Technologie zpracování ovoce a zeleniny II

Transkript

1 Sylabus textů k přednáškám z předmětu Technologie zpracování ovoce a zeleniny II Doc. Ing. Jaroslav Dobiáš, CSc. Provizorní učební text V Praze TZOZ II /01

2 Obsah 5. Rozmělněné výrobky 5.1 Použití hydrokoloidů v potravinářském průmyslu Klasifikace potravinářských hydrokoloidů: Základní fyzikální vlastnosti hydrokoloidů Použití hydrokoloidů při zpracování ovoce a zeleniny 5.2 Výroba rozmělněných ovocných polotovarů protlaků 5.3 Princip tvorby pektinového rosolu Výskyt a výroba pektinu : Chemie pektinu Tvorba rosolu : 5.4 Výroba ovocných pomazánek Výroba klasických ovocných pomazánek s vysokým obsahem cukru Výroba ovocných pomazánek se sníženým obsahem cukrů 5.5 Výroba povidel 5.6 Výroba rajčatového protlaku Typy odparek používané v potravinářském průmyslu Výroba rajčatového protlaku 5.7 Výroba rajčatového kečupu 5.8 Výroba špenátového protlaku 6. Macerované ovoce a zelenina 7. Výroba lisovaných, čiřených šťáv, nealko nápoje 7.1 Obecné aspekty 7.2 Technologický postup Pektolýza drti Lisování 7.3 Výroba konzumních sirupů 7.4. Výroba nealko nápojů 8. Výroba šťávních koncentrátů 8.1 Systém pektolytických enzymů 8.2 Membránové procesy 8.3 Čiření šťáv Pektolýza Vysrážení kalů Separace uvolněných kalů 9. Speciální výroby 9.1. Výroba pektinu 9.2 Výroba hořčice 9.3 Výroba ovocných vín 9.4 Základy výroby révového vína 10. Hygiena a sanitace 11. Základy systému kritických bodů (HACCP) TZOZ II /01 2

3 5. Rozmělněné výrobky 5.1 Použití hydrokoloidů v potravinářském průmyslu Definice: Hydrokoloidy jsou polymerní látky rozpustné nebo dispergovatelné ve vodě za vzniku koloidních systémů. V potravinářském průmyslu se používají zejména pro ovlivnění funkčních vlastností potravin, především jejich struktury a textury. Jsou charakteristické zahušťujícím nebo až rosolotvorným účinkem, dále se využívají i jejich emulgační, stabilizační, resp. filmotvorné schopnosti. Označení pro hydrokoloidy se v anglosasské literatuře používá termín gums, polymery nerozpustné ve vodě označovány jako resins. Význam hydrokoloidů průmyslová produkce klasických potravin, vývoj potravinářských výrobků s netradičními vlastnostmi. Z praktického hlediska významné Pro každý konkrétní účel lze v literatuře nalézt doporučení na celou řadu hydrokoloidů. Je však si třeba uvědomit velké rozdíly ve vlastnostech jednotlivých činidel a z toho plynoucí problémy s jejich náhradou, resp. vzájemnou zastupitelností. Při použití každého z nich se totiž finální výrobek může vlastnostmi dosti podstatně lišit. Například ovocná pomazánka na bázi vysokoesterifikovaného pektinu bude mít zcela jiný charakter než pomazánka na bázi alginátu, i když výchozí surovina, ph, obsah rozpustné sušiny a další parametry obou výrobků budou stejné. Rosol se může zdát nevhodný příklad, textura rosolu se snadno může značně lišit. Podobná situace ale nastává i při používání hydrokoloidů jako stabilizátorů, zahušťovadel atd. Zdánlivě se může zdát pro daný výrobek nepodstatné čím je zahuštěn, ale záměna použitého hydrokoloidu může způsobit: 3 TZOZ II /01

4 rozdílné rheologické chování během technologického procesu v důsledku nestejné reakce na změny technologických podmínek (různá odezva na změny teploty, vodní aktivity, hodnoty ph atd.), změny ve způsobu technologického zpracování tak mohou vyžadovat i změnu typu použitého hydrokoloidu, ovlivnění organoleptických vlastností neboť preparáty i když z tohoto pohledu neutrální, mohou nestejně působit na aroma, chuť atd. Kromě toho, že řada hydrokoloidů je doporučována pro stejný účel, platí naopak, preparáty daného hydrokoloidu se vyskytují v řadě modifikací, úprav pro určitý způsob použití, které opět není možné zaměňovat. Jako příklad stačí uvést rozdíly mezi rychle a pomalu tuhnoucími preparáty pektinu, kdy pouze rozdíl ve stupni esterifikace o % při ostatních charakteristikách podobných (RM, atd.) má za následek zásadně odlišné požadavky na podmínky výroby ovocných pomazánek. Preparáty tedy nelze svévolně zaměňovat. Z uvedeného vyplývají dva důležité závěry: pro většinu potravinářských aplikací není možné tvrdit, že některý hydrokoloid je obecně nejlepší. Vhodnost závisí na řadě faktorů včetně složení výrobku, typu použité technologie atd., při návrhu technologie výroby je třeba mít konkrétní představu o použitém preparátu. Náhrady jednoho typu koloidu druhým často vyžadují i zásahy do uspořádání vlastní linky Klasifikace potravinářských hydrokoloidů: Přirozené hydrokoloidy: extrakty ze dřeva stromů nebo z jejich výronů: o arabská guma, o tragant, o guma karaya, o guma ghatti, o modřínový hydrokoloid a další. extrakty ze semen nebo kořenů rostlin: TZOZ II /01 4

5 o guarová guma, o guma ze svatojánského chleba (karobová guma, locust beam gum přečištěný endosperm semen stromu Rohovník obecný), o hydrokoloid ze semen rostlin rodu psyllium, o hydrokoloid ze semen kdoule. extrakty z mořských řas: o agar (D-galaktóza, 3,6 anhydro-l-galaktóza), o alginát (D manuronová a D guluronová kyselina), o karagenan (D-galaktosa, 3,6 anhydro-l-galaktóza, + jejich sulfáty), o furcellaran (analogie karagenanu, méně sulfátů) a další. ostatní: o pektin, o želatina (typ A pi = 7-9, typ B pi = 4,7-5,1), o škrob, o bílkoviny (vaječné, mléčné, sojové a další). Modifikované hydrokoloidy (přísnější hygienická omezení) deriváty celulózy: o karboxymetylcelulóza, o metylcelulóza, o hydroxypropylmetylcelulóza a další ethery, o krystalická celulóza a další. deriváty škrobu: o modifikované škroby: chemicky modifikované (odbourané š., oxidované š., estery a ethery š., zesítěné š.), fyzikálně modifikované (tepelně modifikované š.). o mikrobiální hydrokoloidy: dextran (Leukonostoc), xantan (Xanthomonas campestris), pullan, 5 TZOZ II /01

6 gellan a další. ostatní: o nízkoesterifikovaný pektin včetně amidovaného, o propylenglykolalginát, o karboxymetyl derivát karobové gumy, o karboxymetyl derivát gumy za svatojánského chleba a další. Syntetické polymery: vinylové polymery, polyvinylpyrolidon, polyvinylalkohol, akrylové polymery, polyakrylová kyselina, polyakrylamid, polyetylenoxid a další Základní fyzikální vlastnosti hydrokoloidů Dispergovatelnost ve vodě obecně nesnadná, lze usnadnit: o dnes prakticky výhradně aplikací mixeru (Ultra)Turax ( otáček.min -1 ), o pomalým rozpouštěním, o rozmícháním v další suché ingredienci (cukr), o hydrokoloidy rozpustné v horké vodě nejprve ovlhčit ve vodě chladné, o aplikací činidel zpomalujících rozpouštění (ethanol), o pro aplikaci v praxi vždy postupovat podle pokynů výrobce. Rozpustnost potravinářských hydrokoloidů velmi malá rozpustnost v organických rozpouštědlech (základ výroby), TZOZ II /01 6

