Technologie zpracování ovoce a zeleniny II

J. Dobiáš: Technologie zpracování ovoce a zeleniny\II – provizorní učební text

TZOZ II - 2004/01

1

Sylabus textů k přednáškám z předmětu

Technologie zpracování

ovoce a zeleniny II

Doc. Ing. Jaroslav Dobiáš, CSc.

Provizorní učební text

V Praze 2004


TZOZ II - 2004/01 2

Obsah 5. Rozmělněné výrobky

5.1 Použití hydrokoloidů v potravinářském průmyslu 5.1.1 Klasifikace potravinářských hydrokoloidů: 5.1.2 Základní fyzikální vlastnosti hydrokoloidů 5.1.3 Použití hydrokoloidů při zpracování ovoce a zeleniny

5.2 Výroba rozmělněných ovocných polotovarů – protlaků 5.3 Princip tvorby pektinového rosolu

5.3.1.Výskyt a výroba pektinu : 5.3.2.Chemie pektinu 5.3.3. Tvorba rosolu :

5.4 Výroba ovocných pomazánek 5.4.1 Výroba klasických ovocných pomazánek s vysokým obsahem cukru 5.4.2 Výroba ovocných pomazánek se sníženým obsahem cukrů

5.5 Výroba povidel 5.6 Výroba rajčatového protlaku

5.6.1. Typy odparek používané v potravinářském průmyslu 5.6.2 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

7.2.1 Pektolýza drti 7.2.2 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

8.3.1 Pektolýza 8.3.2 Vysrážení kalů 8.3.3 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 - 2004/01

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:


TZOZ II - 2004/01 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 10-15 % 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.

5.1.1 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 - 2004/01

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,


TZOZ II - 2004/01 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.

5.1.2 Základní fyzikální vlastnosti hydrokoloidů

Dispergovatelnost ve vodě

• obecně nesnadná, lze usnadnit:

o dnes prakticky výhradně aplikací mixeru (Ultra)Turax – (20 000

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 - 2004/01

7

• aplikace v koncentracích 1-2 % (< 5 %),

• různá rozpustnost ve studené vodě:

o dobrá – alginát, CMC, modřínová guma,

o horší – tragant, karobová guma,

o nerozpustný – agar,

o 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).


TZOZ II - 2004/01 8

Viskozity vodných roztoků běžných hydrokoloidů v cP Koncentrace

(%)

Agar Karagen Alginát Na Furcellaran Karobová

guma

Guarová

guma

Arabská

guma

0,5 24 86 20 1389

1,0 4 57 214 59 3025

1,5 1102 850

2,0 25 397 3760 1114 25060

2,5 8300

3,0 4411 29400 8260 111150

4,0 400 25356 39660 39660 302500

5,0 51425 121000 510000 7

6,0 121000

10,0 17

20,0 41

30,0 200

35,0 425

40,0 936

50,0 4163

Viskozity vodných roztoků běžných hydrokoloidů v cP Koncentrace

(%)

Traganth Guma

karaya

CMC

Na sůl

Methyl-

celulóza

Hydroxy-

propylcelulóza

Xanthan Modřínová

guma

0,5 28

1,0 54 3000 69 8 40 1000

1,5

2,0 906 8500 1160 25 5000 4000

2,5 2840

3,0 10605 20000 5330 65 30000

4,0 44257 30000 34400 150

5,0 111000 45000 115500 400

6,0 183500

10,0 3

20,0 9

30,0 14

40,0 41


TZOZ II - 2004/01

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.


TZOZ II - 2004/01 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 - 2004/01

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,


TZOZ II - 2004/01 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 % SO2,

• 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 SO2,


TZOZ II - 2004/01

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 SO2 -

opačný, koagulační účinek SO2

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 200 – 300 litrů, (viz dříve),

o rozvářecí sudy:

otevřené, nerezové, sklápěcí sudy vytápěné přímou párou,

výška cca do 120 cm, ∅ cca 50 – 70 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,


TZOZ II - 2004/01 14

po vypuzení vzduchu se vaří za přetlaku cca 20-50 kPa ⇒

tlak větší v porovnání s předchozím typem zařízení ⇒

rychlejší macerace,

po skončení varu explosivní uvolnění obsahu přes speciální

mřížku.

o 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).

o 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

o 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.

o kontinuální rozvařeče typu Thermobreak:

používány zejména na bobulové ovoce (N. Město nad

Metují),

horizontální válcové nádoby (průměr cca 30-50 cm, délka

cca 4 - 5 m) uvnitř opatřené šnekovým dopravníkem


TZOZ II - 2004/01

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:


TZOZ II - 2004/01 16

brusinky, angrešt, švestky, meruňky, broskve, třešně,

bezinky,

vlhkost měli nebo protlaku může být o 10 – 15 %

vyšší než vlhkost ovoce.

se značným přídavkem vody se rozváří:

jablka, hrušky, fíky,

vlhkost o 20-30 % 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 ovocnou hmotu (dokonale) macerovat,

o 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 horizontální protěračky,

o vertikální protěračky,

o vystěrače,

o odstředivé pasírky.

• princip pasírek:

o protření materiálu síty z nerezu,


TZOZ II - 2004/01

17

o průměr otvorů běžně 1-2 mm,

o průměr otvoru < tloušťka plechu,

o 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 500-600 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 500-2000 kg za hodinu,

někdy spojení několika (dvou až tří) pasírek nad sebe ⇒

zvýšení výtěžnosti.

o 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.

o vystírače:

speciální pasírky pro odstranění pecek z peckového ovoce,

vystírač horizontální – ležatá pasírka s většími otvory

v sítu,

průměr otvorů 7-9 mm,


TZOZ II - 2004/01 18

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

o 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 oC, 39,4 kPa ≈ 70 oC, 20,3 kPa ≈ 60 oC, 7,4 kPa ≈

40 oC),

nutná kombinace s dochlazením chladícím mediem,


TZOZ II - 2004/01

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 oC 58 oC 36 oC

tlak 82 kPa 20 kPa 100 kPa

hmotnost 1500 kg 1395 kg 1395 kg

doba 0 20 min 80 min

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,

hygieničnost,

umožnění přesného vmíchání konzervačního činidla.

nevýhody:

odtah aroma,

diskontinualita,

malý výkon (malá kapacita odparek) pro veliké

provozy.

o možnosti kombinace

např. Balaštík

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,


TZOZ II - 2004/01 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 „bag-

in-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 - 2004/01

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,


TZOZ II - 2004/01 22

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 (H2O2 – pro

polotovary Kyzlink odmítá),

rozrušení konzistence měkkých plodů (jahody

H2SO3 + Ca(HSO3)2),

aplikace jako roztoky siřičitanů, resp.

pyrosiřičitanů nebo plyn (sulfitér či šnekový

chlazený výměník s přívodem SO2– součást

dochlazování protlaku cca mezi 58 oC – 38 oC).

uložení chem. konzervovaného polotovaru:

dostatečně těsné nádoby v chladu (ne mráz),

nutnost občasné kontroly obsahu (možnost kvašení),

o sušením vyjímečně, zejména v cizině (švestky, třešně, višně),

o 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 m3 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 H2SO3 o M = 82 g/mol tvoří 6 % roztoku pak SO2 o M = 64 g/mol tvoří x % roztoku x = 6.· 82 / 64 = 4,68 % roztok SO2 k dispozici Směšovacím pravidlem:


TZOZ II - 2004/01

23

obsah SO2 obsah SO2 obsah SO2 ve dřeni + v roztoku = v konzerv. polot. c1.· .V1. + c2.· V2. = c3.· (.V1.+ V2 ) 0 + 4,68.· V2 = 0,14.· ( 80 + V2 ) V2 = 2,46 m3 roztoku kys. siřičité K zakonzervování 80 m3 dřeně použijeme 2,46 m3 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 = 1000.· 0,12 / 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. x1.· .m1. + x2.· m2. = x3.· .m3 0 + 80.· m2 = 0,35.· 1000 m2 = 4,37 kg 80% roztoku HCOOH m1 = 1000 - 4,37 = 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 m3 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 m3 ≅ 106 kg Další postup jako u předchozího příkladu. K přípravě 1000 m3 limonády použijeme 999,2 m3 roztoku všech ostatních potřebných složek, které zakonzervujeme 800 kg 50% roztoku sorbanu.


TZOZ II - 2004/01 24


TZOZ II - 2004/01

25


TZOZ II - 2004/01 26

5.3 Princip tvorby pektinového rosolu

5.3.1.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 10-35

okvětní lůžka slunečnic 15-25 řepné řízky 10-20 jablečné výlisky 10-15 jablečné slupky 19-20 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 - 2004/01

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 9.1. 5.3.2.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 50 000 -

150 000. 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 C2 a C3 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.


TZOZ II - 2004/01 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 20 - 70 % 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.cm3, 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 - 2004/01

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 oC

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


TZOZ II - 2004/01 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 oC a pH 3,4 dochází po dvou hodinách zahřívání ke ztrátě

rosolotvorné mohutnosti o 10 - 15 oSAG. Při teplotě 100 oC 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.

5.3.3. 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 - 2004/01

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 Ca2+.

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


TZOZ II - 2004/01 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: 150-210 oSAG,

o citrusový surový pektin: 200-250 oSAG.

• 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 - 2004/01

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 (Ca2+, Mg2+, 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,


TZOZ II - 2004/01 34

• rychlejší rosolování,

• vyšší teplota tuhnutí rosolu.

Vysokoesterifikované pektiny rychle tuhnoucí

• DE ≥ 70-72 %,

• RS = Rapid Set,

• někdy dělení velmi rychle želírující 72-75 % a rychle želírující 66-

72 %,

• 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 = 58-63 %,


TZOZ II - 2004/01

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 Ca2+ iontů – viz dále.

Vliv pH na pevnost rosolu

50556065707580

2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6

pH

pevn

ost r

osol

u DE=72 %

DE=68 %

DE=65 %

DE=60 %

DE=54 %

POZOR !!! - někdy možná i jiná dělení (RS pro DE = 66-72 %, MRS pro

DE = 62-65 % a SS pro DE = 54-62 %)

V praxi nikdy čistě cukerno-kyselá prostředí, nýbrž ovocné hmoty vždy

pufrovány vícemocnými ionty (zejména Ca2+ a Mg2+ - řádově bývají v ovocných

hmotách v koncentracích 0,1 %).

Vliv Ca iontů na tvorbu rosolu

505560657075

50 55 60 65 70 75

DE

pevn

ost r

osol

u

pH 3,3pH 3,1pH 2,8pH 6,0


TZOZ II - 2004/01 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 - 2004/01

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,


TZOZ II - 2004/01 38

potřebná množství vápníku 30-50 mg.g-1 pektinu,

amidované 10-30 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 - 2004/01

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 (oC) rychle želírující 72 – 75 70 středně rychle až rychle želírující 66 – 72 60 – 70 pomalu želírující 62 – 66 50 – 60 velmi pomalu želírující 54 – 62 cca 50


TZOZ II - 2004/01 40

typ pektinu stupeň esterifikace (%) doba želírování (min) při teplotě (oC)

95 85 75 65

rychle želírující 73,5 60 10 0 0 středně rychle želírující 69,5 - 40 5 0 pomalu želírující 64,5 - - - 30 Tabulka - Hlavní charakteristiky potravinářských rosolů

Hydrokoloid Základní charakteristiky hydrokoloidu a rosolu Pektin 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

Škrob Nativní škrob je rozpustný v horké vodě, vytváří hladké, plastičtější, zakalené gely, některé modifikované škroby mohou vytvářet rosoly i za studena

Želatina 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

Alginát Vytváří ireversibilní gely v horké i studené vodě, stabilní při teplotě místnosti, rosoly nejsou elastické

Karagenan a furcellaran

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 - 2004/01

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.


TZOZ II - 2004/01 42

Karagenan je extrakt z červených mořských řas, rozpustný v horké vodě. V

přítomnosti některých kovových iontů, zejména draslíku a vápníku, ale i v přítomnosti

amonných iontů vytváří po ochlazení na 45-55 oC čirý, neelastický, křehký, tepelně

reversibilní gel, který se při záhřevu na teplotu asi 10 oC nad teplotou tuhnutí ztekucuje.

Schopnost tvorby karagenanových rosolů se využívá i pro výrobu ovocných

pomazánek s nižším obsahem cukerné sušiny, obecně pod 20 %. V potravinářství

se při tom využívá zejména schopnosti tvořit rosoly v přítomnosti draselných

iontů, obvykle ve formě chloridu v koncentracích okolo 0,2 %. Křehkost,

neelastičnost karagenanových rosolů, která způsobuje jejich špatnou

roztíratelnost, se omezuje aplikací preparátů s významnějším obsahem iota-

karagenanu, tj. jedné ze tří modifikací tohoto koloidu. Velmi často se vlastnosti

gelu upravují i přídavky dalších hydrokoloidů, obzvláště karobové gumy nebo

xantanem. Touto modifikací lze také snížit charakteristickou tendenci

karagenanových rosolů k synerezi.

Karagenan je v roztocích poměrně stabilní při běžné teplotě, jeho velkou

nevýhodou z hlediska výroby ovocných pomazánek je poměrně malá stabilita

karagenanového rosolu v kyselejším prostředí při zvýšené teplotě, kdy tento

polymer dosti rychle depolymeruje. Pro praktické účely jsou tak karegananové

preparáty vhodné pro přípravu ovocných rosolů pouze do pH okolo 4,3-4,5.

Protože se karagenan používá pro výrobu ovocných pomazánek se sníženým

obsahem cukerné sušiny, běžně od 35 % níže (výhodné jsou zejména pro

výrobky s obsahem sušiny pod 20 %), které nejsou konzervovány

osmoanabiozou jako klasické džemy nebo marmelády, je třeba zajistit jejich

údržnost jiným způsobem. Nejčastěji se používá tepelná sterilace, neboť druhý

dříve převážně používaný způsob a to chemická konzervace je z hygienických

důvodů stále více omezována. V souvislosti s tím, co bylo uvedeno je zřejmé, že

sterilace karagenanových ovocných pomazánek musí být maximálně šetrná,

ovocná hmota by měla být svářena při co nejnižší teplotě a vyšší teplota by měla

být aplikována jen na nezbytnou inaktivaci možné mikroflóry. Svařená

pomazánka by měla být naplněna co nejrychleji do obalů uzavřena a

dosterilována výdrží pouze po dobu nezbytně nutnou k zajištění údržnosti


TZOZ II - 2004/01

43

produktu a pak co nejrychleji ochlazena. Pokud jde o balení, vzhledem k

nedostatečné údržnosti produktu je třeba tyto pomazánky balit po množstvích

odpovídajících okamžité spotřebě, po otevření je údržnost kvality

nespotřebovaného velmi omezená a to i při uložení v chladničce.

Furcellaran je dalším hydrokoloidem doporučovaným k výrobě ovocných

pomazánek a rosolů je furcelaran. Využívá se přitom jeho snažší rozpustnosti a

tedy schopnosti tvořit rosol s ovocnou hmotou a cukrem po velmi krátkém

záhřevu v porovnání s vysokoesterifikovaným pektinem. Vlastnostmi i

charakterem gelu tvoří přechod mezi karagenem a agarem. I zde je

charakteristická malá stabilita během záhřevu v kyselém prostředí.

Alginát se získává extrakcí z hnědých mořských řas, jeho podstatou je alginová

kyselina, což je polyuronová kyselina. Její sodné, draselné, amonné soli nebo

propylenglykolester jsou rozpustné v horké nebo studené vodě za tvorby viskozních

roztoků. Při chladnutí v přítomnosti polyvalentních kovových iontů, zejména vápníku,

nebo i v kyselém prostředí dochází ke vzniku neelastického, křehkého, čirého gelu,

jejichž textura a roztíratelnost při obsahu 25-50 % cukerné sušiny je obdobná jako u

pektinových rosolů s vysokým obsahem cukru.

Pro vhodnou konzistenci rosolu je žádoucí regulovat množství iontů vápníku, popř.

vodíkových iontů, které je dostupné pro vlastní reakci s hydrokoloidem tak, aby

vzájemná interakce nebyla příliš rychlá. Jinak se může hydrokoloid z prostředí vysrážet,

nebo se nežádoucím způsobem zvýší synereze rosolu, jehož textura je pak hrubá, zrnitá,

obsahuje zachycené vzduchové bubliny. Výrobek z takovéhoto gelu je nevzhledný a

jeho organoleptické vlastnosti jsou špatné.

Pomalého uvolňování vápenatých iontů se nejčastěji dosahuje přídavky sequestrantů,

především fosfátů nebo polyfosfátů, které umožňují zpomalené uvolňování vápenatých

iontů do prostředí a tak vznik rovnoměrně zesítěné trojrozměrné struktury gelu. Další

možností je pomalé okyselování prostředí např. aplikací δ-glukonolaktonu, který se

pozvolna hydrolyzuje na kyselinu glukonovou během rosolování směsi a zajišťuje tak

rovnoměrné uvolňování vápníku z nerozpustných solí. V porovnání s karagenanem i

furcelaranem je alginát méně citlivý na ohřev v kyselém prostředí, ale i v tomto případě

je třeba se maximálně vyvarovat delších prodlev při sváření rosolu.


TZOZ II - 2004/01 44

Kromě ovocných pomazánek s nižším obsahem cukerné sušiny se používá alginát při

výrobě rekonstituovaného ovoce. Ovoce s rovnoměrnou konsistencí v celém objemu

(např. hrušky, jablka) se připravuje smícháním roztoku alginátu sodného, sequestrantu a

vápenné soli s ovocnou pulpou, dávkováním do forem a ponecháním v klidu. Kyselina

přítomná v ovocném podílu uvolňuje postupně vápenaté ionty za vzniku tepelně

stabilního rosolu. Rekonstituované ovoce s tekutým podílem uvnitř (např. černý rybíz)

se vyrábí jiným způsobem. Souosými trubkami různého průměru se vnitřní z nich

přivádí roztok ovocného podílu a zdroje vápníku, vnější pak okyselený roztok alginátu

sodného. Kapky ovocné hmoty obalené roztokem alginátu padají do lázně vápenaté soli.

Vrchní vrstva s alginátem v přítomnosti vápníkových iontů zrosoluje a vytvoří pevnou

slupku, vnitřek zůstává tekutý. Ovoce s měkčím vnitřkem (třešně, jahody) se připravuje

tak, že směs ovoce a alginátu sodného se kape do roztoku vápenaté soli dokud se

nevytvoří pevnější zrosolovetělá slupka. Na podobném principu byly například

vyráběny i rekonstituované plátky papriky určené jako příloha do konzervovaných oliv.

Želatina a agar nemají při výrobě ovocných pomazánek větší význam. Z podobných

výrob lze uvést jejich využívání v cukrovinkářském průmyslu při přípravě ovocných

želé.

Pokud jde o výrobu ovocných pomazánek, lze na závěr shrnout aplikaci

hydrokoloidů asi do následujících zásad:

• pro klasické pomazánky s vysokým obsahem cukerné sušiny je funkce

pektinu jako rosolotvorného činidla nezastupitelná, z ostatních

hydrokoloidů připadá v úvahu aplikace škrobů, alginátů popř. dalších

hydrokoloidů jako modifikátorů některých nepříznivých vlastností,

zejména krystalizace sacharózy, resp. glukózy, a potlačení synereze.

Pro tyto typy gelů se někdy doporučují i aplikace rosolů na bázi

samotného alginátu.

• pro pomazánky se sníženým obsahem cukerné sušiny

vysokoesterifikovaný pektin použít nelze. Z vhodných hydrokoloidů

se u pomazánek s obsahem cukrů od 30-35 % výše dává přednost

nízkoesterifikovaným pektinům. Při snižování obsahu rozpustné


TZOZ II - 2004/01

45

sušiny, v rozmezí 20-30 % se jako vhodnější rosolotvorné činidlo

ukazují algináty nebo směsi nízkoesterifikovaných pektinů s algináty

nebo karagenany.

• při výrobě pomazánek s obsahem sušiny pod 20 % se doporučují

především rosolotvorné preparáty na bázi karagenanu, jehož

nepříznivé vlastnosti mohou být modifikovány jinými činidly, např.

hydrokoloidem z rohovníku nebo xantanem. Nižší koncentrace

cukerné sušiny snižuje teploty nutné při sváření ovocné hmoty a tím

vytváří podmínky pro lepší stabilitu karagenanu, jinak dosti citlivého

na záhřev v kyselém prostředí.

Perspektivní rosolotvorná činidla

• mikrobiální polysacharidy:

o produkují se zhruba 20 let,

o nejznámější xantanový polysacharid, dále dextran,

o výhody:

lze je produkovat všude,

není závislý na surovině,

poměrně snadná výroba.

o Gellan gum - (Pseudomonas elodea) - rosoly podobné agaru a

kapa-karagenanu.

• kombinované gely, např.:

o xantan-karobová guma

tuhý, velmi elastický gel,

přílišná elasticita ⇒ modifikace škrobem, karagenanem,

CMC, atd.

o alginát-pektin

alginát sám potřebuje vápník, v kyselém prostředí se sráží,

HM pektin v kyselém prostředí, potřebuje nízkou aktivitu

vody,


TZOZ II - 2004/01 46

směs tvoří pevné, krájitelné rosoly v kyselém prostředí, bez

ohledu na vodní aktivitu a vápník spíše škodí,

paradoxně gely většinou termoreversibilní.

5.4 Výroba ovocných pomazánek

5.4.1 Výroba klasických ovocných pomazánek s vysokým obsahem cukru

Princip - konzervace ovocné dužniny, měli, protlaku nebo šťávy zvýšením

obsahu sušiny, a to jednak odpařením části vody, jednak přídavkem cukru.

Pojmy a zákonná ustanovení:

Džem - ovocná dužnina nebo měl vždy jen jednoho druhu ovoce konzervovaná

v zásadě přísadou dostatečného množství cukru.

Charakteristické znaky:

• minimální obsah rozpustné sušiny (60-61 %),

• řídce rosolovitá ale neroztékající se konzistence,

• kusovitost - obsahuje neúplně rozvařené kusy ovoce,

• prvotřídní zboží ⇒ pouze kvalitní, tzv. „ušlechtilé“ ovoce.

Přísady k ovoci

• řepný cukr (sacharosa):

o v zásadě rafinovaná sacharosa - nejlépe krystal, jakost podle

normy,

o někdy cukerný sirup:

lepší dávkování,

vaření pomazánek rychlejší (nejsou potíže s rozpouštěním),

odpařovaní vody přesunuto na konzervárnu⇒energeticky

náročnější.

o přidaný cukr během sváření invertuje,

o z jednoho hmotnostního dílu sacharosy vznikne 1,05

hmotnostních dílů invertu (vstup vody do rozštěpené molekuly

sacharosy),


TZOZ II - 2004/01

47

o způsoby stanovení cukru v ovocné pomazánce:

refraktometrem - přibližná čísla (vliv kyselin, obsahu

invertu, teploty atd.),

jako cukr invertní - nadhodnoceno (chuťově těžko

postřehnutelné),

jako směs invertu a sacharosy – nejpřesnější.

o kontrola množství přidaného cukru (přes známý obsah necukerné

sušiny v původní surovině),

o způsob aplikace cukru:

prvá část (15-25 % na svářenou hmotu) v prvé fázi sváření,

kdy způsobí:

snížení viskozity - (důsledek odejmutí vody

hydrokoloidům nízkomolekulárním cukrem)⇒ lepší

přestup tepla,

plynulejší a rovnoměrnější proslazování suroviny.

zbytek po vyvaření podstatné části vody ke konci varu a to

z těchto důvodů:

možnost rozpustit pektin,

úspora mechanické i tepelné energie,

sváření ovocné hmoty při nižší teplotě (Maillardovy

reakce),

zábrana přílišné inverze - optimum 30-50 %

sacharosy zinvertováno.

