas se sušene kobasice mogu proizvoditi u tri podgrupe različite po održivosti:

proizvodnje i brzofermentovanih, dugouskladištivih i mazivih kobasica, ali se na tržištu mogu naći uglavnom samo brzoi sporofermentovane, tj. suve i prosušene kobasice.

Suvomesnati proizvodi se izrađuju sve više kao prosušeni, ali to nije rezultat izmena u tehnologiji proizvodnje, već više skraćenja procesa sušenja.

Ovo pokazuje da zastareli propisi ne mogu zaustaviti razvoj tehnologije, ali, propisi bi morali barem pratiti, ako ne podsticati unapređenje i razvoj tehnologije

Postupci proizvodnje sušenih kobasica i sušenog mesa u komadima se bitno razlikuju, međutim, zahtevi kojima tehnologija mora da udovolji stvarajući odgovarajuće uslove gotovo su istovetni. Osnovno u proizvodnji ova dva vida proizvoda je da se stvore optimalni uslovi za:

• ravnomerno odstranjivanje vode iz proizvoda
• formiranje specifične crvene boje
• odvijanje fermentacije
• formiranje specifičnog ukusa i mirisa

Kod kobasica koje se narezuju moraju se, pored toga, stvoriti i uslovi za povezivanje i očvršćavanje čestica nadeva.

Uslovi za ravnomerno odstranjivanje vode se postižu regulacijom temperature, vlažnosti i brzine cirkulacije vazduha tako da se izjednači brzina isparavanja vode sa površine proizvoda sa brzinom difuzije vode iz sredine ka površini proizvoda(3’4).

Za fomiranje specifične crvene boje neophodno je uskladiti vrstu i količinu dodataka (nitrata, nitrita, šećera, starter-kultura, GDL-a) sa temperaturom, kako bi se omogućila što potpunija redukcija nitrata ili nitrita do azot-monoksida i njegovo vezivanje za mioglobin(3).

Brzina i karakter fermentacije zavise primarno od dominantne mikroflore i temperature, kao i od vrste dodataka (šećeri, GDL) i pH sredinel5-9).

Stvaranjem uslova za odvijanje fermentativnih procesa (glikolize, proteolize i lipolize) obezbeđeno je formiranje jednog dela aromatskih materija, koje doprinose ukusu i mirisu proizvoda od mesa, dok se drugi deo obezbeđuje dodavanjem začina.

Tehnološki proces proizvodnje sušenih − fermentovanih kobasica se može podeliti na nekoliko faza:

1. izbor sirovine i određivanje odnosa komponenti
2. izbor i doziranje dodataka
3. usitnjavanje i mešanje
4. punjenje nadeva
5. dimljenje, sušenje i fermentacija
6. čuvanje gotovih proizvoda

Kod sušenog mesa u komadima prva i završne faze su istovetne, ali su ostale različite:

1. izbor sirovine
2. oblikovanje komada
3. soljenje/salamurenje
4. presovanje
5. dimljenje, sušenje, fermentacija
6. čuvanje gotovih proizvoda

Da bi izbor sirovine bio sigurniji i efikasniji, neophodno je prethodno obaviti standardizaciju kvaliteta sirovine na osnovu parametara koji se utvrđuju objektivno, tj. instrumentalno. Savremeni način razvrstavanja mesa za preradu u kategorije obavlja se na osnovu deskriptivno i numerički definisanog sadržaja vezivnog i masnog tkiva. Pri tome se obično posebno za svinjsko, a odvojeno za goveđe meso definišu po tri kategorije.

Danas je opšteprihvaćeno mišljenje da za proizvodnju sušenih kobasica treba koristiti samo meso „normalnih“ tehnoloških svojstava, a ona se utvrđuju merenjem pH-vrednosti i merenjem ili upoređivanjem boje. Bez većih posledica se mogu koristiti manje količine BMV mesa slabije izmenjenih svojstava, ali nikako ne bi trebalo koristiti TČS meso zbog njegovog visokog pH i velike SVV1311).

Po našem Pravilniku za meso i za preradu se razvrstava na 4 kategorije koje nisu numerički definisane, a u neke se svrstava meso različitih vrsta i sasvim različitih svojstava u pogledu sastava i nutritivne vrednosti. Verovatno da je i to doprinelo da se u pojedinim pogonima, odnosno da se u raznim situacijama primenjuju različiti kriteriji. Pored toga, meso izmenjenih svojstava se izdvaja samo na osnovu vizuelne procene, što svakako nije dovoljno pouzdano.

Što se tiče masnog tkiva, ono za sušene kobasice koje se narezuju mora biti čvrsto, a za sve vrste sušenih kobasica, a pogotovo za trajne i dugotrajne, ono mora biti sveže, odnosno bez inicijalnih oksidativnih promena.

Dodaci koji se koriste pri izradi sušenih kobasica imaju isključivo funkcionalna svojstva, tj. doprinose lakšem razvijanju pojedinih tehnoloških ili senzornih svojstava. Zbog toga vrsta i količina dodataka mogu imati presudan uticaj na kvalitet gotovih proizvoda.

Iako su i standardni dodaci, kakvi su kuhinjska so, nitrati/nitriti, šećeri i začini, veoma značajni za osnovna tehnološka svojstva sušenih kobasica, ipak se dodacima koji utiču na brzinu i smer fermentacije mora posvetiti veća pažnja.

Postulati o upotrebi nitrata, odnosno nitrita su odavno poznati, međutim, još uvek u izvesnim situacijama ostaje dilema da li koristiti jedne ili druge. Pridržavajući se pravila da kod sporih procesa treba koristiti nitrate, jedino bi pri upotrebi GDL-a, kada dolazi do naglog sniženja pH ispod 5,5, mogli se koristiti nitriti, jer tada su loši uslovi za redukciju nitratat (12’13).

Slično je i sa korištenjem šećera. Kod spore fermentacije bolji se efekat postiže dodavanjem mešavine mono-, dii polisaharida, dok se kod ubrzane fermentacije mogu koristiti samo disaharidi ili mešavina monoi disaharidaf3’6).

Ubrzavanje i usmeravanje fermentacije pomoću starter-kultura bilo je predmet najvećeg broja izučavanja problematike fermentovanih kobasica, objavljenih kako u stranoj, tako i u domaćoj literaturK3’6-8).

U starter kulturama najčešće su zastupljene bakterije iz rodova Lactobacillus, Micrococcus i Pediococcus (u Americi), a koriste se monokulture i mešane kulture. Na osnovu domaćih iskustava, kao i na osnovu podataka iz stručne literature primenom mešanih kultura mikrokoka i laktobacila postiže se veća sigurnost proizvodnje, sa manje grešaka, a proizvodi imaju lepšu i stabilniju boju i puniju aromu, kao i nešto bolju održivostt14-16).

I pored brojnih istraživanja i stečenih iskustava u primeni starter-kultura u našoj zemlji se one malo koriste. Da li je tome razlog nepostojanje domaće proizvodnje, ili zahtevi za striktnim pridržavanjem uslova čuvanja i pripremanja, odnosno neophodnost sprovođenja tehnološke discipline i kontrole tehnoloških parametara u toku proizvodnje ili sve to zajedno, ne bi se moglo reći. U svakom slučaju ostaje činjenica da razvijene industrijske zemlje u Evropi (Nemačka, Francuska, Holandija, Danska) mnogo više od nas koriste te dodatket9).

Nasuprot starter-kulturama, GDL se često koristi u našim pogonima kao dodatak za osiguranje i skraćenje procesa proizvodnje.

Na osnovu postojećih saznanja može se sa sigurnošću reći da je primena GDL-a opravdana samo u proizvodnji brzo-fermentovanih kobasica sa kratkim rokom potrošnje, jer pri dužem čuvanju dolazi do gubitka kiselkastog i stvaranja gorkog ukusa proizvodat3’6’17).

Treća faza tehnološkog procesa, koja obuhvata usitnjavanje i mešanje osnovnih komponenti i dodataka ostaje sa starim postavkama o potrebi rashlađivanja sirovine i pripremi mašina, međutim, još uvek nije na zadovoljavajući način rešeno pitanje ravnomerne distribucije dodataka, pogotovo onih koji se dodaju u količinama ispod 1%. Delimično rešenje problema je mešanje svih kompatibilnih dodataka pre dodavanja, ali bi povoljnije bilo tehničko rešenje sa podesivim dozatorom.

Uspešnost faze punjenja nadeva u omotače zavisna je uglavnom od tehničkih rešenja mašina za punjenje, uz pretpostavku da je temperatura nadeva dovoljno niska.

O fazi u kojoj se preklapaju dimljenje, sušenje i fermentacija (zrenje) može se govoriti s tehnološkog i tehničkog aspekta.

U prvom delu te faze, u kom se obavlja i dimljenje, odigravaju se različite hemijske, fizičko-hemijske i biohemijske reakcije i menja se postojeća mikroflora, a kao njihova posledica je formiranje specifične boje, povezivanje čestica sadržaja i početak usmerene fermentacije. U drugom delu te faze nastavlja se proces izdvajanja vode i fermentativnih promena na mastima i na belančevinama, uz stvaranje aromatskih materija.