7 aplikace v koncentracích 1-2 % (< 5 %), různá rozpustnost ve studené vodě: o o o o dobrá alginát, CMC, modřínová guma, horší tragant, karobová guma, nerozpustný agar, anomální methylcelulóza. Tvorba rosolů malý počet hydrokoloidů má tuto schopnost, želatina, pektin, škrob, alginát, karagenan, furcellaran, agar, rozdílné vlastnosti rosolů. Hydrokoloidy jako stabilizátory disperzí emulgátory, stabilizátory emulzí (dresinky, vylehčené majonézy, hořčice), stabilizátory zákalu (rajčatový protlak, kečupy, kalné nápoje), působí jako pomocné emulgátory, účinné především na emulze typu olej ve vodě. Stabilita roztoků různá, závisí na ph, iontové síle prostředí a dalších vlivech, odolnost vůči mikroorganismům obecně malá konzervace. Viskozita viz tabulka dále Výběr hydrokoloidu závisí na technologických podmínkách v provozu, vliv chemických a fyzikálně-chemických vlastností hydrokoloidu (komplexní účinky na strukturu pokrmu), obecně neexistuje pro dané použití nejlepší hydrokoloid, v zavedené výrobě změna hydrokoloidu problematická (není možná pouhá záměna podle přehledu vlastností). 7 TZOZ II /01

8 Viskozity vodných roztoků běžných hydrokoloidů v cp Koncentrace Agar Karagen Alginát Na Furcellaran Karobová Guarová Arabská (%) guma guma guma 0, , , , , , , , , , , , , , , Viskozity vodných roztoků běžných hydrokoloidů v cp Koncentrace (%) Traganth Guma karaya CMC Na sůl Methylcelulóza Hydroxypropylcelulóza Xanthan Modřínová guma 0,5 28 1, ,5 2, , , , , , ,0 3 20,0 9 30, ,0 41 TZOZ II /01 8

9 5.1.3 Použití hydrokoloidů při zpracování ovoce a zeleniny Ovocné pomazánky tradiční výrobek rosolovité konzistence. Výroba kašovitých produktů využití emulgační a stabilizační schopnosti hydrokoloidů, funkce podmíněna zvýšením viskozity vodných roztoků. Dřeňové nápoje tekuté ovoce a zelenina, nektary, džusy. Čiřené nápoje pozor na obnovení funkce ochranného hydrokoloidu, obnova vjemu plnosti chuti (dia-nápoje, nápoje z trestí), doporučovány - arabská guma, algináty, karboxymetylcelulóza, atd. Sušené šťávy - funkce hydrokoloidů urychlení sušení, zachycení aroma během sušení, urychlení rehydratace a rozpouštění, stabilizace disperze po rozpuštění, při sušení v napěněné vrstvě stabilizace pěny. Závěr v současnosti intensivní vývoj nových hydrokoloidů a jejich aplikací, perspektivy: o mikrobiální polysacharidy, o kombinace hydrokoloidů. 5.2 Výroba rozmělněných ovocných polotovarů protlaků Rozmělněné ovocné materiály se používají jako: polotovary k další výrobě, zejména přípravě ovocných pomazánek. 9 TZOZ II /01

10 Klasifikace dle vyhlášky 332/1997 Sb.: o ovocná dužnina (pulpa) - jedlá část ovoce, podle potřeby bez kůry, slupky, jader, pecek a jádřinců, která je tvořena ovocem celým, nebo hrubě nakrájeným nebo rozdrceným, ale která nebyla rozmělněna na dřeň, o ovocná dřeň - potravina získaná pasírováním jedlých částí ovoce podle potřeby zbaveného kůry, slupek, jader, pecek, která byla rozmělněna na dřeň propasírováním nebo obdobným procesem o ovocný protlak - potravina řídké až kašovité konzistence vyrobená z jedlé části ovoce (bez kůry, slupky, jader, pecek, jádřinců) propasírováním nebo obdobným procesem, s případným přidáním cukru nebo náhradního sladidla, konzervovaná snížením obsahu vody, sterilací nebo přidáním konzervačního prostředku, případně kombinací uvedených způsobů, Tradiční klasifikace (dle Kyzlinka): o dužnina - hrubě rozmělněné ovoce, tj. kusovitost je zachována, zalité roztokem konzervovadla, o měl či pulpa - hrubě rozmělněné povařené ovoce, tj. kusovitost je zachována, obvykle chemicky konzervováno, o protlak či dřeň - povařené a pasírované ovoce, chemicky konzervované, o pozor!!!!! na záměnu pojmů, neboť klasifikace dnes už mnohdy nedodržována. Běžná jiná označení, např. (dle dr. Kysely): dužnina ovoce bez nestravitelných částí (před zakonzervováním, ale i zmrazované), pulpa chemicky konzervované ovoce bez ohledu na tepelné opracování, protlak protlačené tepelně opracované, konzervace libovolná (jahody se pasírují nepovařené), dřeň odpad z pasírky. TZOZ II /01 10

11 konzumní výrobky: o mírně slazený protlak (pyré) sterilovaný teplem (dětská výživa) nebo zmrazovaný. Výroba ovocných protlaků - polotovarů Důvody pro výrobu: umožňují rozložit výrobu ovocných pomazánek po celý rok, výhody: o jakost hotového zboží netrpí příliš dlouhým skladováním, o v hotových výrobcích by ležel zbytečně dlouho nezhodnocující se kapitál, o totéž v zásobách surovin, zejména podstatné snížení zásob cukru, o potřebný objem zboží lze realizovat s mnohem menším strojním vybavením, o lepší využití pracovních sil. Surovina - ovoce obecně neúplně zralé, ale vyspělé do konečné velikosti tak, aby: o co nejvyšší obsah pektinů, o zdravá původní barva, o výrazné aroma (pro úplné zachování by musela být realizována výroba z čerstvého ovoce). Stručný postup výroby problémy výroby v této kapitole budou vysvětleny za použití terminologie dle Kyzlinka, neboť nejdůsledněji odlišuje typy polotovarů podle způsobu zpracování přípravné operace, hrubá desintegrace (podrcení), dvě možnosti: o zalití konzervačním roztokem za studena hotový polotovar dužnina, 11 TZOZ II /01

12 o ovoce se upaří či rozvaří, aby úplně změklo a inaktivovaly se enzymy měl (pulpa) nebo protlak (dřeň): měl (pulpa) - ovoce kusovité, protlak (dřeň) - materiál se protře síty. konzervace: o chemická, o sterilací záhřevem, o zmrazením, o sušením. Podrobný postup Předběžné operace obdoba výroby kompotů, odpeckování jen u ovoce, které nebude pasírováno, někdy problémy se švestkami, někdy odstraňování jadřinců, jinak většinou odstranění pevných nepoživatelných částí až v pasírce. Konzervace nerozvařovaného ovoce jako polotovaru - dužnina zalití konzervačním roztokem, nejspolehlivěji roztok kyseliny siřičité, tak aby výsledek 0,125 % SO 2, ovoce má být úplně zatopeno průměrně 1 díl roztoku na 3 díly ovoce, zvýšení obsahu vody oproti ovoci cca o 25 %, větší zředění svědčí o zbytečném zřeďování, výhodou jednoduchost nevýhody: o nespolehlivá inaktivace enzymů pouze použitým konzervačním činidlem, o oxidace omezeny významně, je li použit roztok SO 2, TZOZ II /01 12