• škrobový sirup:

o směs glukosy a dextrinů,

o dávka nejvýše 5 kg/100 kg hotového výrobku a to náhradou

přiměřeného množství sacharosy,

o ruší krystalizaci, vlivem dextrinů má výrobek lepší lesk

o kvalitativní parametry vhodného škrobového sirupu:

stupeň zcukření e (dextrosový ekvivalent), tj. obsah všech

redukujících látek v sirupu vyjádřený jako obsah glukosy


TZOZ II - 2004/01 48

v hmotnostních procentech (tedy e=(dextrosa/celková

sušina) x 100 %),

optimum e = 42-49 %.

o omezuje sladký vjem, lépe vynikne přirozené aroma,

o zvyšuje údržnost zabarvení (koloidní ochrana),

o nižší cena než cukr.

• kyselina citronová - popř. jiná povolená kyselidla

o úprava chuti i pH (tvorba rosolu),

o přídavek není limitován předpisy,

o krystalická nebo 50% roztok.

• pektin - technický preparát

o práškovitý, vyjímečně tekutý,

o podstata tvorby pektinového rosolu viz dříve,

o vyhláška MZ ČR 53/2002 Sb. omezuje jen jako nezbytné

množství (tj. množství nezbytné pro dosažení zamýšleného

technologického účinku při zachování správné výrobní praxe),

o možná aplikace jiných rosolotvorných činidel (viz dříve).

• barviva

o přírodní nebo přírodně identická - bez problémů ale drahá,

o syntetická – podle vyhlášky 53/2002 Sb. již nelze.

• chemická konzervovadla

o přidávána být zásadně nesmí,

o maximálně přípustná residua ze zakonzervované suroviny,

o dala by se uvažovat pro pomazánky s nízkým obsahem cukerné

sušiny (viz dále).

Hmotnostní poměry - dány recepturou (viz dále), na 100 kg výrobku třeba zhruba:

• 50-58 kg cukru,

• 50-55 kg ovoce,

• 0-5 kg škrobového sirupu,

• 0,2-0,5 kg pektinu,

• 0,5 kg kyseliny citronové,


TZOZ II - 2004/01

49

• součet navážek zhruba 103 - 110 kg ⇒ nutno odpařit méně než 10 kg

vody

Dva typy receptur:

• pevná navážka cukru,

• pevná navážka ovocného podílu.

Pevná navážka cukru - předpis stanoví konečnou refrakci a kyselost výrobku a

povinnou dávku cukru včetně povolené náhrady škrobovým sirupem. Zbytek

sušiny pak připadá na ovocný podíl, pektin, kyselinu, přičemž vliv přídavku

pektinu a kyseliny na obsah rozpustné sušiny se v praxi mnohdy zanedbává

(jinak je třeba problém řešit soustavou dvou rovnic). Přídavek pektinu se stanoví

na základě rosolotvorné mohutnosti použitého preparátu, přídavek kyseliny se

dopočte z bilance podle kyselosti ovoce a požadovaného obsahu kyseliny

v hotovém produktu. Příklad výpočtu receptury je uveden na konci kapitoly.

Marmelády - ovocný protlak (většinou směs různých druhů) svařený

s cukrem.Charakteristické znaky:

• obsah rozpustné sušiny (60-65 %), často poněkud nižší než u džemů

(důsledek většího zahušťování),

• hustě kašovitá až tuhá konzistence (dá se krájet a mazat),

• vůně a chuť odpovídající použitému ovoci,

• barva jen matně lesklá.

Ovocná surovina:

• vždy jemně protřený (vystřený) protlak,

• většinou směs, jejíž podstatnou částí jablečný protlak jako méně

ušlechtilá surovina (např. 80 % jablečného protlaku, 10 % ušlechtilého

protlaku, tj. meruňky, višně, rybíz, atd., 10 % libovolný ovocný

protlak), ale vyrábí se i jednodruhové marmelády z ušlechtilého

ovoce.


TZOZ II - 2004/01 50

• charakteristický obecně nižší obsah cukerné sušiny daný vyšším

obsahem jablečného protlaku v porovnání s prvotřídní surovinou pro

džemy ⇒ potřeba odpařit větší množství vody při sváření pomazánky.

Ostatní přísady- viz džemy, příklady výpočtu receptury jsou uvedeny na konci

kapitoly.

Pro přepočet množství ovocného polotovaru na odpovídající množství polotovaru o

jiném obsahu rozpustné sušiny v praxi často používány nomogramy nebo tabulky.

Vedení teplot při sváření džemů a marmelád

Výrobky, kde se odpařuje jen málo vody ⇒ džemy

• krátká doba sváření,

• nutno zajistit přiměřenou inverzi, popř. odštěpení pektinů

z protopektinů,

• proto sváření v otevřeném kotli při t>100 oC (v topném prostoru

přetlak 0,4 MPa),

• výhody:

o inaktivace mikrobů a enzymů (invertáza, pektáza)

• nevýhody:

o nutnost intenzivního míchání

o výši teploty lze obtížně regulovat

o při vyšší teplotě nebezpečí prodlev spojené s:

přílišnou inverzí,

rozkladem pektinů,

poškozením barviv (anthokyanů),

poškozením aroma.

o při příliš krátkém záhřevu hrozí nedostatečné proslazení kusů

ovoce.

Fáze vaření:

• 1. fáze - sváření ovocné hmoty s malým podílem cukru (cca 10-20 %

dávky). Přitom je třeba:


TZOZ II - 2004/01

51

o vyvařit téměř všechnu vodu,

o vyvařit konzervovadlo (SO2),

o inaktivovat pektolytické enzymy,

o vmísit práškový pektin (krátce před koncem varu - cca 1 min.).

• 2. fáze - vmísení zbytku cukru a sváření dokud není dosaženo:

o požadovaného stupně inverze,

o proslazení kusů ovoce (bývá problém),

o konečného odpaření vody.

• 3. fáze - zastavení topení, sebrat pěnu, vmísit kyselinu (roztok), popř.

barvivo,

• 4. fáze vypouštění a plnění.

Zboží, kde se odpařuje mnoho vody ⇒ marmelády • charakteristická poměrně dlouhá doba sváření ⇒ nutno chránit

výrobek před nepříznivým účinkem vyšší teploty (nadměrná inverze,

účinek na termolabilní látky, hnědnutí atd.),

• sváření ve vakuových odparkách jednoduchého typu při t < 100 oC,

• výhody:

o možnost regulace teploty podtlakem,

o nehrozí, že by se neodštěpil pektin (spíše naopak),

o možnost pohodlného dávkování surovin pod tlakem,

o proslazení je rychlé a úplné,

o možné i účinně chladit (adiabatické chlazení).

• nevýhody:

o nevolit zbytečně nízké tlaky ⇒ nízká teplota ⇒ vysoká viskozita

⇒ špatný přestup tepla ⇒ pomalé odpařování,

o nelze spoléhat na inaktivaci mikroorganismů, popř. enzymů.

Fáze vaření: • 1. fáze - sváření ovocného protlaku s jen malou částí cukru (10-20 %):

o podmínky p ≈ 25 kPa, t ≈ 65 oC,


TZOZ II - 2004/01 52

o odpaření prakticky veškeré vody,

o vyvaření SO2 (s reservou pro fáze další, zvláště 4.),

o přídavek a rozpuštění práškovitého pektinu.

• 2. fáze - snížit tlak, přidat a rozpustit (větší) zbytek cukru a dokončit

přiměřeně inverzi:

o podmínky p < 12 kPa, t < 50 oC.

• 3. fáze - zrušit vakuum a krátce povařit:

o podmínky p ≈ normální, t > 100 oC ⇒ sterilace,

o ke konci přidat kyselinu (roztok), popř. tekutý pektin,

o během fází 2. a 3. by měla být dosažena přiměřená inverze.

• 4. fáze zastavit topení a podtlakem ochladit (adiabaticky):

o zpravidla na 65-70 oC,

o konečná teplota, tj. teplota plnění závisí na typu pektinu,

o plnění.

Stanovení stupně zahuštění:

• kápnutí svářené hmoty na režný papír (velmi starý způsob), hmota

nemá papírem proniknout,

• želírovací zkouška: hodnocení podle stavu materiálu po jeho

odkápnutí na chladnější plochu,

• odkapávací zkouška: hodnotí se způsob odkapávání zpracovávané

hmoty z míchadla přímo v kotli či odparce,

• hodnocení podle teploty vroucí hmoty, kdy za normálních podmínek

je přesný vztah mezi koncentrací cukerné sušiny a teplotou varu

hmoty, např.:

o 55 % cukru ⇒ 102,5 oC,

o 58 % cukru ⇒ 102,8 oC,

o 60 % cukru ⇒ 103,0 oC.

• stanovení refrakrometrické sušiny.


TZOZ II - 2004/01

53

Balení pomazánek:

• typy obalů: konzervové sklenice, misky z plastů zavařené fólií,

polštářkové balení, konzervové plechovky (kbelíky) atd.

• vliv objemu obalu na podmínky plnění:

o malé objemy (cca do 0,5 kg) obvykle bez problémů,

o balení většího objemu přináší problémy způsobené tepelným

poškozením textury rosolu v důsledku příliš pozvolného

chladnutí, zejména ve středových partiích. Proto výhodné:

plnit pomazánku co nejchladnější

Doporučené teploty lití podle velikosti obalů:

velikost nádoby (kg) maximální teplota lití (oC) 0,5 91 1,0 86 2,0 81 5,0 74 10,0 70

při objemech nad cca 10 kg nebo v případě, kdy nelze

použít doporučené teploty rozlévání při se doporučuje plnit

postupně 2 - 4 krát,

chladnutí pomazánek lze ovlivnit i tvarem obalu, např.

nádoby oválného půdorysu oproti nádobám kulatým atd.

• povrchová konzervace pomazánek, důvody:

o možnost kontaminace během chladnutí v otevřených nádobách,

o možnost vzrůstu vodní aktivity povrchu výrobku v důsledku

kondenzace vody na spodní straně víčka při chladnutí.

Speciální ovocné pomazánky:

• pro pekaře ⇒ neroztéká se při vyšší teplotě,

o aplikace speciálních pektinů,

o zvyšování obsahu nerozpustné sušiny.


TZOZ II - 2004/01 54

• pro mlékaře do jogurtů ⇒ tixotropní struktura,

o aplikace modifikovaných škrobů nebo LM pektinů.

Zvláštní problémy:

• plování kusů ovoce:

o význam co nejdokonalejšího proslazení ovoce (menší nebezpečí

potrhání rosolu výměnou vody),

o aplikace rychle tuhnoucích pektinů.

• zlepšení úchovy aroma:

o čerstvá surovina nebo použití zmrazeného polotovaru, popř.

aplikace aromových preparátů,

o zpracovávání po částech (důkladné odpaření veškeré vody ⇒

i ztráty aromatických látek jen z jedné části - asi třetiny), v praxi

asi obtížně realizovatelné ????

o významné zejména pro nízkocukerné pomazánky – viz dále.

• výroba marmelád systém APV:

o kontinuální výroba,

o pektin se aplikuje do prostředí s vysokou koncentrací cukru,

ovšem rozpouštění při teplotách nad 110 oC

5.4.2 Výroba ovocných pomazánek se sníženým obsahem cukrů

• obsah rozpustné sušiny asi od 25 do 45 %,

• aplikace LM pektinů, popř. dalších rosolovadel,

• nic se nezahušťuje (resp. odpařování minimální),

• netřeba kontrolovat stupeň inverze,

• co nejkratší záhřev i kvůli stabilitě rosolotvorného preparátu (LM

pektin, karegenan atd.),

• nízká koncentrace cukru ⇒ nutno konzervovat:

o sterilace,

o chemická konzervace,

o malé obaly.


TZOZ II - 2004/01

55

• méně výrazná chuť, proto nezbytné výraznější ovocné aroma. To

vyžaduje:

o výrobu z čerstvého ovoce,

o aplikaci zmrazovaného polotovaru,

o přídavky aromat.

• nutno dodržovat pravidla značení (dia, light, atd.).

Výroba ovocných rosolů (čirých)

Analogie výroby ovocných pomazánek, výchozí surovinou vhodně zakonzervovaná vyčiřená ovocná šťáva (klasicky sukus konzervovaný SO2). Příklady výpočtu receptury pro ovocné pomazánky

Džemy Višňový džem Spočtěte receptury na višňový džem z pulpy (bez vlastního pektinu) o 15% refrakci, 1,1% titrační kyselosti. Máte k dispozici 50% roztok kyseliny a 1) práškový pektin, 120 °SAG, 100% Rs 2) tekutý pektinový preparát, 8 °SAG, 10% Rs a) pouze cukr b) cukr a 5 % škrobového sirupu o 85% sušině Výsledný džem má mít 65 % Rs, z čehož 7 % Rs je přivedeno jinak než cukrem (popř. škrobovým sirupem) a kyselost 0,85 %. Spočtěte varianty 1a, 1b, 2a, 2b. Varianta 1a: Za základ pro výpočet vezmu např. 100 kg (dobře se počítá složení v procentech). Pro zpřehlednění příkladu uvedu všechny známé i dopočtené hodnoty do následující tabulky:

hmotn.výsl. (kg)

hm.sušiny (kg)

% sušiny hm.kyseliny (kg)

% kyseliny

pulpa 15 1,1 cukr 100 0 0

kyselina 50 50 pektin 100 0 0 celkem

chci 100 kg 65 0,85

Tímto písmem jsou uvedeny hodnoty přímo vyplývající ze zadání V následující tabulce jsou již doplněny všechny výsledky:

hmotn.výsl. (kg)

hm.sušiny (kg)


% kyseliny

pulpa 40,36 6,054 15 0,44 1,1 cukr 58 58 100 0 0

kyselina 0,81 0,41 50 0,41 50


TZOZ II - 2004/01 56

pektin 0,54 0,54 100 0 0 celkem 99,71

chci 100 kg 65 0,85

Hodnoty, které lze přímo dopočíst ze zadání:

Přídavek pektinu: rosolotvorná mohutnost 120 °SAG ⇒ 1 g pektinu zrosoluje 120 g cukru x kg " " 65 kg " x = 65 / 120 = 0,54 kg / 100 kg džemu Přídavek cukru: celkem 65 % Rs, 7 % dodáno jinak ⇒ 65 - 7 = 58 % Rs cukrem ⇒ 58 kg / 100 kg Hodnoty, které lze dopočíst z bilancí:

Bilance sušiny: součet příspěvků sušiny všech surovin = sušina ve výrobku mpul. xpul. + mcuk. xcuk. + mkys. xkys. + mpek. xpek. = mcelk.suš.

mpul.· 0,15 + 58 + mkys.· 0,15 + 0,54 = 65

Bilance kyselin: mpul.· 0,0011 + 0 + mkys.· 0,5 + 0 = 0,85

Řešením těchto dvou rovnic o dvou neznámých dostaneme hmotnost přídavku pulpy a kyseliny na 100 kg výrobku: mpul.= 40,36 kg, mkys.= 0,81 kg Kontrolní dopočty: Po dopočtu obsahu jednotlivých složek (sušiny a kyseliny) ve všech surovinách by měl součet ve sloupcích souhlasit s celkovým množstvím těchto složek ve výrobku. Součet výsledných hmotností jednotlivých surovin nám ukáže, kolik vody bude třeba při výrobě doplnit či odpařit. V tomto případě je třeba 100 - 99,71 = 0,29 kg vody na 100 kg výrobku přidat.

Varianta 2b: Odlišnosti od varianty 1a: 1) pektinový preparát je tekutý a má jinou rosolotvornou mohutnost ⇒ Přídavek pektinu: rosolotvorná mohutnost 8 °SAG ⇒ 1 g pektinu zrosoluje 8 g cukru x kg " " 65 kg " x = 65 / 8 = 8,125 kg / 100 kg džemu 2) část přídavku cukru je uhrazena škrobovým sirupem ⇒ Přídavek cukru: celkem 65 % Rs, 7 % dodáno jinak ⇒ 65 - 7 = 58 % Rs cukrem a škrob. sirupem přídavek škrob. sirupu je 5 % (na celkové množství) sušina škrob. sirupu je 85 % ⇒ 58 - 0,85.· 5 = 53,75 kg cukru / 100 kg Výsledek:

hmotn.výsl. (kg)

hm.sušiny (kg)


% kyseliny

pulpa 38,42 5,76 15 0,42 1,1 cukr 53,75 53,75 100 0 0

škrob. sirup 5 4,25 85 0 0 kyselina 0,855 0,43 50 0,43 50 pektin 8,125 0,81 10 0 0


TZOZ II - 2004/01

57

celkem 106,15 chci 100 kg

65 0,85

Na 100 kg výrobku je třeba odpařit 6,15 kg vody. Varianty 1b, 2a jsou kombinacemi předchozích úloh.

Marmelády

Jednodruhová marmeláda Výpočet receptury jednodruhové marmelády je obdobný receptuře na džem. Třídruhová marmeláda Vypočtěte recepturu na třídruhovou marmeládu tak, aby výsledná marmeláda měla 65% refraktometrickou sušinu (z čehož 10 % Rs je dodáno ovocným sirupem a 55 % Rs cukrem, pektinem a kyselinou) a kyselost 1 %. Jako surovinu použijte jablečný sukus o 11% Rs a kyselosti 0,6 %, který má tvořit 60 % sušiny ovocného podílu marmelády, angreštový sukus o 9% Rs a kys. 1,2 %, který má tvořit 20 % sušiny ovocného podílu marmelády a malinový sukus o 7% Rs a kys. 0,4 %, který má tvořit 20 % sušiny ovocného podílu marmelády. K dispozici máte práškový pektin o 150 °SAG, škrobový sirup o 80% sušině (povolený přídavek 5 %) a 50% kyselinu citronovou. Hmotnostní příspěvek pektinu a kyseliny k sušině A) můžete zanedbat, B) nezanedbávejte). A) Pektin a kyselina přispívají tak malou částí k sušině, že je lze při výpočtu zanedbat

hmotn.výsl. (kg)

hm.sušiny (kg)


% kyseliny

jablka 54,5 6 11 0,327 0,6 angrešt 22,2 2 9 0,266 1,2 maliny 28,6 2 7 0,114 0,4 cukr 51 51 100 0 0

škrob. sirup 5 4 80 0 0 kyselina 0,586 0 50 0,293 50 pektin 0,43 0 100 0 0 celkem 162

chci 100 kg 65 1

62 kg vody odpařit Hodnoty přímo vyplývající ze zadání Hodnoty dopočtené ze zadání: Příspěvek škrob. sirupu k sušině: 0,8.· 5 = 4 kg / 100 kg Přídavek cukru: 55 % Rs cukrem a škrob. sir. (kys. a pektin zanedb.) ⇒ 55 - 4 = 51 kg cukru / 100 kg Rozdělení ovocných surovin: celkem 10 % Rs - z toho 60 % jahody ⇒ 6 kg / 100 kg 20 % jahody ⇒ 2 kg / 100 kg 20 % jahody ⇒ 2 kg / 100 kg Přídavek pektinu: rosolotvorná mohutnost 150 °SAG ⇒ 1 g pektinu zrosoluje 150 g cukru x kg " " 65 kg " x = 65 / 150 = 0,43 kg / 100 kg džemu


TZOZ II - 2004/01 58

Dopočty: Celková hmotnost sukusů: msukusu = msušiny / xsušiny Obsah kyselin v sukusech: mkys. = msukusu.· xkys. Ve sloupci "hm.kyselin" zbývá jediné políčko pro kyseliny dodané vlastním roztokem kys. citronové Dopoč. celk. přídavek roztoku kys. citronové Součet všech surovin potřebných k přípravě 100 kg dané marmelády = 162 kg ⇒ Na 100 kg výrobku je třeba odpařit 62 kg vody. B) Nezanedbáme sušinu pektinu a kyseliny. Odchylka od varianty A): sušina dodaná cukrem = celková sušina - (součet sušiny ovocných sukusů, škrob. sirupu, pektinu a kyseliny)

5.5 Výroba povidel

Povidla jsou švestkový protlak svářený do polotuhé konzistence (< 50 %, u

slazených cca 55 %). Přitom:

• díky vysoké kyselosti jsou povidla stabilní i při nižší koncentraci

sušiny,

• během sváření se neaplikuje žádné rosolotvorné činidlo,

• tradiční povidla se sváří na otevřených kotlích po dlouhou dobu ⇒

pokročilé reakce neenzymového hnědnutí, které zde ale žádoucí,

• cukr se zásadně nepřidává,

• nutný vyšší obsah cukerné sušiny použitých švestek (suroviny), jinak

nutné doslazovat (aby produkt hořkl) ⇒ to však nutné deklarovat na

etiketě,

• cukr se přidává na dvakrát, pětina hned (zřidnutí hmoty), zbytek co

nejpozději, ale tak aby se ještě dobře rozpustil,

• část cukru lze nahradit škrobovým sirupem, ten zjemňuje chuť,

• po zchladnutí hmota výrazně ztuhne,

• nutno dodržovat pravidla práce na duplikátorovém kotli (stále

doplňovat protlak),

• průmyslová výroba často vychází z protlaku ze sušeného ovoce,

švestky nutno máčet, jejich rozváření je pak mnohem pomalejší,


TZOZ II - 2004/01

59

• sušené švestky mají být masité, zdravé a sladké (bosenské), získaná

povidla sladší a chlebnatější,

• někdy sváření povidel ve vakuových odparkách ⇒ jemnější chuť, na

konci varu nutno povařit bez vakua na vzduchu, aby povidla poněkud

ztmavla,

• výtěžnost cca 24-30 kg ze 100 kg čerstvých švestek, resp. cca 100 % u

švestek sušených,

• jakost povidel – mají být tuhá, lesklá, tmavá (někdy požadována

naopak světlá), specifická ovocná chuť, dokonale čistá, bez nahořklé

chuti (připálení), trvanlivá (u dobrých povidel minimálně 3 roky),

• povidla jsou typicky slovanská ovocná konzerva (původ na Balkáně,

snad v Jugoslávii), s vyjímkou Německa jinde povidla prakticky

neznámá - označení varmuž (Staročeši), lekvár (Slováci), das Powidl

později Mus (Němci).

Příklady výpočtu receptury povidel

Švestková povidla Kolik kilogramů švestek o Rs 12,5 % je třeba na výrobu 100 kg švestkových povidel o Rs 50 %? Kolik vody je nutno během zahušťování odpařit? Nepřímou úměrou: pokud by surovina měla Rs 50 % potřebujeme jí 100 kg naše surovina má Rs 12,5 % potřebujeme jí x kg x = 100.· 50 / 12,5 = 400 kg švestek na 100 kg povidel ⇒ odpařit musíme 300 kg vody Švestková povidla s přídavkem cukru Vypočtěte znovu předchozí úlohu za předpokladu, že máte povolen přídavek 25 % cukru. Hotový výrobek má mít Rs 55 %. Obsah cukru se odpařením nezmění ⇒ 100 - 25 = 75 kg hmotnosti výrobku pochází z ovoce Sušina ovoce: 55 % Rs celkem - 25 % Rs cukrem = 30 % Rs ovocem ⇒ Výsledek:

hmotn.výsl. (kg)

hm. sušiny (kg)

% sušiny

švestky 25 25 100 cukr 240 30 12,5


TZOZ II - 2004/01 60

celkem 265 chci 100 kg

55

Na 100 kg výrobku je třeba odpařit 165 kg vody. Hrušková povidla s jablky Kolik kg hruškové a jablečné dřeně spotřebujete na výrobu 100 kg slazených povidel a kolik vody odpaříte při zahušťování, víte-li, že máte povolen přídavek 26 % cukru a Rs výrobku má být min. 60 %. K dispozici máte hruškovou dřeň o Rs 10 %, která má tvořit 50 % ovocného podílu sušiny a jablečnou dřeň o Rs 10 %. Splňuje hotový výrobek požadovanou kyselost 2 %, pokud kyselost hruškové dřeně je 0,4 % a jablečné 0,6 %? Pokud ne, přepočtěte recepturu na přídavek 100 % kyseliny citronové. Výpočet obou variant je obdobou předchozích receptur na ovocné pomazánky.


