Intenzivna istraživanja koja se vrše poslednjih 20 godina na području tehnologije sokova i koncentrata u svetu i kod nas, doprinela su da se iz odgovarajućih, tehnološki zrelih sirovina mogu proizvoditi visokokvalitetni bistri i kašasti sokovi i koncentrati raznog voća i povrća.

Ako se podsetimo da je švajcarski vinarski stručnjak Müller-Thurgau oko 1896. godine, među prvima u svetu počeo proizvoditi pasterizirani grožđani i nešto kasnije i jabučni sok, onda možemo zaključiti da je u Evropi švajcarska bila kolevka voćnih sokova, odakle se ta proizvodnja širila u druge evropske zemlje, kao i u Ameriku, Australiju, Aziju, Afriku itd.

U Evropi su apsolutnu dominaciju na području tehnologije i tehnike, tj . proizvodnje mašina i uređaja za proizvodnju sokova i koncentrata imali do 1950. godine Švajcarci, Nemci, Austrijanci, Francuzi, Englezi te nešto kasnije Belgijanci, Holanđani i Italijani. Sjedinjene američke države (USA) su svojim ogromnim stručnim i naučnim potencijalom, tehničkim mogućnostima i kapacitetima proizvodnje, brzo prevazišle evropska dostignuća i razradile neke nove tehnologije prerade citrusa, ananasa, manga, guave, paradajza i drugih sirovina u visokokvalitetne sokove i koncentrate. Ova dostignuća su se brzo reperkutovala u raznim evropskim zemljama i širila dalje na sve kontinente.

Za našu zemlju i susedne zemlje (Mađarska, Bugarska, Rumunija, Grčka, Turska i Italija), koje raspolažu visokokvalitetnom sirovinskom bazom jagodastog, bobičavog, koštičavog i jabučastog voća, zatim raznog povrća kao što je paradajz, paprika, mrkva, cvekla itd., bio je od presudnog značaja razvoj tehnike i tehnologije ugušćivanja sokova, koji je omogućio visokokvalitetnu proizvodnju raznih koncentrata voća i povrća.

Ekonomski značaj proizvodnje raznih koncentrovanih sokova i kaša od voća i povrća ogleda se pre svega u činjenici da se ishodna sirovina odgovarajućom preradom ugusti na najmanje petinu početnog volumena, čime se najmanje pet puta ušteđuje na ambalažnom materijalu, skladištnom i transportnom prostoru, povećavaju se kapaciteti prerade svežih sirovina, a zemlje proizvođači tih koncentrata, postaju jaki izvoznici koji izvozom raznih koncentrata ostvaruju godišnje znatne devizne efekte. S druge strane, zemlje koje su siromašne pomenutim vrstama voća i povrća, uvozom ovih koncentrata doprinose pravilnijoj ishrani i povećavaju životnog standarda svojih naroda.

Iz ovog uvodnog razmatranja proizlazi da je naša zemlja kao proizvođač i izvoznik raznih koncentrata morala uz kvalitetne sirovine raspolagati odgovarajućom tehnologijom i tehnikom, kako bi se omogućila proizvodnja visokokvalitetnih koncentrata i osigurao njihov plasman na domaćem i inostranom tržištu. Ubrzo se pokazalo, da uvezena tehnologija i tehnika, koja se zasniva uglavnom na preradi jabuke, grožđa i ribizla, ne zadovoljava i da daje tamne, oksidisane i često puta pregorene proizvode. Tako se npr. termosenzibilni sokovi jagodastog i bobičavog voća i mnogi drugi sokovi i kaše, voća i povrća ne mogu ugušćivati u dvo i trostepenim isparnim stanicama gde se ugušćivani proizvod podvrgava termičkom tretiranju kroz razmerno duže vreme i na temperaturama od 80 do 95°C. Ovakvi uređaji sa koncentrisanje i njima pridruženi uređaji za separiranje arome koji uglavnom rade pod normalnim pritiskom na povišenim temperaturama (100 do 105°C) i sa veoma niskim stepenom isparenja (15 do 20%), uopšte ne dolaze u obzir za proizvodnju visokokvalitetnih koncentrata voća i povrća.

U takvoj situaciji bili smo prisiljeni, obzirom na specifičnost naše sirovinske baze, razvijati našu tehnologiju i tehniku proizvodnje koncentrovanih sokova i kaša, kod čega ključno mesto zauzimaju kod proizvodnje bistrih koncentrata operacije ugušćivanja i dearomatizacije, a kod proizvodnje kašastih koncentrata operacije enzimatskog tretiranja i separiranja kaše na čvrstu fazu (pulpa, voćno meso) i tekuću fazu (sok, serum).