13 o pektolytické enzymy inaktivovány pouze částečně ovoce měkne v důsledku rozkladu pektinů, ztráty pektinu využitelného při budoucím rosolování, o proteolytické enzymy nespolehlivá inaktivace, o angrešt a rybíz bez povaření přílišné tvrdnutí slupek v SO 2 - opačný, koagulační účinek SO 2 Pováření, resp. rozváření ovoce vyprané a vytříděné ovoce se povaří obvykle za menšího přídavku vody, předností spolehlivá inaktivace enzymů (oxidáz i pektináz), používaná zařízení: o duplikátorové kotle- objem litrů, (viz dříve), o rozvářecí sudy: otevřené, nerezové, sklápěcí sudy vytápěné přímou párou, výška cca do 120 cm, cca cm, nevýhodou unikání páry do okolí. o uzavřené kotle s přímou párou a Glaserovým ventilem: principem explosivní macerace ovoce, dno nádoby s roštem a ventilem ( cca 10 cm), vrtání ve ventilu dodává páře točivý pohyb rozvářený obsah kotle je míchán, po ukončení rozváření uvolnění ventilu explosivní macerace. o tlakový rozvařeč: kuželovitá nádoba (obdoba Hentzova lihovarského pařáku), po naplnění utažení víka třmenem (obdoba tlakového hrnce), ve dnu několik trysek (obvykle 4), jimi vháněna pára, 13 TZOZ II /01

14 po vypuzení vzduchu se vaří za přetlaku cca kpa o o o o tlak větší v porovnání s předchozím typem zařízení rychlejší macerace, po skončení varu explosivní uvolnění obsahu přes speciální mřížku. kontinuální povářecí systém Herborth: kulatý, nízký, uzavřený válec s děrovaným mezidnem, mezidno pohyblivé, otočné, pevný stírač odstraňuje rozvařené ovoce, ovoce se musí upařit během jedné otáčky (max. 12 min, u tužšího ovoce nemusí stačit). kontinuální cylindrický pařák: válec vysoký cca 5 m, zúžený spodní konec zakončený mřížkou, nad mřížkou topný děrovaný prsten vhánění ostré páry do ovoce, rozvařené ovoce protlačováno vahou vrstvy ovoce mřížkou do prostoru mezi vnitřním a vnějším rozšířeným pláštěm (sahá cca 1,5 m odspodu), vrchní částí vnějšího pláště se odvádí měl vertikální Herborthův rozvařeč (Nové Město nad Metují): věž vysoká cca 5 m, uvnitř systém šikmých roštů, po nichž ovoce postupně klesá, je upařováno přímou párou a postupně i protlačováno rošty. kontinuální rozvařeče typu Thermobreak: používány zejména na bobulové ovoce (N. Město nad Metují), horizontální válcové nádoby (průměr cca cm, délka cca 4-5 m) uvnitř opatřené šnekovým dopravníkem TZOZ II /01 14

15 posunujícím materiál uvnitř z prostoru násypky k ústí před pasírkou, rychlost dopravy materiálů uvnitř regulovatelná variátorem možno využít jak přímý tak nepřímý ohřev, v úvahu přichází i jejich kombinace. pro oddělení slupek a semen někdy na vstupu opatřen šnekovým lisem. o kontinuální blanšéry, viz dříve, např. kapsový blanšér, o kontinuální tlakový rozvařeč, tlakový válec se šnekovým dopravníkem a turnikety, podmínky: cca při 300 kpa přetlaku páry po 2-3 minuty. Zhodnocení způsobů rozváření: spařování přímou párou: o základním problémem, který rozhodujícím způsobem ovlivňuje rentabilitu výroby je nalezení optimálního kompromisu mezi co nejvyšší výtěžností a současně se zvyšujícím ředěním ovocné hmoty v důsledku stále většího množství páry v produktu zkondenzované. o rozváření ovoce párou musí být šetrné proudící pára bez přetlaku, o jinak musí být spaření velmi krátké explosivní. nepřímé rozváření (bez přímého působení páry na ovocnou hmotu) o k některým druhům ovoce nutno přidávat vodu, neboť topné plochy musí být ponořeny: přídavek vody musí být přiměřený protlaky se vykupují podle sušiny, místo vody lze v kotli ponechat zbytek předchozí rozvářky, bez přídavku vody lze rozvářet: jahody, maliny, rybíz, vinné hrozny, sušina měli = sušině ovoce. velmi malý přídavek vody vyžadují: 15 TZOZ II /01

16 brusinky, angrešt, švestky, meruňky, broskve, třešně, bezinky, vlhkost měli nebo protlaku může být o % vyšší než vlhkost ovoce. se značným přídavkem vody se rozváří: jablka, hrušky, fíky, vlhkost o % vyšší než u ovoce. o základním problémem kontinuálních, výkonných, nepřímých rozvařečů jsou velké nároky na přesnost konstrukce vyplývající z nutnosti dokonalého plynulého odstraňování zahřívané hmoty z teplosměnné plochy tak, aby nedocházelo k jejímu připalování. Tento požadavek činí podobná zařízení až neúnosně drahými. Protírání, pasírování ovoce pouze při přípravě protlaku, u peckového ovoce někdy kombinováno ještě s vystěrači (odstraní pecky před vlastním protřením), protření má: o o ovocnou hmotu (dokonale) macerovat, odstranit nežádoucí částice. protírá se zásadně ovoce rozvařené nebo upařené do měkka (dříve někdy protírání i za syrova zásadně nevhodné). Protěračky, pasírky různé typy typy: o o o o horizontální protěračky, vertikální protěračky, vystěrače, odstředivé pasírky. princip pasírek: o protření materiálu síty z nerezu, TZOZ II /01 16

17 o o o o o průměr otvorů běžně 1-2 mm, průměr otvoru < tloušťka plechu, horizontální (ležaté, francouzské) pasírky: síto tvaru válce vyztužené třemi kruhy, děrované na spodní polovině, někdy síto tvaru polovičního válce napnuté v pevném rámu upnutém do bočnic pasírky, síto nataženo na otočná křídla (obvykle 3-4), koncové lišty 3-4 mm od síta, šikmo upevněné, (dříve z gumy), síto upevněno pevně do bočnic pasírky, z vnějšku síto zakryto pláštěm, otáčky lišt cca ot.min -1, plnící otvor na opačné straně než řemenice, protlak nehomogenní, blíže plnění řidčí materiál musí do sběrné jímky, kde nutno důkladně promíchat, výkon cca kg za hodinu, někdy spojení několika (dvou až tří) pasírek nad sebe zvýšení výtěžnosti. vertikální (stojaté) pasírky: síto vertikální, otvory po celém obvodu síta, síto ve vnějším plášti, protírací lišty rotují kolem svislé osy, odpady jsou vysouvány od spodu vzhůru k vyhazovacímu otvoru, pro dosažení řádného vystření se brzdí volný výhoz odpadů zarážkou. vystírače: speciální pasírky pro odstranění pecek z peckového ovoce, vystírač horizontální ležatá pasírka s většími otvory v sítu, průměr otvorů 7-9 mm, 17 TZOZ II /01