TZOZ II - 2004/01

61


TZOZ II - 2004/01 62


TZOZ II - 2004/01

63

5.6 Výroba rajčatového protlaku

5.6.1. Typy odparek používané v potravinářském průmyslu

Odparky používané v potravinářství lze rozdělit podle nejrůznějších kritérií, zde bude

uveden přehled odparek podle principu činnosti a podle provedení (konstrukce).

Odparky v této kapitole budou zmíněny i s ohledem na jejich využití při výrobě

šťávních koncentrátů.

Podle principu činnosti lze odparky členit následovně:

A - Cirkulační, vsádkové odparky:

• technicky zastaralé,

• trubkové i deskové,

• dlouhodobé zdržení šťávy v odparce ⇒ nepříznivé důsledky pro

kvalitu, např. ztmavnutí,

• v ČR uplatnění při výrobě protlaku z rajčat, při výrobě šťávních

koncentrátů nepoužívány (podle kvality je zřejmé, že se na nich

připravuje velký podíl šťávních koncentrátů z východních zemí).

B - Kontinuální odparky:

• horizontální:

o pouze trubkové, průřez trubek obvykle oválný,

o jedinou výhodou jednoduchost konstrukce,

o nevýhody:

nutnost zaplnění celého prostoru trubky, jinak zapékání,

delší doba zdržení, dána cirkulací zahušťované šťávy ⇒

dopad na kvalitu,

velký podíl vnitřní cirkulace, cca 10x větší než vstup a

výstup),

pracné najetí a ukončení provozu, kdy vzniká velký objem

částečně zahuštěné šťávy,

v ČR tyto odparky snad při výrobě rajčatového protlaku, tři

odparky tohoto typu v současnosti používané při

koncentraci šťáv.


TZOZ II - 2004/01 64

• vertikální

o moderní zařízení, používají se deskové i trubkové odparky

tohoto typu a to s padajícím materiálem i vzestupným tokem

materiálu,

o deskové odparky:

desky do cca 3 x 3,5 m,

utěsnění desek náročné,

obtížné a náročné čištění (čtyři lidi 2 směny),

výhodou nízká stavební výška (do 4 m).

o trubkové odparky:

válcové těleso, uvnitř trubky,

výhodou jednoduchá konstrukce ⇒ levnost, ve štávařské

praxi nejpoužívanější typ (+ padající film),

nevýhodou velká stavební výška (trubky ca 5-6 m + hlava a

spodní část ⇒ celková výška 10 – 15 m).

• odparky se stíraným povrchem:

o převážně vertikální,

o nezbytná extremní přesnost konstrukce ⇒ obrovské investiční

náklady,

o využití pro viskózní materiály.

Dělení odparek podle provedení (konstrukce):

Otevřené kotle – duplikátory:

primitivní, zastaralé

Vakuové odparky:

větší rychlost odpařování ovlivňována:

o rozdílem teplot mezi teplotou kondenzace páry a teplotou varu

materiálu,

o rychlostí pohybu materiálu po stěně,

o intenzitou přívodu páry k topné stěně a odvodem kondenzátu,

o nízkou viskozitou zahušťovaného materiálu,


TZOZ II - 2004/01

65

o vyšší teplotou.

jednoduchá kulová odparka:

o vsádková odparka,

o maximální používané teploty odpařování okolo 60-70 oC,

o teplota topné páry do 150 oC (0,4 MPa),

o uspořádání a armatury (víko, míchadlo, teploměr, manometr,

průhled, přívodní potrubí, vypouštěcí ventil atd.)

• Robertova odparka (odparky s krátkými trubicemi),

• odparky s dlouhými trubicemi:

o odparky s vysunutou topnou soustavou:

recirkulační odparky,

výhodou přístupnost topného systému,

recirkulace produktu, tedy jeho proudění ⇒ větší rychlost

odpařování v porovnání s jednoduchými vsádkovými

odparkami.

o odparky s jednorázovým průchodem zahušťovaného materiálu:

trubice o průměru cca 5 cm, délka 3-15 m,

krátká doba setrvání materiálu v odparce,

vysoký koeficient přestupu tepla,

účinné využití energie (0,3-0,4 kg páry na odpar 1 kg vody

v několikačlenném uspořádání),

odparky s klesajícím filmem:

prakticky výhradně trubkové, mohou být uspořádány i

jako deskové, ale velice vzácně,

vhodné pro viskozní a k teplu velmi citlivé potraviny,

tekutina přiváděna nad trubice, zde nutné rozdělovací

zařízení. Všechny trubky musí být rovnoměrně

zaplaveny materiálem, jinak zapečení odparky.

z předchozího, tj. nutnosti rozdělovacího zařízení,

vyplývá, že množství odpařovaného materiálu lze

regulovat pouze v poměrně úzkém rozsahu,


TZOZ II - 2004/01 66

typy rozdělovacího zařízení:

narážecí plech + děrovaný plech,

sprcha,

volná hladina + trubka.

kombinace tlaku páry a gravitace ⇒ velká rychlost

proudící tekutiny (až 200 m.s-1 na konci 12 m trubice),

na stěnách trubic se vytváří skutečně film

odpařovaného materiálu,

doba zdržení v jednom stupni řádově jednotky až

desítky sekund ⇒ zakoncentrování průchodem

několika stupni odparky cca během 5 minut,

po každém stupni nutný separátor par a zahuštěné

šťávy,

cca 90 % odparek v mlékárnách a výrobnách šťávních

koncentrátů je tohoto uspořádání, tj. trubkové odparky

s klesajícím filmem, dále se využívají při zpracování

škrobu, kvasničných extrakty atd.

odparky se stoupajícím filmem:

spíše vzestupným tokem materiálu,

běžné i deskové uspořádání,

trubky zaplavené odpařujícím se materiálem, ne

souvislý film,

vyvíjející se pára tvoří bubliny a na stěnách trubic

tenký film, který je hnán nahoru, ale spolu s dalším

materiálem ⇒ nerovnoměrné zaplnění ale i zanášení,

film materiálu vytahován vzhůru také vakuem

vývěvy,

větší vnitřní objem v porovnání s odparkami

s klesajícím filmem ⇒ větší doba zdržení,

výkon odparky lze regulovat v poměrně velkém

rozsahu (není rozdělovací zařízení),


TZOZ II - 2004/01

67

vhodné pro málo viskózní tekutiny (do zhruba

0,1 N.s.m-2).

odparky s nucenou cirkulací:

deskové odparky:

analogie deskového výměníku, materiál nuceně

protlačován čerpadlem,

střídání prostor se stoupajícím a klesajícím

filmem,

směs par a koncentrátu se odděluje mimo

odparku,

vyšší investiční náklady,

vysoká rychlost odpařování, krátké doby, velká

účinnost,

snadná demontáž, ale čištění a sestavení v praxi

velmi obtížné,

pro viskóznější kapaliny (0,3-0,4 N.s.m-2)

vhodnější než odparky trubkové, dáno nuceným

oběhem.

odparky s expandujícím proudem („expanding flow“),

mechanicky stírané odparky (Luwa, Sambay):

stírané odparky- tloušťka filmu cca 0,25 mm,

tenkovrstvé odparky cca 1,25 mm,

doba zdržení 0,5-100 s,

velké investiční náklady (přesnost uložení

rotoru),

velké provozní náklady,

viskózní produkty (až do 20 N.s.m-2) - rajčatový

protlak, atd.,

využití jako koncové odparky

v několikačlenném uspořádání,

odstředivé odparky – např. Centritherm


TZOZ II - 2004/01 68

kuželové otočné parou vyhřívané plochy,

v podstatě deskový výměník na rotoru

odstředivky,

doba zdržení 0,6-1,6 s,

i pro viskózní materiály (do 20 N.s.m-2),

konstrukčně složité, problémy s čištěním,

investičně nákladná zařízení,

energeticky náročné zařízení,

aplikace zejména ve farmaceutickém průmyslu.

Ekonomika odpařování

Cena tepla při odpařování podstatnou částí výrobních nákladů zahušťovaných

výrobků, např. u ovocných koncentrátů až 30 – 40 %. Uspořádání odparky, její

účinnost, vždy významným faktorem rozhodujícím o efektivnosti výroby.

Možnosti zlepšení:

• zábrana ztrát koncentrátu v důsledku:

o pěnění (přeběhnutí pěny do prostoru kondenzátu),

o strhávání kapének koncentrátu odsávanými parami.

• využití tepla páry:

o kompresí brýdových par, ta:

mechanická, tj. stlačení kompresorem:

využití skupenského tepla páry,

umožňuje oddělení páry z draze upravené vody pro

kotelnu a její navracení do kotelny,

nevýhodou investiční náročnost,

v ČR v konzervárenských provozech patrně není

používána.

parním injektorem (termokomprese):

parní injektor, který si přisává brýdové páry,

výhodou konstrukční a investiční nenáročnost,

nevýhody:


TZOZ II - 2004/01

69

velká hlučnost,

smíchání páry ⇒ směsný kondenzát, ten

problematický

směsný kondenzát problematický z hlediska

likvidace:

- kondenzát brýdových par má velký obsah

organických látek, především kyselin,

představuje až 6x větší znečištění

odpadních vod než splašková voda,

- obtížně se čistí, je chemicky agresivní

(např. při použití pro plavení ničí beton,

potrubí, čerpadla, atd.).

o předehřívání - buď vstupující suroviny (nejlépe na teplotu velmi

blízkou teplotě varu v následujícím členu odparky) nebo vody

pro výrobu páry horkým produktem,

o sdružení odparek do vícečlenného uspořádání, možnosti:

souběh:

v konzervárenské praxi nejpoužívanější uspořádání,

levné uspořádání, jednoduché ovládání, samovolný

pohyb odpařovaného média, nízké teploty ⇒ citlivé

k zahuštěnému materiálu

snižování přestupu tepla s rostoucí viskozitou

produktu, v každém dalším členu pomalejší

odpařování, pára nejvyšší teploty na nejsnadněji se

odpařující materiál, materiál má být dávkován zahřátý

k bodu varu, jinak ztráty efektivnosti

protiproud,

paralelní uspořádání,

smíšené uspořádání.


TZOZ II - 2004/01 70

5.6.2 Výroba rajčatového protlaku

Rajčatový protlak je výrobek připravený zahuštěním rozmělněných rajčat

zbavených jader a větších kusů slupky v našich podmínkách na koncentraci

refraktometrické sušiny 28 %. Toho by mělo být dosaženo bez přídavků

pomocných látek, tj. kyselin, cukru, barviv, zahušťovadel atd., jejichž přídavek je

zakázán a považován za falšování.

Jedinými aditivem povolovaným do rajčatového protlaku bývá kuchyňská sůl

až do 10 % jako konzervovadlo, u nás se nepoužívá. V některých zemích se

někdy povolují přídavky extraktů koření, to však musí být deklarováno na

etiketě. Pokud jde o stupeň zahuštění je možné se v zahraničí setkat i s jiným

stupněm zahuštění a to:

• polokoncentrovaný protlak (semi-concentrated paste) s minimálně

12 % sušiny,

• koncentrovaný protlak (concentrated paste) – 18 %,

• dvakrát koncentrovaný protlak (double concentrated paste) – 28 %,

• třikrát koncentrovaný protlak (triple concentrated paste) – 36 %,

• šestkrát koncentrovaný protlak (sextuple concentrated paste) – 55 %.

Kromě protlaku (angl. paste) je možné se na trhu setkat s výrobky

z rozmělněných rajčat označovanými jako tomato purée, což může být

synonymum pro protlak, ale většinou je tak označován výrobek s nízkým

stupněm zahuštění, tomato pulp pro podrcená rajčata s kusy slupek a semeny,

tomato juice vznikne protřením tomato pulp, tj. odstraněním slupek a semen.

Filtrací, tj. odstraněním suspendovaných pevných částic se získá tomato serum a

jeho zahuštěním tomato syrup.

Stručný technologický postup (viz schéma linky):

• přípravné operace,

• vlastní technologie (drcení a pasírování, zahušťování, termosterilace,

posterilační úpravy).

Hlavní problémy technologie poněkud podrobněji:


TZOZ II - 2004/01

71

Požadavky na surovinu:

• intensivní zbarvení (bez bílé dužniny), lahodná chuť, co nejvíce

vitaminu C (běžně 20-40 mg/100 g),

• co nevyšší obsah sušiny:

o rozhodující měrou rozhoduje o efektivnosti výroby,

o běžně 4-6 %, žádoucí je co nejvíce,

o v jižních zemích i 7 % a více.

• stejnoměrná vyspělost, dokonalá vyzrálost,

• způsobilost k transportu a několika denní skládce,

• nepukavost (písek, plísně ⇒ mykotoxiny),

• ranné odrůdy ⇒ prodloužení sezóny,

• další složení typické složení: 2,0-3,7 % cukrů, pokožka tvoří 1,4-1,8

% hmotnosti plodů, semena 2-3 %.

Vhodné odrůdy viz „Konzervárenské suroviny“.

Skladování rajčat • při skladování v přepravkách nutná:

o minimálně zastřešená plocha skýtající ochranu před světlem a

teplem,

o nepropustná, omyvatelná podlaha opatřená stokem do kanálu

o cirkulace vzduchu nad zbožím,

o doba skladování maximálně do 48 hodin.

• skladování volně ložených rajčat

o v plavícím žlabu ve vodě, pak nutno zpracovat do 24 h,

• chladírenské skladování (teploty 0-5 oC)

o rajčata obecně nevhodnou plodinou pro skladování při teplotách

pod 10 oC,

o proto by uložení v chladírně vždy problematické.

Praní rajčat


TZOZ II - 2004/01 72

• začíná již plavením, to prováděno užitkovou, dostatečně čistou vodou,

• vlastní praní, obvyklé uspořádání:

o vzduchová pračka, postupná výměna vody, úplná alespoň 1x za

směnu spolu s dokonalým vyčištěním pračky (písek pod 0,17 %

v sušině, lze až pod 0,07 %).

o sprchová pračka.

Třídění - inspekce

• viz obecné zásady práce na ispekčních pásech,

• vytřídění možných příměsí, dále nedozrálých a mikrobiálně

napadených plodů (plísně rodu Hormiscium ⇒ toxiny a hořké látky.

Drcení a pasírování

Před vlastním protíráním je nutné rajčata podrtit, přitom je většinou žádoucí

mechanické poškození kombinovat se důkladným prohřátím (spařením). Možnosti:

• nejdříve rajčata spařit a poté drtit, popř. provést obojí prakticky

současně:

o např. zahřát rajčata na cca 80-90 oC při drcení + rychle ochladit,

o výhodou preventivní inaktivace enzymů (pektáza, celulasy),

o nevýhodou extrakce tuku ze semen ⇒ možnost žluklé chuti

budoucího produktu.

o někdy i zprávy o tom, že příčinou hořké chuti protlaku mohou

být uvolněné slizovité látky obklopující semena, z tohoto

pohledu by bylo lepší je odstranit. Tato námitka však není

potvrzena.

• spařit až rajčatovou drť:

o u nás i ve světě nejběžnější.

• musí být provedeno co nejšetrněji tak, aby protlak nadměrně netmavl

v důsledku karamelizace a neenzymového hnědnutí.


TZOZ II - 2004/01

73

Drcení rajčat

• drtičky nejrůznější konstrukce:

o např. ozubené nerezové válce otáčející se proti sobě nestejnou

rychlostí (poměr otáček cca 1:3),

o rozdrcení rajčat a jejich roztrhání na kusy.

• sekačky

o např. série trojnásobných rotačních nožů (cca 60 ot.min-1),

o rajčata rozsekána při průchodu na vhodném dopravníku,

o drť propadá do nerezové nádrže ⇒ pak doprava k předehřívači.

• někdy již v této fázi doporučováno odstranění semen před prohřátím

z výše uvedených důvodů. Možným řešením tzv. odsemeňovací

pasírka, možné uspořádání podle firmy Manzini:

o mačkadlo rajčat:

funkce podobná drtičce,

mezera mezi zuby větší cca 12 mm ⇒ dužnina se uvolní,

slupka zůstane celá.

o rotační odslupkovač:

princip - dvouramenná jednoduchá pasírka, ∅ ok 12 mm,

oddělení slupek, semena prochází spolu s dužninou.

o rotační odjadřovač:

analogie - pasírka s oky o průměru 1 mm,

oddělení semen.

o sekačka slupek:

dva rotující válce opatřené noži,

rozsekání slupek a jejich návrat do hrubého protlaku

z rotačního odjadřovače.

Předehřátí drtě

Příprava protlaku typu „hot-break“, v našich podmínkách klasická, tradiční

technologie využívající prohřev současně nebo bezprostředně po drcení. Smysl:


TZOZ II - 2004/01 74

• inaktivace enzymů, hlavně pektázy (pektinesterázy),

• pektinové látky v rajčatové hmotě zůstanou maximálně uchovány a

v budoucím protlaku budou způsobovat žádoucí, pastovitou

konzistenci spolu s vláknitými zbytky nerozpustné vlákniny,

• pokud prohřátí neprovedeno včas, dochází rychle k degradaci pektinů

(během 10 minut zmýdelněno cca 75 % pektinu) což způsobí zřídnutí

protlaku,

• výhodou záhřevu snad i odštěpení pektinů z protopektinů v pletivu ⇒

zvýšení výtěžnosti a lepší konzistence,

• výhodou z tohoto pohledu by mohlo být někdy uváděné uvolnění

slizovitých látek (hydrokoloidů) obalujících semena a jejich účast na

vytváření konzistence budoucího protlaku.

• výhodou i odvzdušnění hmoty.

Teplotní režim doporučovaný při ohřevu se podle jednotlivých autorů různí,

vždy nutná inaktivace enzymů. Příklady doporučovaných záhřevů:

• Fan Jung - 1 min/ 90 oC,

• Kyzlink - PE > 82 oC/ 15 s, PG > 87-94 oC/ 15 s,

• Manzini - 65-90 oC,

• Goose a Binsted – maximálně do 80 oC.

Připravený protlak typu „hot-break“ bude hustší a tmavší (patrně v důsledku

intenzivnějšího prohřívání při předehřívání a obtížnějšího zahušťování

vizkoznějšího materiálu) a než protlak typu „cold-break“ (viz dále).

Kromě uvedeného postupu byl původně v Americe zaveden způsob výroby,

kdy prohřátí rajčatové drti je provedeno po dosti dlouhé prodlevě od podrcení.

Protlak získaný tímto způsobem se označuje jako typ „cold-break“ a podstatné

odlišnosti od výše uvedeného postupu jsou tyto:

• drcení prováděno za chladu (20-30 oC), po něm následuje často

mnohahodinové uložení v tanku při teplotě okolí,

• podle délky prodlevu je tedy v praxi možný prakticky plynulý přechod

mezi hot-break a cold-break podmínkami,


TZOZ II - 2004/01

75

• při výrobě typu cold-break je následný ohřev většinou veden při

relativně nízkých teplotách obvykle nepřevyšujících 65 oC, neboť je to

ekonomičtější a cílem ohřevu je pouze tepelná příprava rajčat pro

dosažení optimální výtěžnosti při následném pasírování, inaktivace

enzymů je méně významná,

• zvýšení viskozity budoucího protlaku je pak vždy významně menší

v porovnání s hot-break podmínkami (pektiny jsou rozloženy). Přitom

se uplatňuje zejména:

o kladná funkce pektázy a celulasy, kdy štěpy celulosy (oligomery

celulózy) zbotnají a po homogenizaci zesíťují spolu se zbytky

vláknitých útvarů z rozrušených buněk,

o snad se uplatňuje i β-1,4-glukan údajně vznikající v poraněných

rajčatech v důsledku stresových reakcí pletiva.

• při chladném uložení podrcených rajčat hrozí nebezpečí oxidačních

změn (Kyzlink), a to v důsledku:

o vzniku chinoidních produktů,

o Maillardových reakcí,

o snad i v důsledku oxidace karotenoidů.

o přes tyto námitky protlak typu cold-break je charakteristický

světlejší barvou.

Protlak typu „cold-break“ je tedy vždy řidší a světlejší než protlak typu „hot-

break“, jak již uvedeno v důsledku příznivějších podmínek ohřevu při

předehřívání a koncentraci. Obecně je tedy tato technologie vhodnější pro výrobu

protlaků s vyšším stupněm zakoncentrování než na 28 % sušiny, to je při výrobě

třikrát a šestkrát koncentrovaného protlaku (obsah sušiny nad 30 %).

Předehřívače:

• používány různé konstrukce a to zejména:

o zařízení typu votátoru,

o trubkové výměníky.


TZOZ II - 2004/01 76

Protírání drtě

• požadavky na protlak u nás:

o homogenita,

o jemnost,

o nemají být útržky slupek.

• různé názory na jemnost rajčatového protlaku:

o jemný protlak - u nás,

o hrubý protlak:

lepší využití vlákniny, vyšší výtěžnost,

více protopektinu do odparek.

• výhodné zabránit drcení semen ⇒ uvolní se tuk⇒řešení:

o semena předem z hmoty odstranit ⇒ systém Manzini,

o pasírovat na šetrných protěračkách (odstředivé protěračky).

Protěračky (pasírky):

• princip – protlačování tepelně ošetřeného materiálu přes síto

přiměřené jemnosti,

• nejběžnější uspořádání válcové síto s rotačními vystíracími lištami

(viz stať o výrobě ovocných protlaků, kapitola 5.1.2),

• při výrobě rajčatového protlaku běžné uspořádání obvykle 2-3

protěraček nad sebou:

o pro jemný protlak výhodné tříčlenné uspořádání, to umožNúje i

vyšší výtěžnost,

o průměry otvorů v sítech jednotlivých stupňů různé, (např.

Manzini 1,1 - 0,7 - 0,4 mm),

o prvá pasírka bývá někdy konického tvaru.

• odstředivé pasírky- šetrnější:

o sítový buben rotační cca 1000 min-1,

o lopatkový buben:

stejnosměrné otáčky cca o 250 min-1 pomalejší oproti sítu,

rozprostírá materiál na vnitřní povrch síta.


TZOZ II - 2004/01

77

• činnost pasírek nutno kontrolovat, neboť jejich správná funkce má na

kvalitu a výtěžnost výroby klíčový význam. Nejednodušší je vizuální

kontrola protlaku za pasírkami umístěného mezi sklíčkem a bílým

podložním sklem. Hodnotí se:

o množství černých teček, nadměrné množství indikuje:

je zpracováváno příliš mnoho rajčat shnilých nebo

nezbavených stopky či zbytků stonku,

v tepelném výměníku při předehřívání dochází

k připalování,

přítomnost cizích příměsí,

poškození síta pasírky nebo její špatnou funkci.

o přítomnost červených skvrn signalizuje separaci barviva

v důsledku varu drti v předehřívači nebo přílišného pěnění

protlaku v zásobní nádobě za pasírkou,

o hrubá textura signalizuje:

nesprávné síto v pasírce,

špatné nastavení vystíracích lišt v pasírce,

odvod odpadu z pasírky je blokován,

příliš velkou rychlost vystíracích lišt v posledních

pasírkách.

o přítomnost semen či útržků slupky signalizuje poškození síta

v pasírce.