Veliki doprinos razvoju naše jugoslovenske tehnologije i tehnike proizvodnje sokova i koncentrata omogućila je fabrika mašina i uređaja za hemijsku i prehrambenu industriju, “Jedinstvo” – Zagreb, koja danas proizvodi savremene kompletne linije za proizvodnju raznih sokova, kaša, paradajz koncentrata i drugih vrsta koncentrata, cisterne za skladištenje sokova i koncentrata itd. Međutim glavni domet ove fabrike na tom području je postignut između 1955. i 1965. Godine, konstrukcijom i izvođenjem niskotemperaturnih uparivača za sokove (NTI) , gde temperatura ugušćivanja sokova ne prelazi 30°C, zatim konstrukcijom i izvođenjem vakuumskih i vakuum-atmosferskih uređaja za separiranje aroma. Ovi uređaji su danas po tehnološkoj koncepciji i tehničkim rešenjima vodeći u Evropi. Ovi koncentratori i uređaji za separiranje arome omogućavaju da naše fabrike koncentrata „Stubičanka“ – G.Stubica, „Vino Župa“ – Aleksandrovac, „Bosanka” – Doboj itd.), proizvode i izvoze visokokvalitetne bistre koncentrate od raznog voća.

Danas je moguće primenom savremenih niskotemperaturnih koncentratora i odgovarajućih uređaja za separiranje arome, proizvoditi visokokvalitetne bistre koncentrate raznog voća i povrća. Pokušaj da se na tim istim ili sličnim uređajima proizvode i ugušćene kaše tzv. kašasti koncentrati voća i povrća, nije uspeo sem delimično za paradajz koncentrat koji se proizvodi na poznatim paradajz-linijama. Glavni razlog tom neuspehu je činjenica, da se proporcionalno stepenu ugušćivanja povećava viskozitet i lepivost ugušćivane mase, pa brzo dolazi do smanjivanja isparavanja vode usled opadanja toplotne provodljivosti (k), do lepljenja proizvoda na stenke uparivača, te do pregorevanja.

Ovaj problem među prvima u svetu uspešno su resili ŠULC D. i ĆIRIĆ D. u svom patentiranom postupku (1965), za proizvodnju „kašastih koncentrata voća i povrća“ (Jug.patent.br. 28941-P-1657/65), što otvara nove perspektive sa racionalnije korišćenje sirovinske baze, produženje sezone prerade voća i povrća i korišćenje univerzalnih linija sa proizvodnju bistrih i kašastih koncentrata od raznog voća i povrća (vidi detaljnije pod „Tehnologija kašastih koncentrata”).

Na našem Tehnološkom fakultetu u Novom Sadu – Odeljenje za tehnologiju prerade voća i povrća, već 15 godina se sistematski proučava, usavršava i unapređuje Tehnologija sokova i koncentrata u stalnom kontaktu sa vodećim institucijama i naučnicima u zemlji i svetu, kao i u stalnom kontaktu i saradnji sa našom industrijom sokova i koncentrata. O tome svedoče preko 50 stručnih i naučnih publikacija, preko 40 diplomskih i 5 magistarskih radova i 3 odbranjene doktorske disertacije, koje tretiraju pomenutu problematiku, a urađene su na pomenutom Odeljenju Tehnološkog fakulteta u Novom Sadu. Za ova naša istraživanja veliku finansijsku pomoć nam je pružao i pruža prijašnji Fond za naučni rad, a sadašnji PZNR sa naučni rad SAP Vojvodine, koji je npr. finansirao uspešno provedena trogodišnja istraživanja dinamike separiranja voćnih aroma (1967, 1968. i 1969. god.), a isto tako omogućio nam je da uspešno završimo i ova trogodišnja istraživanja pod naslovom „RAZRADA TEHNOLOGIJE PROIZVODNJE BISTRIH I KAŠASTIH KONCENTRATA OD VOĆA I POVRĆA”.

Osnovne koncepcije za izvršena trogodišnja istraživanja u 1973, 1974. i 1975-toj godini bile su da se laboratorijski i poluindustrijski, te delom industrijski ispitaju sve najvažnije operacije kod proizvodnje bistrih i kašastih koncentrata voća i povrća koje su iz stručne literature nedovoljno poznate i obrađene, ili predstavljaju ključne karike u procesu proizvodnje. Kod toga se polazilo od činjenice da su mnoge operacije odnosno mašine i uređaji na kojima se te operacije odvijaju, zajedničke za proizvodnju bistrih i kašastih koncentrata, pa je prema tome moguće na jednoj univerzalnoj liniji proizvoditi obe vrste koncentrata, zavisno od dozrevanja i prispeća pojedinih sirovina. Na taj način se mnogo racionalnije koriste mašine i uređaji, produžuje sama proizvodnja i povećava obim (bruto produkt) proizvodnje.