18 o otáčky cca 300 min -1, pro švestky příliš velká rychlost. vystírač vertikální široký válec s nálevkovitým dnem, dno ze síta s otvory o průměru 8-9 mm, nad dno do vzdálenosti 3 mm zasahují dva otáčející se hřebeny, otáčky cca 45 min -1, nevýhodou diskontinuální funkce odstředivé protěračky viz výroba rajského protlaku. Chlazení protlaků obecně špatné podmínky pro sdílení tepla v kašovitých materiálech, je velmi důležité, aby chlazení proběhlo rychle, jinak problémy s kvalitou (Sládkovičovo), způsoby: o válení sudů zastaralé (pomalé, nepohodlné, špatné vmíchávání konzervovadla, ztráty produktu velké atd.), o tepelné výměníky: problémem velká viskozita špatný přestup tepla, nutný nucený pohyb chladnoucí hmoty, dříve velké kádě (8 t) s měděným chladičem (hadem) a míchadlem, dnes spíše zařízení typu votátoru. o adiabatické chlazení: princip - var materiálu v prostoru se sníženým tlakem (50,6 kpa 82 o C, 39,4 kpa 70 o C, 20,3 kpa 60 o C, 7,4 kpa 40 o C), nutná kombinace s dochlazením chladícím mediem, TZOZ II /01 18

19 snaha zkrátit dobu maximálním využitím adiabatické fáze docílit v zařízení co nejnižšího tlaku, např. chlazení jablečného protlaku (1500 kg) viz tabulka před evakuací po evakuaci po vodním dochlazení obsah extraktu 10,5 % 11,3 % 11,3 % teplota 98 o C 58 o C 36 o C tlak 82 kpa 20 kpa 100 kpa hmotnost 1500 kg 1395 kg 1395 kg doba 0 20 min 80 min o výhody: adiabatické chlazení velmi rychlé, rychlé překročení nebezpečných teplot, ochrana pektinů před zbytečným rozkladem, tepelná energie materiálu využita k zahuštění, možné provést na nejběžnější konzervárenské aparatuře, nevýhody: možnosti kombinace např. Balaštík hygieničnost, umožnění přesného vmíchání konzervačního činidla. odtah aroma, diskontinualita, malý výkon (malá kapacita odparek) pro veliké provozy. plnění do sudů za horka do cca 1/3 objemu, zbytek chladit asepticky a plnit pod horký protlak, který stoupá a současně steriluje stěny sudu, následně promícháním ochladit, 19 TZOZ II /01

20 patrně příliš pracný a obtížně kontrolovatelný postup. Konzervace polotovarů nutné pro stabilizaci polotovarů do vlastního zpracování, snaha o maximální uchování pektinových látek, každé skladování působí ztráty kvality (RM) polotovary, zejména bez předchozího zahřátí neskladovat příliš dlouho, vyvarovat se nakvašení protlaků, proto průběžně kontrolovat stav skladovaného materiálu. způsoby konzervace protlaků o teplem: aseptická výroba polotovarů využití tepla dodávaného při rozváření (skladování v tancích, balení do obalů bagin-box nebo bag-in-drum ) sterilace v nádobách málo používaná, problematický ohřev i chlazení (sterilační jehly, plnění za horka a chlazení cirkulací) užívalo se zřídka, neobstálo v porovnání s chemickou konzervací jak z hlediska nákladů tak kvality. o chemicky: levné, snadná aplikace, vmíchání samotného nebo rozpuštěného konzervačního činidla, pozor na problémy s rovnoměrností vmíchávání konzervačního činidla!!!! dávky nutné co nejmenší, jinak problémy s obsahy konzervovadel v hotových výrobcích vhodná konzervační činidla: kyselina mravenčí: dnes již v ČR nepovolená, rozrušuje pektiny, účinná jen v hodně kyselém prostředí (ph < 3), TZOZ II /01 20

21 za přístupu vzduchu a infekce po delší době nespolehlivá. kyselina benzoová: dříve max. 0,2 %, dnes povolena pouze v kombinaci s kyselinou sorbovou do sumy 0,1 % pro pomazánky, které nelze sterilovat nebo mají snížený obsah cukerné sušiny, ve druhém případě může být i samotná do koncentrace 0,05 % může pochopitelně pocházet z polotovaru. při sváření těká jen ve velmi malém množství polotovar se nesmí dále zahušťovat, nebrání oxidaci vhodná jen do materiálů s inaktivovanými oxidázami, tj. zahřátých. kyselina sorbová - max. 0,1 %, parabeny methyl, ethyl, propyl (i sodné soli), dnes povoleny omezeně, účinné v koncentracích cca 0,1 %, drahé. oxid siřičitý koncentrace do 0,15-0,2 % (ztráty účinná koncentrace cca 0,08-0,1 %), dříve v ČSR do polotovaru přípustné do 0,1 %, dnes není stanoveno, v pomazánkách podle typu smí být nalezeno 0,02 % nebo 0,005 %, pro polotovary technologicky nejvýhodnější a proto také nejpoužívanější, při sváření vyprchá až na nepatrný pevně vázaný zbytek, 21 TZOZ II /01

22 o o účinně proniká rostlinnými pletivy účinný při nedokonalém promísení nebo pro nepovařené ovoce, blokuje činnost oxidáz, nevýhody (zdravotní aspekty, ztráty aroma, barviv, vitamínů, atak konzervového plechu), odstranění vyvářením nebo oxidací (H 2 O 2 pro polotovary Kyzlink odmítá), rozrušení konzistence měkkých plodů (jahody H 2 SO 3 + Ca(HSO 3 ) 2 ), aplikace jako roztoky siřičitanů, resp. pyrosiřičitanů nebo plyn (sulfitér či šnekový chlazený výměník s přívodem SO 2 součást dochlazování protlaku cca mezi 58 o C 38 o C). uložení chem. konzervovaného polotovaru: dostatečně těsné nádoby v chladu (ne mráz), nutnost občasné kontroly obsahu (možnost kvašení), sušením vyjímečně, zejména v cizině (švestky, třešně, višně), zmrazování výborná jakost, vyšší cenová náročnost, zábrana činnosti enzymů předvářením nebo zmrazováním v cukerném sirupu (musí ztuhnout) Příklady výpočtu množství konzervovadla při chemické konzervaci polotovarů Oxid siřičitý & spol. (kys. siřičitá, siřičitany) Je nutno uskladnit 80 m 3 ovocné dřeně jako polotovaro pro výrobu marmelády. Dřeň má být zakonzervována 0,14 % oxidu siřičitého. Máte k dispozici 6% roztok kyseliny siřičité. Musíme přepočítat koncentraci konzervovadla na koncentraci požadované látky = přímá úměra: pokud H 2 SO 3 o M = 82 g/mol tvoří 6 % roztoku pak SO 2 o M = 64 g/mol tvoří x % roztoku x = / 64 = 4,68 % roztok SO 2 k dispozici Směšovacím pravidlem: TZOZ II /01 22

