Macerované ovoce a zelenina
VŠCHT Praha - TZOZ 20
1
Macerované ovoce a zelenina nápoje či jemné protlaky tekuté konzistence kromě ovocné šťávy obsahují i jemně dispergované části rostlinného pletiva odstraněny jsou pouze hrubé nepoživatelné části ovocné šťávy a nektary – tekuté ovoce (i zelenina), dřeňové šťávy, džusy dětská výživa dříve ovocné krémy - s větším přídavkem cukru druhově surovina velmi pestrá, tj. i zelenina 2 VŠCHT Praha - TZOZ 20
Macerované ovoce a zelenina přednosti vazba aromatických látek na nerozpustnou dužninu dokonalejší zachování látkové hodnoty suroviny dobré předpoklady pro zachování labilních složek důsledek účinné inaktivace enzymů během macerace dobré předpoklady pro fortifikaci
výborná stravitelnost lepší dosažení hospodárnosti provozu
základní problém homogenita výrobků stabilita disperze VŠCHT Praha - TZOZ 20
3
Macerované ovoce a zelenina princip - dokonalé zhomogenování zvětšení povrchu částic, resp. zmenšení jejich průměru od určité míry brání trvale sedimentaci pevného podílu desintegrace rostlinného pletiva mechanická (spíše tepelně-mechanická) enzymová pro dokonalou stabilitu zákalu optimální současné použití obou způsobů údaje o vlivu technologického zpracování na stabilitu zákalu dřeňových nápojů se- TZOZ dosti VŠCHT Praha 20 zásadně odlišují 4
Stabilita zákalu – obecná pravidla rychlost sedimentace kalových částic Stokesův zákon
s c .g .d
2
18.c
kde v = rychlost sedimentace částic (m.s-1) s = specifická hmotnost částic zákalu (kg.m-3) c = specifická hmotnost kapalné fáze (kg.m-3) g = tíhové zrychlení (m.s-2) d = průměr sedimentujících částic (m) VŠCHT Praha - TZOZ 20 c = dynamická viskozita kapalné fáze (Pa.s) 5
Stabilita zákalu – obecná pravidla mechanická desintegrace co nejmenší velikost pevných částic (uplatňuje se druhou mocninou) teorie - zhruba do 3 m zákalové částice podléhají Brownovu pohybu a nesedimentují reálné nápoje – dle vizkozity nesedimentují i částice o průměru 100-200 m
enzymová desintegrace k rozrušení rostlinného pletiva i významné zvýšení viskozity kapalné fáze nutno aplikovat enzymové preparáty určitého typu (viz dále) VŠCHT Praha - TZOZ 20
6
Enzymové ošetření rostlinných materiálů čtyři stupně podle degradace pletiva: macerace převedení pletiva na suspenzi buněk měly by zůstat většinou nepoškozené tento stupeň rozrušení pletiva je údajně optimální pro přípravu dřeňového nápoje se stabilním zákalem Rohament P nebo Irgazym M-10 atd., (prakticky čistá polygalakturonasa)
enzymové rozrušení výlisků („Pulp-Enzyming", "Maische Fermentation") stěny buněk pletiva již částečně poškozeny rozpustný pektin je do značné míry degradován úprava výtěžnosti během lisování kombinované preparáty na bázi pektolytických a dalších VŠCHT Praha - TZOZ 20 enzymů s omezenou aktivitou
7
Enzymové ošetření rostlinných materiálů čtyři stupně podle degradace pletiva: ztekucení buněčné stěny pletiva kompletně rozrušeny přídavek celulolytických enzymů k preparátům způsobujícím předchozí stupeň rozrušení rostlinného pletiva
zcukření většina polysacharidů rostlinného pletiva na mono a disacharidy. aplikace hemicelulas a glykosidas spolu se ztekujícími enzymy
v EU povoleny pro zpracování ovoce jen pektolasy, amylasy a proteasy celulasy a hemicelulasy nepřípustné pozor lze při zpracování zeleniny VŠCHT Praha - TZOZ 20
8
Stabilita zákalu dřeňových nápojů rozhodující faktory přiměřené zmenšení průměrů zákalových částic zvýšení viskozity kapalného podílu a hydratační kapacity rozpustných pektinů i pektinových látek vázaných na buněčné stěny podpoření jejich funkce jako ochranného hydrokoloidu
další faktory elektrostatické síly důsledek změn distribuce nábojů a iontů podstata v mnohém nejasná nutno spoléhat na empirické zkušenosti možná příčina rozporných údajů o stabilitě dřeňových nápojů VŠCHT Praha - TZOZ 20 9
Stabilita zákalu dřeňových nápojů z empirie stabilní zákal neslazené nápoje - velikosti částic 1 m slazené nápoje - částice 10-100 m koloidy 1-500 nm
v praxi skutečně stabilní zákal u dřeňových nápojů vyšší viskozity jinak přídavky ochranného hydrokoloidu vjem plnosti chuti doporučovány přídavky HM pektinů, alginátů, karagenanu, furcelaranu, guarové gumy, CMC, popř. karobové gumy atd.