• další možností operativní kontroly je posouzení odpadu z poslední

pasírky, ten musí být výrazně drobivý bez známek volné vlhkosti,

která by se uvolňovala např. při zmáčknutí v dlani. Není-li tomu tak,

je třeba nastavení pasírek upravit, jinak zbytečné ztráty.

• semena tvořící odpad obsahují 20-25 % tuku v sušině a jsou

vynikajícím krmivem.


TZOZ II - 2004/01 78

Koncentrace

Surový protlak získaný v pasírce je třeba zahustit na požadovaný obsah sušiny.

• cílem – cca pětinásobné zahuštění rajčatového protlaku (při

požadované výsledné koncentraci sušiny 28 %,

• odpařování ve vícečlenných odparkách,

• omezení teplotního rozmezí:

o dole cca 45 oC - dáno viskozitou protlaku,

o svrchu cca 90 oC - reakce neenzymového hnědnutí,

o běžně dvou až tříčlenné odparky:

pro větší viskozitu produktu je třeba vyšší teplotní spád

mezi jednotlivými členy než např. při výrobě šťávních

koncentrátů, tj. asi 15-20 oC.

• v praxi různá řešení, např.:

o původní běžné řešení v tuzemských konzervárnách:

1. člen - rychloproudá trubková odparka (Luwa apod.),

zahuštění na cca 12-14 % sušiny,

2. člen - kulovitá odparka s nuceným mícháním,

nevýhodou diskontinualita ⇒ nejednotná kvalita produktu

o Manzini - dvojčlen ale tři odparky, kontinuální systém:

1. člen - Robertovo těleso (82-84 oC, odpar 60 % vody),

2. člen - 45 oC:

Robertovo těleso,

odparka s nucenou cirkulací, resp. stíraným

povrchem.

o Znojmo - třístupňová odparka Rossi & Catelli, kontinuální

systém:

teploty 84 - 60 - 45 oC,

střední člen turbinová odparka - největší podíl na odparu,

výkon: 3 t protlaku za hodinu ⇒ spotřeba cca 450 t rajčat

za 24 hodin (běžně 300-350 t).


TZOZ II - 2004/01

79

Konzervace rajčatového protlaku

Tepelná sterilace:

• je-li pH< 4,0 je nejvýhodnější protlak vycházející z odparky při relativně

nízké teplotě (t < 50 oC) přihřát ve výměníku mimo obal na teplotu

dostatečně vysokou (minimálně t > 75 oC, optimum asi t ≈ 90 oC),

plnit do obalů za horka, ihned uzavřít a dosterilovat výdrží,

• další možností aseptické zpracování do nápojových krabic nebo obalů

typu „bag-in-box“,

• plní-li se produkt chladnější nutno sterilovat v obalu, lépe balit do

menších obalů z důvodu špatného prostupu tepla protlakem.

• problém, je-li pH > 4,0.

o běžná koncentrace kyselin v rajčatech je 0,4-0,7 % a pH mírně

přesahuje hodnotu 4. Při zahušťování se pak hodnota pH

nezvyšuje tak, jak by odpovídalo vzrůstu titrační kyselosti, která

přesáhne 2 %. Je to způsobeno pufrujícím účinkem ostatních

zakoncentrovávaných složek, tj. zejména solí a popelovin. Běžně

se pH prostředí pohybuje zhruba v intervalu 3,9 – 4,5.

o pak nutná důkladnější sterilace a maximální opatrnost ukládání

produktu při nižších teplotách, průběžná kontrola jeho stavu.

Chemická konzervace:

• dnes vyjímečně.

Solení:

• např. v Bulharsku, protlak zahuštěný na 39 %,

o + 1 % soli a uložit v chladírně,

o + 8-10 % soli, stabilní i mimo chladírnu.

Zásady pro výrobu jakostního protlaku

Kvalitní surovina:

• dříve protlak vyráběn i z konzervované dřeně ⇒ nelze vyrobit kvalitní

protlak,


TZOZ II - 2004/01 80

• základním předpokladem technologická kázeň, dokonalé

vyprazdňování odparek mezi jednotlivými dávkami atd.,

• hořknutí protlaku:

o termoresistentní formy Torulopsis, Hormiscium na výrobku,

o též mikroby na surovině (Bacillus coagulans).

• mykotoxiny - produkty plísní vegetujících na surovině

o detekce v hotovém produktu ⇒ počítání zbytků plísňových hyf

po obarvení methylenovou modří a naředění protlaku na refrakci

8,4 % ⇒ Howardovo číslo (připouští se maximální hodnota 40).

• falšování rajčatového protlaku

o přídavky jablek do 10 %,

o okyselování,

o přídavky cukrů,

o barvení atd.

• udržnost vitaminu C - Fan Jung:

o čerstvá rajčata 100 %,

o po drcení 91 %,

o po pasírování 80 %,

o po zahuštění 59 %.

5.7 Výroba rajčatového kečupu

Princip: cca 2x zahuštěná dřeň z rajčat. Chuť upravená přísadami soli, octa,

sladidla a extraktů koření.

Výroba:

• výroba z čerstvých rajčat vyjímečná, pak obdoba výroby protlaku

• ředění rajčatového protlaku, pak nutno aplikovat stabilizátory

(modifikované škroby, tragant, pektin, atd.)

• ochucování povoleny přídavky octa, cukru, běžné extrakty koření,

protlak z cibule, česneku. Přídavky jiných typů ovoce nebo zeleniny

nejsou nepovoleny.


TZOZ II - 2004/01

81

• minimální obsah rajčatové sušiny 6 %.

• konzervace:

o tepelná sterilace,

s výhodou mimo obal,

opět podle zásad sterilace kyselých potravin,

hrozí Maillardovy reakce.

o chemická konzervace,

o fytoncidy.

Příklad receptury:

složka prvotřídní kečup+) kečup střední kvality++) rajský protlak (30%) 465 kg 372 kg voda 400 l 200 l (nebo rajčatová dřeň 2745 l 2275 l o hustotě 1,020 g/cm3) kvasný ocet 165 l (5-6% octa) 55 l (10% octa) cukr 233 kg 124 kg sůl 15 kg 21 kg cibulový protlak - 28 kg česnek - 125 g koření 1,75 kg*) 2,25 kg**) +) výsledná refrakce cca 37 % ++)výsledná refrakce cca 27 % *) směs koření odpovídající místním zvyklostem obvykle zahrnující skořici,hřebíček, koriandr, kardamon, zázvor („mace“), papriku, pepř, kajenský pepř, sušenou cibuli a česnek. **) směs mletého koření obsahující 36 % hřebíčku, 36 % skořice, 20 % nové koření, kajenský pepř 8 %.

Stručný technologický postup:

• smíchání rajčatového protlaku vody a cukru (nebo rajčatové dřeně a

cukru) v tanku a předehřátí směsi na cca 50 oC,

• používá-li se mleté koření, oddělí se část směsi a v ní se koření

rozmíchá a zahřeje a koření se v ní extrahuje.

• zbytek směsi se zahřívá ve vakuové odparce a asi při teplotě 65 oC až

k dosažení požadované refrakce (cca 45 %),


TZOZ II - 2004/01 82

• zruší se vakuum a přidá se sůl, ocet, cibulový protlak, stabilizátor a

extrakty koření a směs se zahřeje na asi 90 oC a propasíruje přes jemné

síto,

• následuje deaerace a plnění.

Další výrobky z rajčat u nás běžně nevyráběné:

• sterilovaná loupaná i neloupaná rajčata jak ve slaném nálevu tak

v rajčatové šťávě (preferovány drobnější oválné plody) – vyrábí se

podle zásad zmíněných u sterilované zeleniny, do nálevů se přidávají

soli Ca pro udržení konzistence plodů.

• rajčatová šťáva zahrnuje výrobky jak téměř čiré (aplikace šnekových

lisů, výtěžnost 60 %) až po kalné (získávané na pasírkách při

výtěžnosti cca 90 %). V obou případech je technologický postup

analogií výroby kalných šťáv.

• sušená rajčata,

• rajčatový prášek – viz sušené šťávy


TZOZ II - 2004/01

83


TZOZ II - 2004/01 84

5.8 Výroba špenátového protlaku

• dnes již pouze zmrazovaný,

• sterilovaný dříve, opuštěn kvůli feofytinaci

Stručné schéma výroby (viz schéma linky:

• přípravné operace: čištění, třídění, praní

• vlastní technologie: blanšírování, protírání, chlazení, balení,

zmrazování

Technologické podrobnosti:

Výběr suroviny:

• pozdě vykvétající odrůdy (hořkost),

• vždy čerstvá surovina,

• listy sytě zelené, velké, mladé, jemné, nenatrpklé, bez cévních vláken,

• hodně sušiny (> 7 % Rf) a vitaminu C,

• málo kyseliny šťavelové,

• málo SiO2,

• pozor na přehnojení dusičnany (pod 300 mg.kg-1).

Technologické operace

• předběžné úpravy stejné pro zmrazení i dříve sterilaci,

• při sklizni nutno listy maximálně zbavit řapíků, ty hořké,

• praní – důležité dobře odstranit zrnka písku ⇒ hrabicové pračky,

• blanšírování:

o ve vroucí vodě 1,5-2 min, někdy doporučováno pod 1 minutu,

o přehnané blanšírování vadí feofytinace,

• chlazení:

o ledovou vodou ve sprše ⇒ velký výluh, zčásti kompenzován

nasátím vody do buněk,


TZOZ II - 2004/01

85

o adiabaticky + výměníkem ⇒ možná ekonomičtější, vadí ale

diskontinualita a malá kapacita, nepoužívá se.

• protírání:

o někdy okamžitě po blanšírování (pokud se nemá chladit),

o průměr otvorů v sítech pasírek1,5 - 2 mm ⇒ poměrně hrubý

protlak,

o někdy mletí na "strojku" s otvory o průměru 2-3 mm, či pouhé

sekání listů.

• ochucení - přídavky glutamátu Na (cca 0,2 %),

• plnění + zmrazování (vzhledem k rozmělnění není rychlost

zmrazování příliš významná).

Příčiny hořknutí

• porost termoresistentních kvasinek Torulopsis,

• příliš vyspělý (dozrávající) špenát, nestačí jen odstranit výkvětlice,

• opakované používání blanšírovací vody.


TZOZ II - 2004/01 86


TZOZ II - 2004/01

87

6. Macerované ovoce a zelenina

Tato skupiny výrobků zahrnuje nápoje či jemné protlaky tekuté konzistence, které

kromě ovocné šťávy obsahují i jemně dispergované části rostlinného pletiva, odstraněny

jsou pouze hrubé nepoživatelné části. Patří sem:

• tekuté ovoce, dřeňové šťávy, džusy,

• ovocné nektary, ovocné krémy - s větším přídavkem cukru,

• ovocné a zeleninové koktejly - z různých plodů,

• dětská výživa.

Druhově surovina velmi pestrá, tj. i zelenina

Přednosti:

• vazba aromatických látek na nerozpustnou dužninu,

• dokonalejší zachování látkové hodnoty suroviny,

• dobré předpoklady pro zachování labilních složek:

o důsledek účinné inaktivace enzymů během macerace,

o dobré předpoklady pro fortifikaci.

• výborná stravitelnost,

• lepší dosažení hospodárnosti provozu.

Základní problém – homogenita výrobků, tj. stabilita disperze

Princip - dokonalé zhomogenování ⇒ zvětšení povrchu částic, resp. zmenšení

jejich průměru, které od určité míry brání trvale sedimentaci pevného podílu.

U výrobků tohoto typu je stěžejním problémem zajištění stability suspenze

nerozpustného podílu rostlinného pletiva během skladování. Stabilita zákalu v těchto

výrobcích se přičítá přiměřenému způsobu desintegrace rostlinného pletiva, která se v

praxi provádí mechanicky v homogenizátorech a enzymovým ošetřením rostlinného

materiálu. Předpokládá se přitom, že pro dokonalou stabilitu zákalu v dřeňových

nápojích je optimální současné použití obou způsobů, přičemž údaje publikované o

vlivu technologického zpracování na stabilitu zákalu dřeňových nápojů se často dosti

zásadně odlišují.


TZOZ II - 2004/01 88

Ve stručnosti lze formulovat tyto obecně přijímané názory:

• sedimentace kalových částic v dřeňových šťávách je ovlivňována

různými faktory v souladu se Stokesovým zákonem, který lze vyjádřit

následující rovnicí:

( )c

cs dgηρρ

ν.18

.. 2−= ,

kde v je rychlost sedimentace částic (m.s-1),

ρs je specifická hmotnost částic zákalu (kg.m-3),

ρc je specifická hmotnost kapalné fáze (kg.m-3),

g je tíhové zrychlení (m.s-2),

d je průměr sedimentujících částic (m),

ηc je viskozita kapalné fáze (Pa.s).

• pokud jde o mechanickou desintegraci, je třeba zajistit co nejmenší velikost

pevných částic v nápoji, neboť ze Stokesova zákona je rychlost sedimentace

úměrná druhé mocnině jejich průměru. Zhruba platí, že zákalové částice o

průměru do 3 µm podléhají Brownovu pohybu a nesedimentují. V reálných

nápojích pak v závislosti na viskozitě mohou nesedimentovat i částice o

průměru 100-200 µm.

• při enzymovém zákroku se kromě rozrušení rostlinného pletiva dociluje i

významné zvýšení viskozity kapalné fáze, které v souladu se Stokesovým

zákonem snižuje rychlost sedimentace. Přitom je třeba aplikovat enzymové

preparáty určitého typu. Enzymové ošetření rostlinných materiálů lze

rozdělit zhruba do čtyř stupňů podle degradace pletiva:

o macerace znamená převedení organizovaného rostlinného

pletiva na suspenzi buněk, které by měly zůstat většinou

nepoškozené. Uvádí se, že tento stupeň rozrušení pletiva je

optimální pro přípravu dřeňového nápoje se stabilním zákalem.

Vhodnými preparáty např. Rohament P nebo Irgazym M-10 atd.,

vždy prakticky čistá polygalakturonasa.

o enzymové rozrušení výlisků (v angličtině „Pulp-Enzyming", v

němčině "Maische Fermentation") je stádium, kdy jsou stěny


TZOZ II - 2004/01

89

buněk pletiva již částečně zničeny a rozpustný pektin je do

značné míry degradován. Tento stupeň rozrušení rostlinného

pletiva je optimální pro úpravu výtěžnosti během lisování

měkkého a bobulového ovoce (maliny, jahody, rybíz atd.) nebo

ovoce, jehož lisovatelnost byla zhoršena během skladování

(jablka). Vhodné preparáty jsou založeny na kombinaci

pektolytických a dalších enzymů s omezenou aktivitou.

o ztekucení je stádium, kdy jsou buněčné stěny pletiva kompletně

rozrušeny. Tohoto stavu se dociluje přídavkem celulolytických

enzymů k preparátům způsobujícím předchozí stupeň rozrušení

rostlinného pletiva.

o zcukření představuje převedení většiny polysacharidů

rostlinného pletiva na mono a disacharidy. Dociluje se aplikací

hemicelulas a glykosidas spolu se ztekujícími enzymy.

Stabilita zákalu dřeňových nápojů je tedy přisuzována přiměřenému zmenšení

průměrů zákalových částic, zvýšení viskozity kapalného podílu a hydratační

kapacity rozpustných pektinů i pektinových látek vázaných na buněčné stěny, tj.

podpoření jejich funkce ochranného hydrokoloidu.

Ve skutečnosti je situace ještě složitější, neboť je nesporné, že kromě

uvedených faktorů je stabilita zákalu v dřeňových nápojích ovlivňována i

elektrostatickými silami vyplývajícími ze distribuce nábojů v makromolekulách

přítomných hydrokoloidů i iontů. O podstatě a zákonitostech těchto procesů je

doposud známo dosti málo a nezbývá, než se spoléhat na empirické zkušenosti.

Je však zřejmé, že rozdíly ve vzájemném elektrostatickém ovlivňování složek

dřeňových nápojů mohou být příčinou často dosti rozporných údajů

publikovaných o stabilitě zákalu dřeňových nápojů v odborné literatuře.

Z empirie tak vyplývá, že u neslazených nápojů lze stabilní zákal očekávat při

velikosti částic < 1 µm, u nápojů slazených při velikosti částic 10-100 µm (přísně

koloidní měřítko 1-500 nm).

V praxi lze předpokládat, že skutečnou stabilitu zákalu je možné výše

uvedenými zákroky dosáhnout u dřeňových nápojů vyšší viskozity, tj. tekutého


TZOZ II - 2004/01 90

ovoce a zeleniny s vyšší koncentrací cukerné sušiny. U nápojů, při jejichž výrobě

dochází k výraznějšímu ředění ovocného materiálu je často třeba funkci

ochranného koloidu, resp. viskositu kapalného podílu přiměřeně podpořit

přídavkem vhodného preparátu. Současně se tak zlepšuje i vjem plnosti chuti.

Vzhledem k charakteru ovocných nápojů není překvapením, že pro zvýšení

stability dřeňových nápojů jsou doporučovány zejména přídavky

vysokoesterifikovaných pektinů. Dalšími doporučovanými možnostmi jsou

algináty, zejména propylenglykolester v koncentracích do 0,2 %, karagenan,

furcelaran, guarová gumy, karboxymethylcelulosa, popř. karobová guma. Pro

výrobu kalných nápojů mají význam i některé deriváty škrobu (fosforylované,

acetylované atd.), popř. želatina jako stabilizátory suspenzí a zahušťovadla.

Z uvedeného je zřejmé, že pro stabilizaci zákalu dřeňových nápojů

nepostačuje pouhá macerace, je nutné důslednější a dokonalejší zmenšení částic,

kterého se dosahuje homogenizací.

Technologický postup

Charakteristickým rysem výroby dřeňových, kalných šťáv je požadavek na

maximální rychlost zpracování, kdy by suroviny měla být převedena do finální podoby

a připravena ke konzervaci v době maximálně 20 minut. Tato podmínka nemůže být

pochopitelně splněna, je-li použita enzymová macerace. V tom případě nezbývá nic

jiného, než ztráty oxylabilních složek připustit, popř. vytvořit podmínky pro jejich

přidání do konečného produktu. Hlavní fáze výroby kalných šťáv lze charakterizovat

následovně:

• fáze I. - výběr suroviny a předběžné úpravy:

o nezbytná surovina v bezvadném stavu, v optimální zralosti

z hlediska obsahu aromatických složek, barviv a obsahu šťávy,

jako vždy nezbytná minimální kontaminace mikroorganismy,

o příjem suroviny, uskladnění, praní, třídění - vše velmi pečlivě

• fáze II. - odstranění nepoživatelných částí:

o odstopkování, loupání (např. citrusy), hrubé dělení pro desintegrátor,

o opět vše velmi rychle s ohledem na antioxidační aspekty.


TZOZ II - 2004/01

91

• fáze III. - macerace = desintegrace:

o z hlediska kvality rozhodující fáze,

o potlačení oxidáz, odvzdušnění,

o stabilizace disperze,

o případné zachycení aromatu.

• fáze IV. - chuťové korekce:

o přislazení, přikyselení,

o může být i před desintegrací.

• fáze V. - konzervace:

o prakticky výhradně sterilace záhřevem,

o mimo obal i v obalu.

• fáze VI. – skladování.

Významnější podrobnosti technologického procesu:

Macerace

V praxi se macerace provádí vždy vhodnou, osvědčenou kombinací zákroků.

Základem je vždy macerace mechanická, která je vždy prováděna v kombinaci

s tepelným zákrokem. Další možností je macerace enzymové, která se však

provádí vždy jen jako doplněk mechanického rozmělnění, nikdy se nepoužívá

sama o sobě.

Mechanická macerace - je vlastně analogií výroby protlaků zmíněnou již dříve,

zde je vždy snaha o výrobu velmi jemných protlaků, proto vystření suroviny

musí být velice dokonalé, jemné. Pochopitelně i zde klíčová otázka postupu při

kombinaci mechanického rozmělnění a tepelného ošetření zpracovávaného

materiálu. Možnosti

• spojení desintegrace + protírání + termoinaktivace enzymů v jedinou

operaci, v tuzemských podmínkách toto řešení představoval stroj

MIKRONOR, vyvinutý ve VÚ KOLI v Praze někdy před 40 lety.

Princip funkce:

o vertikální válcová nádoba, spodní část jemné nerez síto (počet ok

1700-2200 in-2) ⇒ síta velmi jemná,


TZOZ II - 2004/01 92

o v horní části nucený přívod suroviny (šnekový dopravník),

o v ose válce osa rotoru hnaná motorem shora (otáčky cca

3200 min-1),

o na ose poměrně masivní tlukadla připojená spirálně se

zkosenými konci,

o do pracovního prostoru i do ústí plnícího šnekového dopravníku

vháněna pára, umožňující rychlý přímý ohřev materiálu a tedy

rychlou inaktivaci enzymů,

o odvzdušnění problematické, neboť plyny vypuzené ohřevem do

hmoty plynule vmíchávány při protírání, stroj nebyl konstruován

na práci v ochranné atmosféře,

o rychlost přívodu suroviny regulována automaticky

servomotorem podle zatížení hlavního rotoru,

o jemný protlak prochází síty - odváděn spodem,

o nepropasírované zbytky odváděny otvory ve spodní desce

s nastavitelnou velikostí, tedy regulovatelným odporem,

o výhody systému Mikronor - rychlost, vše během jediné operace,

o nevýhodou významně složitější uspořádání oproti alternativním

uspořádáním ⇒ obtížnější údržba.

• provedení ohřevu a desintegrace odděleny, systémy stejné, jako

zmíněny pro rozváření při výrobě protlaků v kapitole 5.2, tedy vždy

kombinace vhodného rozvařeče a baterie protěraček.

Macerace enzymová • enzymy vždy již do suroviny alespoň hrubě desintegrované ⇒ vždy

v kombinaci s ostatními způsoby,

• struktura primární buněčné stěny – viz následující schéma:


TZOZ II - 2004/01

93

• pro dřeňové šťávy optimální stádium macerace,

• enzymy aplikovány vždy do ovoce předem zahřátého - inaktivace

oxidáz a dalších nežádoucích enzymů

• podmínky:

o teploty okolo 50 oC,

o doba 30-90 min - podle typu i koncentrace enzymu,

o pH 3,5-5,

o zakončení záhřevem nad 70 oC.

• výsledkem husté pyré,

• někdy doporučovány i enzymy s určitou celulolytickou aktivitou

(Rohament PC) ⇒ pyré je řidší,

• nevýhoda - enzymová macerace diskontinuální, dává prostor

oxidacím.

Chuťové úpravy: • přikyselení, doslazení, aromatizace atd.

• možnosti fortifikace AK atd.

Deaerace

Pro stabilitu kalných šťáv je nutno odstranit vzduch (kyslík), který byl při

protírání do hmoty poměrně intenzivně namíchán, takže může být eliminován


TZOZ II - 2004/01 94

účinek záhřevů při maceraci. Je proto nutné definitivní odloučení plynů, k tomu

se využívá operace deaerace. Princip:

• vstřikování horké hmoty do vakua,

• kyslík odsát v množství úměrném použitému vakuu,

• příznivá možnost macerace buněk a odpaření části vody,

• nepříznivá možnost ztráty aroma,

• možná doplňující opatření:

o aplikace antioxidantů - kyselina askorbová,

o hermetičnost čerpacího systému,

o aparatury důsledně pouze ze skla, nerezi, popř. kvalitních plastů.