23 obsah SO 2 obsah SO 2 obsah SO 2 ve dřeni + v roztoku = v konzerv. polot. c 1.. V 1. + c 2. V 2. = c 3. (. V 1. + V 2 ) 0 + 4,68. V 2 = 0,14. ( 80 + V 2 ) V 2 = 2,46 m 3 roztoku kys. siřičité K zakonzervování 80 m 3 dřeně použijeme 2,46 m 3 roztoku kys. siřičité o konc. 6 %. Kyselina benzoová, benzoan sodný Ovocná šťáva jako polotovar pro přípravu sirupu má obsahovat max. 0,26 % benzoanu sodného. Hotový výrobek má obsahovat pouze 0,12 % benzoanu. Jaké maximální množství takto zakonzervovaného polotovaru můžete použít pro přípravu 1 t sirupu? Jednoduchá nepřímá úměra: 0,12% sťávy by šlo použít až 1000 kg 0,26% sťávy lze použít pouze x kg x = ,12 / 0,26 = 461,5 kg Kyselina mravenčí Pro konzervaci ovocné šťávy kyselinou mravenčí se používá 80% roztok. Polotovar pro výrobu sirupu může obsahovat max. 0,35 % HCOOH a v hotovém výrobku je povolen obsah 0,15 % HCOOH. Jak zakonzervujete 1 t polotovaru? Jaké minimální množství lze z tohoto množství připravit? obsah HCOOH obsah HCOOH obsah HCOOH ve šťávě + v roztoku = v konzerv. polot. x 1.. m 1. + x 2. m 2. = x 3.. m m 2 = 0, m 2 = 4,37 kg 80% roztoku HCOOH m 1 = ,37 = 995,63 kg šťávy Dopočet na zředění na 0,15 % HCOOH: máme-li 1000 kg 0,35% šťávy můžeme mít x kg 0,15% šťávy x = 2334 kg K zakonzervování 1000 kg polotovaru použijeme 4,37 kg 80% roztoku HCOOH a 995,63 kg šťávy. Takto zakonzervovaný polotovar můžeme naředit na 2334 kg. Kyselina sorbová, sorban sodný Pro výrobu limonády je povolen přídavek sorbanu 40 g/hl. Připravte 1000 m 3 limonády, máte-li k dispozici 50% sorban. Nejprve je třeba "zhomogenizovat" jednotky Povolená koncentrace sorbanu v limonádě = 40 g/hl = 40 g / 100 l 0,04 kg / 100 kg = 0,04 % Hmotnost limonády: 1 l 1 kg 1000 m kg Další postup jako u předchozího příkladu. K přípravě 1000 m 3 limonády použijeme 999,2 m 3 roztoku všech ostatních potřebných složek, které zakonzervujeme 800 kg 50% roztoku sorbanu. 23 TZOZ II /01

24 TZOZ II /01 24

25 25 TZOZ II /01

26 5.3 Princip tvorby pektinového rosolu Výskyt a výroba pektinu : Výskyt pektinu v přírodě Pektin je přírodní polysacharid. Jako všeobecně používaný rosolotvorný a stabilizační prostředek je v současnosti neopomenutelnou složkou velkého množství výrobků potravinářského, farmaceutického a kosmetického průmyslu. Pektin se vyskytuje v přírodě jako součást rostlinných těl všech dvouděložných a většiny jednoděložných rostlin. Je součástí složité směsi polysacharidů, které tvoří rostlinnou buněčnou stěnu. Ve formě protopektinu se vyskytuje hlavně v tzv. střední buněčné lamele, tvoří jakýsi tmel, kterým jsou jednotlivé buňky rostlinného těla drženy pohromadě. V průběhu zrání ovoce dochází k postupnému enzymatickému odbourávání protopektinu, ovoce měkne. Obsah pektinu v různých rostlinných materiálech je velmi různý, jak ukazuje tabulka. Tabulka - Obsah pektinu v různých rostlinných materiálech materiál obsah pektinu (% sušiny) citrusové slupky okvětní lůžka slunečnic řepné řízky jablečné výlisky jablečné slupky fazole 6-9 hrozny 6,9 trávy 2,0-6,5 cibule 4,8 brambory 2,0 černý rybíz 1,5 meruňky 1,1 jahody 0,6 višně 0,4 Suroviny pro výrobu Jak ukazuje tabulka, kolísá obsah pektinu v různých materiálech velmi výrazně. Pro průmyslovou výrobu pektinu se používají vzhledem k obsahu TZOZ II /01 26

27 pektinu, ceně a možnostem zpracování hlavně sušené jablečné výlisky a citrusové slupky. Obě suroviny jsou sušeným odpadem při výrobě ovocného (jablečného nebo citrusového) koncentrátu. Citrusový pektin a jablečný pektin se od sebe liší barvou a některými dalšími vlastnostmi, v potravinářském průmyslu se však používají stejně. Výroba pektinu viz kapitola Chemie pektinu : Chemické složení Pektin je převážně lineární polysacharid. Pektinový řetězec se skládá z několika set až z jednoho tisíce jednotek, molekulová hmota je přibližně Hlavními stavebními kameny pektinové molekuly jsou molekuly kyseliny D-galakturonové, spojené mezi sebou 1 4 glykosidickou vazbou. V tomto hlavním řetězci se vždy po určitém úseku vyskytují molekuly rhamnosy, zabudované do hlavního řetězce přes uhlík 1 a 2. K rhamnose jsou často vazbou 1 4 připojeny boční řetězce, které jsou tvořeny neutrálními cukry, zejména arabinosou a galaktosou (arabany a arabinogalaktany), v menším množství xylosou glukosou a manosou. Obsah neutrálních cukrů se pohybuje cca mezi 4 % až 16 %. Hydroxylové skupiny na uhlících C 2 a C 3 v molekulách kyseliny galakturonové v hlavním řetězci mohou být acylovány, stupeň acetylace pektinů z různých rostlinných pletiv se může významně lišit (viz tabulka), přičemž obecně vyšší obsah acetylových skupin nepříznivě ovlivňuje rosolotvorné vlastnosti pektinu. Některé jednotky arabinosy v postranních řetězcích řepného pektinu obsahují ferulovou kyselinu. Kyselina polygalakturonová je částečně esterifikována methanolem. Poměr mezi esterifikovanými jednotkami a celkovým počtem jednotek kyseliny galakturonové v řetězci se nazývá stupeň esterifikace. Tento poměr má významný vliv na vlastnosti pektinu, hlavně na rozpustnost a schopnost vytvářet rosoly. 27 TZOZ II /01

28 Tabulka Obsah acetylových skupiny v pektinech různých rostlinných materiálů materiál obsah acetylů v % (w/w) jablka, citrusy, višně < 0,2 jahody 1,4 okvětní lůžka slunečnic 2,0 broskve, hrušky 3 4 cukrová řepa 2,5 6 Průmyslovou extrakcí přírodního materiálu můžeme získat pektin se stupněm esterifikace asi 75 %. Pektiny se stupněm esterifikace % se získávají kontrolovanou deesterifikací během výrobního procesu. Pektiny se stupněm esterifikace vyšším než 50 % se označují jako vysokoesterifikované, pektiny se stupněm esterifikace nižším než 50 % se nazývají nízkoesterifikované. Toto dělení není pouze formální, pektiny obou skupin vytvářejí rosoly zcela rozdílnými mechanismy. Vysokoesterifikované pektiny se podle stupně esterifikace různě chovají při aplikaci. Rozdíl je hlavně v teplotě, při které jsou schopny vytvářet rosoly, a v rychlosti, jakou při dané teplotě rosolování probíhá. Hovoříme o rychle, středně rychle a pomalu rosolujících pektinech. Obecné vlastnosti pektinů Fyzikální vlastnosti: Pektin je světle béžový až světle hnědý prášek, barva závisí na použité surovině a výrobním postupu. Obecně jsou jablečné pektiny tmavší než pektiny citrusové. Měrná hmotnost komerčních vysokoesterifikovaných pektinů je cca 0,70 g.cm 3, prášek obsahuje 99 % částic menších než 0,25 mm. Při relativní vlhkosti vzduchu 50 % má pektinový prášek vlhkost 9 %, při relativní vlhkosti vzduchu 70 % má pektinový prášek vlhkost 12 %. Uvedená čísla platí pro pektin standardizovaný pomocí sacharosy. Pektin standardizovaný dextrózou má při stejné skladovací vlhkosti vlastní vlhkost vyšší. TZOZ II /01 28