aplikace zákalotvorných bází VŠCHT Praha - TZOZ 20 nutnost homogenizace
10
Technologický postup významná rychlost zpracování < 20 min nelze při enzymové maceraci ztráty oxilabilních složek nutno připustit vytvořit podmínky pro jejich přidání do produktu
Hlavní fáze výroby: fáze I. - výběr suroviny a předběžné úpravy: v bezvadném stavu v optimální zralosti (obsah aromatických složek, barviv a šťávy minimální kontaminace mikroorganismy VŠCHT Praha - TZOZ 20 11 příjem suroviny, uskladnění, praní, třídění - vše velmi pečlivě surovina
Technologický postup Hlavní fáze výroby: fáze II. - odstranění nepoživatelných částí: odstopkování, loupání (např. citrusy), hrubé dělení vše velmi rychle s ohledem na antioxidační aspekty
fáze III. - macerace = desintegrace:
z hlediska kvality rozhodující fáze potlačení oxidas, odvzdušnění stabilizace disperze případné zachycení aromatu
fáze IV. - chuťové korekce: přislazení, přikyselení může být i před desintegrací
fáze V. - konzervace: prakticky výhradně sterilace záhřevem mimo obal i v obalu VŠCHT Praha - TZOZ 20
fáze VI. – skladování
12
Podrobnosti technologického procesu- macerace v praxi vždy vhodná osvědčená kombinace zákroků macerace mechanická základem vždy prováděna v kombinaci s tepelným zákrokem
macerace enzymová doplněk mechanického rozmělnění VŠCHT Praha - TZOZ 20 nikdy se nepoužívá sama o sobě
13
Mechanická macerace analogie výroby velmi jemných protlaků vystření suroviny velice dokonalé, jemné otázka postupu při kombinaci mechanického rozmělnění a tepelného ošetření možnosti
současná desintegrace + protírání + termoinaktivace
mikronor
oddělení ohřevu a desintegrace 14 rozvařeče + pasírky
VŠCHT Praha - TZOZ 20
VŠCHT Praha - TZOZ 20
15
Macerace enzymová enzymy vždy do suroviny alespoň hrubě desintegrované vždy v kombinaci s ostatními způsoby struktura primární buněčné stěny
VŠCHT Praha - TZOZ 20
16
VŠCHT Praha - TZOZ 20
17
VŠCHT Praha - TZOZ 20
18
Macerace enzymová pro dřeňové šťávy optimální stádium macerace enzymy vždy do ovoce zahřátého, tj. bez enzymů podmínky:
teploty okolo 50 oC doba 30-90 min - podle typu i koncentrace enzymu pH 3,5-5 zakončení záhřevem nad 70 oC výsledkem husté pyré
enzymy – čistá polygalakrutronasa někdy doporučovány i enzymy s celulolytickou aktivitou (Rohament PC) pyré je řidší VŠCHT Praha - TZOZ 20 19 nevýhodou diskontinualita možnost oxidací
Chuťové úpravy
přikyselení, doslazení, aromatizace atd. možnosti fortifikace AK atd.