Homogenizace

I přes velmi jemné protření suroviny na pasírkách nemusí být disperze

protlaku stabilní pokud jde o možnost sedimentace během skladování. To platí

zejména při nižší viskozitě produktu. V tom případě je nezbytné zmenšit dále

velikost částic rostlinného pletiva a toho se dosahuje použitím homogenizátorů.

Principy používaných zařízení:

• koloidní mlýny - tření mezi plochami mlecích elementů (kamenů),

hrozí provzdušnění a nadměrné zahřívání ⇒ při výrobě kalných šťáv

se nepoužívají,

• kladívkové mlýny, tj. systém kladívek volně zavěšených na rotující

hřídeli uvnitř jemného síta – opět provzdušnění, nepoužívá se.

• tlakové homogenizátory založené na protlačování materiálu pórézní

deskou běžné v mlékárenské technologii (tlaky okolo 45 MPa),

obecně nevhodné neboť částice pletiva velmi tuhé a rychle ucpávají

póry desek,

• vstřikování materiálu pod velkým tlakem (několik desítek MPa)

tryskou proti desce:

o jejich aplikace při výrobě kalných nápojů zmiňována,

o účinek kavitační, střihový, podobně jako u pístových

homogenizátorů.


TZOZ II - 2004/01

95

• ultrazvukový homogenizátor (známý a uváděný je systém Rapisonic):

o materiál čerpán pod vysokým tlakem (1,4-2,5 MPa) velkou

rychlostí proti ocelovému břitu,

o ten uveden do vibrací o frekvenci ultrazvuku (f > 20 MHz) buď

elektrickým pohonem nebo samotným proudem kapaliny,

o efekt zejména kavitací,ale i střihovým působením

o frekvence ovládána nastavením upnutí břitu.

• homogenizátor Rannie:

o štěrbina LW (liquid whirling),

o pracovní tlak 20 MPa,

o štěrbina 200-300 µm,

o účinek - kavitace, turbulence, střihový efekt.

• pístový, tlakový homogenizátor:

o v současnosti snad nejpoužívanější typ,

o vysokotlaká pumpa (tlaky 10 až 70 MPa),

o materiál pumpován přes jeden nebo několik po sobě jdoucích

pístů (ventilů), ty postupně vytváří úzké štěrbiny mezi tělem

ventilu a jeho sedlem (šířka cca 0,3 mm) ⇒ při velkých tlacích

velké rychlosti materiálu (řádově 8000 – 9000 m.s-1).

V následujícím rozšíření pak prakticky okamžité téměř zastavení

⇒ extremní turbulence ⇒ extremní střihové síly ⇒ zmenšování

velikosti částic.

o doprovodný účinek kavitace a mechanického rozbíjení částic o

překážky v cestě dále přispívající ke zmenšování velikosti částic.

Sterilace

• sterilace v obalech,

• sterilace mimo obal - horký rozliv či aseptické plnění.


TZOZ II - 2004/01 96


TZOZ II - 2004/01

97

7. Výroba lisovaných, čiřených šťáv, nealko nápoje

V minulosti byla výroba ovocných šťáv směřována hlavně přímo k výrobkům

používaným bezprostředně jako nápoje (moštům), popř. k přípravě sukusů (tj.

šťávních polotovarů). V současnosti se ovocné šťávy vyrábí za účelem jejich

okamžitého zahuštění na šťávní koncentráty (viz další kapitola). Obě výroby tak

splývají v jeden celek. V tomto textu bude z důvodů přehlednosti o obou

výrobách pojednáno odděleně.

7.1 Obecné aspekty

Antioxidační zákroky

Moderní technologie se zábranou antioxidačních změn lisované šťávy u

běžného ovoce příliš nezabývá. Nezbytná antioxidační opatření jsou při výrobě

odlisovaných šťáv obtížně proveditelná a neúnosně nákladná:

• obecně drť až do lisu a šťáva v lisu silně provzdušňovány,

• zábrana obtížná, byla by nutná zařízení v ochranné atmosféře, nutné

dokonalé zakrytí atd.

• teoreticky možná pasterace drti, je ale neúnosně nákladná a ovlivňuje

organoleptické parametry (aroma),

• přídavky antioxidačních činidel, zejména kyseliny askorbové, nemají

vzhledem ke značnému provzdušnění materiálu naději na úspěch,

• odvzdušňování šťávy za lisem již málo účinné, neboť oxidace již

z větší části proběhly,

• možná snad pouze inaktivace PPO přídavky antioxidantů typu

polyvinylpyrrolidonu

Proto se v současnosti v praxi průběhu oxidačních změn v odlisovaných

šťávách výrazně nebrání a vychází se z předpokladů, že:

• oxylabilní složky šťávy (polyfenoly) se rychle zoxidují až na

polymerní produkty (flobafeny), které se zachytí ve výliscích nebo

vypadnou v průběhu čiření, (např. původně ztmavlá šťáva se během


TZOZ II - 2004/01 98

pektolýzy poněkud vyjasní (u jablek), i tak však má obecně poněkud

tmavší barvu než šťáva bez pektolýzy v důsledku vlivu prodlev na

oxidaci),

• po úplné oxidaci polyfenolů šťáva dále proti oxidačním změnám

stabilní (oxidázy nadále nemají vhodný substrát),

• přísady při pozdější fortifikaci (kyselina askorbová) jsou stabilnější,

chybí spojovací můstek k přenosu elektronů na kyslík (např. fenoly

atd.),

• průběh změn snad může být ovlivněn i těmito faktory:

o během pektolýzy může nastávat i potlačení oxidáz současnou

funkcí proteáz rozrušujících apoenzymy oxidáz (nasvědčuje

tomu relativně větší stabilita AK ve šťávě po pektolýze –

Kyzlink),

o anthokyany aktuální oxidace během prodlev (pektolýza)

neohrožuje (spíše jen speciální štěpné enzymy a produkty

Maillardových reakcí).

Shrnutí: • antioxidační zákroky při výrobě běžných ovocných odlisovaných šťáv

příliš nákladné a málo účinné ⇒ neprovádí se,

• speciální výroby, např. lisování kalných citrusových šťáv,

antioxidační úpravy patrně aplikuje, postupuje se podle pravidel

zmíněných při popisu výroby kalných šťáv v kapitole 6.

Situace v České republice (2001)

• celkový roční objem výroby 62 000 t koncentrátu,

• devět pracujících lisoven (x) nepronajaté): Severofrukt Trávčicex),

Žatec, Chelčice, Kardašova Řečice, Frutex Černožice, Chrast u

Chrudimi, Přerov, Fruiko Prušánkyx), Linea Nivnice x)

• Slovensko tři lisovny

• v roce 1992 lisoven 17


TZOZ II - 2004/01

99

• velké rozdíly ve výtěžnosti ⇒ dáno rozdíly v technologii v důsledku

různého stupně zastaralosti. Modernizace provozů se řeší postupně,

nejsou prostředky na radikální změny technologie (např. lisy Bucher

v ČR z let 1972-1985, cena těchto lisů přes 23-25 mil. Kč, lisy

sítopásové cca 5-6 mil. Kč, atd.)

Parametry ovocné šťávy podle kterých se posuzuje její kvalita:

• koncentrace sušiny,

• obsah kalů hodnocený jako čirost

o nefelometrické stanovení - jednotky NTU;

o stanovení absorpce – jednotky FTU, nesmí absorbovat šťáva.

• obsah kyselin, pozor na vyjádření (běžně jako kyselina citronová, ale i

jablečná, vinná atd., nutno si uvědomit při jakékoliv diskusi)

• původnost složení:

o skutečný obsah ovocného podílu,

o otázka přípustnosti extrakce, např. v Německu podle požadavků

profesních svazů není přípustné ani ztekucení,

o falšování (hrušky do jablek – toleruje se až 2 % hrušek, rybíz do

višní, atd.)

Surovina – ovoce

Pro výrobu šťáv se využívá:

• čerstvé ovoce,

• ovoce skladované (chladírny),

• zmrazované ovoce:

o v ČR se doposud nepoužívá,

o ve světě běžné, umožňuje práci lisoven 11-12 měsíců v roce ⇒

lepší využití strojního vybavení i kvalifikované pracovní síly,

o drahé – cena měsíce v mrazírně cca 50 hal/kg,

o spíše pro dražší barevné ovoce, lisuje se až na zakázku.

Kvalitativní požadavky na surovinu:


TZOZ II - 2004/01 100

• závisí do jisté míry na růstových podmínkách (půda, podnebí), za

nichž se ovoce vyvíjelo,

• vždy vyžadována mikrobiální neporušenost, zdravotní stav:

o kvasinky spotřebovávají cukr,

o plísně navíc produkují mykotoxiny.

• cizí příměsi (při plavení obvykle oddělí již lapače kamenů nebo

šnekové převyšovače),

• druhová čistota (otázka autenticity ovocné šťávy), např. při lisování

jablek povoleny příměsi hrušek nebo kdoulí do 2 %,

• kontaminace chemická (pesticidy, dusičnany, atd.), kontaminace

pesticidy už cca 15 let neadekvátní,

• sortovní vlastnosti,

• vhodné vlastnosti plodu jako jednotky,

• správný stupeň zralosti.

Nápoje – nejcennější ovocné nápoje získávány z typicky sortovně jednotných

plodů, a to z celé sklizně, nikoli jen z vytříděného zboží (méně hodnotné plody

vybrané z ovoce poslaného k přímému konzumu jsou vždy jen druhořadou

surovinou, právě tak padavky).

Šťáva pro výrobu koncentrátů – v současnosti na trhu ceněny právě

koncentráty kyselé (obsah kyselin cca 2-6 %) ⇒ hledány koncentráty z padavek.

Současně více ceněny aromové koncentráty ze směsné suroviny než z jednotné

suroviny. Obecně šťáva vhodná k pití po naředění koncentrátu s obsahem kyselin

cca 4 %.

Ekonomičnost výroby ovocné šťávy dána zejména výtěžností, která je z tohoto

hlediska hlavním parametrem výrobního postupu:

• pozor na definici výtěžnosti, neboť množství získané šťávy lze

vztáhnout na různé základy, tj. hmotnost ovoce, hmotnost

extrahovatelného podílu atd. Na to je třeba dát pozor při jakýchkoliv

jednáních o výtěžnosti zamýšlené linky.

• hlavní parametry ovlivňující výtěžnost:


TZOZ II - 2004/01

101

o surovina:

nezbytný zodpovědný výkup suroviny + organizace

skladování ⇒ omezení obsahu mikrobiálně

znehodnocených plodů,

vliv refrakce ovoce, např. u jablek počátek sezóny 8,5 oRf,

konec lisování až 15,5 oRf.

o úprava drti – pektolýza,

o způsob lisování – typ lisu, režim lisu,

o čiření – ztráty mají být pod 1 % ⇒ nutno využít kaly po čiření

atd.,

Další parametry ovlivňující výtěžnost:

• energetická náročnost:

o teplo - na rozdíl od výroby koncentrátu ne tak významné,

o elektřina – nepříliš významná – náklady může zvýšit použití

odstředivek,

• spotřeba vody – dnes nezanedbatelná vzhledem k její ceně:

o dnes nutno uvažovat náklady na vodu v celku, platí se 2x, tj. jako

voda pitná na počátku výroby a jako voda odpadní na konci,

o do odpadu desítky až stovky kubických metrů odpadní vody za

směnu,

o obecně ztráty výtěžnosti zvyšují problémy s odpadními vodami.

• spotřeba pomocných surovin:

o enzymy – dnes náklady menší než dříve (nižší cena x větší

účinnost),

o filtrační prostředky,

o sanitační prostředky – většinou louh, někdy i aplikace HNO3,

kombinované prostředky nikdo nepoužívá.

• produktivita práce:

o celkový vliv závisí na ceně pracovní síly,

o zde lepší než v jiných konzervárenských výrobách, i zde však

stále základní automatizační prvek „člověk stojící a hledící“.


TZOZ II - 2004/01 102

Zpracování jablek

Vlastnosti vyhovujícího moštařského ovoce, nemusí se shodovat s vlastnostmi ovoce

určeného pro výrobu koncentrátů (charakteristické požadavky na ovoce určené pro

výrobu koncentrátů uvedeno v kapitole o koncentrátech). Vyžaduje se zejména:

• bohatý obsah šťávy – souvisí se zralostí, popř. i sortovními

vlastnostmi:

o nezralé ovoce nevýtěžné – protopektin váže vodu,

o přezrálé ovoce – rozpad pektinu ve střední lamele rostlinného

pletiva ⇒ uvolnění jednotlivých buněk ⇒ velká povrchová

sorpce vody ⇒ nesnadné lisování.

• bohatý obsah chuťových a aromatických látek:

o souvisí také se stupněm zralosti – proto jen jablka vyzrálá (lisuje

se až po 15.9.),

o nezralé ovoce (padané) – vždy hrubé, málo aromatické nápoje,

ale koncentrát aromatu údajně nejlepší ze směsi jablek a jablek

padaných (Trávčice),

o má být optimální poměr mezi kyselostí a cukernatostí, ten

zejména ve vyzrálém ovoci.

• postačující obsah kyselin – sortovní vlastnost ovlivněná zralostí:

o sláďata – nevhodná (< 0,45 % kyselin),

o přiměřeně kyselá (> 0,75 % kyselin),

o náležitý obsah kyselin důležitý kvůli chuti, ale i údržnosti (nízké

pH inhibuje mikroby i oxidázy).

• málo aktivní oxidázový systém, tj. jablka pomalu hnědnoucí. Má

souvislost s:

o přiměřeným, nepřehnaným obsahem tříslovin:

< 0,18 % tříslovin – nevhodná sláďata,

> 0,40 % tříslovin – jablka příliš tříslovitá,


TZOZ II - 2004/01

103

třísloviny hnědnoucí donory vodíku ⇒ má být jen tolik,

kolik třeba k přiměřené chuti.

o malá aktivita PPO,

o protičinitelem AK přirozená nebo přidaná:

váže kyslík,

redukuje (odbarvuje) již vzniklé chinony,

problémy s produkty oxidace AK.

• nevhodná jablka s načervenalou dužninou ⇒ nahnědlý produkt, barva

způsobena anthokyany.

Shrnutí:

• ovoce, nejen jablka, musí být sortovně vhodná, tj. kyselinami bohatá a

jinak vhodného složení, ve stavu, kdy se blíží plné zralosti (dobře

vyzrále ovoce spíše pro kalné šťávy),

• přezrálá jablka ⇒ fádní, příliš viskozní, snadno hnědnoucí nápoj, malá

výtěžnost, špatná čiřitelnost,

• ovoce příliš tříslovité a kyselé (obyčejně spíše naopak) – možné

zredukovat delším stáním v důsledku enzymového odbourání, nesmí

se ale přehnat,

• namrzlé, (zmrzlé) ovoce – lze zpracovat, nutno ale ihned při

rozmrzání,

• sklizeň a dodávka:

o jablka se dopravují volně ložená,

o ovoce musí být čistě sklizeno, dodáno a zpracováváno

v čerstvém stavu,

o skládka:

1 m3 jablek ≈ 500 kg,

1 vagón ≈ 10 t,

skládka pro výkon 100 t jablek denně ≈ 800 m3, tj. 200 m3

pro daný den + zásoba na tři dny 600 m3,


TZOZ II - 2004/01 104

optimální úhel skluzu pro jablka ≈ 25-45 o (Bulhaři

vodorovné skládky mimo sezónu využívané jako sklady).

• výkupní ceny jablek – závisí na sezóně:

o 1998 – 1,30 Kč/kg – padaná jablka, Trávčice,

o 2001 – 1,7 – 2,5 Kč.

Zpracování jiného ovoce:

• hrušky:

o méně vhodné ovoce, málo tříslovin a kyselin,

o v době zpracování mohou mít již barvu a vůni zralých plodů,

nikoli nahnědlé nebo černé, mohou být mírně změklé avšak

nikoli zhniličelé,

o v ČR zpracovávány hlavně na koncentráty v množství méně než

1/10 objemu jablek (např. Trávčice 8000 t/rok jablek, 1000 t/rok

hrušek),

o téměř stejná technologie jako pro jablka,

o nákupní ceny dnes stejné jako jablka.

• višně:

o výborná šťáva,

o výroba na zakázku (cena cca 175 Kč.kg-1),

o koncentrát při skladování nutno chladit (obdoba i u jiných

barevných koncentrátů), jinak ztráty barvy.

• rybíz – dříve poměrně významné objemy, dnes méně zajímavé

vzhledem k nízkým cenám koncentrátu z Polska.

• zpracování ostatního ovoce zanedbatelné (maliny, jahody, bezinky,

borůvky, atd.).

7.2 Technologický postup

Schéma výroby – viz schéma linky

Sled základních operací:


TZOZ II - 2004/01

105

Příjem a uskladnění - plavení (jablka) – praní – inspekce – drcení – (pektolýza

drti) – lisování – (deaerace, odstranění kalů) – pasterace – konzervace a uložení

(aseptické skladování, uložení pod CO2, chemická konzervace, zpracování na

koncentrát)

Operace podrobně

Příjem, uskladnění a manipulace se surovinou

• nákup se v ČR vyplácí do okruhu cca 50 km,

• kapacity výrob v ČR 3-12 t jablek/h,

• skladování – jednoznačně ovoce volně ložené,

• plavící žlaby, tzv. mokrá cesta - v našich podmínkách nejběžnější způsob

dopravy tvrdého ovoce (jablka, hrušky) ke zpracování:

o výhody:

jednoduchost,

současné praní suroviny, oddělení od příměsí, atd. (ruda,

uhlí z vagónů, atd.).

o nevýhodou:

ztráty šťávy výluhem,

nutnost vyzvedávání suroviny ⇒ poškozování suroviny a

další ztráty (převyšovací šneky působí pokrájení suroviny

⇒ ztráty ≈ 1-2 %),

šikmé dopravníky objem ztrát významně sníží.

• nadzemní zásobníky + dopravníky, tzv. suchá cesta,

o významné úspory vody,

o v zahraničí preferováno před mokrou cestou, v ČR možné vidět

v Chrasti u Chrudimi.

• lapač kamení:

o prohlubeň v plavící cestě,

o v suché dopravě náročnější (obecně musí projít vodou).


TZOZ II - 2004/01 106

Praní • viz dříve,

• je-li mokrá cesta myčka spíše symbolická,

• nutný ovšem oplach pitnou vodou.

Odtřapinování:

• nutné u barevného bobulového ovoce,

Inspekce:

• viz dříve – válečkový třídící pás,

• měla by být,

• při velkých výkonech lisoven obtížné, obecně obsluha nestíhá.

Drcení ovoce:

• jako příprava k lisování základní proces, na němž závisí výtěžek

lisování,

• první stroj s vyšší energetickou náročností,

• požadavky na drtič:

o jednoduchost ⇒ snadná rozebíratelnost a čištění,

o materiál resistentní k působení ovocné šťávy,

o pro diskontinuální lisy výkon až 1 t.min-1, běží ale jen chvíli.

• uspořádání drtiče:

o zastaralý způsob dnes nepoužívaný – ovoce padá násypkou na

kolmé nože ⇒ pokrájení na kousky, následuje drcení mezi válci

s nastavitelnou vzdáleností. Problémy:

hmota jen rozmačkaná, řezné plochy hladké, hmota

nepodrcená ⇒ nižší výtěžek šťávy, malé poškození slupek

(méně aromatických látek), při srovnatelném výtěžku se

šťáva více kalí.

o moderní drtiče pracují na principu struhadla, ovocné pletivo

rozdíráno vhodnými elementy (vlnité nože, hroty, atd.),

důsledky:


TZOZ II - 2004/01

107

dobře otevřené buňky ale hrubých útržků působících jako

drenáž při lisování,

lépe rozrušená slupka ⇒ lepší uvolnění aroma,

vzniklá hmota správně zrnitě-kašovitá, načechraná

(provzdušnění).

• používané konstrukce:

o nejběžněji sada vlnitých nožů umístěná na vnitřní stěně

válcového prostoru (popř. jeho dolní polovině), uvnitř se otáčí

třílopatkový (tříramenný) rotor na který ovoce přiváděno shora,

ustrouhaná hmota odstředivou silou vyhazována mezi noži a

odváděna,

o „jehlové mlýnky“ různá uspořádání,

o kladívkové mlýnky tvořené rotorem s kladívky a pláštěm

tvořeným síty s průměrem ok cca 10 mm. Ovoce se do

kladívkového prostoru přivádí shora. Aplikace např.

v Trávčicích – drtič BAC-BELLMER, vyměnitelná síta s různou

velikostí otvorů, mění se podle zralosti nebo suroviny (klasické

kladívkové mlýnky oblíbené v Americe pro kalné šťávy – ty pro

přípravu drtě k lisování nemusí být vhodné, neboť otvory v plášti

mnohem menší ⇒ nepříliš vhodná struktura drtě, velké

provzdušnění)

o mlýnky peckového a bobulového barevné ovoce tvořené

kuželovými rýhovanými válci, které lze podle potřeby oddalovat

a přibližovat tak, aby nedrtily jadérka (semena) ⇒ žluknutí.

Naopak vzhledem k výtěžnosti je výhodné co nejbližší postavení

válců ⇒ nutné volit kompromis. Při mletí třešní a višní se drtí i

pecky ⇒ zlepšení aroma.

• umístění drtiče:

o dříve obvykle nad každým lisem, aby co nejkratší vzdálenost

mezi drtičem a lisem ⇒ pohodlná doprava drti do lisu

samospádem (centrální mlecí stanice obvykle méně výhodná),


TZOZ II - 2004/01 108

o neplatí při pektolýze drti, kdy je asi lépe drtič umístit nad nádoby

pro pektolýzu,

o problém oxidace sporný.

• doprava drti vhodnými čerpadly (vřetenová čerpadla).

7.2.1 Pektolýza drti

• dříve méně používaná, dnes jeden z hlavních faktorů zvýšení

výtěžnosti a rentability výroby,

• někdy navrhována až po prvém lisování – nevhodné,

• faktory pro zavedení:

o nezájem o výlisky produkované v tuzemsku ze strany pektinky

(malý objem výlisků),

o pokrok ve výrobě enzymů ⇒ zvýšení účinnosti při snížení ceny,

o snížení viskozity šťávy ⇒ nároky na odvod šťávy z drti

podstatně mírnější než při lisování drtě bez pektolýzy,

o zvýšení výtěžnosti při lisování (snížení nároků na lis) – u jablek

cca o 10 %,

o navýšení refrakce – cca o 1-5 %.

• nevýhoda – snad jen někdy horší barva šťávy a následně i koncentrátu

v důsledku delších prodlev za přítomnosti kyslíku,

• charakteristika vhodných enzymů, které by měly:

o dosáhnout stádia rozkladu rostlinného pletiva „pulp-enzyming“,

o maximálně otevřít buňky a tak uvolnit šťávu,

o přiměřeně degradovat pektin,

o zajistit zrnitost materiálu ještě vhodnou pro lisování (rozklad

nesmí dojít do stádia dřeně),

o používané preparáty směsí enzymů pektolytických, s případnou

další enzymovou aktivitou (celulázy a hemicelulázy),

o při použití dekantačních odstředivek i u jablek nutné ztekucení

(viz barevné ovoce), jinak nízké výtěžky.