29 Stabilita práškového pektinu: Práškový pektin o vlhkosti 9-10 %, pokud je skladován při pokojové teplotě, ztrácí za rok cca 5 % své rosolotvorné schopnosti. Vysokoesterifikované pektiny kromě toho pomalu deesterifikují, čímž se mění jejich chování při tvorbě rosolu. Degradace pektinu se zvýší 2x - 3x, pokud se teplota skladování zvýší na 30 o C nebo pokud se zvýší vlhkost pektinu nad 12%. Nízkoesterifikované pektiny jsou při skladování k deesterifikaci méně náchylné, ale jsou více ohroženy hydrolytickou degradací. Rozpustnost: Pektiny jsou obecně rozpustné ve vodě a nerozpustné v organických rozpouštědlech. Toho se využívá při výrobě pektinů, kdy se pektin získává z vodného roztoku po extrakci srážením organickým rozpouštědlem (etanol, metanol, isopropanol). Pektin vytváří s vodou viskózní neprůhledný koloidní roztok. Podle typu pektinu lze připravit až 10% roztok, běžně se však pracuje s koncentracemi max. 3-6 %.Dokonalé rozpuštění pektinu je základní podmínka pro správné použití pektinu při jakékoliv aplikaci. Rozpouštění pektinu ve vodě však není jednoduché. Pektin má silnou tendenci k tvoření klků, které pak prudce zhoršují technologickou použitelnost roztoku. Rozpustnost pektinu se zhoršuje s rostoucím obsahem cukerné sušiny v roztoku, proto se doporučuje rozpouštět pektiny ve vodných roztocích, jejichž obsah rozpustné sušiny nepřekračuje 20 %. Na rozpustnost pektinu má vliv postup při výrobě pektinu, hlavně způsob sušení. Viskozita: Pektinové roztoky mají ve srovnání s ostatními rostlinnými polysacharidy nižší viskozitu, pektin má proto poněkud omezenou použitelnost jako zahušťovadlo. Viskozita pektinových roztoků závisí na molekulové váze pektinu, stupni esterifikace, přítomnosti elektrolytů, na ph a koncentraci. Viskozita je přímo úměrně závislá na délce řetězce pektinu a na jeho koncentraci v roztoku. Ionty vápníku a ostatní polyvalentní ionty viskozitu pektinových roztoků 29 TZOZ II /01

30 zvyšují. U vysokoesterifikovaných pektinů viskozita s rostoucím ph roste až po ph 4,0 5,0. S klesajícím stupněm esterifikace viskozita klesá. Stabilita roztoků: V roztoku jsou pektiny mnohem více ohroženy degradací než v práškovém stavu. Přítomnost cukrů v roztoku do určité míry pektiny chrání, zvyšující se teplota naopak degradaci urychluje. Obecně nejvyšší stabilitu vykazují roztoky při ph =3,5 4,0. Při ph nižším než uvedený interval a vyšší teplotě dochází k hydrolýze glykosidických vazeb (a tím ke ztrátě rosolotvorné mohutnosti) a k deesterifikaci pektinu, při snížení teploty je významná jen deesterifikace. Při vyšším ph (5-6) je pektinový roztok stabilní pouze při pokojové teplotě. Zvýšení teploty vede okamžitě k tzv. beta eliminaci - velmi rychlému štěpení pektinového řetězce, poklesu viskozity a rosolotvorných schopností pektinu. V alkalickém prostředí (ph = 10) dochází i při pokojové teplotě k velmi rychlé deesterifikaci pektinu. Při teplotě 80 o C a ph 3,4 dochází po dvou hodinách zahřívání ke ztrátě rosolotvorné mohutnosti o o SAG. Při teplotě 100 o C a stejném ph dochází ke stejné ztrátě již za 20 minut. Částečnou ochranou proti rozkladu pektinu je přítomnost cukru. Potravinářské aplikace pektinu založeny na: schopnosti tvořit rosoly viz dále, schopnosti tvořit komplexy s bílkovinami ochrana bílkovin před koagulací, stabilitě v kyselém prostředí vhodnost pro použití v ovocných a fermentovaných prostředích, viskozita LM pektiny, viskozita záleží na obsahu Ca v roztoku Tvorba rosolu : Pektiny jsou schopny za určitých podmínek tvořit stabilní pevné rosoly. Této jejich schopnosti se využívá v potravinářském průmyslu. Pektiny se podle stupně esterifikace rozdělují na nízko a vysoko esterifikované. Obě skupiny se od sebe TZOZ II /01 30

31 liší mechanismem tvorby rosolu. Vysokoesterifikované pektiny vytvářejí rosoly s obsahem cukerné sušiny 50 a více %. Při nižší cukerné sušině nerosolují. Nízkoesterifikované pektiny mohou vytvářet i tzv. nízkocukerné rosoly, (30 i méně % cukerné sušiny) potřebují však ke svému rosolování ionty vícemocných kovů, uplatňují se zejména ionty Ca 2+. Vysokoesterifikované pektiny: Pektin je nejběžnějším, tradičním hydrokoloidem používaným při výrobě ovocných pomazánek. Jeho výhody pro tato použití jsou dána těmito vlastnostmi: snadné uvolňování ovocného aroma, dobrá stabilita v kyselém prostředí. Pektinový rosol je vlastně přechodným stavem mezi kapalným a pevným stavem. Při jeho tvorbě dochází k zesíťování bez dislokace makromolekul, jakémusi neúplnému vysrážení. Vzniká trojrozměrná struktura vzájemně pospojovaných makromolekul rosolotvorného činidla (pektinu) prostoupená prostředím, tj. prostorová síť tvořená pektinovými molekulami, ve které je zadržena voda, nebo přesněji cukerný roztok, stejně jako udržuje vodu ve svých pórech nasáklá houba. Pektinové molekuly jsou v této síti k sobě poutány vodíkovými můstky mezi jednotlivými hydroxylovými skupinami. Jsou-li pektinové molekuly rozpuštěny v roztoku, jsou stabilizovány, tj. vzájemnému pospojování je bráněno, jejich hydratačním obalem a elektrickým nábojem. Základním předpokladem tvorby rosolu je maximální délka pektinové makromolekuly. Proto při aplikaci třeba vždy preferovat prudší a kratší povaření ovocné hmoty nejlépe ihned po rozmělnění, nejpozději před přidáním technického pektinu (višně!!!), aby se z protopektinů pokud možno rychle odštěpily jen velké makromolekuly, které nebudou mít možnost dále se štěpit, přidaný pektin neporušil hydrolýzou, inaktivovaly se případně přítomné pektolytické enzymy (pektáza višní, atd.), jejichž vlivem by jinak výrobek dodatečně zřidl. Dnes se prakticky výhradně dodává pektin ve formě koncentrátů, tj. pektinových preparátů. Dříve se většina produkce rosolovala přirozeně přítomným pektinem. Kvalita pektinového koncentrátu se posuzuje podle stupně 31 TZOZ II /01