Da bi se izbegle greške pri sušenju, u ovoj fazi se moraju veoma često kontrolisati, prethodno usklađeni, temperatura, relativna vlažnost i brzina strujanja vazduha, parametri koji primarno uslovljavaju proces sušenja, ali utiču i na brzinu svih procesa koji se istovremeno odvijaju. Kontrola ovih parametara se u savremenim pogonima obavlja preciznim mernim instrumentima, ali je izvesno da bez odgovarajuće tehnološke opreme, koja obezbeđuje preciznu regulaciju svih parametara teško je dobiti besprekoran proizvod. Savremena tehnološka oprema je kompjuterizovana, tako da se pomenuti parametri, odnosno njihove promene tokom procesa mogu programirati. U protivnom, neophodna je permanentna kontrola pomoću mernih instrumenata.

Sto se tiče mesta za odvijanje prvog i drugog dela ove faze postoje dve koncepcije korištenja prostora. Obe koncepcije predviđaju da se prvi deo ove faze odvija u manjim prostorijama, najčešće nazvanim kod nas pušnicama, dok se drugi deo obavlja u tzv. komorama za zrenje.

Razlika među tim koncepcijama je u tome što se po starijoj, „klasičnoj“, u jednoj prostoriji drži samo jedna vrsta proizvoda, pa je moguće podešavanje tehnoloških parametara samo za taj proizvod. Zbog toga se početni deo ove faze obično skrati na vreme potrebno za dimljenje, odnosno za plesnivljenje, a završni, u komori za zrenje traje do kraja proizvodnog procesa. Po drugoj, najnovijoj koncepciji, koja je razrađena za proizvodnju brzofermentovanih kobasica, prvi deo ove faze se odvija u manjoj prostoriji u kojoj je samo jedna vrsta proizvoda, a drugi deo u velikoj zajedničkoj komori za zrenje. U tom slučaju je prvi deo faze nešto duži, da bi se završilo izdvajanje najvećeg dela vode, da se razvije boja i poveže sadržaj, kao i da se uspostavi dominacija poželjne mikroflore. Tek tada se razne vrste proizvoda mogu smestiti u jednu zajedničku komoru za zrenje na isti režim mikroklimatskih uslova118).

Domaću proizvodnju sušenih (fermentovanih) kobasica karakteriše još uvek zanatski način kontrole odvijanja tehnološkog procesa, što nije loše, ali je nedovoljno. Opremljenost prostorija u kojima se obavlja faza dimljenja, sušenja i fermentacije je veoma šarolika, od sasvim primitivnih, sa regulisanjem brzine cirkulacije promenom veličine otvora i bez kondicioniranja vazduha, do komora za dimljenje i zrenje sa mogućnošću regulacije tehnoloških parametara i sa odgovarajućim mernim instrumentima. Međutim, nema ili je veoma malo pogona sa komorama sa mogućnošću programiranja.

Iako je poželjno da se gotovi proizvodi neposredno posle završetka proizvodnje otpreme u prodaju i da se u prodajnoj mreži ne zadržavaju dugo, dešava se da se sušene kobasice moraju čuvati određeno vreme. Da bi se sprečilo narušavanje kvaliteta proizvoda u periodu čuvanja zbog sasušivanja ili zbog oksidativnih promena (užeglosti), razrađeno je nekoliko postupaka čuvanja, odnosno zaštite proizvoda.

Najstariji način zaštite sušenih kobasica je oblaganje praškom. Time se primarno želelo estetski popraviti izgled površine proizvoda, a ujedno i zaštititi od isušivanja. Najčešće su praškom oblagane kobasice koje su podvrgnute plesnivljenju. Pošto se kod nas plesnivljenje ne primenjuje ili se retko primenjuje, to je i oblaganje praškom napušteno.

Drugi način zaštite je oblaganje porizvoda tankim slojem mase ili smeše za oblaganje (acetilovani gliceridi i dr.). lako je razrađen postupak nanošenja i ispitani su efekti oblaganja, do primene ovih masa nije došlo, između ostalog i zbog nedostatka odgovarajućih uređaja za njihovo nanošenje (9-21)

Najčešće primenjivani način zaštite kvaliteta fermentovanih kobasica pri čuvanju je pakovanje u hermetički zatvorene folije, bilo pod vakuumom ili u atmosferi inertnog gasa. Takav način zadovoljava potrebe velikih prodajnih centara i samoposluga, jer omogućava, zavisno od temperature držanja, očuvanje kvaliteta do 2-3 nedelje. Takvim pakovanjem se sprečava isušivanje proizvoda i oksidacija masti, ali se pri dužem čuvanju javlja ustajao, nespecifičan i nepoželjan ukus (21’22).

Za nešto duže čuvanje fermentovanih kobasica moguće je vrlo efikasno primeniti smrzavanje, međutim, ovaj postupak je podesan samo za proizvode sa niskim sadržajem vode i kod kojih je završen proces sušenja i zrenja. Ispitivanja su pokazala da je moguće čuvanje takvih proizvoda i do tri meseca, bez vidljivog pogoršanja kvalitetal23).

Kod sušenog mesa u komadima problematika je nešto drugačija. Što se tiče faza izbora sirovine, dimljenja, sušenja i zrenja (fermentacije) one su analogne i za ovaj vid proizvoda. Faza oblikovanja jeste specifična, ali u njoj nema posebnih tehnoloških novosti.

Faza soljenja/salamurenja je jedna od značajnih faza, kako za kvalitet proizvoda, tako i za ekonomičnost proizvodnje. Standardni postupak je utrljavanje soli ili smeše za salamurenje u površinu proizvoda, a karakteriše ga relativno spora difuzija soli u dubinu proizvoda.

Unapređenje tehnologije predstavlja i uvođenje mehanizacije ove operacije.

U cilju ubrzanja difuzije, odnosno skraćenja ove faze proizvodnje, ispitani su i razrađeni različiti postupci:

• salamurenje pod vakuumom
• kombinovano salamurenje (ubrizgavanje + utrljavanje)
• salamurenje potapanjeml24’25).

Presovanje je operacija koja potiče iz perioda zanatske proizvodnje suvomesnatih proizvoda, a cilj mu je da se istisne deo vode i da se proizvodu da pravilniji oblik. Presovanje se primenjuje pri proizvodnji trajnih suvomesnatih proizvoda, kao što je pršuta, ali danas isto tako i pri proizvodnji prosušenog mesa, odnosno polutrajnih proizvoda. Primenom pritiska u savremenim uređajima sa nominalnim pritiskom i od 150 bara postiže se izvesno istiskivanje vode, ali je značajnije to što se dobijaju proizvodi sa relativno visokim, ali ujednačenim sadržajem vode u svim delovima, sa smanjenim sadržajem soli, mekše konzistencije i pravilnog oblikal26).

U razvijenim zemljama Srednje i Severne Evrope proizvode se u znatnim količinama samo prosušeni suvomesnati proizvodi u tipu laks-karea, bindner-mesa i mesnate slanine, pri čemu se primenjuje visok stepen mehanizacije, a procesi soljenja/salamurenja i sušenja su znatno skraćeni. Nasuprot tome, u zemljama Južne Evrope preovlađuje proizvodnja klasičnih trajnih suvomesnatih proizvoda, ali uz maksimalnu primenu mehanizacije i korištenje prirodnih klimatskih uslova.

U našoj zemlji je u proizvodnji sušenog mesa u komadima poslednjih godina napravljen značajan progres. Još ranije započeto ispitivanje proizvodnje njeguškog pršutat27’29) nastavljeno je izučavanjem proizvodnje suvomesnatih proizvoda užičkog kraja, koje je rezultiralo patentiranjem tehnologije njihove proizvodnje (30-32).

I kod naših proizvođača su ispoljene tendencije skraćenja procesa proizvodnje u cilju dobijanja rentabilnijih proizvoda, ali sočnijih, mekših i manje slanih, tako da su prihvatljiviji za sve kategorije potrošača. Pri tome treba spomenuti da je mehanizacija procesa relativno skromna i da nisu u punoj meri primenjena poznata tehnološka poboljšanja.

Rezimirajući napred izloženo može se konstatovati da su u domaćoj proizvodnji sušenih kobasica i sušenog mesa u komadima proverena i isprobana gotovo sva tehnološka dostignuća, ali ona još nisu našla mesto u svakodnevnoj proizvodnji.

Sajamske priredbe održane u ranijem periodu, kao i ove poslednje dve godine, su nepobitno pokazale da je naša industrijska i zanatska proizvodnja u stanju da proizvede fermentovane kobasice i sušene suvomesnate proizvode svih navedenih podgrupa sa širokim asortimanom i zadovoljavajućim kvalitetom proizvoda, prihvatljivim i za tržišta razvijenih zemalja.

Razlozi što se svi ti proizvodi ne nalaze na domaćem tržištu nisu, dakle, tehnološke prirode već više ekonomske, iako treba priznati da tome doprinosi i dosadašnja programska orijentacija i nedovoljna razvijenost marketing službe u pogonima.

Gledajući u budućnost, na plasman ovih proizvoda na strana tržišta mogu računati samo oni proizvođači koji budu obezbedili standardni kvalitet proizvoda, odnosno koji se budu uključili u međunarodni sistem standardizacije, a to je moguće samo ako se upravlja kvalitetom i ako se koristi savremena tehnološka oprema sa mogućnošću programiranja tehnoloških parametara.