VŠCHT Praha - TZOZ 20
20
N.Město 10/2002
VŠCHT Praha - TZOZ 20
21
Deaerace v důsledku desintegrace a míchání velký obsah O2 (běžně 8-10 ppm) deaerace princip: vstřikování horké hmoty (50-60 °C) do přiměřeného vakua v tenkém filmu obvykle ve tvaru kužele velký povrch nižší teploty a vyšší tlak značně pomalejší deaerace část kapaliny se rychle odpaří pokles teploty o několik stupňů tlak a teplota regulovány tak, aby šťáva odcházela 2-5 °C pod teplotou varu při aktuálním tlaku páry do interního kondenzátoru, kondenzát navracen do šťávy odvod šťávy ode dna tak, aby se nestrhávaly plyny kyslík odsát v množství úměrném použitému vakuu (typické zbytkové hodnoty 0,5 ppm) příznivá možnost macerace buněk a odpaření části vody nepříznivá možnost ztráty aroma
možná doplňující opatření: aplikace antioxidantů - kyselina askorbová hermetičnost čerpacíhoVŠCHT systému Praha - TZOZ 20 22 aparatury důsledně pouze ze skla, nerezi, popř. kvalitních plastů
N.Město 10/2002
VŠCHT Praha - TZOZ 20
23
Homogenizace i po velmi jemném protření na pasírkách nepostačující stabilita disperze protlaku nezbytné zmenšit dále velikost částic rostlinného pletiva použití homogenizátorů principy homogenizátorů: koloidní mlýny tření mezi plochami mlecích elementů (kamenů) hrozí provzdušnění a nadměrné zahřívání při výrobě kalných šťáv se nepoužívají
kladívkové mlýny systém kladívek volně zavěšených na rotující hřídeli uvnitř jemného síta Praha - TZOZ 20 24 opět provzdušnění VŠCHT nepoužívá se
Homogenizace principy homogenizátorů: tlakové homogenizátory protlačování materiálu porézní deskou (cca 45 MPa) nevhodné - póry desek se ucpávají
vstřikování materiálu pod velkým tlakem (několik desítek MPa) tryskou proti desce jejich aplikace při výrobě kalných nápojů zmiňována účinek kavitační, střihový, podobně jako u pístových homogenizátorů VŠCHT Praha - TZOZ 20
25
Homogenizace ultrazvukový homogenizátor (Rapisonic) materiál čerpán proti ocelovému břitu(1,4-2,5 MPa + velká rychlost) vibrací o frekvenci f 20 MHz elektrickým pohonem samotným proudem kapaliny
efekt zejména kavitací,ale i střihovým působením frekvence ovládána nastavením upnutí břitu.
homogenizátor Rannie štěrbina LW (liquid whirling) – cca 200-300 m pracovní tlak 20 MPa VŠCHT Praha - TZOZ 20 účinek - kavitace, turbulence, střihový efekt
26
VŠCHT Praha - TZOZ 20
27
VŠCHT Praha - TZOZ 20
28
Homogenizace pístový, tlakový homogenizátor v současnosti snad nejpoužívanější typ vysokotlaká pumpa (tlaky 10 až 70 MPa) materiál několik po sobě jdoucích pístů (ventilů) v sedlech ventilů úzké štěrbiny (šířka cca 0,3 mm) velké rychlosti materiálu (řádově 8000 – 9000 m.s-1) následuje rozšíření a prakticky okamžité zastavení extremní turbulence extremní střihové síly zmenšování velikosti částic doprovodný účinek kavitace mechanického rozbíjení částic VŠCHT Praha - TZOZ 20
29
N.Město 10/2002
VŠCHT Praha - TZOZ 20
30
Problematika sterilace dnes výhradní způsob konzervace sterilace v obalech sterilace mimo obal horký rozliv či aseptické plnění
někdy dřeňové šťávy zpracovávány na koncentráty – spíše zahraničí VŠCHT Praha - TZOZ 20
31
N.Město 10/2002
VŠCHT Praha - TZOZ 20
32
N.Město 10/2002
VŠCHT Praha - TZOZ 20
33
VŠCHT Praha - TZOZ 20
34