32 esterifikace a tzv. rosolotvorné mohutnosti. V současnosti se používají výhradně práškové preparáty, dříve byly běžné i tekuté přípravky (Petoza). Vysokoesterifikované pektiny (DE > 50 %) Rosolotvorná mohutnost definována jako počet hmotnostních dílů rozpustné sušiny (cukru), který je schopen převést na rosol standardní pevnosti za optimálních podmínek (65 % rfs, ph 2,1-2,5) jeden hmotnostní díl pektinového preparátu. Běžně: o jablečný surový pektin: o SAG, o citrusový surový pektin: o SAG. nejsou-li optimální podmínky dodrženy nutno použít přepočítávacích (opravných) faktorů, dva základní typy stanovení RM: o v mezích elastické deformace (metoda dle Coxe-Highbyho), o mimo elastickou deformaci (metoda dle Tarr-Bakera, metoda firmy Herbstreith), o porovnání obou metod obtížné. Princip tvorby rosolu na bázi vysokoesterifikovaného pektinu Před vytvořením rosolu je pektin ve šťávě ve formě koloidního roztoku, obvykle do něho uveden varem při použití technického pektinu.rozpuštěný pektin stabilizován: vodním obalem pektinových makromolekul: o dipóly vody vázány na hydroxylové skupiny, o viz teorie vázané vody Základy konzervace potravin. elektrickým nábojem disociovaných karboxylových skupin o pektin slabá kyselina tvorba makromolekulárního aniontu, o odpuzování souhlasného náboje. TZOZ II /01 32

33 Vliv hydratace pektinových molekul Stoupá-li rozpustná sušina v prostředí, tj. stoupá obsah nížemolekulárních látek schopných odnímat vodu v prostředí (sacharóza, glycerol, ethylalkohol, aj.), je pektin částečně dehydratován pektinové makromolekuly ztrácí vnější část vodního obalu mohou se sblížit může vzniknout vazba vazba má charakter vodíkových můstků, spojení prostřednictvím hydratační vody (Kyzlink uvádí monomolekulární film?), přímá vazba by byla příliš pevná ( srážení, synereze), pro cukr účinné koncentrace nad 50 %. Vliv náboje pektinové molekuly Pro vytvoření pektinového rosolu nezbytné zčásti potlačit disociaci karboxylů. Náboj molekul působí jejich odpuzování a ztěžuje vytvoření vazby. Potlačení disociace obvykle: zvýšením kyselosti prostředí, vazbou polyvalentních iontů (Ca 2+, Mg 2+, atd.), zřejmý i vliv stupně esterifikace. Uvedené faktory se obvykle kombinují. Podmínky tvorby pektinových rosolů při použití HM pektinů Vysokoesterifikované pektiny jsou typické rosoly typu: cukr-kyseliny-pektin. Základní faktory ovlivňující schopnost ovocného materiálu tvořit rosol jsou: koncentrace pektinu běžně pod 1 %, stupeň esterifikace, kyselost prostředí (ph ovoce: 2,6 citrony; 3,0 - rybíz; 3,2 - višně; 3,5 - většina; < 4,1 hrušky, broskve). Všechny uvedené faktory působí současně a účinky se doplňují čím větší jejich rozsah tím: tužší rosol, 33 TZOZ II /01

34 rychlejší rosolování, vyšší teplota tuhnutí rosolu. Vysokoesterifikované pektiny rychle tuhnoucí DE %, RS = Rapid Set, někdy dělení velmi rychle želírující % a rychle želírující %, při běžných koncentracích pektinu a cukru stačí poměrně nízká kyselost, maximální pevnost rosolu již při ph < 3,2, dostatečně účinný ještě pro ph 3,4 3,5, je-li prostředí kyselejší rosolují pektiny příliš rychle, resp. při vysokých teplotách problémy: o synereze rosolu, o tuhnutí během sváření pomazánek. Vysokoesterifikované pektiny středně rychle tuhnoucí DE (67,1-70 %), MRS = Medium Rapid Set, při běžných koncentracích pektinu a cukru maximální pevnost rosolu při ph < 3,0. dostatečně účinný ještě pro ph 3,3 Vysokoesterifikované pektiny pomalu tuhnoucí DE = 63,1-67,0 %, SS = Slow Set. Vysokoesterifikované pektiny velmi pomalu tuhnoucí DE = %, TZOZ II /01 34

35 XSS = Extra Slow Set, dostatečná pevnost rosolu až při příliš nízkém ph (pod 2,7). Možné korigovat zvýšením dávky pektinu a obsahem sušiny. v praxi se již uplatňuje vliv Ca 2+ iontů viz dále. Vliv ph na pevnost rosolu pevnost rosolu ,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 ph DE=72 % DE=68 % DE=65 % DE=60 % DE=54 % POZOR!!! - někdy možná i jiná dělení (RS pro DE = %, MRS pro DE = % a SS pro DE = %) V praxi nikdy čistě cukerno-kyselá prostředí, nýbrž ovocné hmoty vždy pufrovány vícemocnými ionty (zejména Ca 2+ a Mg 2+ - řádově bývají v ovocných hmotách v koncentracích 0,1 %). Vliv Ca iontů na tvorbu rosolu pevnost rosolu ph 3,3 ph 3,1 ph 2,8 ph 6,0 DE 35 TZOZ II /01

36 Vápenné ionty reagují volnými karboxyly a v důsledku tvorby iontové vazby (snad i tvorby komplexu) dochází k eliminaci náboje molekuly. Důsledky: DE > 70 % vliv Ca iontů se vůbec neprojeví, DE 65 % - Ca ještě neovlivňuje i v jeho přítomnosti rosolují dostatečně jen při ph < 3,0, DE 60 % - Ca již ovlivňuje, v prostředí s dostatečnou koncentrací rosoluje při ph 3,1 výborně; při ph pod 3,3 dostatečně, DE 55 % - rosoluje v prostředí s Ca ionty již v nekyselém prostředí, při DE pod 55 % již třeba uvažovat citlivost pektinů k přídavkům Ca možnost vysrážení pektinů (viz. nízkoesterifikované pektiny). Další faktory ovlivňující tvorbu rosolu z HM pektinu: vliv teploty: o za vysoké teploty (dokud se hmota sváří) zůstávají molekuly pektinu pohyblivé, nesvázané, o čím nižší teplota po svaření, tím rychlejší tuhnutí, o při příliš náhlém podchlazení může rosol tuhnout pomaleji, než by se dalo očekávat (Kyzlink), o hmoty obsahující pektin nikdy zbytečně dlouho nezahřívat (zvláště po přidání kyseliny), dochází k hydrolýze. mechanické vlivy: o pektinový rosol musí tuhnout v klidu, o probíhá-li tuhnutí během rozlévání nebo je svařená hmota vystavena vibracím během tuhnutí, rosol nemusí ztuhnout, regulátory zpomalující tuhnutí: o pro vysoceesterifikované pektiny Na, resp. K soli organických kyselin, zejména hydroxykyselin (citronan Na, vínan K, jablečnany, atd.), o působí jako regulátory ph pufrují prostředí, omezují kyselost, o současné ovlivnění pevnosti rosolu, TZOZ II /01 36