Svakako da bi i savremeni propisi o kvalitetu proizvoda od mesa mogli doprineti primeni novih tehnoloških unapređenja.

Zlatiborska slanina-tradicionalni suvomesnati

Proizvod:

Ispitivanje fizičko-hemijskih karakteristika i komponenti dima

Snežana Saičić, Milan Bastić* Radomir Radovanović’*

Institut za higijenu i tehnologiju mesa, Beograd

Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd

Poljoprivredni fakultet, Beograd

1. Uvod

Proizvodnja Zlatiborske slanine ima dugu i bogatu tradiciju a odvija se na području regiona Užice, pre svega lokaliteta Zlatibor. Proizvodnja se odvija prema tradicionalnoj tehnologiji koja se neguje i prenosi sa generacije na generaciju. Na kvalitet i ostala svojstva Zlatiborske slanine u velikoj meri utiču specifični mikroklimatski uslovi koji vladaju na području planine Zlatibor i koji doprinose da prostorije u kojima se vrši sušenje-dimljenje predstavljaju prirodnu klima komoru. Na ovaj način proizvedena Zlatiborska slanina odlikuje se izuzetnim organoleptičkim svojstvima, pre svega aromom koja je karakteristična za ovu vrstu proizvoda i njegovo geografsko poreklo.

Navedene činjenice ukazuju na potrebu da se Zlatiborska slanina kao specifičan autohtoni proizvod mora posebno izučavati, tim pre što u stručnoj literaturi nema mnogo podataka koji se odnose na ispitivanje ovog proizvoda.

U ovom radu ispitani su neki fizičko-hemijski pokazatelji, osnovni hemijski sastav kao i sastav i struktura komponenti dima (jedinjenja fenolnog tipa i policiklični aromatični ugljovodonici).

2. Pregled literature

Specifični mikroklimatski uslovi koji vladaju na području planine Zlatibor, u velikoj meri doprinose da se Zlatiborska slanina odlikuje izuzetnim organoleptičkim svojstvima. Prema nalazima Radovanovića i sar.(1) za poslednjih 40 godina, prosečna temperatura vazduha imala je vrlo uzan raspon (od +3.5 do -2.2°C) a relativna vlažnost vazduha je iznosila 81-85%.

Na formiranje karakteristične arome proizvoda takođe utiče njegovo geografsko poreklo. Prema nalazima grupe istraživača, postoje određene specifičnosti u kvalitetu proizvoda na svakom proizvodnom područjui2’5).

Prema nalazima Radovanovića i sar.(6\ gubitak mase (kalo) je u Užičkoj slanini 7,15% − 10. dana soljenja, 11,23% − 10. do 17. dana sušenja i dimljenja i 15,89% − 17. do 24. dana sušenja i dimljenja. Prema nalazima istih istraživača, prosečan sadržaj vode u Užičkoj slanini na kraju procesa proizvodnje je 33,12%, proteina -18,25%, masti -44,63% i natrijum hlorida -2,88%.

Uzimajući u obzir sva dosadašnja saznanja o hemijskom sastavu dima, neosporno proizilazi da se sve grupe organskih jedinjenja mogu grubo klasifikovati u dve osnovne grupe. Prva grupa, „poželjna“ ili „aktivna grupa“ obuhvata ona organska jedinjenja koja doprinose stvaranju ukusa, mirisa i boje dimljenih proizvoda i druga „neaktivna grupa“ koja obuhvata štetne i balastne materije dima. Shodno tome, u aktivnu grupu spadaju fenoli, isparljive kiseline, karbonilna jedinjenja i drugi isparljivi proizvodi − nosioci arome dima, a drugu grupu čine nerastvorljive smole i različiti ugljovodonici tipa 3,4-benzpirena, naftalina antracena i fenantrena(7>.

Najveći značaj u formiranju arome dimljenih proizvoda imaju gvajakol, 4-metil gvajakol, siringol, pri čemu se siringolu pripisuje da doprinosi mirisu, a gvajakolu i njegovom derivatima ukusu dimljenih proizvoda)8’9).

Najveći značaj u formiranju arome dimljenih proizvoda imaju gvajakol, 4-metil gvajakol, siringol, pri čemu se siringolu pripisuje da doprinosi mirisu, a gvajakolu i njegovom derivatima ukusu dimljenih proizvoda)8’9).

Prema nalazima Issenberga i sard10), koncentracija fenola u dimljenom mesu kreće se od 0,12 mg/100g (u centru) do 3,70 mg/100g (na površini). Isti autori navode da je fenolna frakcija vrlo kompleksna mešavina koja sadrži najmanje 30 komponenti, od kojih neke sadrže karbonilnu i fenolnu grupu.

Ispitivanjem elektrostatski dimljene slanine, pokazano je da postoji relativno slaba difuzija fenola u unutrašnjost slanine. Tako je od ukupne količine fenola, u koži nađeno 27%, u masnom delu 5,7%, u spoljašnjem mesnatom delu koji je izložen dimljenju 48% i u ostatku mesnatog dela slanine 18,6%<n). Prema literaturnim podacima, najzastupljeniji fenoli u proizvodima od mesa dimljenim toplim dimom su eugenol, siringaldehid, i acetosiringol, dok su fenol, gvajakol i m-krezol najzastupljeniji fenoli hladno dimljenih proizvoda od mesat8’12).

Različite tehnologije dimljenja u velikoj meri utiču na sastav poliaromata. Ova razlika je naročito uočljiva u slučaju „toplo“ i „hladno“ dimljenih proizvoda)13).

Toth i Blaas)14) su ispitali zavisnost sadržaja 3,4-benz-pirena od temperature i utvrdili da je ona linearna. Isti autori navode da se pirolizom drveta na temperaturi ispod 420°C proizvodi dim bez prisustva 3,4-benz-pirena, dok se postupkom hlađenja i ispiranja dima može ukloniti 25-30% kancerogenih supstanci. Prema literaturnim podacima četinarsko drvo stvara i do četiri puta veće količine 3,4-benz-pirena u odnosu na listopadno drvo(12).

Prema nalazima Totha i BlaasaO5) i Filipovića i TothaO6), sadržaj 3,4-benz-pirena u sremskoj kobasici je 2,9 pg/kg, u fruškogorskoj 1,40 pg/kg i gavrilovićevoj salami 0,2pg/kg(17).

Toth i BlaasO8) ističu da dosadašnja analitička ispitivanja dozvoljavaju zaključak da je u dimu prisutno najmanje 280, odnosno 300 različitih jedinjenja, ali bi ih moglo biti znatno više. Najvažnije grupe ovih jedinjenja su: fenoli, karbonili, kiseline, furani, alkoholi i estri, laktoni i policiklični ugljovodonici.

Ispitivanjem nigerijskog goveđeg mesa (Nigerian kundi), dimljenog na temperaturi od 191°C, Alongei19) je utvrdio da se sadržaj 3,4-benz-pirena kreće od 10,5-66,9 pg/kg. Isti autor je odredio još 11 poliaromata, koji su u manjoj meri kancerogene supstance u poređenju sa 3,4-benz-pirenom.

3. Materijali i metode

Zlatiborska slanina proizvedena je u Industriji mesa „Čajetina“ u Čajetini. Oblikovane table sirove slanine soljene su čistom solju, utrljavanjem oko 3% soli na masu uzorka (21 dan, t°C=5). Posle ispiranja hladnom vodom i ceđenja, table sirove slanine su hladno dimljene 30 dana na temperaturi od oko 10°C i relativnoj vlažnosti vazduha od 70-75%. Za proizvodnju dima korišćena je isključivo tvrda vrsta drveta. Po završetku dimIjenja, table Zlatiborske slanine su uskladištene u suvoj prostoriji na temperaturi od oko 10°C, gde su držane 30 dana.

Ispitivanja su vršena u sledećim vremenskim intervalima: početak proizvodnje-sirovina (1. dan); soljenje (3., 7., 14., i 21. dan); sušenje-dimljenje(10., 20., i 30. dan); zrenje-skladištenje (15., i 30. dan).

Za svaku fazu ispitivanja korišćene su uvek po dve cele table slanine sa kojih je prcthodno odstranjena koža.

Analize osnovnog hemijskog sastava vršene su primenom savremenih metoda hemijske analize<20). Gubitak mase je određen na osnovu promene registrovane mase 12 kontrolnih tabli slanine u navedenim fazama uzorkovanja. Čvrstina je određena na aparatu po Volotkijeviču, a aktivnost slobodne vode (aw) na aparatu Wovasiwa-thermoconstanter, TH2/RTD-33/BSK. Vrednost pH je određena u vodenom homogenatu slanine metodom koju propisuje ISO<21>. Fenoli su ekstrahovani metodom po Korenmanu<22) i analizirani na gasnom hromatografu LXM-80, a za kvantitativno određivanje primenjen je metod unutrašnjeg standarda. Poliaromatični ugljovodonici izolovani su metodom Grimmera i Bohnkea<23) i identifikovani kombinacijom gasne hromatografije-masene spektroskopije (GC-MS-C) upoređivanjem dobijenih masenih spektara sa masenim spektrima referentnih supstanci kao i sa publikovanim masenim spektrima Univerzitetske biblioteke u GottingenuC4’25). Uslovi GC-MS-C analize: korišćen je aparat Varian 3700-MS-311A sa fused silica kapilarnom kolonom DB-5, dužine 20m i temperaturnim programom 100°/2′ /200°/8′ /28O0/ 2′.