TZOZ II - 2004/01

109

• aplikace enzymů:

o přímo do drtě, běžně přímo do drtiče,

o dávkování do potrubí za drtičem problematické, v zásobní nádrži

již problémy s rozmícháním,

o typické dávky preparátu cca 50-100 g.t-1 (tj. 0,005 %, před 20

lety ještě 4-5x vyšší) ⇒ problémy s rovnoměrným rozmícháním

tak malé dávky,

o nutná pomocná ředění tak, aby se drti nakonec přidávalo několik

% pomocného ředění, tj. množství cca 50 l /t,

o problémy – průtok jablek drtičem proměnlivý, dávkování

enzymu obvykle konstantní,

o ceny (rok 1998) řádově 400 Kč.kg-1,

o u jablek pektolýza obvykle prováděna při laboratorní teplotě,

doba pektolýzy při 20 oC běžně cca 30-40 minut,

o odlišnosti pro barevné ovoce:

drť se předehřívá (50 oC), jinak by pektolýza trvala

neúměrně dlouho,

doba pektolýzy 2-3 hodiny,

nutné odtřapinování – při enzymovém ošetření třapiny

sedimentují a ucpávají výpusti,

u višní (peckové ovoce) velký obsah arabanů ⇒ enzymové

preparáty musí vždy obsahovat arabinasy (v koncentrátu

vznikají zákaly zejména za chladu, které po naředění mizí,

alespoň v počátku, časem mohou být zákaly již nevratné),

aplikují se enzymy působící téměř ztekucení (tj. preparáty

se širší aktivitou než při lisování jádrového ovoce) ⇒ malý

obsah výlisků, proto:

jsou-li používány hydraulické lisy (Bucher) někdy

hrozí až přídavky pomocného lisovacího materiálu,

vhodné pro odstředivé separátory = dekantační

odstředivky.


TZOZ II - 2004/01 110

problémy s dávkováním enzymů u barevného ovoce:

do drtiče – hrozí inaktivace při lokálním přehřátí při

ohřevu drtě,

do potrubí – nerovnoměrnost dávkování.

7.2.2 Lisování

Princip: drť z rozmělněného ovoce se stlačí v uzavřeném „průlinčitém“

prostoru mezi plochy lisu mechanicky, nebo je tlačena na plochu (případně

oddělující kaly) silou odstředivou. Vhodná zařízení:

• lisy:

o diskontinuální – nevýhodou diskontinualita:

hydraulické,

pneumatické,

šroubové (Rotapress),

zastaralé – balíčkové, košové, kládové, atd.

o kontinuální:

sítopásové,

šnekové.

o dekantační odstředivky

Faktory ovlivňující rychlost lisování:

• struktura drti – viz drcení,

• vedení tlaků při lisování,

• tloušťka vrstvy, přes kterou se šťáva protlačuje,

• pohyb výlisků při lisování.

Lisy diskontinuální hydraulické

Princip: dva válce (písty) různých průřezů, z nichž užší píst tlakový (=

čerpadlo) vtlačuje kapalinu do širšího válce lisovacího pod lisovací píst

s pracovní plochou, který je kapalinou vytlačován.

Podstatou činnosti Pascalův princip stejnoměrného šíření tlaku v kapalinách


TZOZ II - 2004/01

111

- ⇒ p = F1/A1 = F2/A2, kde p je tlak, F síla a A plocha,

- ⇒ W = F1.s1 = F2.s2, kde W je vykonaná práce, F síla a s dráha pístu.

Specifický tlak = tlak v hydraulickém systému ⇒ všude stejný (řádově desítky

MPa).

Pracovní tlak = tlak na pracovní ploše rozpočtený na lisovací plochu, obvykle

do 3 MPa, prakticky stačí do cca 1,5 MPa.

Směr působení tlaku: • svrchu a ze spodu – zastaralé (lisy košové a balíčkové),

• horizontální – moderní hydraulické lisy.

Košové lisy:

• zastaralé, oblíbené ve vinařství,

• ovocná drť se dává do koše („zahrádky“), případně vyloženého

plachetkou,

• koš z latí lichoběžníkového průřezu stažené pevnými nekorodujícími

obručemi,

• tvar koše obvykle kruhový.

Balíčkové lisy:

• pomocí formovacích rámů se drť balí do plachetek a vytvoří se ploché

balíčky s vrstvou drtě silnou cca 5-6 cm (pro bobule cca 3 cm),

• balíčky se prokládaly dřevěnými (dubovými) rošty pro usnadnění

odtoku uvolňované šťávy.

Oba typy využívány s několika stolicemi (obvykle 2-3) ⇒ lepší využití času.

Porovnání košových a balíčkových lisů z hlediska výhod:

• balíčkové:

o větší výtěžnost v důsledku vyšších tlaků a menší drenážní

vzdálenosti pro lisovanou šťávu,

o čistější šťáva.

• košové:

o menší pracnost,

o nižší investiční a provozní náklady.


TZOZ II - 2004/01 112

Horizontální hydraulické lisy:

• v ČR dnes nejrozšířenější stroje firmy Bucher-Guyer ,

Niederweningen, Curych,

• principem ležatý ocelový koš, případně vyložený plasty,

• plnící potrubí v ose koše,

• píst a pevné čelo spojeny profilovanými polyamidovými lany

překrytými propustnou tkaninovou punčoškou ⇒ drenážní systém pro

lisovanou šťávu. Např. v lisu HP 5000 je celkem 280 hadic,

vzdálenost mezi nimi cca 10 cm.

• při pohybu pístu je možný rotační pohyb koše spolu s pohybem pístu,

• snadné plnění a vyprazdňování (otáčení plnícího otvoru),

• zcela automatický provoz včetně plnění a vyprazdňování ⇒ malé

nároky na pracovní síly,

• snadné čištění a údržba,

• standardní velikost HP 5000, objem 5 m3 (průměr cca 2 m, průměr

hydraulického pístu cca 30 cm, specifický tlak řádově 20 MPa,

pracovní tlak běžně 0,3 MPa),

• běžný lisovací cyklus po 2 minutách, pak tlak povolí, koláč výlisků se

promíchá, popř. se doplní nová drť, a opět se stlačí,

• celkový lisovací cyklus 1-2 hodiny,

• průběh lisování, tj. nárůst tlaku, je možné řídit automaticky podle

objemu vytékající šťávy nebo pouze s časem. Pro každé ovoce nebo i

při změně vlastností ovoce nutné volit optimální cyklus lisování.

• v lisu před konečným lisováním velkým tlakem musí být dostatečný

objem koláče, jinak deformace polyamidových lan,

• HP 5000 se bez pektolýzy plnil obvykle dvakrát na celkové množství

7000 kg drti, po enzymovém ošetření v důsledku snadnějšího

samotoku a rychlejšího uvolňování šťávy lze ještě doplňovat, tj.

v jednom cyklu se zpracuje 10-11 tun drti, a minimální lisovatelné

množství cca 8 tun.


TZOZ II - 2004/01

113

• jako u všech hydraulických strojů v potravinářských provozech –

hydraulické médium musí být vhodné pro tyto účely,

• cena lisu cca 20-25 mil. Kč.

Pneumatické lisy • používané hlavně ve vinařství, kde se neusiluje o velké výtěžnosti

kvůli přechodu tříslovin,

• horizontální koš, uvnitř vak, který je možné nafouknout vzduchem,

• lisování ze středu válce k povrchu ⇒ výhoda kratší cesty šťávy,

• při vyprazdňování se koš lisu točí ⇒ výlisky se uvolní a vypadnou

otevřeným otvorem,

• menší výtěžnost než hydraulický lis, jednodušší provoz, nižší náklady

na provoz, nižší cena.

Lisy pracující kontinuálně

Sítopásové lisy:

• v ČR dosti používány – nižší investiční náklady (cena cca 5 mil. Kč.),

• nejznámější výrobci Bellmer, Klein (v ČR používány), Jedinstvo

(zatím není v ČR zastoupen),

• drť nanášena na sítový pás, pak svrchu přikryta druhým pásem a

vedena mezi systém válců se stále se zmenšujícím průměrem a

zvyšujícím se tlakem (někdy zmiňována i rozdílná rychlost pasů ⇒

promíchávání lisované hmoty),

• v běžném sítopásovém lisu několik pracovních zón:

o zóna samotoku,

o velký válec,

o menší válce – zde již významný smykový posuv pásů vůči sobě,

o vysokotlaková zóna – pásy k sobě přimáčknuty dvěma proti sobě

stojícími válci (tlak zde cca 0,8 MPa).

• výhodou sítopásových lisů snadnost lisování,


TZOZ II - 2004/01 114

• nevýhody:

o menší výtěžnost cca o 5 % v porovnání s hydraulickými lisy ⇒

nutno kompenzovat jinými zákroky, např. důkladnější extrakcí,

o velká spotřeba vody – po odstranění výlisků pásy nutno

soustavně důkladně ostřikovat, jinak se zanáší a změnšuje se

významně výtěžnost lisování.

• sítopásový lis s jedním pásem – AMOS – u nás patrně nepracuje.

Kontinuální lisy šnekové:

• zužující se válec (komolý kužel) v něm Archimedův šroub (šnek),

• možné i uspořádání jako válec s rozšiřující se osou šneku,

• okolo posledního závitu plášť děrován,

• v širším čele komolého kužele přívod drti,

• v užším je šoupětem regulovatelný odvod výlisků,

• šroub odebírá drť, stlačuje ji ⇒ šťáva prýští děrami pláště, matoliny

vystupují otvorem v užším čele,

• je možné i dvoušnekové uspořádání, kdy dva šneky rotují proti sobě ⇒

zábrana spoluotáčení rmutu a jeho rozemílání o stěny, hlavní oblast

tlaku se přemístí od stěn do středu (používán ve vinařství, z třapin se

neuvolňují třísloviny),

• výhodou šnekového lisu je plynulá, rychlá práce umožňující zpracovat

velké návaly ovoce naráz (= velké výkony),

• nevýhody (pro čiré šťávy a u nás běžné ovoce):

o malý výtěžek – tlak není tak pomalý, vysoký, stálý a klidný jako

u lisů hydraulických,

o šťáva odtéká kalná – částice výlisků se pohybují a nepůsobí sami

jako filtrační hmota, jež by sama zachytila jemný kal⇒ve šťávě

větší obsah kalů než z jiných typů lisů,

o drcení zrnek u drobných plodů – tím obohacení šťávy o chuťově

nepříznivé složky (třísloviny, atd.).


TZOZ II - 2004/01

115

• proto u nás šnekové lisy vhodné snad jen pro rychlé zpracování

drobnějšího ovoce, hrozí-li jeho zkáza (kvašení, atd.) a výtěžnost není

rozhodující,

• šnekové lisy velmi oblíbené v USA, lisuje se na nich citrusové ovoce a

rajčata bez nároků na čirost – výkon je veliký, proces kontinuální,

• příkladem lis FMC – možnost práce v inertní atmosféře,

• pro zpracování ovoce nevýhodou ohřívání materiálu vlivem

intenzivního tření při velkých tlacích ⇒ konstruují se šnekové lisy

s chlazeným košem,

• zahřívání naopak výhodné při lisování oleje z olejnin neboť snižuje

viskozitu lisovaného oleje ⇒ šnekové lisy při lisování oleje dosti

rozšířené.

Další uspořádání lisů – podstatně menší uplatnění v technologii ovoce a zeleniny:

• válcový (pásový) lis Titan,

• válcové lisy.

Lisovací dekantační odstředivky

Kontinuální odstředivky typu Jahn (původně škrobárenské odstředivky)

vhodné pro separaci částic průměru 5 µm až 5 cm při obsahu pevného podílu od

3 do 60 %.

• hlavní výrobci dnes Westfalia, Flottweg, Alfa-Laval atd.

• dnes již možnost regulace hladiny uvnitř odstředivky automaticky,

dříve se používali pevné trysky ⇒ nepraktické, nutnost při změnách

složení drti pracně upravovat,

• pro aplikaci dekanterů nutná pektolýza drti až do stádia ztekucení,

jinak malá výtěžnost (pod 60 %),

• v principu horizontální odstředivky:

o dva rotující bubny, různé otáčky, vnitřní na povrchu opatřen

šnekovým dopravníkem,


TZOZ II - 2004/01 116

o materiál přiváděn nepohyblivou trubkou v ose bubnů a otvory ve

středním bubnu rozprostírán na vnitřní stěnu vnějšího bubnu,

o zde rozdělení na šťávu a sediment,

o pevný podíl posunován šnekovým dopravníkem v důsledku

rozdílu otáček obou bubnů k vyprazdňovacímu otvoru na užším

konci bubnu,

o šťáva nad pevným podílem odváděna na druhou stranu na širší

straně bubnu,

o toto uspořádání umožňuje poměrně velké vysušení pevného

podílu v porovnání s ostatními typy odstředivek ⇒ označení

lisovací odstředivky.

Dalším možným uspořádáním jsou vertikální odstředivky s děrovaným

bubnem, např. TITAN-V-N („kuželový lis“).

• průmyslová obdoba domácích odšťavňovačů,

• přívod materiálu svrchu,

• šťáva se odděluje přes rychle rotující síto,

• pevné části vynášeny odstředivou silou po kuželovém sítu nebo jsou

posunovány šnekovým dopravníkem.

Pro odstředivky typická velká energetická náročnost (výkon 5 t jablek/h,

motor 70 kW) a využití pro lisování barevného bobulového ovoce.

Pro úplnost zmíníme další typy odstředivek používaných v potravinářském

průmyslu pro separaci velkých podílů pevných částic, kdy je cílem získání

pevného podílu, tyto odstředivky však nejsou vhodné pro zpracování ovocných

šťáv. Někdy se označují odvodňovací, dehydratační odstředivky:

• vratná odstředivka s posunem pevného podílu:

o pro separaci křehkých pevných částic (např. krystalů),

o horizontální děrovaný buben ca 0,3 – 1,2 m v průměru,

o přívod materiálu do bubnu trychtýřem rotujícím stejnou rychlostí

jako buben (postupné zrychlování částic, omezení namáhání ve

střihu),


TZOZ II - 2004/01

117

o kapalina prochází otvory v povrchu bubnu,

o pevné části na vnitřním povrchu bubnu vytváří koláč, ten po

dosažení určité tloušťky (cca 5- 8 cm) mechanicky posunut o

několik cm pístem,

o problémy s „vrásněním“ koláče lze překonat několikastupňovým

uspořádáním, kdy buben tvořen soustavou soustředných

vratných válců, kdy je pevný podíl posunován z jednoho bubnu

do druhého,

o tyto odstředivky obecně vhodné pro částice rozměrů 0,1 mm až 8

cm, při obsahu pevných látek od 20-75 %.

• košová (bubnová, komorová) odstředivka:

o perforovaný kovový buben vyložený vhodným filtračním

mediem,

o otáčky cca do 2000 ot./min,

o automaticky ovládaný provoz, v nastaveném intervalu sníženy

otáčky a koláč odstraněn přes oddělené dno po seškrábnutí

břitem, pak se buben spojí a vpouští se zpracovávaný materiál,

po naplnění bubnu se otáčky zvýší na provozní parametry a

probíhá vlastní odstřeďování, pak se vše opakuje.

o kapacita cca do 90 000 l/h.

Další způsoby zvyšování výtěžnosti při lisování šťáv (převážně zastaralé):

• nakvašování drti:

o opuštěno,

o princip podobný jako u pektolýzy, využití enzymových systémů

kvasinek,

o výtěžky vyšší jen o 1-3 %.

• napařování drtě:

o koagulace bílkovin ⇒ permeabilita membrán, inaktivace oxidas,

o zvýšení podílu vody ve šťávě,


TZOZ II - 2004/01 118

o možný prooxidační účinek, teplota se pohybuje v oblasti optima

činnosti enzymů,

o obsah pektinu, tj. viskozita šťávy v podstatě neovlivněna,

o obdobou povaření, to musí být výhodnější (účinnější).

• elektroplasmolýza:

o umrtvení buněk střídavým proudem ⇒ jejich otevření, resp.

docílení permeability buněčné membrány,

o testováno v 60. letech v SSSR,

o drť procházela mezi dvěma kovovými válci (elektrodami),

mezera regulovatelná,

o důkladnost plasmolýzy řízena rychlostí průchodu materiálu

zařízením,

o zvýšení výtěžnosti u jablek cca o 7-8 % (u hroznů neúčinné –

není třeba „otevírat“ buňky, ty se dobře otevřou v lisu i bez

plasmolýzy),

o vliv frekvence, čím větší tím rychlejší (není jasná souvislost

s dielektrickým ohřevem ?),

o nevýhodou nebezpečnost s použitím elektrického proudu (pouze

220 V).

• desintegrace ultrazvukem:

o navržena pro hrozny (pro některé odrůdy, které se hůře lisují),

o opět 60. léta SSSR,

o pozor na rozpor mezi účinností ultrazvuku pro dispergaci

(homogenizátory dřeňových šťáv) a zde naopak pro flokulaci,

o zvýšení výtěžnosti údajně až o 10 %,

o podmínky:

v nádobě s pomačkanými hrozny generátor ultrazvuku,

frekvence 21,3 kHz, příkon 3-5 W.cm-3, doba 1-15 min,

příkon musí být dostatečný, jedině pak dojde ke shlukování

plasmy v buňkách a porušení buněčných stěn,


TZOZ II - 2004/01

119

vyšší frekvence zbytečná (účinek se více tlumí s tloušťkou

vrstvy),

účinek se zvyšuje přídavky vody (až do 30 %) –

samozřejmě nejde,

o u hroznové šťávy napomáhá ultrazvuk i krystalizaci vinného

kamene, resp. ji urychluje při vhodných podmínkách (chlad),

podporuje tvorbu většího počtu krystalizačních jader a mícháním

zlepšuje podmínky intenzivního narůstání krystalů.

o nevýhody – navrhovaná zařízení většinou málo výkonná a drahá.

• desintegrace zmrazováním:

o pomalé, aby destrukce pletiva maximální.

Osud matolin (výlisků)

• významný z hlediska bezodpadové technologie, cena likvidace odpadů

stále větší,

• možnosti:

o surovina pro výrobu pektinů,

nutnost okamžité konzervace proti mikrobiálnímu napadení

(při zkvašení, zaplesnivění, atd. blesková degradace

pektinových látek), kyselé hydrolýze i enzymovému

štěpení,

konzervace sušením, dříve i SO2.

o výroba trestí (eterických olejů),

o zkrmování – hodnotné krmivo (Trávčice – myslivci),

o kompostování,

o dříve vykvašení na líh ⇒ dnes prakticky neexistuje, po extrakci

velmi nízký obsah cukrů ve výliscích.

Získávání šťávy z ovoce metodami difúzními - dvě základní možnosti:

• extrakce výlisků po prvém lisování dnes používaná prakticky ve všech

provozech pro zvýšení výtěžnosti. Princip:


TZOZ II - 2004/01 120

o smíchání výlisků s vodou (kondenzát brýdové páry z odparky)

tak, aby byl produkt čerpatelný, obvyklý poměr 1:1,

o teplota kondenzátu asi 50 oC ⇒ po smíchání poklesne asi

polovic,

o často prodlev (cca 2 hodiny) a využití enzymů přidaných před

prvým lisováním k dovršení pektolýzy,

o následuje další lisování

o šťáva takto získaná se nesmí používat a označovat za ovocnou

šťávu ⇒ např. u jablek se připouští její využití při výrobě

šťávního koncentrátu po přidání ke šťávě z prvého lisování.

o provedení:

lis Bucher – obvykle načechrání výlisků přímo v lisu a

jejich skrápění kondenzátem bez vyprázdnění lisu,

následuje další lisování ⇒ extrakce méně účinná,

výlisky vyprázdněny z lisu (jednodušší u sítopásových lisů)

a smíchány s kondenzátem v oddělených nádobách,

následuje další lisování, v tomto případě vhodné mít další

lis (někdy využíván jen jeden lis),

AMOS – jednopásový lis, výlisky vymývány přímo v lisu

protiproudně (pás s výlisky skrápěn kondenzátem).

• získávání šťávy z ovoce difusery – stále diskutováno, doposud v praxi

nepoužíváno (snad až na řídké vyjímky – Francie). Spočívá ve

vymývání šťávy z ovoce do proudícího média v difuzerech, obvyklé

protiproudé uspořádání – analogie získávání cukru z cukrové řepy.

o základní problém – naředění šťávy vodou,

o v domácnostech rozšířeno při získávání ovocné šťávy v tzv.

napařovacích hrncích – v principu vyluhování kondenzující

horkou párou.

Lisování jiného ovoce než jablka

Hrušky:


TZOZ II - 2004/01

121

• problémy s kamenčivostí ⇒ rychlé vydírání vřetenových čerpadel,

v porovnání s jablky menší výtěžnost cca o 5 %. Jablka:

• lisování I (bez úprav) – cca 75% hmotnostní výtěžnost šťávy,

• lisování II (bez úprav) – cca 85% hmotnostní výtěžnost šťávy, ale asi

40 % nákladů,

Varianty lisování z hlediska úprav drtě před jednotlivými stupni lisování Lisování I. Lisování II. bez úprav (W) bez enzymového ošetření (A) extrakce – vymývání (X) pektolýza (Y) ztekucení (Z) bez úprav (W) pektolýza (B) extrakce – vymývání (X) pektolýza (Y) ztekucení (Z) ztekucení (C) bez úprav (W) extrakce – vymývání (X)

• varianta BX nejpoužívanější (celková výtěžnost až 90 %), snad i

BXY. Do nedávna používána i varianta AXY, která ale obvykle méně

vhodná.

• varianta AX vhodná při použití výlisků pro výrobu pektinu,

• varianty CW a CX vhodné při použití dekantačních odstředivek

• varianta BZ patrně úplně nevhodná při použití lisů:

o problémy se zakalením,

o velké uvolnění drtě do lisů ⇒ špatné lisování.

Bobulové ovoce:

• typické varianty CW a CX.


TZOZ II - 2004/01 122

Odvzdušňování šťávy

• u čirých odlisovaných šťáv není běžné – neprovádí se,

• běžné pro kalné, dřeňové šťávy – viz dříve.

Odstranění kalů

• šťáva po lisu obsahuje velké množství hrubých, usaditelných kalů:

o hydraulické lisy 2-3 %,

o sítopásové lisy 5-7 %.

• pro odstranění kalů za lisem obvykle používány válcové filtry

(válcová síta, nebo síta se stíraným povrchem), výhodou levnost a

účinnost,

• další možnost odstředění kalů aplikací vhodných odstředivek, viz

čiření

• pozor!!!! - chceme-li dosáhnout uspokojivé výtěžnosti, musí se

odloučené kaly vracet do drtě před lis.

Konzervace šťávy:

• pasterace + aseptické uložení do velkoobjemových tanků,

• konzervace SO2 ⇒ sukusy (analogie polotovarů pro výrobu

pomazánek):

o možno přidávat v plynném stavu z bomby,

o přídavky ve formě siřičitanů, resp. pyrosyřičitanů,

o nenáročné na uložení – např. přemístitelné paletové jímky.

• pasterace + uložení pod CO2:

o nutno 1,5 % hmot. CO2 + teplota < 15 oC (resp. 1,2 %/5-7 oC či

0,8 %/0-1 oC),

o inhibice mikroorganismů i enzymů,

o nutné vysoké tlaky (0,86 MPa, resp.0,6 MPa či 0,5 MPa),


TZOZ II - 2004/01

123

o aplikace tekutého CO2 z tlakových lahví nebo tuhého CO2,

provedení:

s impregnačním čerpadlem (naplnění tanku CO2, jeho

odebírání a plnění do šťávy impregnačním čerpadlem,

vracení nasycené šťávy do tanku),

impregnace šťáv recirkulačním způsobem.

o při skladování nutná kontrola teploty a tlaku v tancích,

o při vyprazdňování uvolňovaný plyn zachytáván a znovu

stlačován, odplynování se provádí v tlakové odstředivce nebo

speciálním odplyňovacím tanku s kompresorem,

o nevýhody:

velké investiční náklady,

úplné odplynění obtížné ⇒ nutnost počítat se zbytky plynu

ve šťávě.

• koncentrace šťáv, výroba šťávních koncentrátů:

o dnes nejpoužívanější, viz dále.