37 o u pektinů citlivých na přítomnost Ca iontů lze pro zpomalení tuhnutí použít látky zpomalující uvolňování vápníku. aplikace pektinu: o rozpouštění pektinu viz dříve obecné charakteristiky hydrokoloidů, o nebezpečí zbytečných prodlev při vyšších teplotách při rozpouštění, o roztok pektinu snadno napadnutelný mikroby (plísněmi), o práškový pektin nutno rozpouštět vždy jen v prostředích obsahujících podstatně méně cukru, než je rosolotvorná koncentrace cukru (do 20 %), o z předchozího vyplývá, že hlavní podíl cukru se smí přidávat až po rozpuštění pektinu (alespoň po přejití svářené hmoty varem). Nízkoesterifikovaný pektin DE<50 %: dva typy rosolů: o typ cukr-kyselina-pektin viz dříve, o typ pektin-ca ionty typický pro LM pektiny další výklad se týká tohoto typu rosolu. významné vlastnosti LM pektinového gelu: o termoreverzibilita, o lze vytvořit i thixotropní gely, o nezbytná přítomnost vápenatých iontů (popř. dalších vícemocných iontů), o lze připravit bez přídavku kyseliny a cukru, jejich přítomnost však tvorbu rosolu podporuje, o komplexní vazba Ca struktura krabice na vejce: devět koordinačních vazeb, vliv substituce, nutnost dostatečně dlouhého deesterifikovaného řetězce, nebezpečí vysrážení vápníkem pomalé uvolňování Ca, 37 TZOZ II /01

38 potřebná množství vápníku mg.g -1 pektinu, amidované mg.g -1 pektinu, ph 2,5-6,5, amidované pektiny menší citlivost k vápníku, elastičtější a čirejší rosoly, RM definována přes hmotnostní díly vody, problémy s Ca každý preparát jiné optimální množství. Další významné vlastnosti charakterizující pektinový preparát PAN = podíl látek v alkoholu nerozpustných, o informace o obsahu čistých polymerů v preparátu, o stanovení gravimetrické po vymytí kyselým a neutrálním alkoholem. obsah kyseliny galakturonové (dříve také obsah čistého pektinu ) o informace o skutečném obsahu pektinu, TZOZ II /01 38

39 o jako pektin lze deklarovat preparát, v němž >65 % kyseliny galakturonové, o stanovení titračně. Aplikace pektinů regulována hygienickými předpisy: vyhláška MZ č. 53/2002 Sb. pro pektiny v ovocných pomazánkách uvádí omezení pouze v rámci nezbytného množství, tj. množství nezbytného pro dosažení zamýšleného technologického účinku (směrnice č. 50/1978 povolovala do 2 kg/100 kg výrobku). není činěn rozdíl mezi pektiny HM, LM a amidovanými. Shrnutí Hlavní aplikace HM pektinů: vysokocukerné džemy a rosoly zejména RS pektiny, pekařské náplně MRS a SS pektiny, cukrovinky - XSS pektiny, džusy a ovocné nápoje RS pektiny, kysané mléčné nápoje RS pektiny. Hlavní aplikace LM pektinů: nízkocukerné džemy a rosoly, vysokocukerné džemy a rosoly thixotropní konzistence, ovocné jogurty, pekařské náplně tixotropní konzistence, polevy na dorty, jogurty. Rozdělení pektinů podle teploty a doby rosolování typ pektinu stupeň esterifikace (%) teplota ( o C) rychle želírující středně rychle až rychle želírující pomalu želírující velmi pomalu želírující cca TZOZ II /01

40 typ pektinu stupeň esterifikace (%) doba želírování (min) při teplotě ( o C) rychle želírující 73, středně rychle želírující 69, pomalu želírující 64, Tabulka - Hlavní charakteristiky potravinářských rosolů Hydrokoloid Pektin Škrob Želatina Alginát Karagenan a furcellaran Základní charakteristiky hydrokoloidu a rosolu Hydrokoloid je rozpustný v horké vodě, vytváří hladké, roztíratelné rosoly v přítomnosti vyšší koncentrace cukru a kyselin. Nízkoesterifikovaný pektin pak vytváří i revesibilní, křehké, gely v přítomnosti vápenatých iontů mechanismem obdobným alginátům Nativní škrob je rozpustný v horké vodě, vytváří hladké, plastičtější, zakalené gely, některé modifikované škroby mohou vytvářet rosoly i za studena Je rozpustná v horké vodě, tvoří reversibilní, čiré, elastické rosoly, které však tuhnou při teplotách nižších než je běžná teplota, při zpracování ovoce ani zeleniny se rosolotvorných vlastností želatiny významněji nevyužívá Vytváří ireversibilní gely v horké i studené vodě, stabilní při teplotě místnosti, rosoly nejsou elastické Hydrokoloidy rozpustné v horké vodě, po ochlazení na teplotu místnosti tvoří tepelně reversibilní, čiré, poměrně křehké rosoly Náhradní rosolovadla Přes relativně velký počet potravinářských hydrokoloidů, jen malá část z nich je schopna tvořit rosoly. Některé vytváří gely za podmínek, které nejsou pro použití v potravinách významné, např. karboxymethylcelulóza v přítomnosti hlinitých iontů, guarová guma v přítomnosti boraxu, atd. Z nejdůležitějších hydrokoloidů vytvářejících potravinářské rosoly je třeba zmínit pektin, želatinu, škrob, a dále extrakty z mořských řas karagen, furcellaran, alginát a agar. V souladu s tím co bylo uvedeno dříve, je třeba i na tomto místě připomenout, že podmínky za nichž jednotlivé hydrokoloidy gely tvoří se významně liší stejně jako charakter rosolu, takže vzájemné nahrazování jednoho typu preparátu jiným TZOZ II /01 40

41 je poměrně složité. Základní charakteristiky nejvýznamnějších potravinářských rosolotvorných hydrokoloidů jsou uvedeny v předchozí tabulce. Škrob je typickým zásobním polysacharidem vyšších rostlin, běžně používaným jako potravinářské aditivum a to jak v nativním stavu tak ve formě tzv. modifikovaných škrobů. V horké vodě škrob mazovatí, po ochlazení pak vytváří viskozní koloidní roztoky, při vyšší koncentraci (asi 8-10 %) škrobové disperze tuhnou v gely. Škrobové rosoly jsou pevné, pružné, nejsou čiré ani křehké a vykazují poměrně velkou synerezi. Uvažujeme-li o použití škrobu jako potravinářského hydrokoloidu, je třeba uvést jeho hlavní přednosti: V důsledku snadnější isolace z rostlinných materiálů bez nákladného zahušťování extraktů je přibližně desetkrát levnější než ostatní běžné hydrokoloidy, je snadno dostupný a často se uplatňuje i jeho výživová hodnota. Aplikace škrobu je však často, vzhledem k vyšší používané koncentraci, ve výsledném produktu chuťově postřehnutelná, což samozřejmě pro mnoho potravinářských aplikací není na závadu a často je spotřebitelem očekáváno, v ovocných pomazánkách je však nežádoucí. Při výrobě ovocných pomazánek určených pro přímý konzum se proto škroby výrazněji neprosazují opomineme-li přídavky škrobového sirupu jako činidla snižujících vjem nadměrné sladkosti a omezujícího krystalizaci glukózy, resp. sacharózy během skladování džemů a marmelád. V současné době se tak škrob a jeho deriváty používá zejména při zpracování zahuštěných ovocných polotovarů pro další průmyslové použití, např. jako ovocných základů do jogurtů nebo ovocných pekařských náplní do pečiva. Problematické vlastnosti škrobu se omezují aplikací modifikovaných škrobů (oxidované a odbourané škroby), popř. se upravují přídavky jiných tepelně stabilních hydrokoloidů, např. alginátu, karboxymethylcelulosy nebo furcelaranu. Podobně v ovocných náplních do pečiva, které budou zmrazovány se škrob alespoň částečně nahrazuje jinými hydrokoloidy, uvádí se zejména furcelaran, guarová či karobová guma. 41 TZOZ II /01