Dobijeni rezultati navedenih ispitivanja (osim kod utvrđivanja gubitka mase) predstavljaju prosek četiri određivanja.

4. Rezultatii diskusija

4.1. Ispitivanje fizičko-hemijskih pokazatelja i osnovnog hemijskog sastava Zlatiborske slanine u toku proizvodnje i zrenja-skladištenja

Na osnovu prikazanih vrednosti u tabeli 1 zapaža se nagli gubitak mase do trećeg dana soljenja, posle čega se ne menja značajno do kraja ove faze. Međutim, desetog dana dimljenja gubitak mase se naglo povećava, a zatim zadržava tendenciju rasta do kraja faze zrenja.

Nivo slobodne vode se konstantno snižava od prvog dana (u sirovini) do kraja dimljenja, mada je u fazi zrenja ovo sniženje nešto usporeno. Dobijene vrednosti za aw uobičajene su za ovu vrstu proizvoda. Minimalna vrednost pH zapaža se sedmog dana soljenja a maksimalna desetog dana dimljenja. Posle tog perioda pH vrednost konstantno opada sa blagom zadrškom u procesu zrenja-skladištenja.

Posle završetka faze dimljenja, sadržaj vode je značajno smanjen − za 44,13% u odnosu na sirovinu. Istovremeno, sa gubitkom vode uočava se porast ostalih ispitivanih pokazatelja; sadržaj masti je u gotovom proizvodu povećan 21% a proteina 38,06% u odnosu na sadržaj u sirovini. Upadljiva je sličnost povećanja sadržaja soli i pepela što nije iznenađujuće obzirom na uzajamnu zavisnost ova dva pokazatelja.

4.2 Ispitivanje komponenti dima u dimljenoj Zlatiborskoj slanini

Kao što se na osnovu iznetih literaturnih podataka može zaključiti, poznavanje sastava dimnih komponenti koje predstavljaju potencijalnu opasnost po zdravlje potrošača kao i onih koje utiču na održivost proizvoda, od ogromnog je značaja.

4.2.1. Ispitivanje fenola u dimljenoj Zlatiborskoj slanini

Sadržaj fenola je određen u gotovom proizvodu (30. dan dimljenja) i to u spoljašnjem sloju debljine 1 cm i u ostatku uzorka (Tabela 2). Upoređenjem dobijenih rezultata, uočljivo je da se u površinskom delu slanine nalazi veći sadržaj fenola u odnosu na ostatak uzorka. Naime, fenoli se na početku intenzivno nagomilavaju na površini slanine. Pri daIjem dimljenju, sadržaj vode u slanini se smanjuje usled čega površinski sloj postaje kompaktniji, što usporava difuziju fenola u unutrašnjost.

Fenol i gvajakol pokazuju najveće razlike u sadržaju između površinskog sloja i ostatka slanine (oko deset puta). Od prva četiri najzastupljenija jedinjenja, fenol je najmanje penetrirao u unutrašnjost slanine (oko 8% u odnosu na sadržaj u površinskom sloju), što je u skladu sa nalazima Knowlesa i sar. 11). Nasuprot fenolu, mi p-krezol su najviše prodrli u tkivo za vreme postupka dimljenja (oko 59% odnosno 66% u odnosu na sadržaj koji je određen u površinskom delu slanine).

Nađene količine fenola su nešto niže u poređenju sa nalazima drugih istraživača<10111). U proizvodnji Zlatiborske slanine primenjena je tehnologija hladnog dima, što je verovatno jedan od uzroka nastajanja malih količina fenolaO3).

4.2.2. Određivanje policikličnih aromatičnih ugljovodonika u dimljenoj Zlatiborskoj slanini

Iz dimljene Zlatiborske slanine (30. dan dimljenja) izolovana je kompleksna smeša alifatičnih i aromatičnih ugljovodonika koja je identifikovana kombinacijom GC-MS-C. Na osnovu masenih spektara komponenti i rezultata gasnohromatografske analize, sastavIjena je tabela 3, koja pored strukturne formule sadrži molekulsku masu i procentualni udeo jedinjenja prisutnih u smeši na ukupnu površinu pikova.

Kod alkil derivata nije bilo moguće nedvosmisleno odrediti tačan položaj alkil grupe. lako u fragmentaciji u masenim spektrima postoji pik koji ukazuje na odvajanje alkil grupe (metil, etil), ne može se odrediti njihov tačan položaj u molekulu. U tabeli 3 u okviru strukturne formule kod takvih jedinjenja, dat je u zagradi broj prisutnih alkil grupa.

Kombinacijom GC-MS-C analize uzoraka dimljene Zlatiborske slanine u okviru ovog rada identifikovano je više od 60 jedinjenja koja obuhvataju sledeće klase: alkane (C22-C36), cikloparafine, alkilnaftene, alkilaromate i aromatične ugljovodonike sa dva, tri i četiri kondenzovana prstena. Udeo cikloparafina je 20,60%, aromatičnih ugljovodonika 12,63% a ugljovodonika sa dva, tri i četiri kondenzovana prstena je najveći i iznosi 34,20% (20,24sa dva, 12,96%sa tri i 1,0% − sa četiri kondenzovana prstena).

Treba naglasiti da primenom GC-MS-C kombinacije nije utvrđeno prisustvo 3,4-benz-pirena i njegovih homologa. Razlog zbog koga nije došlo do formiranja ovih kancerogenih jedinjenja verovatno je vezan za tehnologiju dimljenja. Prema literaturnim podacima četinarsko drvo stvara i do četiri puta veće količine 3,4-benz-pirena u odnosu na listopadno drvo(12\ a takođe postoji linearne zavisnost stvaranja ovog jedinjenja od temperature(14\ Stoga primenom hladnog dima i korišćenjem tvrde vrste drveta u procesu dimljenja Zlatiborske slanine opasnost od stvaranja ovih jedinjenja je svedena na minimum(13).

5. Zaključak

Na osnovu svega iznetog može se konstatovati da je Zlatiborska slanina visoko kvalitetan trajni suvomesnati proizvod, a u pogledu sastava dimnih komponenti bezbedan po zdravlje potrošača.

Savremena klasifikacija sireva i skorupa − kajmaka

Predrag Pudja, Natalija Dozet, Ognjen Maćej, Aleksandra Mikuljanac, Snežana Jovanović

Poljoprivredni fakultet, Beograd

* Poljoprivredni fakultet, Sarajevo

1. Uvod

Sirarstvo je predstavljalo jednu od značajnijih aktivnosti Ijudi u njihovoj vekovnoj težnji za obezbedjenjem kvalitetnije ishrane i uspešnom konzervisanju važnih životnih namirnica kakvo je mleko. Proizvodnja sireva tradicionalno se prenosila kroz generacije, pri čemu su, u različitim regionima, razvijane specifične, često veoma različite tehnologije izrade, tako da savremena civilizacija danas raspolaže sa veoma velikim brojem vrsta odnosno, varijeteta sireva čiji se broj, prema pojedinim autorima, kreće od 500 do preko 1.000). Mnoštvo civilizacijskih, klimatskih i drugih specifičnosti pojedinih regija doprinelo je da se u proizvodnji sireva primenjuju različite metode pri njihovoj izradi, što sve veoma usložnjava njihovu klasifikaciju. U ovom radu prikazaće se presek klasifikacija sireva prema medjunarodnim standardima, klasifikacija sireva koja je prisutna u našoj regulativi, kao i predlog klasifikacije autohtonih sireva i Skorupa − Kajmaka.

2. Polazne osnove klasifikacije

Istorijski posmatrano, proizvodnja sireva imala je osnovni zadatak da, uvažavajući pre svega specifičnosti geografskih i klimatskih uslova, omogući konzervisanje proteina i masti, kao najvažnijih komponenata mleka, i time obezbedi mogućnost dužeg čuvanja ove, za Ijudski rod neobično značajne namirnice. Iz prethodnog stava proizilazi zaključak da je osnovna sirovina u proizvodnji sireva mleko raznih muznih životinja, ali se u izradi pojedinih sireva koriste i surutka, odnosno mlaćenica, kao i njihove različite kombinacije. Pored toga, sa početka ovog veka, razvila se potpuno nova klasa sireva nastala preradom već proizvedenih sireva, koja je nazvana topljenim sirevima. S tim u vezi pod terminom sirevi podrazumevaju se proizvodi dobijeni preradom mleka, surutke, mlaćenice ili njihovih kombinacija, dok proizvodi dobijeni preradom sireva moraju u nazivu sadržati obeležje topljeni i nazivaju se topljenim sirevima.

3. Internacionalni standardi u oblasti sirarstva

Problematika standardizacije sireva u medjunarodnoj regulativi regulisana je dokumentima u okviru „Codex alimentarius“, vol. XVI<2\ u okviru II dela, standardima: A-6 (generalni standard sireva), A-7 (generalni standard sireva od surutke), A-8(a) i A8(b) (generalni standard topljenih sireva) i A-8(c) (generalni standard proizvoda na bazi topljenih sireva), kao i individualnim standardima sireva u okviru III dela Codex-a. Standardima A-6 i A-7 obuhvaćene su sve vrste sireva (izuzev topljenih sireva). Da bi se sagledao razlog razdvajanja sireva u dve kategorije potrebno je razmotriti definiciju sireva i metode postizanja željenog nivoa suve materije sireva.