7.3 Výroba konzumních sirupů

Rozdíl – konzumní sirupy dříve x konzumní sirupy nyní:

Nyní – výrobky vzniklé složením na základě arómových a zákalových bází,

neobsahují jako součást ovocnou šťávu

Dříve - princip: V surové ovocné šťávě (sukus) se rozpustilo tolik cukru, aby

byl vzniklý sirup konzervován sušinou. Normou bývala pevně stanovena dávka

cukru na 100 kg výrobku nebo později dávka ovocné šťávy a výsledná refrakce

výrobku. Další výklad pojednává o výrobě klasické, z ovocné šťávy.

Vlastní technologický postup:

Úprava sukusu:

• filtrace,

• desulfitace u sukusů konzervovaných SO2:


TZOZ II - 2004/01 124

o záhřevem, popř. při sníženém tlaku (viz sváření ovocných

pomazánek),

o pomocí H2O2:

postup za studena:

pomalu přidat vypočtené množství H2O2 (ekvivalentní

SO2) ve formě 1,5-3,0 % roztoku,

sukus se nechá cca 30 min. stát, obnoví se rovnováha

mezi volným a na cukry vázaným SO2, uvolněný SO2

se vypudí krátkým ohřevem,

vždy ale zůstává SO2 vázaný aldehydicky.

postup za horka (asi méně vhodný):

přidá se ½ vypočteného množství H2O2 za podmínek

viz dříve,

sukus se zahřeje až k varu (minimálně na 85 oC po 2 –

3 minuty), uvolní se SO2 vázaný na cukry,

ochladí se na < 30 oC a přidá se další H2O2 a ponechá

se až odreaguje (pokud se dále zahřívá, je to jen kvůli

rozpouštění cukru).

o desulfitace výborná pokud jde o volný SO2, v případě vázaného

již pomalejší, což vzhledem k postupnému zahřívání při

rozpouštění cukrů nemusí tak vadit ⇒ desulfitace H2O2 asi

vhodnější pro eliminaci zbytkového SO2 po jeho vyváření.

Vlastní příprava sirupu:

• kontinuální a diskontinuální způsoby,

• diskontinuální – obdoba sváření pomazánek:

o při použití pevného cukru a normálních sukusů běžnější

s ohledem na desulfitaci a rozpouštění cukrů,

o pro urychlení práce zásadní volba správné zrnitosti cukru,

optimální drobné krystaly ⇒ největší plocha,

o postup:

obvykle se provádělo v kulových jednoduchých odparkách,


TZOZ II - 2004/01

125

rozpouštění cukru v horké šťávě. Záhřev ještě před

přidáním cukru, možnost inaktivace invertázy, možnost

sebrání vysrážené bílkoviny (pěna), vyvaření

konzervovadla (po částečném přídavku cukru).

za horka se rozpustí zbytek cukru + škrobový sirup,

přidá se kyselina již po vypnutí topení,

chlazení, co nejrychlejší a plnění. Výrobek samoúdržný

v důsledku nízké aktivity vody způsobené vysokou

koncentrací cukru (>60 %)

možnost přípravy chladnou cestou – tzv. barukandy

jednorázové (nutná mocná vrstvy cukru) nebo

opakované protékání šťávy dostatečnou vrstvou

cukru,

pozor na invertázu v nezahřívaných sirupech

připravených z čerstvé šťávy (např. borůvky atd.).

• kontinuální postup:

o vychází ze šťávního koncentrátu a tekutého cukru, tj. cukerného

sirupu,

o smísení složek v takovém poměru, aby rovnou vznikl

požadovaný nápoj.

• při přípravě dia sirupů používání umělých sladidel ⇒ nutnost

konzervace.

7.4. Výroba nealko nápojů

Historie: • 2. pol. 18 století – zájem o balneologii vede k úsilí o výrobu:

o umělých minerálních vod,

o ochucených minerálních vod.

• do 2. světové války výroba živnostenského charakteru,

• 1948 – v Praze 38 sodovkářů s objemem výroby do 5000 hl.rok-1,


TZOZ II - 2004/01 126

• dnes (1998) v Praze 3 a ČR 85 nealko výrobců.

Charakteristiky nápojů:

• nealko nápoj do 0,5 objemových % alkoholu (0,4 % hmotnostních) ⇒

nelze užívat pro zakvášené sukusy,

• klasifikace dle ing Humheje:

o sodovka = voda + CO2 (min 0,4 % hm.),

o tresťové vody = limonády s příchutí bez ovocné sušiny

o ovocné limonády s příchutí,

o ovocné sirupy a limonády typ A a B,

o limonády ostatní, ovocné a zeleninové – obsahují další složky,

např. alkaloidy, rostlinné výtažky, drogy, diabetické a dietetické

přísady, mikroelementy, atd.

• klasifikace dle obsahu ovocné (zeleninové) sušiny:

o limonády s příchutí: 0-2,9 %,

o ovocné limonády: 3 – 15 %,

o ovocné nápoje: 6- 30 % (cca ¼ požadavku na nektary),

o nektary: 25 – 50 %,

o ovocné a zeleninové šťávy: 100 %.

Stavba nápojů:

Cukr a kyselina - základem stavby nápojů většinou rovnováha mezi sladkou a

kyselou chutí:

• sladká chuť preferována dětmi a zvýrazňována vyprcháváním CO2,

• při ředění nápojů sladká chuť „couvá“ pomaleji,

• cukr rafinovaný s limitovaným obsahem veškerých nerozpustných

látek (<20 mg.kg-1) a nezabarvený,

• kyselidla:

o kyselina citrónová – nejběžnější,

o kyseliny mléčná – testována,

o kyselina jablečná – drahá.


TZOZ II - 2004/01

127

Arómové nápojové báze - obsahují aroma, barvu, zákalotvorné činidlo a

stabilizátor (emulgátor).

Voda – pochopitelně po nezbytných úpravách vyplývajících z potřeby upravit

složení v souladu s předpisy (minerální látky a jiné chemické příměsi, např.

residua po čištění vody, mikroorganismy). V zásadě dva typy vody využívány

pro výrobu nápojů:

Pramenitá (studniční, minerální) voda:

• většinou třeba eliminovat mikrobiální kontaminaci, popř. upravit

minerální složení:

o chlorování a dechlórování:

aplikace chlóru, chlornanů, chlóramínů, popř. oxidu

chloričitého do vody, kdy vzniká kyselina chlorná, např.

podle schémat:

Cl2 + H2O → HOCl,

Ca(OCl)2 + H2O + CO2 →2 HOCl + CaCO3,

která se rozkládá snadno podle rovnice:

HOCl → HCl + O a vzniklý aktivní kyslík je mohutným desinfekčním

činidlem.

každou vodu ošetřenou chlórem je třeba před výrobou

nápojů residuí chlóru zbavit dechlórováním (viz dále).

o aplikace UV-záření, nejúčinnější při 260 nm,

o ozonizace,

o úprava vody stříbrem:

sagen – směs chloridů (sodného a stříbrného),

přítomnost Fe, Mn, S2- a J- oslabuje účinnost.

o mikrobiální filtrace

o srážení minerálů, zejména odstranění Fe a Mn (přítomny

většinou ve formě hydrogenuhličitanů). Odstraní se:

na kolonách ionexů,


TZOZ II - 2004/01 128

provzdušňováním, kdy zoxidují a hydrolyzují na

nerozpustné látky a ty se odfiltrují.

Vodovodní voda:

• hrubé přečištění - kontrolní pískový filtr, odstranění jak mechanických

nečistot, tak snížení počtu mikrobů,

• dechlorace a deodorizace

o kolona s aktivním uhlím do negativní zkoušky na ortholidin, kdy

se chlór na aktivním uhlí rozkládá podle reakce:

C + Cl2 + 3 H2O → H2CO3 + 4 HCl

o chemické úpravy pro odstranění chlóru nákladnější a méně

účinné ⇒ řídké použití.

• oba uvedené kroky často nutno několikrát opakovat

Voda obecně -

• aby bylo možné vodu nasytit na požadovaný tlak 0,4 MPa musí se

voda před saturací:

o odvzdušnit – při 70 mm H2O, i tak je při saturaci nutno upouštět

vzduch,

o tvrdost vody upravit pod 3 mval Ca,

o během saturace je třeba udržovat nízkou teplotu (cca 6-10 oC).

Nápojový koncentrát:

o limonádový sirupy, jestliže převládajícím podílem cukry,

o ovocné, šťávní koncentráty,

o nízkoenergetické koncentráty – po naředění snížení využitelné

energie na 1/3 stavu bez náhradních sladidel.

Vlastní výroba:

• úprava vody,

• Pre-mix:

o principem impregnace předem namíchaného nápoje oxidem

uhličitým,


TZOZ II - 2004/01

129

o odvzdušnění, nasycení CO2 impregnací, tj. rozstřikováním

nápoje do atmosféry CO2 o patřičném přetlaku při snížené

teplotě.

o tvrdost po nasycení 8 – 10 německých stupňů,

o sodová voda tak směsí elektrolytů přidávaných do „destilky“ tak,

aby se dalo sytit.

• plnění do obalů.

Některé další termíny:

• Post-mix – dnes převážně malá zařízení v pohostinstvích jejichž

činnost spočívá ve smíchávání sirupu se sodovou vodou.

• balená voda:

o minerální voda – přírodní pramenitá voda z podzemního zdroje s

minimálně 1 g.l-1 rozpuštěných minerálních látek,

o kojenecká voda – kvalitní pitná voda z podzemního zdroje

splňující řadu přísných kriterií, např. z úprav povoleno jen UV

ozáření a stabilizace sycením CO2,

o balená stolní voda – kvalitní pitná voda z podzemního zdroje,

musí být vhodná i pro děti a lidi s vybranými zdravotními

problémy, povoleny i fyzikální postupy (vyloučení Fe,

odplynění, atd.),

o balená pitná voda je voda určená ke spotřebě obyvatelstvem,

o nesycená voda podléhá rozvoji aerobních mikroorganismů.

Příklady výpočtu receptur konzumních a limonádových sirupů Malinový sirup Spočtěte recepturu na malinový sirup, pro nějž je předepsáno, že výsledná refraktometrická sušina má být 65 % a kyselost 0,8 %. Obsah ovocné sušiny má být 4 % hotového výrobku. Máte k dispozici malinový sukus o 6% Rs a 0,4% kyselosti. Je povolen 3% přídavek škrobového sirupu o 85% sušině. Postupy výpočtů receptur na sirupy jsou obdobou receptur na džemy a marmelády (zjednodušené o přídavek pektinového preparátu). Výsledek pro kontrolu:


TZOZ II - 2004/01 130

hmotn.výsl.

(kg) hm.sušiny

(kg) % sušiny hm.kyseliny

(kg) % kyseliny

maliny 66,7 6 6 0,267 0,4 cukr 57,9 57,9 100 0 0

škrob. sirup 3 2,55 85 0 0 kyselina 0,533 0,533 100 0,533 100 celkem 128,133

chci 100 kg 65 0,8

odpařit 28,133 kg vody Malinovojablečný sirup Spočtěte recepturu na malinovojablečný sirup, pro nějž je předepsána Rs 65 %, kyselost 1 % a obsah ovocné sušiny 4 % hotového výrobku. Máte k dispozici malinový sukus o Rs 6 % a kyselosti 0,4 % a jablečný sukus o Rs 9 % a kyselosti 0,8 %, kterým máte nahradit 30 % ovocné sušiny. Máte povolen 3% přídavek škrobového sirupu o 85% sušině. Výsledek:

hmotn.výsl. (kg)

hm.sušiny (kg)


% kyseliny

jablka 13,3 1,2 9 0,11 0,8 maliny 46,7 2,8 6 0,19 0,4 cukr 57,75 57,75 100 0 0

škrob. sirup 3 2,55 85 0 0 kyselina 0,7 0,7 100 0,7 100 celkem 121,45

chci 100 kg 65 1

odpařit 21,45 kg vody Limonádový sirup s příchutí citrusovou Spočtěte recepturu na limonádový sirup s příchutí citrusovou, jehož výsledná refrakce má být min. 65 % a kyselost min. 1,8 %. Přidáváte rafinovaný cukr, 50% kyselinu citronovou, 0,8 % soli, 2 % aroma a 0,04 % barviva. Pokud jste zvládli předchozí receptury, pokládám za zbytečné uvádět postup. Jen pro kontrolu:

hmotn.výsl. (kg)

hm.sušiny (kg)


% kyseliny

cukr 62,4 62,4 100 0 0 kyselina 3,6 1,8 50 1,8 50

sůl 0,8 0,8 100 0 0 aroma 2 0 0 0 0 barvivo 0,04 0 0 0 0 celkem 68,84

chci 100 kg 65 1,8

Nutno doplnit 100 - 68,84 = 31,16 kg vody.


TZOZ II - 2004/01

131

Linka na výrobu jablečné šťávy na sklad


TZOZ II - 2004/01 132

8. Výroba šťávních koncentrátů

V této kapitole bude kromě vlastní výroby koncentrátů pojednána i

problematika čiření ovocných šťáv a s ní související klasifikace pektolytických

enzymů.

8.1 Systém pektolytických enzymů

Pektolytické enzymy jsou produkovány mikroorganismy nebo se nachází

v pletivech vyšších rostlin. Mikroorganismům umožňují rychlé rozrušení

rostlinných pletiv na kterých vegetují, u vyšších rostlin se významně se podílejí

na zrání a posklizňových změnách rostlinných produktů, významný je i jejich

vliv během vlastního technologického zpracování. Podle funkce rozlišujeme:

• zmýdelňující enzymy (pektinesteráza, pektáza, atd.),

• depolymerační enzymy (hydrolázy, „pektolázy“, lyázy).

Pektinesteráza PE (EC 3.1.1.11):

• výskyt jak v rostlinách tak plísních, kvasinkách i bakteriích

• vysoká specifita pro hydrolýzu methylesterů pektinové kyseliny:

o PE z plísní štěpí esterové vazby náhodně podél makromolekuly

pektinu,

o rostlinné PE atakují pektinovou molekulu od redukujícího konce

a pak postupují postupně podél molekuly ke konci

s karboxylovou skupinou.

• optimální pH obecně:

o rostlinné PE pH = 7-8,

o plísňové PE pH 4-5.

Depolymerační enzymy:

Lze je rozdělit podle:


TZOZ II - 2004/01

133

• substrátu (pektin, resp. pektinová kyselina, kyselina pektová,

oligomery kyseliny galakturonové, atd.),

• podle mechanismu štěpení – hydrolýza (hydrolázy) nebo

transeliminace (lyázy),

• podle principu působení – náhodné (endo-) nebo od konce postupné

(exo-) štěpení.

Možné kombinace a klasifikace pektolytických enzymů

hydrolázy lyázy

polygalakturonázy

(PG)

polymethylgalakturonázy

(PMG)

pektátlyázy

(PL)

pektinlyázy

(PNL)

endo-PG

(EC 3.2.1.15)

endo-PMG endo-PTL

(EC 4.2.2.2)

endo-PL

(EC 4.2.2.10)

exo-PG

(EC 3.2.1.67)

exo-PMG exo-PTL

(EC 4.2.2.9)

exo-PL

-existence přeškrtnutých enzymů nebyla prokázána

Endo-PG

• výskyt v plísních, bakteriích, některých kvasinkách i vyšších

rostlinách,

• hydrolyzuje glykosydickou vazbu v sousedství volného karboxylu ⇒

rychlý pokles viskozity substrátu,

• optimální substrát polygalakturonová kyselina,

• pektiny s DE nad 75 % štěpeny obtížně,

• v rostlinných pletivech PG štěpí pektinové látky, spolupůsobení PE,

• předpokládá se, že se účastní a působí měknutí rostlinných pletiv při

dozrávání plodů,

• konečnými produkty štěpení mono- di- a trimery galakturonové

kyseliny.


TZOZ II - 2004/01 134

Exo-PG

• méně zmiňována než endo-forma,

• projevy podobné, v praxi při změnách textury rostlinných pletiv

zřejmě působí současně,

• pokles molekulové hmotnosti a tedy i viskozity substrátu v tomto

případě podstatně pomalejší.

PL a PNL

• mechanismus štěpení glykosidické vazby β-eliminace,

• výskyt zejména v plísních, ve vyšších rostlinách neprokázány ⇒

neúčastní se měknutí zrajících plodů,

• po přidání endo-PL do rostlinných pletiv následuje rychlá macerace

(brambory, cibule, atd.),

• aktivita PL významně klesá s poklesem molekulové hmotnosti

substrátu,

• nejmenším substrátem pro PL je trimethylgalakturonát.


TZOZ II - 2004/01

135

8.2 Membránové procesy

Při výrobě ovocných šťáv jsou membránové procesy často zmiňovány a

používány. V další části bude zmíněna aplikace ultrafiltrace při odstraňování

Schémata degradačních reakcí pektinu


TZOZ II - 2004/01 136

pektinů ze šťáv před vlastním čiřením. Proto je asi účelné na tomto místě

připomenout základní principy membránových procesů v potravinářství:

• aplikace zejména ultrafiltrace a reverzní osmózy,

• rozdíl v pórovitosti membrán,

• oba procesy lze použít jak k odstraňování nežádoucích příměsí, tak

k zahušťování zpracovávaného materiálu, podle toho je výsledný

produkt buď permeátem nebo retentátem.

Reverzní osmóza:

• odděluje z roztoků i nízkomolekulární složky (soli, monosacharidy,

složky aroma, atd.), tj. látky vykazující vysoký osmotický účinek,

• k jeho překonání je třeba vyvíjet na filtrovaný roztok velký tlak cca

4000 -8000 kPa.

Ultrafiltrace:

• membrány mají větší průměr pórů, neboť je požadováno zachycení

pouze velkých molekul, ty navíc charakteristické malým osmotickým

účinkem,

• tlaky proto obecně nižší, tj. 50-2000 kPa.

Výhody membránových procesů oproti tepelným procesům:

• potraviny nejsou během zahušťování tepelně namáhány,

• oproti odpařování, při membránové koncentraci nedochází k fázové

přeměně a proto je energie využívána mnohem účinněji,

• dále menší provozní náklady, jednodušší instalace, jednoduché

ovládání, žádné požadavky na parní vyvíječe atd.

Omezení membránových zařízení:

• velká závislost výkonu na změnách koncentrace vstupního materiálu,

• větší investiční náklady,

• maximální dosažitelné zahuštění cca na 30 % rozpustné sušiny,

• citlivost membrán k zanášení.

Trocha teorie:


TZOZ II - 2004/01

137

Při reverzní osmóze (RO) přecházejí molekuly membránou difůzí, ne

prouděním kapaliny, a proto se molekuly musí na jedné straně membrány

rozpustit, projít membránou a na druhém povrchu se uvolnit. Rychlost filtrace tak

závisí na rozpustnosti a difusivitě molekul v materiálu membrány a na rozdílu

mezi osmotickým tlakem a tlakem aplikovaným. Rozdíl tlaků přes membránu je

tedy dán vztahem

prf P

PPP −

+=

2,

kde P je rozdíl tlaků přes membránu, Pf je tlak vstupujícího materiálu, Pr je tlak

retentátu na výstupu (tj. vysokomolekulární frakce), Pp je tlak permeátu

(nízkomolekulární podíl), vše v příslušných jednotkách, např. kPa. Pro průtok

kapaliny pak platí:

• je dán vztahem:

).(. ∆Π−∆= PAkJ ,

kde J (kg.h-1) je tok kapaliny (vody), k (kg.m-2.h-1.kPa-1) je koeficient

přestupu hmoty, A (m2) je plocha membrány, ∆P (kPa) je rozdíl tlaků

přes membránu a ∆Π (kPa) je odpovídající rozdíl osmotických tlaků.

• osmotický tlak pro zředěné roztoky je dán vztahem:

MRT=Π ,

kde T (K) je absolutní teplota, R (kPa.m-3.mol-1.K-1) je univerzální

plynová konstanta, M (mol.m-3) je molární koncentrace a Π (kPa) je

osmotický tlak.

• vzrůstá:

o s růstem aplikovaného tlaku Pf,

o s rostoucí propustností membrány,

o se snižující se koncentrací rozpuštěných látek ve zpracovávaném

roztoku.

Při ultrafiltraci (UF) jsou póry membrán podstatně větší (0,01-100 µm) a

voda a malé molekuly rozpuštěných látek proudí těmito póry skrz membránu.

Větší molekuly rozpuštěných látek se koncentrují na povrchu membrány. Jejich


TZOZ II - 2004/01 138

tok je pak ovládán aplikovaným tlakem a jejich koncentrací v tekutině a na

povrchu membrány:

=

2

1ln..cc

AkJ ,

kde c1 je koncentrace rozpuštěných látek v membráně a c2 je koncentrace

rozpuštěných látek v kapalině. Tok přes membránu je pak obecně závislý na dalších

faktorech, kterými jsou rychlost proudění kapaliny, viskozita, teplota a přítomnost

dalších jak makromolekulárních tak nízkomolekulárních látek.

Základní uspořádání membránových procesů:

• při vsádkovém uspořádání kapalina recirkuluje dokud není dosaženo

požadované koncentrace,

• při kontinuálním uspořádání je dosaženo rovnováhy, kdy průtok

přiváděné kapaliny je roven součtu průtoků permeátu a retentátu.

Jejich poměr pak předurčuje dosažený stupeň koncentrace.

Poměry v potravinách:

• celá řada potravin vykazuje vysoký osmotický tlak a při jejich

zpracování membránovými procesy je nezbytná aplikace vysokého

tlaku, např. osmotický tlak čerstvých ovocných šťáv činí 600-1000

kPa,

• rozpuštěné látky jsou membránami zadržovány jestliže mají buď

menší rozpustnost v materiálu membrány než voda nebo difundují

podstatně pomaleji,

• hladina zádrže činí cca 100 % u RO membrán, u UF membrán je

zadržováno 95-100 % výšemolekulárních látek a 0-10 %

nízkomolekulárních látek,

• důležitými faktory při určování funkce RO membrán jsou jejich

tloušťka, chemické složení a molekulární struktura,

• selektivita RO membrán, tj. schopnost propouštět vodu a zadržovat

rozpuštěné látky, je vlastnost membrán, která se zvyšuje s rostoucím

aplikovaným tlakem v oblasti nižších tlaků, při vyšších tlacích se pak

prudce zhoršuje,


TZOZ II - 2004/01

139

• různé typy membrán zadržují rozpuštěné látky v určitém rozsahu

molekulových hmotností. Dolní hranice tohoto rozmezí, tzv. „cut-off“

parametry se používají pro charakteristiku dané membrány:

o pro RO membrány se „cut-off“ hodnoty pohybují od

molekulových hmotností 100 při 4000-7000 kPa po 500 při

2500-4000 kPa,

o pro UF membrány jsou charakteristické „cut-off“ hodnoty od

molekulových hmotností 7000 při 1000-2000 kPa po 25000 při

300-1500 kPa.

• v zařízení jsou membrány uchyceny buď v trubkovém (spirální

systémy nebo tubulární systémy) nebo „deskovém“ uspořádání,

• kontinuální uspořádání membránové filtrace může být různé, např.

jednorázové nebo několikastupňové,

• typická provozních zařízení pro reverzní osmózu vykazují průtoky

permeátu od 450 l.h-1 při 4000 kPa až do 1200-2500 l.h-1 při 8000 kPa,

• typická provozní zařízení pro UF pracují při tlacích 70-1000 kPa,

průtoky až 40 l.min-1 pro jednu trubici.