Izvršena istraživanja obuhvatila su sledeće:

1973. godina

1. Izučavanje domaće i inostrane stručne literature sa područja tehnologije sokova i koncentrata voća i povrća;
2. ispitivanja optimalne depektinizacije na pojedinim sirovinama i kašama voća i povrća,
3. ispitivanja optimalnog odvajanja tekuće i čvrste faze primenom presanja, centrifugiranja, centrifugalnog dekantera,
4. ispitivanja optimalnih uslova dearomatizacije i ugušćivanja sokova,
5. ispitivanja optimalnih uslova pasterizacije odnosno sterilizacije dobijenih koncentrata,
6. ispitivanja ambalažnog materijala i izbor najpodesnije ambalaže za bistre i kašaste koncentrate.

1974. godina

1. Razrada tehnoloških procesa za proizvodnju pojedinih vrsta bistrih i kašastih koncentrata,
2. poluindustrijska i delom industrijska ispitivanja proizvodnje bistrih koncentrata maline, kupine, višnje, borovnice i jabuke,
3. poluindustrijska i delom industrijska ispitivanja proizvodnje kašastih koncentrata jagode, maline, višnje, kajsije i breskve,
4. ispitivanja odgovarajuće ambalaže sa bistre i kašaste koncentrate.

1975. godina

1. Poluindustrijska i delom industrijska ipsitivanja proizvodnje bistrih koncentrata grožđa i cvekle,
2. poluindustrijska i delom industrijska ispitivanja proizvodnje kašastih koncentrata paradajza, paprike i mrkve,
3. ispitivanja odgovarajuće ambalaže sa bistre i kašaste koncentrate

Sem izvršenih tehnoloških ispitivanja u laboratorijskom, poluindustrijskom i industrijskom merilu ispitan je kvalitet ishodnih sirovina, polufabrikata i finalnih proizvoda uobičajenim laboratorijskim ispitivanjima hemijskog sastava, zatim su vršena ispitivanja bojenih, aromatičnih i pektinskih materija, te pektolitičkih enzima u svim slučajevima gde je to bilo potrebno. Izvršena ispitivanja predstavljaju jednu zaokruženu celinu, pa će se ovaj završni elaborat prikazati u formi knjige, koja je namenjena pre svega, stručnjacima industrije sokova, a može korisno poslužiti studentima odgovarajućih fakulteta i stručnjacima te naučnicima, koji se ovom oblašću (problematikom) bave.

Ovaj završni elaborat (knjiga) obuhvata:

• Opšti deo u kojem su obrađene aromatične, bojene i pektinske materije, te pektolitički enzimi, tj. sve one materije koje su od presudnog značaja kod proizvodnje bistrih i kašastih koncentrata voća i povrća.
• Specijalni deo koji obuhvata pre svega sirovine za proizvodnju bistrih i kašastih koncentrata, te samu tehnologiju proizvodnje bistrih, odnosno kašastih koncentrata. U vezi tehnologije izneti su takođe problemi ambalaže i skladištenja raznih koncentrata. Na kraju je dat prikaz jedne univerzalne linije sa proizvodnju bistrih i kašastih koncentrata voća i povrća.

Prof. dr Delimir Šulc

Sadržaj

UVOD

OPŠTI DEO

1. AROMATIČNE MATERIJE VOĆA I POVRĆA
2. BOJENE MATERIJE VOĆA I POVRĆA
2.1. Encimatsko tamnjenje sokova i koncentrata
2.2. Neencimatsko tamnjenje sokova i koncentrata
3. PEKTINSKE MATERIJE VOĆA I POVRĆA
4. PEKTOLITIČKI ENCIMI
4.1. Pektolitički preparati i njihova primena

SPECIJALNI DEO

1. PREGLED OSOBINA SIROVINA KORIŠĆENIH ZA PROIZVODNJU BISTRIH I KAŠASTIH KONCENTRATA VOĆA I POVRĆA

1.1. Sirovine voća
1.2. Sirovine povrća
1.3. Određivanje kvaliteta ispitivanih sirovina
1.4. Pektinske materije u sirovinama

I. TEHNOLOGIJA BISTRIH KONCENTRATA VOĆA I POVRĆA

Uvodne informacije

I.1. Kratak pregled razvoja tehnologije bistrih koncentrata voća i povrća u svetu i kod nas
I.2. Definicija i svojstva bistrih koncentrata voća i povrća
I.3. Primena bistrih koncentrata voća i povrća