Prema standardu A-6 sirevi se definišu kao čvrsti ili polučvrsti proizvodi dobijeni:

1. koagulacijom mleka, obranog mleka, pavlake, mlaćenice, pavlake od surutke ili njihovih kombinacija, delovanjem sirila ili drugih koagulišućih agenasa i delimičnim izdvajanjem surutke uzrokovanim koagulacijom;
2. tehnološkim procesom koji uključuje koagulaciju mleka i/ili sirovina dobijenih od mleka, a koji daju finalni proizvod koga odlikuju iste osnovne fizičke hemijske i senzorne karakteristike kao proizvode definisane pod 1.

Prema standardu A-7 sirevi od surutke se definišu kao: proizvodi dobijeni koncentrovanjem surutke, kalupljenjem koncentrovane surutke, sa ili bez dodavanja mleka ili mlečne masti.

Na osnovu iznetih definicija može se zaključiti da sireve klasifikovane prema standardu A-6 karakteriše proces koagulacije i delimično izdvajanje surutke, čime se u suštini ostvaruje koncentrisanje dela suve materije mleka, tj. proteina i masti. Izuzetno, izdvajanje surutke može izostati, ali se u tom slučaju željeni nivo suve materije ostvaruje dodavanjem komponenata mleka sa visokom suvom materijom ili membranskom filtracijom mleka pre koagulacije.

Sirevi definisani generalnim standardom sireva A-6 se, prema pomenutom standardu, klasifikuju na tri načina i to: prema čvrstini sirnog testa, prema sadržaju masti u suvoj materiji sira (MuSM) i prema načinu zrenja odnosno negovanja. Klasifikacija sireva prema standardu A − 6 prikazana je u tabeli 1.

Prema čvrstini sirnog testa sirevi se klasifikuju u pet kategorija i to: ekstra tvrdi, tvrdi, polutvrdi, polumeki i meki sirevi. Kriterijum klasifikacije je voda u bezmasnoj materiji sira (VuBMS), parametar koji najpotpunije odražava reološke karakteristike sirnog testa. Naime, na reološke karakteristike najveći efekat imaju koncentracija proteina i koncentracija vodU3). Proteini sira (kazein) obrazuju proteinski matriks, koji predstavlja osnovu strukture sira i kao takav dominantno odredjuje elastične osobine sirnog testa. Voda u siru je nosilac viskoznih karakteristika sirnog testa. Uočava se da mlečna mast ne participira u definisanju, odnosno obračunu ovog parametra. Naime, mlečna mast doprinosi suvoj materiji sira, ali ne doprinosi značajno povećanju čvrstine sira. Mlečna mast značajno menja sopstvene reološke karakteristike sa promenom temperature, s obzirom da različiti trigliceridi iz sastava mlečne masti imaju različitu tačku topljenja, a da se promena agregatnog stanja triglicerida javlja sa velikim vremenskim i temperaturskim zakašnjenjem(4). S tim u vezi, reološke karakteristike sirnog testa mogu se znatno bolje opisati ukoliko se pri njihovoj karakterizaciji izbegne participacija mlečne masti.

Klasifikacija prema načinu zrenja odnosno negovanja sireva predvidja tri kategorije:

1) sireve u čijem zrenju, u mikrobiološkom pogledu, dominiraju bakterijske vrste;
2) sirevi kod kojih, u mikrobiološkom smislu, dominiraju plesni i
3) sirevi za koje nije karakterističan proces zrenja.

Kategorije pod 1 i 2 odlikuju dve podgrupe, i to sirevi kod kojih je dominantan mikrobiološki uticaj na tok zrenja sa površine, odnosno u unutrašnjosti sirnog testa.

Pored normi obuhvaćenih standardima A-6 i A-7 detaljnije informacije o procesu proizvodnje i kvalitetu sireva, obuhvaćene su internacionalnim individualnim standardima sireva, u III delu Codex alimentarius, vol. XVI, u okviru koga je registrovano 35 individualnih vrsta ili grupa sireva. Najznačajnije informacije definisane u okviru individualnih standarda sireva su: naziv sira; naziv države podnosioca standarda i države iz koje sir originalno vodi poreklo; sirovine od kojih se sir izradjuje; osnovne karakteristike sira pripremljcnog za konzumiranje; eventualne varijetete u okviru iste vrste sira; način proizvodnje; metod uzorkovanja i analize i način obeležavanja (vezano za zemlju porekla).

4. Nacionalna regulativa u oblasti sirarstva

Potreba uvodjenja standardizacije u mlekarstvo je prisutna unazad niz godina. Opšti pristup problematici je obradjen u radovima Živkovića(5) i Slanovec i Arsova (6). Osnovni principi klasifikacije sireva i Skorupa − Kajmaka su kod nas regulisani Pravilnikom o kvalitetu mleka, proizvoda od mleka, sirila i čistih kultura, Sl. list 51/82C7), izmenama i dopunama pomenutog Pravilnika Sl. list 58/9418) i Pravilnikom o metodama uzimanja uzoraka i metodama hemijskih analiza mleka i proizvoda od mleka, Sl. list 32/83(9). Klasifikacija sireva je delimično obradjena u navedenim dokumentima, pri čemu se sirevi klasifikuju po dva osnova: prema sadržaju MuSM i prema načinu proizvodnje, odnosno karakteristikama sirnog testa. Prikaz klasifikacije sireva prema nacionalnoj regulativi dat je u tabeli 2.

Prema sadržaju MuSM sirevi su klasifikovani u 7 kategorija, što omogućava široke mogućnosti u izboru odgovarajućeg kvaliteta i karakteristika sireva. Klasifikacija sireva prema čvrstini sirnog testa, odnosno načinu proizvodnje obuhvata, prema čvrstini sirnog testa, pet grupa, a prema načinu proizvodnje tri grupe, iako s’e u tabeli br. 2 izdvojeno pojavljuju samo dve grupe: sveži sirevi i sirni namazi. Sirevi svrstani u pet grupa prema čvrstini sirnog testa praktično predstavljaju jedinstvenu kategoriju prema načinu proizvodnje − kategoriju sireva koje odlikuje proces zrenja.

Prema čvrstini sirnog testa sirevi su klasifikovani u pet kategorija prema vrednosti parametra % VuBMS. Uočava se da je ovaj deo nacionalne klasifikacije preuzet iz internacionalne klasifikacije sireva. Usvajanjem pomenute klasifikacije načinjen je značajan korak u približavanju naše regulative internacionalnim standardima. Naime, klasifikacija sireva koja je važila do nedavnih izmena Pravilnika o predvidjala je podelu sireva na tri kategorije: tvrde, polutvrde i meke sireve, pri čemu je kao kriterijum klasifikacije korišćen nivo suve materije sira. Nedostatak prethodne klasifikacije nalazi se upravo u izboru kriterijuma klasifikacije. Suva materija sira, koja je korišćena kao kriterijum klasifikacije, uključuje i mast, pa su tako sirevi sa manjim sadržajem masti, zbog obaveznog nivoa suve materije, morali imati znatno veći sadržaj suve materije bez masti, usled čega je enormno povećavana čvrstina sira. S druge strane sireve sa vrlo visokim sadržajem masti je, i pored visoke suve materije, karakterisala relativno mala čvrstina sirnog testa. Proizilazi da su samo sirevi sa uobičajenim sadržajem masti (45 % MuSM) imali karakteristike sirnog testa koje su odgovarale naznačenoj grupi sireva. Primenom parametra % VuBMS kao kriterijuma klasifikacije omogućeno je da i sirevi sa manjim, odnosno većim sadržajem masti, prema reološkim karakteristikama, odgovaraju obeležju grupe u koju su svrstani. S tim u vezi, kačkavalju sa 45% MuSM odgovara suva materija u intervalu od 58,8-65,4%, dok polumasnom kačkavalju sa 25% MuSM odgovara suva materija u intervalu od 51,258,1%. Na ovaj način, usvajanjem dela klasifikacije iz internacionalnog generalnog standarda sireva (A-6) omogućena je proizvodnja sireva sa različitim, posebno nižim sadržajem masti, a da se time minimalno remete reološke karakteristike sirnog testa. Proizilazi da su se naznačenim promenama u nacionalnoj regulativi sireva znatno proširile mogućnosti za uspešnu proizvodnju malomasnih sireva, što predstavlja jedan od značajnijih zahteva savremene dijetetike.

5. Klasifikacija sireva i skorupa − kajmaka

Klasifikacija sireva u medjunarodnim normativima je obradjena u Codex Alimentarius u okviru generalnog standarda sireva (standard A-6) i u okviru individualnih standarda pojedinih sircva(2). U literaturi imamo više pristupa klasifikaciji sireva, jedna često primenjivana, je po načinu proizvodnje, zrenja i karakteristikama proizvoda. Ova problematika zahteva znatno detaljnije razmatranje, a u ovom radu predlažemo klasifikaciju naših autohtonih sireva i Skorupa-Kajmaka.

