Macerované ovoce a zelenina. VŠCHT Praha - TZOZ 20 1

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 VŠCHT Praha - TZOZ 20 2

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 dosti zásadně odlišují VŠCHT Praha - TZOZ 20 4

Stabilita zákalu obecná pravidla rychlost sedimentace kalových částic Stokesův zákon s 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) c = dynamická viskozita kapalné fáze (Pa.s) c 18..g.d c 2 VŠCHT Praha - TZOZ 20 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 enzymů s omezenou aktivitou VŠCHT Praha - TZOZ 20 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 nutnost homogenizace VŠCHT Praha - TZOZ 20 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: surovina 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

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 fáze VI. skladování VŠCHT Praha - TZOZ 20 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 nikdy se nepoužívá sama o sobě VŠCHT Praha - TZOZ 20 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 oddělení ohřevu a desintegrace mikronor rozvařeče + pasírky VŠCHT Praha - TZOZ 20 14

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

Macerace enzymová pro dřeňové šťávy optimální stádium macerace enzymy vždy do ovoce zahřátého, tj. bez enzymů podmínky: teploty okolo 50 o C doba 30-90 min - podle typu i koncentrace enzymu ph 3,5-5 zakončení záhřevem nad 70 o C výsledkem husté pyré enzymy čistá polygalakrutronasa někdy doporučovány i enzymy s celulolytickou aktivitou (Rohament PC) pyré je řidší nevýhodou diskontinualita možnost oxidací VŠCHT Praha - TZOZ 20 19

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 O 2 (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 čerpacího systému VŠCHT Praha - TZOZ 20 22 aparatury důsledně pouze ze skla, nerezi, popř. kvalitních plastů

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 opět provzdušnění nepoužívá se VŠCHT Praha - TZOZ 20 24

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 účinek - kavitace, turbulence, střihový efekt VŠCHT Praha - TZOZ 20 26

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

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