TEHNOLOŠKI PROCESI PROIZVODNJE BISTRIH KONCENTRATA VOĆA I POVRĆA

I. A. PROIZVODNJA MATIČNIH SOKOVA
I. A. a) Priprema sirovina
I. A. b) Primarno toplotno tretiranje
I. A. c) Depektinizacija kaše pre odvajanja soka
I. A. d) Odvajanje soka iz kaše voća i povrća

1. Odvajanje soka primenom sile pritiska
2. Odvajanje soka primenom centrifugalne sile
3. Odvajanje soka protivstrujnom ekstrakcijom
4. Iskorišćenja na soku dobijena primenom sile pritiska i primenom centrifugalne sile

I.A. e) Grubo bistrenje dobijenog matičnog soka
I.A. f) Odzračivanje, pasterizacija i skladištenja matičnih sokova

I.B. PRERADA MATIČNIH SOKOVA U BISTRE KONCENTRATE (BISTRENJE I UGUŠĆIVANJE MATIČNIH SOKOVA)

I.B. a) Bistrenje matičnih sokova
I.B. b) Ugušćivanje matičnih sokova uz primenu uređaja za separiranje arome
I.B. c) Pasterizacija, ambalažiranje i skladištenje bistrih koncentrata
I.B. d) Iskorišćenja na bistrim koncentratima

II. TEHNOLOGIJA KAŠASTIH KONCENTRATA VOĆA I POVRĆA

Uvodne informacije
II.1. Pregled razvoja tehnologije kašastih koncentrata voća i povrća u svetu i kod nas
II.2. Definicija i svojstva kašastih koncentrata voća i povrća
II.3.Primena kašastih koncentrata voća i povrća

TEHNOLOŠKI PROCESI PROIZVODNJE KAŠASTIH KONCENTRATA VOĆA I POVRĆA

II.A. PROIZVODNJA KAŠA OD VOĆA I POVRĆA

II.A. a) Priprema sirovina
II.A. b) Primarno toplotno tretiranje
II.A. c) Encimatsko tretiranje usitnjenih sirovina (maceracija)
II.A. d) Vruće pasiranje voća, odnosno povrća i hlađenje
II.A. e) Odzračivanje, pasterizacija, odnosno sterilizacija i skladištenje dobijenih kaša voća i povrća

II.B. PRERADA KAŠA VOĆA I POVRĆA U KAŠASTE KONCENTRATE

II.B. a) Separiranje kaša voća i povrća dekanterom
II.B. b) Grubo bistrenje i ugušćivanje serum koncentrata
II.B. c) Finalizacija kašastih koncentrata
II.B. d) Odzračivanje i pasterizacija, odnosno sterilizacija kašastih koncentrata voća i povrća
II.B. e) Ambalažiranje i skladištenje kašastih koncentrata sa iskorišćenjem na kašastim koncentratima

II.C. KOMPARATIVNA ISPITIVANJA KVALITETA PARADAJZ KONCENTRATA PROIZVEDENIH PO KLASIČNOM I PO MODIFIKOVANOM SERUM POSTUPKU

II.C.1. Metodika ispitivanja
II.C.2. Ispitivanja kvaliteta dobijenih paradajz koncentrata
II.C.3. Rezultati izvršenih ispitivanja
II.C.4. Diskusija dobijenih rezultata

D. PUNJENJE I ČUVANJE SOKOVA, KAŠA, BISTRIH I KAŠASTIH KONCENTRATA POD STERILNIM USLOVIMA U CISTERNAMA

E. AMBALAŽIRANJE I SKLADIŠTENJE BISTRIH I KAŠASTIH KONCENTRATA OD VOĆA I POVRĆA

E.1. Rezultati ispitivanja i diskusija
E.2. Zaključak

III. UNIVERZALNA LINIJA ZA PROIZVODNJU BISTRIH I KAŠASTIH KONCENTRATA VOĆA I POVRĆA

IV. KVALITATIVNE KARAKTERISTIKE PROIZVEDENIH BISTRIH I KAŠASTIH KONCENTRATA VOĆA I POVRĆA

IV.1. Određivanje aromatskih materija sirovina i proizvoda
IV.2. Promene bojenih materija tokom proizvodnje bistrih i kašastih koncentrata
IV.3. Određivanja neencimatskog posmeđivanja sokova,kaša i koncentrata
IV.4. Određivanje hemijskog sastava proizvedenih bistrih i kašastih koncentrata

Zaključak