Glavna karakteristika autohtone proizvodnje i prerade mleka je rascepkanost na manja individualna gazdinstva. Proizvodnja je uglavnom usmerena na preradu u sireve i Skorup-Kajmak. Gotovi proizvodi se jednim delom koriste za potrebe domaćinstva, a ostatak kao tržišni višak odlazi na slobodno tržište. Prerada mleka se obavlja u malim objektima, često u kolibama ili u domaćinstvima, na način prilagodjen tim uslovima. Uslovi prerade i nedovoljna obučenost proizvodjača često utiču na neujednačeni kvalitet proizvoda.

Od velikog broja istraženih autohtonih proizvoda izdvojeni su tipični predstavnici grupa, dobrih po kvalitetu, koji mogu da pruže dovoljno elemenata za ocenu kvaliteta i stvaranje većih grupa sireva i Skorupa-Kajmaka. Prema vlastitim istraživanjima i podacima iz literature može se uočiti povezanost pojedinih proizvodnji i osnovni zajednički principi prerade. Ova istraživanja su omogućila da se raznovrsne prerade sistematizuju u odgovarajuće grupe i razrade osnove zajedničke za procese proizvodnje različitih vrsta sireva. Pri tome se polazilo od principa da neke proizvode, naročito sireve, grupišemo u vrste koje su raširene na nacionalnom i regionalnom, a ne samo na lokalnom tržištu. Podloge za izradu klasifikacije su bile: detaljno izučavanje procesa autohtone proizvodnje, postavljanje odgovarajućih ogleda, hemijske ocene sireva, Skorupa-Kajmaka i mleka kao sirovine u preradK10’14). U ispitivanim područjima je naznačena geografska rasprostranjenost proizvodnje, koja čini jednu od osnovnih komponenti kod utvrdjivanja i priznavanja autohtonosti proizvodnje. Svi ovi ispitivani parametri su omogućili da grupišemo mlečne proizvode, da izvršimo detaljnu tehnološku klasifikaciju i da autohtone mlečne proizvode svrstamo prema Codex Alimentarius-u. Ovom klasifikacijom obuhvatili smo samo deo autohtonih sireva. Smatramo da se u predložene sheme može uklopiti i veći deo izvornih mlečnih proizvoda.

U predlogu klasifikacije autohtonih sireva, kao osnova su korišćene medjunarodne klasifikacije razradjene na principima zrenja, načina koagulacije, odlika sirnog testa i drugih elemenata(15’17). Pri klasifikaciji autohtonih mlečnih proizvoda kod podela u veće grupe moraju se imati u vidu mnogi faktori koji utiču na odredjivanje tipa. Kod sireva sa veoma neujednačenom proizvodnjom i raznim tehnološkim i drugim karakteristikama, teško je izraditi unificirani sistem, te se granice izmedju grupa i varijeteta moraju prilagodjavati.

Na osnovu izučavanja tehnologije autohtonih mlečnih proizvoda, predložena je klasična shema pripadnosti sireva i Skorupa-Kajmaka većim grupama, sa oznakom procesa zrenja (Tabela 3).

Kao osnova za razradu specifične klasifikacije autohtonih mlečnih proizvoda poslužili su nacionalni i medjunarodni normativh2’7’8’18). Sirevi su razvrstani prema čvrstini sirnog testa, sadržaju masti i vode u bezmasnoj materiji.

Klasifikacija je postavljena dosta široko, nema čvrstih granica i dozvoljava postojanje medjuklasa. Ovako postavljena klasifikacija može da se primeni na većinu sireva, a omogućava unošenje više specifičnosti kod izrade pojedinačnih standarda za sireve. Razradjene sheme (Tabele 3 i 4) doprinose da se sačuva tradicionalni kvalitet sireva i Skorupa-Kajmaka, pod uslovom da se izradjuju od odgovarajuće sirovine i uz poštovanje izvornog procesa proizvodnje.

O klasifikaciji i kvalitetu autohtonih mlečnih proizvoda ne možemo govoriti sa istog stanovišta kao za razvijenu mlekarasku industriju. Ona ima svoje kriterijume, standarde i odgovarajući kvalited19’21). Autohtona prerada mleka u domaćinstvima dobrim delorn je za vlastitu upotrebu ili za lokalno tržište, gde je proizvodjač direktno odgovoran za kvalitet.

Medjutim, za izradu standarda autohtonih mlečnih proizvoda potrebno je utvrditi odredjene elemente. Kao osnovno, sirevi i Skorup-Kajmak treba da imaju utvrdjeno ime (naziv), podatke o vrsti mleka od kojeg se proizvode, osnovne elemente prerade, oblik, veličinu, sadržaj vlage, masti i druga svojstva koja definišu proizvodnju i omogućavaju prodaju ne samo na lokalnom nego i na širem tržištu.

Sirevi i Skorup-Kajmak, ako nose naziv izvornih, autohtonih proizvoda, neophodno je da imaju tradicionalni geografski okvir proizvodnje, autohtonost načina prerade i stalan kvalitet, tako da se mogu odmah poznati po izgledu i ukusu.

Ispitivanje randmana sireva u zavisnosti od načina proizvodnje

Mihailo Ostojić, Dragica Miočinović*

Poljoprivredni fakultet, Beograd * JPS Zavod za mlekarstvo, Beograd

1. Uvod

Savremeno sirarstvo ima za cilj da iskaže sva specifična svojstva pojedinih tipova sireva, koja ih karakterišu i čine prepoznatljivim za krajnje potrošače.

Proizvodnja sireva se zasniva na kvalitetnoj sirovini, savremenim tehnologijama, automatizaciji procesa i uslovima skladištenja, koji održavaju postignuti kvalitet. Posebno treba voditi računa o ekonomskim interesima proizvodnje. Oni se u sirastvu iskazuju kroz randman proizvodnje. Dobijeni prinos sireva se može izraziti: bilansom suve materije mleka, gruša i surutke; prelazom suve materije bez masti mleka u sir; i pojedinačnim prelazom proteina i mlečne masti u sir itd.

Randman proizvodnje sireva predstavlja i dobar pokazatelj mogućih uzročnika nepravilne proizvodnje i neuobičajenih gubitaka. Tako se već preko 90 godina traži način, kojim bi se pre proizvodnje mogla odrediti količina sira koja se može dobiti iz određene količine mleka.

Predmet naših istraživanja je bio utvrđivanje uticaja načina proizvodnje na randman dobijenih sireva.

2. Pregled literature

Većina autoraO-2) koristi definiciju da je randman prerade mleka u sir matematička ekspresija količine sira dobijenog od poznate količine mleka. Takav način je zavisan od stepena preciznosti uređaja za merenje.

Uzorkovanje i merenje dobijene količine sira i njegovih komponenataC) je pogodno kod sireva gde se primenjuju procesi kalupljenja i presovanja.

Koeficijent „G“ je metoda po autoru A.M. GUERAULT-u<4) i zasniva se na merenju suve materije mleka bez masti koja je prešla iz jednog litra mleka u sir. Autor je konstatovao vremensko variranje suve materije bez masti sira u odnosu na suvu materiju bez masti mleka. Utvrđeno je postojanje njihove međusobne relacije, odnosno da suva materija bez masti mleka utiče sa 60%, a azotne materije mleka sa 80% na randman sira. Metoda je korisna za utvrđivanje sezonskih variranja randmana i izračunavanje koeficijenta „G“ za različite sastave mleka i suve materije bez masti.

Statističkim analizama velikog broja proizvodnji različitih autora)4) randman se može iskazati jednačinom:

R = aP + bM

gde je:

R-randman u kg gruša od 100 kg mlcka
P-količina proteina u 1 kg mleka
M-količina masti u 1 kg mleka
a,b-koeficijenti za različite vrste sireva.

Ova metoda daje rezultate koji u oko 90% slučajeva mogu da predvide uzrok variranja randmana. Loša strana je što za svaku proizvodnju zahteva novi eksperiment.

Nezavisno od primenjene tehnologije proizvodnje sireva, njihov randman se može iskazati teorijom sunđerai5*. Sir se posmatra kao sunđer koji se natapa tečnostima. Osnova je u obliku niti parakazeina, koji fiksira mlečnu mast. Natapajuća tečnost je surutka.

Korišćenje ultrafiltriranog mleka za proizvodnju sireva dovodi do umanjenja procesa samopresovanja i presovanja gruša. Mleko je selektivno koncentrisano i usled toga se javlja povećanje rastvorljivih sastojaka vodene faze, koji bitno povećavaju randman proizvodnjel6).

Poređenje randmana sireva i glavnih konstituenata mleka je lakše za tvrde sireve. Tu su variranja količine vode mala i zavise od primenjenih procesa. Kod svežih sireva, čak i u istoj proizvodnji, javljaju se razlike randmana pojedinih partija proizvodnje (7).

Sve ovo ukazuje da nema egzaktne definicije randmana proizvodnje sireva. Ipak. utvrđivanje randmana proizvodnje je neophodno, bilo zbog porcđenja uporednih proizvodnji sireva, bilo zbog utvrđivanja ekonomskih efekata proizvodnje.

3. Materijal i metode

Eksperimentalna proizvodnja je obuhvatila dve vrste sira i to:

• beli salamureni sir i
• sir trapist

Beli salamureni sir je proizveden po tehnoligijK8) u dve eksperimentalne varijante, sa dodatkom 2% odnosno 3% mleka u prahu u mleko za izradu sira. Dodavano obrano mleko u prahu je imalo rastvorljivost preko 97%, 34,38% proteina i 94,19% ukupne suve materije.

Trapist je proizveden od ultrafiltriranog mleka po tehnologijb9). Koncentrisanje mleka je vršeno na modulu industrijskog tipa PASILAC DDS36 i DDS-37 sa ukupnom površinom aktivne membrane 33m2. Korišćeni pritisci su bili: ulazni P1=530-735 kPa i izlazni Pl=215-333kPa. Temperatura ultrafiltracije mleka je bila 50-52°C.

Kontrolna proizvodnja trapista rađena je po standardnoj tehnologijh10).

Analitička ispitivanja mleka, mleka u prahu, retentata, sira i surutke su obuhvatila: suvu materiju, mast, proteine, pepeo, rastvorljivost, kiselost i pH. Primenjene su standardne metodet11).

4. Rezultati i diskusija

Hemijski sastav i neke fizičke osobine mleka korišćenog za izradu belog salamurenog sira i trapista, kao i dobijenog retentata dati su u tabeli 1.

Dodavanje obranog mleka u prahu je uvećalo suvu materiju mleka za izradu belih salamurenih sireva za 1,41-1,95% i proteina za 0,41-0,58%.

Koncentrisanje mleka ultrafiltracijom je uvećalo suvu materiju za 15,46% i proteina za 15,06%

Mleko obogaćeno dodatkom mleka u prahu nije izmenilo svoju tehnološku pogodnost za preradu, dok je dobijeni retentat predstavljao predgruš za polutvrde sireve.

Efekti proizvodnje belih salamurenih sireva su iskazani prelaskom suvih i proteinskih jedinica u sir. Dobijeni rezultati su dati u tabeli 2.

Gubitak suvih jedinica mleka sa dodatkom mleka u prahu je odgovarao standardnoj proizvodnji. Gubitak proteinskih jedinica je bio nešto veći u oglednim grupama nego kod kontrolnih grupa sireva. Ovo se objašnjava termičkom denaturacijom proteina mleka u prahu koji su prešli u surutku.

U izradi sira trapista ultrafiltracijom mleka, sirovina je retentat. Njegova karakteristika je značajno uvećanje glavnih konstituenata mleka i delaktoziranje, što je bitno kod izrade polutvrdih sireva. Koncentrisanje pojedinih komponenata mleka dato je u tabeli 3.

Selektivno koncentrisanje pojedinih komponenata mleka je dalo retentat sličan grušu podesan za izradu polutvrdih sireva. Količina mleka je umanjena za oko 7 puta čime je značajno smanjeno vreme operacije obrade gruša.

Randman proizvodnje dobijenih sireva je prikazan u tabeli 4.

Randman proizvodnje belog salamurenog sira sa dodatkom 2% mleka u prahu u polaznu sirovinu povećan je u relativnom odnosu 15,46%, a sa dodatkom 3% mleka u prahu za 30,50%.

Poboljšanje randmana proizvodnje trapista primenom ultrafiltracije mleka je za 17,40%. To je šematski prikazano na slici 1.

5. Zaključak

Utvrđivanje randmana proizvodnje sireva je značajno kako za efekte proizvodnje, tako i za poređenje različitih proizvodnji i utvrđivanje eventualnih propusta u tehnološkim procesima. U predmetnim ispitivanjima konstantovano je sledeće:

• dodavanjem mleka u prahu u standardizovano mleko za izradu sira ne menja njegova tehnološka svojstva,
• obogaćivanje suve materije mleka sa 2 i 3% mleka u prahu uvećava relativni randman proizvodnjc za 15,46%, odnosno 30,50%,
• primenom ultrafiltracije mleka za izradu polutvrdih sireva dobijaju se selektivno koncentrisane komponentne mleka. Takav retentat smanjuje vreme obrade gruša u odnosu na standardnu proizvodnju,
• dobijeni randman proizvodnje trapista od ultrafiltriranog mleka je 17,40% bolji od standardne proizvodnje.

Iz literaturnog pregleda i rezultata naših istraživanja vidi se važnost randmana proizvodnje kao i potreba njegovog preciznog definisanja.

Uticaj pH i broja mikroorganizama u masi za topljenje na kvalitet topljenih sireva

Zora Mijaćević, Emilija Oljačić, Violeta Proševska

Veterinarski fakultet, Beograd

Eko − lab, Agroekonomik, Beograd

TMLEK − mlekara Beograd PKB Padinska skela

1. Uvod

Topljeni sirevi predstavljaju posebnu grupu sireva, koja se dobija topljenjem jedne ili više vrsta sireva različite starosti u prisustvu pogodnog emulgujućeg agensa. Potreba da se sačuva kvalitet sireva i da im se produži trajnost podstakla je ispitivanja o termičkoj obradi sireva.

Topljeni sirevi se pojavljuju u dva osnovna oblika-topljeni sir za rezanje i topljeni sir za mazanje. Dodavanjem povrća, mesnih prerađevina i šumskih proizvoda moguće je proširiti asortiman sireva. Topljena masa je posle topljenja veoma pogodna za oblikovanje pa se topljeni sir pojavljuje u veoma različitom obliku. Razlike u sastavu, obliku i u ukusu topljenih sireva povećava potrošnju.

2. Pregled literature

Pregledom dostupne literature zapaženo je da se problemi koji se javljaju u proizvodnji topljenih sireva mogu podeliti na probleme sirovine, i probleme samog postupka topljenja.

Početni problemi su bili jasno izdvajanje masti i belančevina pri zagrevanju tj. pojava dve faze. Prvi put primenjena termička obrada opisana je kod kamembera. Ovaj sir je pasterizovan u limenkama. Pokušaj pasterizacije, na isti način, i polutvrdih sireva nije dao zadovoljavajuće rezultate. Izučavanja koja su izveli Walter Gerberd) i Fritz SettleE2) iz Thun-a potvrđuju da se topljenje sira može uspešno izvesti samo ako se usitnjenoj masi sira dodaju soli za topljenje. Osnovni pincipi proizvodnje topljenih sireva zadržani su i danas. Proizvodnja topljenih sireva danas predstavlja važnu privrednu granu i doprinosi širenju asortimana proizvoda od mleka.

2.1. Kvalitet sirovine

Kvalitet sirovine utiče direktno na kvalitet topljenih sireva. Topljenjem sireva sa povećanom kiselosti ili uznapredovalom proteolizom dobijaju se topljeni sirevi promenjene strukture i mana ukusa. Poznato je da se za proizvodnju topljenih sireva koriste sirevi različite zrelosti, i da zreliji sirevi sa kraćom strukturom predstavljaju sirovinu za topljene sireve za mazanje. Karakteristike sirovine za topljenje određuju fizičko hemijske promene tokom topljenja i termičke režime koji omogućavaju redukciju broja mikroorganizama u topljenom siru.

Fizičko hemijske promene sira tokom topljenja mogu se podeliti u nekoliko faza:

• izdvajanja Ca iz sistema belančevina
• peptizacija i denaturacija belančevina
• proces bubrenja ili proces hidratacije
• stabilizacija pH vrednosti
• stvaranje karakteristične strukture tokom hlađenja* 3-5>

Iz koloidne hemije je poznato da su dvovalentni Ca joni i jednovalentni Na joni suprotnog dejstva. Kalcijumova funkcija u prizvodnji sireva je da dovede do umrežavanja a u prisustvu natrijuma dolazi do dispergovanja belančevina. Ove karakteristike jona poslužile su pri formiranju soli za topljenje, u kojima je pored polifosfata natrijum važna komponenta. Polifosfati privlače Ca jon i otpuštaju Na jon što dovodi do promene strukture sira pri zagrevanju(5) Reakcija zamene jona i emulgovanje masti zavisi od količine rastvorljivih kazeina, jer su oni odgovorni za zadržavanje masti u emulzijil6). Stvaranje i stabilnost emulzije zavisi i od pH, jer proces topljenja zahteva i određenu koncentraciju jona.

Proizvodnja topljenih sireva zahteva vrednosti pH u intervalu od 5.4-5.9. Topljeni sirevi za rezanje poseduju pH od 5.4-5.6 a topljeni sirevi za mazanje pH od 5.6-5.9. Povećana ili smanjena koncentracija H jona menja odnos opterećenja na belančevinama i snižava dejstvo soli za topljenje, jer opada disocijacija a time i koncentracija jakih anjona. Pod određenim uslovima ceo sistem se može raspasti jer opada rastvorljivost kazeina približavanjem izoelektričnoj tački.

Konzistencija sira je u direktnoj vezi sa pH(7’8) sirovine i povećavanjem pH opada čvrstina topljenog sira. Prema podacima koje smo naveli za proizvodnju topljenih sireva značajno mesto zauzima pH sirovine i korekcija pH sa solima za topljenje.

Uticaj broja i vrste mikroorganizama u sirovini na kvalitet topljenih sireva je ispitivan od mnogih autora.

Pripremljena masa za topljenje ima veliki broj mikroorganizama. Mikroorganizmi su poreklom iz sireva koji ulaze u sastav mase za topljenje(11) Bakterije mlečne kiseline, koje su normalna mikroflora sireva u pripremljenoj masi mogu se dokazati na nivou 105-109 /ml. Poreklo termorezistentnih mikroorganizama u sirovini je direktno iz mleka. Termorezistentni mikroorganizmi se u određenom broju uvek nalaze u ukupnoj kontaminaciji mleka i proizvoda od mleka(9) Nalaz termorezistentnih mikroorganizama u mleku se kreće oko 5% i u pravilu je veći zimi nego leti. Broj termorezistentnih mikroorganizama u sirovini za topljenje može da se kreće od 102 do 105/mK1214).

2.2. Uticaj termičke obrade mase za topljenje (MT) na kvalitet topljenih sireva (TS)

Temperature topljenja koje se kreću od 85°C do 136°C uništavaju većinu vegetativnih mikroorganizama. Režimi topljenja (95, 100 i 105°C) redukuju broj mikroorganizama u TS. Redukcija broja mikroorganizama direktno je zavisila od temperature obrade MT i grupe mikroorganizama u njojd5). Značajnu grupu mikroorganizama u MT predstavljaju termorezistentni mikroorganizmi koji različito reaguju na temperature topljenja. Termorezistentnost aerobnih sporogenih mikroorganizama iskazana kao D i Z vrednost pokazuje da bacili preživljavaju temperature obrade MT i da se mogu naći u TS. D100-vrednost za Bacillus polymyxa (7.B.1) iznosi 4.36 min, za B. cereus (4.15.2) 3.06 min, a za B. circulans (8.60.1) 3.94 min(16’17).

Zadatak ovog rada je da utvrdi uticaj sastava, pH, broja i grupe mikroorganizama u MT na kvalitet TS primenom različitih režima topljenja.

3. Materijali metode

Materijal za ispitivanje je MT koja je pripremljena za topljenje i TS, koji je dobijen u procesu topljenja. Tokom postupka ispitano je 15 uzoraka pripremljene MT. Topljenje ‘je izvedeno na temperaturama 85°C i na 136°C. Kvalitet i bakteriološki nalaz je utvrđen i u TS, posle postupka termičke obrade.

Sirovina za topljenje je bila sastavljena od kačkavalja, gaude, belog srpskog sira i baskije. Mešanjem različitih količina sireva dobijene su tri MT. Oznake masa za topljenje su: M I, M II i M III. Pripremljeno je po 5 šarži od svake MT. Termička obrada MT je bila na odabranim temperaturama.

Tokom ispitivanja praćene su promene: pH, ukupnog broja bakterija i broja aerobnih termorezistentnih mezofilnih i termofilnih bakterija. Metode korišćene u ovom radu su propisane važećim propisima.

Dobijeni broj mikroorganizama iskazan je kao logaritamske vrednosti. Primenom t-testa izračunate su razlike.

4. Rezultatii diskusija

Rezultati ispitivanja su dati posebno za kvalitet sirovine i primenjene režime topljenja u zavisnosti od promene pH i broja i grupe mikroorganizama.

4.1. Karakteristike sirovine

Sirovina koja je korišćenjena u proizvodnji sireva je pripremljena tako da su dobijene tri grupe koje su se međusobno razlikovale po dodatku sireva povećane kiselosti. Tehnološki proces je uvek izvođen paralelno da bi se mogao uočiti efekat različitih temperatura na redukciju broja mikroorganizama i promenu pH.

4.1.1. Fizičko-hemijske karakteristike sireva kao sirovine za TS

Sirovina za proizvodnju topljenih sireva su sirevi različitog kvaliteta. Odabrani sirevi su kačkavalj, gauda, beli srpski sir i baskija. Karakteristike odabranih sireva su date u tabeli 1.

Sirevi koji su korišćeni kao sirovina u pripretni MT imaju različitu kiselost i pH. Niska vrednost pH zahtevaće posebtto pomeranje pH sa solima z.a topljenje.

4.1.2. Karakteristika masa za topljenje pripremljenih od date sirovine

Sirovina koja je stajala na raspologanju predsatavljala je polazne komponente za formiranje tri mase za topljenje. Hemijski sastav masa za topljenje dat je u tabelama

Karakteristika MTI je: dobra suva materija i veći procenat masti u suvoj materiji. MT I pre dodavanja aditiva ima pH u optimalnim granicama. Karakteristika mase za topljenje II data je u tabcli 3.

Karakteristika MT II je: suva materija 55.80 % i veći procenat masti u suvoj materiji. Određivanjem pH mase za topljenje pre dodavanja aditiva zapaža se niža vrednost za pH koji se nalazi na donjoj granici za ovu vstu proizvoda. Karakteristika MT III data je u tabeli 4.

Karakteristika MT III je da u osnovnom sastavu ne odstupa značajno od sastava prethodnih masa ali je pH vrednost veoma niska, što je rezultat dodavanja veće količine kiselih sireva.

Belančevine i kalcijum kao parametri važni za kvalitet TS dati su odvojeno za svaku pripremljenu masu za topljenje.

Nalaz belančevina je najmanji u M III, rastvorljivih belančevina ima najviše u M II u kojoj je i dokazano najmanje kalcijuma.

4.1.3. Mikrobiološki nalaz u MT

Pored hemijskih karakteristika sirovine za topljenje značajno mesto zauzima i utvrđivanje broja i grupe mikroorganizama. Poznato je da se primenom temperaturnih režima broj mikroorganizama u MT redukuje a da smanjenje broja zavisi od režima topIjenja i vrste mikroorganizama. Zastupljenost mikroorganizama u pripremljenoj MT dati su u tabeli 6.

Ukupna kontaminiranost MT I − MT III izražena kao srednja vrednost log broja je iznosila 7,26±0.16 do 7.52±0.10. Termorezistentni mezofilni i termorezistentni termofilni mikroorganizmi dokazuju se u MT I 2.07±0.57 i 1.74±0.61, u MT II isti mikroorganizmi su utvrđeni 2.21 ± 0.46 i 1.79 ± 0.58, a u MT III 2.58±0.26 i 1.37±0.45 iskazani kao srednja vrednost log broja.

4.1.4. Karakteristike pripremljenih masa za topljenje posle dodavanja soli za topljenje

Pripremljenim MT dodati su aditivi, tako da je izvršena korekcija pH kao što se vidi u tabeli 7.

Posle dodavanja soli za topljenje masa pripremljena za proces topljenja imala je pH u granicama koje zahteva proces.

4.2. Termička obrada mase za topljenje

Temička obrada mase za topljenje obavljena je na temperaturi od 85°C u trajanju 7 min i na temperaturi 136°C u trajanju od 4 sek. Dobijeni rezultati redukcije broja mikroorganizama primenom različitih režima topljenja prikazani su u tabelama. Prosečna vrednost ukupnog broja mikroorganizama u topljenom siru iskazanih kao srednja vrednost log broja prikazana je u tabeli 8.

Logaritamske vrednosti za broj mikroorganizama u topljenom siru posle termičke obrade pokazuju zavisnost od visine temperature termičke obrade. Temperatura termičke obrade od 85°C ukupno redukuje manji broj mikroorganizama od temperature od 136°C. Redukcija broja mikroorganizama u topljenim sirevima u zavisnosti od režima topljenja data je u tabeli 9.

Rezultati prikazani u tabeli pokazuju da je redukcija broja mikroorganizama iznosila 3.62 log primenom tem. topljenja od 85°C i 4.56 log primenom tem. topljenja od 136°C. Statistički su upoređeni rezultati ukupnog broja mikroorganizama, broja termorezistentnih mezofilnih i termorezistentnih termofilnih mikroorganizama dobijeni primenom različitih režima topljenja. Zapažene su razlike u broju ispitivanih mikroorganizama u topljenom siru u zavisnosti od odabranih režima topljenja. Razlike u broju mikroorganizama primenom različitih režima topljenja testirane su t-testom, i rezultati su prikazani u tabeli 10.

T-testom je utvrđeno da postoji visoka značajnost razlika između primenjenih temperatura topljenja za ispitivane grupe mikroorganizama.

Promene pH TS u zavisnosti od početnog pH MT i od režima topljenja prikazani su u tabeli 11.

Promene u pH TS ne zavise od primenjenog režima topljenja. Rezultati prikazani u tabeli 11 potvrđuju da se zadržavaju karakteristike pH sirovine i da je posle topljenja u topljenom siru pH niži nego u pripremljenoj MT.

5. Zaključak

1. Hemijski sastav MT direktno zavisi od kvaliteta i količine sireva kao sirovine. Dodavanje kiselih sireva u MT dircktno utiče na pH MT.
2. Korekcija pH MT sa dodavanjem soli za topljenje je moguća. Ekstremne vrednost pH MT posle procesa topljenja zadržavaju niske vrednosti, koje su nepoželjne u TS dobrog kvaliteta.
3. Ukupan broj mikroorganizama u MT bio je od 7.26-7.52, a broj termorezistentnih od 1.37 do 2.58 izražen kao log vrednost. Režimima obrade MT redukovan je UB za 3.62 log primenom tem. topljenja od 85°C i 4.56 log primenom tem. od 136°C. T-testom je dokazana visoko značajna razlika između primenjenih temperatura topljenja kako na UB tako i na TRM i TRT mikroorganizme.