Vlastnosti membrán:

Pro konstrukci RO membrán je klíčová otázka ovlivnění rychlosti difůze

rozpuštěných látek, proto:

• použité materiály musí vykazovat velkou propustnost pro vodu,

rozpuštěné látky musí být maximálně zadržovány, přitom membrány

musí být trvanlivé,

• RO membrány jsou obecně velmi tenké cca 0,05-0,1 µm,

• RO membrány jsou konstruovány na bázi polymerů, např. acetátu

celulózy, směsných esterů celulózy (acetát-propionát-butyrát),

polyakrylonitrilu, polyamidů, polyuretanů, atd. Mohou být z hlediska

materiálu homogenní, nebo vrstvené, nehomogenní, kdy vnitřní tenká

vrstva polymeru (vlastní funkční RO membrána) je nanesena na

podstatně silnější vrstvě podpůrného porézního materiálu atd.


TZOZ II - 2004/01 140

Hlavním požadavkem na UF membrány je schopnost tvořit a uchovat si

mikropórezní strukturu během výroby a použití za tepelného i mechanického

namáhání, proto:

• jsou UF membrány obecně silnější než RO membrány, cca 0,1-

0,5 µm,

• jsou tvořeny tuhými nebo zesklenými formami polymerů ⇒

membrány jsou mechanicky pevné, trvanlivé, odolné k oděru,

působení tepla, hydrolýze nebo oxidaci,

• za tlaku se nedeformují, neměknou, nepraskají,

• pro potravinářské aplikace musí být možné je čistit a podrobit sanitaci,

• vhodné materiály zahrnují polymery (např. polysulfonáty, polyamidy,

PVC, polystyren, polykarbonáty, polyethery, rigidní estery celulózy,

atd.), v současnosti se používají i membrány keramické či kovové,

• kromě plošných UF membrán vyráběny i membrány ve formě dutého

vlákna (hollow fibre)

o tenká, mikroporézní vrstva uvnitř vlákna obklopená vrstvou

podpůrného materiálů houbovité struktury,

o struktura dutého vlákna je schopna odolávat tlakům jak na

pracovním vnitřním povrchu tak straně permeátu bez potřeby

podpůrného uchycení,

o struktura umožňuje přímé ovládání procesu pouze přivíráním

toku permeátu, činí účinnějším čištění na místě, umožňuje zpětné

proplachování, atd.

8.3 Čiření šťáv

Základní požadavek konzumenta na čiré šťávy předpokládá absenci jakékoli

tvorby zákalu. Čiření je proces, kterým se tohoto stavu dosáhne v podmínkách

přijatelných pro výrobní závody. Principem je postupná destabilizace kalů, jejich

flokulace a odstranění. Pro pochopení principu čiření je vhodné si popsat

koloidně-chemickou situace v právě odlisované ovocné šťávě, která je tvořena:

• vodou,


TZOZ II - 2004/01

141

• hrubě dispergovatelnými kalovinami:

o útržky pletiva ⇒ chemicky celulosy, pentosany, pektocelulosy

atd., popř. i druhotně vznikající polymery leukokyaninů a

katechinů,

o viditelný zákal, usaditelné kaloviny.

• koloidní disperze:

o pouhým okem neviditelné,

o obtížně filtrovatelné, neusazují se,

o velmi zhruba ∅< 500 nm,

o zvyšují viskozitu a stabilizují jakékoliv disperze,

o postupně se mohou srážet a přeměňovat v hrubou disperzi,

o podstatou různé hydrokoloidy, např. polysacharidy, bílkoviny

(tedy i enzymy - u nich významné i působení na hydrokoloidy

vedoucí k jejich vyvločkování).

• složky pravého roztoku (jednoduché cukry, kyseliny, popeloviny atd.)

o nemají na odkalování přímý vliv, působí nepřímo,

o cukry ⇒ zvýšením viskozity,

o kyseliny ⇒ změnami pH ovlivňujícími stav koloidů,

o popeloviny ⇒ možnost koagulace bílkovin,

o leukoanthokyaniny, katechiny ⇒ prekurzory dodatečných zákalů

(flobafeny) atd.

Uvedený stav lze v technologickém smyslu napravit tak, že porušíme stabilitu

koloidního systému moštu, urychlíme srážení koloidů a usazování vzniklých

hrubých disperzí. Z tohoto pohledu má klíčový význam odstranění stabilizace

hlavním koloidem přítomným v ovocných šťávách, tj. pektinem, k tomu nutná

pektolýza. Dokud je ve šťávě přítomen pektin jako původní makromolekulární

látka je:

• viskozita šťávy je poměrně vysoká,

• usazování kalů velmi pozvolné,

• urychlující zákroky (filtrace, odstřeďování) jsou neúčinné,


TZOZ II - 2004/01 142

• zdánlivě vyčiřená šťáva se dodatečně kalí,

• šťávy mohou dodatečně rosolovat při skladování nebo zahušťování.

V současnosti prakticky výhradně využívá kontinuální výroba koncentrátů

přímo z odlisované šťávy, která se nikdy neskladuje delší dobu: Proto se provádí

prakticky vždy pektolýza použitím obchodních pektolytických preparátů. Dříve

totiž bylo možné se alespoň z části spoléhat na činnost enzymů přirozeně ve

šťávě přítomných při uložení šťávy v tancích (dnes by mohlo připadat v úvahu

při zpracování višní, apod. (velmi aktivní pektáza)

Stabilizace ovocné šťávy proti vypadávání zákalu se tedy provádí ve dvou

krocích:

• odstranění ochranné funkce pektinu, popř. dalších hydrokoloidů,

• vlastní čiření, tj.uvolnění a odstranění nestabilizovaných kalů.

Při výrobě koncentrátů je ještě jeden důvod, proč musí být pektin ze

zahušťované šťávy odstraněn. Tím je nebezpečí tvorby rosolu v odparce během

koncentrace a tím její ucpání. Během zahušťování totiž vzniknou téměř ideální

podmínky pro vznik pektinového rosolu (tj. koncentrace rozpustné sušiny 64-

70 %, vysoká kyselost 2-6 %, a dostatek pektinu).

8.3.1 Pektolýza

Než se přikročí k pektolýze šťávy od lisu, je třeba z ní odstranit hrubé,

usaditelné kaly. Jejich množství je poměrně velké a závisí na typu ovoce a

použitého lisu:

• hydraulické lisy 2-3 %,

• sítopásové lisy 5-7 %,

• u barevného ovoce vyšší, např. višně 8 % a více.

Kaly je výhodné:

• odstředit, z hlediska výtěžnosti je třeba je někam vracet, zásadně před

lis. To je výhodné i z toho pohledu, že likvidace tekutých kalů je

obecně obtížnější,

• odfiltrovat, v tomto případě běžné náplavové bubnové filtry (válcová

síta).


TZOZ II - 2004/01

143

Vzhledem k tomu, že v současnosti prakticky veškerá produkce lisovaných

šťáv přechází přímo ve výrobu koncentrátu, přivádí se šťáva po odstranění

hrubých kalů nejprve do prvého stupně odparky, kterým je tzv. jímač aroma (viz

dále) a kde se zahřeje na teplotu cca 100 oC. toto uspořádání je příznivé z těchto

hledisek:

• získávané aroma kvalitní, neboť z kalné doposud nijak neošetřené

šťávy,

• teploty v jímači aroma způsobí zmazovatění jablečného (ovocného)

škrobu, tím se stane přístupný pro amylolytické enzymy,

• dojde k inaktivaci mikrobů,

• po průchodu jímačem aroma se šťáva snadno ochladí na cca 50 oC ve

výměníku přiváděnou chladnou šťávou.

Pokud by nenásledovala koncentrace šťávy a ta se měla pouze zahřát ve

výměníku na teploty optimální pro pektolýzu, bylo by nevýhodou, že:

• čiření předchází jímání aroma,

• není inaktivace mikrobů,

• není zmazovatělý škrob.

Po průchodu šťávy jímačem aroma je šťáva připravena k aplikaci

pektolytických enzymů. Z tohoto pohledu jsou důležité podmínky, za nichž se

pektolýza provádí, zejména vliv teploty:

• komerční pektolytické preparáty jsou na bázi enzymů z plísní

(pektinázy – Aspergilus niger) a v ovocné hmotě mají téměř optimální

pH,

• obecně teplota minimální okolo 20 oC, optimální 50-55 oC, maximum

57 oC,

• součástí preparátů amylázy, ty k teplotě podstatně odolnější, tj.

inaktivovány až teplotami 80-100 oC,

• klasicky se pektolýza při čiření prováděla za studena přes noc, to ale

neúnosně dlouhé,

• dnes za teplot 50 – 52 oC, doba závislá na aktivitě a dávkování

enzymu (viz dále).


TZOZ II - 2004/01 144

Dávkování enzymového preparátu:

• dávkování pektináz poměrně malé (pektiny již významně destruovány

při úpravě drti před lisováním),

• součástí preparátů i:

o amylázy, jejich dávkování klesá v průběhu sezóny, jak klesá

obsah škrobu v jablkách, popř. jiném ovoci,

o enzymy štěpící neutrální polysacharidy (arabany,

arabanogalaktany, xylany atd.). Pokud by ty přešly do

koncentrátu, mohou být zdrojem dodatečných zákalů.

• nejjednodušší způsob jak volit dávkování je řídit se pokyny výrobce,

ty ale nemusí být zcela přesné vzhledem k vlivu podmínek (pH,

teplota, atd.) a složení šťávy. V tomto ohledu se uvádí:

o třísloviny brzdí činnost pektolytických enzymů od 0,05 %

(jablka běžně 0,2-0,4 %),

o alkohol brzdí od cca 20 obj.% (těžko přichází v úvahu),

o SO2 brzdí až od 1400 mg/l.

• správná dávka preparátu vzhledem k danému prostředí a podmínkám

se nejlépe určí čiřícím pokusem na základě pektolytické mohutnosti a

po zhodnocení průběhu pektolýzy zkouškou na škrob a pektin. Čiřící

pokus je modelový pokus, kdy se do šťávy připravené k čiření přidají

čiřicí činidla tak, jak je pak zamýšleno v provozním měřítku a hodnotí

se připravenost šťávy k čiření. Ta je:

o dokonalá, když:

se hrubé vločky se usadí do 2 hodin,

supernatant je pak čirý,

po promíchání se rychle filtruje (20 ml z 25 ml za 10 min

přes hrubý filtr),

filtrát je jiskrný.

o postačující, když:

se vytvoří jemně rozptýlený zákal, který se usazuje až po 2

hodinách nebo slabě přetrvává,


TZOZ II - 2004/01

145

na dně kádinky vzniknou hrubé vločky,

rychlost filtrace pomalejší (20 ml asi za 20 až 30 minut),

filtrát čirý až jiskrný.

o nedostatečná, když:

vzniklý zákal je jemný a stabilní,

jeho filtrace za výše uvedených podmínek je delší než 40

minut,

filtrát je vždy kalný,

netvoří se sediment.

• vydatnost použitého preparátu lze vyjádřit tzv. pektolytickou

mohutností PM. Ta dána počtem litrů (kg) pektinosní šťávy, jejíž

viskozitu je schopen 1 kg preparátu po 6 hodinách působení za

standardních podmínek (pH 3,5-3,9, teplota) snížit o 85 % maximální,

tj. původní, hodnoty (= na 15 %) za daných podmínek.

o stanoví se klasicky použitím kapilárního viskozimetru,

o graficky se vynese pokles viskozity A proti koncentraci

preparátu vyjádřeného v počtech litrů šťávy na 1 kg preparátu,

o pro dané koncentrace enzymu se A stanoví ze vztahu:

A = (τa-τ) . 100/(τa-τ0),

kde τ0 je doba průtoku rozpouštědla (vody) viskozimetrem

(odpovídá tedy jeho viskozitě), τa je totéž pro původní šťávu a τ

pro šťávu ošetřenou enzymem, A je pak procento z maximální

možnosti snížení viskozity.

o z grafu A=f(konc. enzymu) se pak pro A = 85 % odečte

odpovídající koncentrace a ta je současně PM,

o pro stanovení A se obvykle používá simulant jablečné šťávy

(roztok kyseliny vinné – 0,3 %, NaNO3-0,4 %, katechinu-

0,05 %, benzoanu sodného-0,2 % a pektinu - 0,2 % ve vodě),


TZOZ II - 2004/01 146

• opět nutno připomenout, že dnes dávky enzymu podstatně nižší než

před cca 10-15 lety vzhledem k všeobecnému ošetřování drti před

lisováním enzymy

Poznámky k vlastnímu průběhu pektolýzy:

• jak již bylo uvedeno, dnes se aplikují teploty vyšší, tj. mezi 50 –

55 oC, teploty mezi 20-30 oC hrozí kvašení, dříve se používaly teploty

do 20 oC, přes noc,

• úplnost pektolýzy kontrolována testem na škroby a alkoholovou

zkouškou:

o test na škroby = jodová zkouška (např. 5 ml šťávy + kapka

roztoku jódu v KJ),

o test na pektin – zfiltrovaná pektolyzovaná šťávy + stejný objem

96% ethanolu. Nesmí vzniknout zákal, někdy přípustná i velmi

jemná sraženina malého objemu (reaguje na oligomery s více

než 8-10 jednotkami kyseliny galakturonové v molekule).

Na konci pektolýzy tedy šťáva připravena k vlastnímu čiření, při správném

provedení odstraněna ochranná funkce pektinu a ta nenahrazena ochrannou

funkcí koloidu jiného.

8.3.2 Vysrážení kalů

Principem klasického čiření je vytvoření podmínek pro vysrážení, flokulaci

látek do šťávy přidaných (čiřících činidel) nebo ve šťávě obsažených tak, aby se

do sraženiny strhly i pektolýzou uvolněné kaloviny. Používané možnosti:

• čiřící činidla reagují mezi sebou, sráží se a do sraženiny strhávány i

kaloviny (tanin + želatina),

• čiřící činidla reagují s některými kalovinami ve šťávě za vzniku

sraženiny (polykationty + pektin),

• čiřící činidla působí srážení dosud koloidně rozpuštěných kalovin

(pektinesteráza),

• nerozpustná čiřicí činidla adsorbující kaloviny na svůj povrch.


TZOZ II - 2004/01

147

Další možností je odstranění kalovin je aplikace ultrafiltrace.

Použití ultrafiltrace:

• pracuje se při teplotách 70-80 oC, kdy je přiměřeně nízká vizkozita

zpracovávané šťávy a teplota je nad teplotou růstu mikrobů, které by

mohly infikovat (prorůst) organickou membránu,

• nutná předchozí pektolýza, jinak mizerná výtěžnost z důvodů velké

viskozity,

• v ČR ultrafiltraci používají:

o Trávčice:

ultrafiltr primitivní,

trubkové uspořádání,

životnost membrán 4 roky (prasklé trubky detekovány

prosvěcováním nebo se vytváří emulze, „mléko“).

o Černožice – „deskové“ uspořádání

malý prostor mezi membránami (řádově desetiny mm),

snadné a rychlé ucpání mechanickými nečistotami,

čistění chemické, v případě ucpání neúčinné, demontáž

velmi problematická,

o Žatec – největší ultrafiltr

• dnes v cizině již pokusy s předřazením reverzní osmózy před

koncentrační stanici (lze do 35 – 38 oRf, běžně spíše do 20-25 oRf) při

výrobě šťávních koncentrátů ⇒ zvýšení výkonu odparky,

• při výrobě ovocného koncentrátu rozdělení šťávy na:

o permeát – to co v tomto případě chceme,

o retentát – odpad, u jablek cca 2 %, u višní 6-8 %, atd.

• ultrafiltry snižují obsah barviva u barevných šťáv (cca až o 1/3), u

jablek pochopitelně nevadí,

• jestliže ultrafiltraci předchází jen pektolýza, pak mohou být problémy

s polyfenoly, je-li jich v surovině více (zejména tvorba dodatečných

zákalů po naředění koncentrátu). Možné řešení v čiření před


TZOZ II - 2004/01 148

ultrafiltrací nebo použití ultrafiltračních membrán s ukotveným

polyvinylpyrrolidonem (PVP).

Čiření

Čiření taninem a želatinou

• převzato z vinařství, kde poměry ve šťávě konstantnější než ve

šťávách ovocných,

• při aplikaci pro ovocné šťávy, tj. jablečné šťávy, dosti pracné

optimalizovat dávkování, významný vliv složení šťávy,

• podstata reakce:

Ž+ + T → (TŽ)+,

• kde Ž je uměle přidaná želatina a T jsou třísloviny buď uměle přidané

nebo přirozeně přítomné (ovocné šťávy obsahují prakticky výhradně

jen kondenzované třísloviny),

• komplex (TŽ) je nerozpustný, během stání spolu vzniklé komplexy

dále agregují a sráží se, vzniklé vločky strhnou ostatní kaloviny

z roztoku

• T se váže na karbonylové skupiny v peptidické vazbě želatiny

vodíkovými můstky svými hydroxyly,

• mechanismus nemůže být iontový, neboť při pH šťáv (okolo 3) mají

třísloviny (katechinové) prakticky nulový náboj,

• obecné podmínky tvorby a flokulace komplexů TŽ:

o komplexy vznikají, tj. T + Ž reagují mezi pH 1,8 – 7,5, ale sráží

se až blízko isoelektrického bodu Ž,

o pozor !!! dva typy želatiny (typ A připravený kyselou

hydrolýzou kolagenu má pI mezi 7-8 a typ B připravený

hydrolýzou v zásaditém prostředí s pI mezi 4,7-5,0,

o pro aplikace ve štávách tedy vhodný typ B

• srážení, tj. agregace komplexů při pH od 3,2 do cca 5,2 ⇒ nemusí

vyhovovat pro kyselé šťávy, např. rybíz,


TZOZ II - 2004/01

149

• s rostoucí hodnotou poměru T/Ž se oblast flokulace poněkud rozšiřuje,

naopak v pI se želatina vysráží nejmenším množstvím T,

• čiření T + Ž vhodné jen pro šťávy extremně chudé na P (viz dále),

nemajících dostatek vlastních tříslovin a nepříliš kyselé

Čiření želatinou

• podstatou buď reakce s přirozeně přítomnými katechinovými

tříslovinami, tedy viz dříve, nebo reakce s přítomným pektinem,

• reakce s tříslovinami, tedy fenoly, velmi významná a často hlavním

důvodem aplikace čiření želatinou, neboť pektinové látky ve většině

případů zcela degradovány předchozí pektolýzou,

• reakce Ž + P má mechanismus iontový, tj. reakce polyaniontu P

s polykationtem Ž,

• maximální flokulace za daných podmínek tehdy, je-li hmotnostní

poměr P/Ž stejný jako poměr jejich aktuálních ekvivalentních

hmotností, tj. odpovídají si počty + a – nábojů (aktuální ekvivalentní

hmotnost = hmota připadající na jednu aktivní skupinu),

• je-li jedna nebo druhá komponenta v nadbytku, je patrný stabilizující

vliv nadbytku ⇒ flokulace menší a sedimentace pomalá. Podíl pektinu

ve vytvořených komplexech mezi 20-70 % podle podmínek, tj.

aktuální ekvivalentní hmotnosti P,

• vliv pH na flokulaci systému Ž + P:

o obě reagens musí mít náboj,

o Ž má kladný náboj při pH < pI, tj. pH < 4,7. Čím dále pH nižší,

tím z hlediska Ž lépe, neboť kladných nábojů přibývá,

o pro P situace opačná, dolní mez cca pH 2,5 pod nímž prakticky

zcela potlačena disociace karboxylů P. Čím pak vyšší pH, tím

z hlediska P lépe, neboť přibývá záporných nábojů,

o podmínky pro Ž i P musí být výhodné současně ⇒ vhodné pH

mezi 3 – 4,2.


TZOZ II - 2004/01 150

• vliv teploty v oblasti 10-30 oC není za jinak stejných podmínek na

flokulaci systému Ž + P patrný,

• komplexy Ž + P vznikají nevratnými procesy,

• doprovázející polysacharidy (galaktany) se do sraženiny P + Ž strhují,

ale protože s Ž pochopitelně nereagují, je jejich zachycování jen

částečné, takže se obsah volného galaktanu, resp. dalších neutrálních

polysacharidů, relativně vzrůstá ve vztahu k P ⇒ zřejmá nutnost

odstranit neutrální polysacharidy během pektolýzy použitím

příslušných enzymů.

Jak flokuluje soustava Ž + T + P ?

• může nastat při aplikaci čiření T + Ž do ne úplně pektolyzované šťávy,

• současný průběh těchto reakcí:

Ž+ + T ↔ (ŽT)+ vratná reakce,

Ž+ + P- → ŽP nevratný děj,

(ŽT)+ + P- → ŽTP nevratný děj (pouze při malém obsahu T).

• Ž+ resp. komplexy (ŽT)+ ztrácejí schopnost reagovat s P-, roste-li

v prostředí, resp. v komplexu ŽT obsah T a to:

o z prostorových důvodů (molekula Ž je obalena vázanými

podstatně menšími molekulami T, které blokují přístupy P

k jejím kladně nabitým centrům),

o komplexy s velkým obsahem T rychle agregují a vypadávají do

sraženiny,

o obecná hraniční mez flokulace P- je dána v těchto případech

poměrem obsahů T/Ž = 2, je-li poměr vyšší, soustava již

neobsahuje volnou Ž,

o při vysoké koncentraci T v těchto soustavách pak zůstává P

nespotřebován a tak vytvořené komplexy TŽ špatně flokulují,

protože jsou v tímto P stabilizovány,

o do celkového množství T se zahrnují T přidané i přirozeně

přítomné,


TZOZ II - 2004/01

151

• při čiření šťáv s vyšším obsahem zbytkového pektinu (není možné

čiřit šťávy s vyšším obsahem P bez předchozí pektolýzy) proto:

o přidávat přiměřeně mnoho Ž, to ale v mnoha případech

problematické,

o čiřit zásadně jen Ž.

• podmínky pH zhruba průnikem obou výše uvedených metod, tj.

vyhovuje rozmezí zhruba 3,2 – 4,2,

• dávkování:

o Ž cca 5 – 20 g/100 l šťávy, roztok nutné připravit 24 hodin

předem (dochází k „micelární asociaci“ Ž, ta pak lépe agreguje).

o T cca do 10 g/100 l šťávy, používá se cca 1% roztok, T se

aplikuje vždy napřed,

o pro laboratorní zkoušky se používal jako rozpouštědlo 20% (v/v)

roztok ethanolu ve vodě, v praxi se používají roztoky ve vodě,

o správnou dávku nutné stanovit vždy pokusem.

• teplota normální, 10 – 20 oC, do 30 oC bez vlivu na průběh. Nižší

teplota má bránit nakvašení, nakvašený mošt se čiří obtížněji a

nepříjemné pochopitelně ztráty cukrů.

Další v minulosti uvažované možnosti:

• flokulace přísadou čiřící šťávy (dávno překonané),

• náhrada Ž polyethylenimidem -(CH2-CH2-N+H2)n-, zastaralé,

hygienicky nepřijatelné.

Čiření pektinesterázou:

• zmýdelněný pektin se sráží Ca2+ ionty,

• v praxi nepoužíváno, průběh nesnadno standardizován, pektiny se

nesrazí kvantitativně, spolehlivější jejich úplné odstranění pektolýzou.


TZOZ II - 2004/01 152

Čiření nerozpustnými sorbenty:

Bentonity, čiřící hlinky:

• podstata minerál montmorillonit = hlinitokřemičitan sodnovápenatý

(n CaMgAl2O3.5SiO2.xH2O)

• vrstevnatá krystalická struktura

o iontový princip působení, agregace suspendovaných částic

v kyselém prostředí (= vločkování a strhávání jiných kalovin),

o na plochách krystalů soustředěny záporné náboje ⇒ působí

sorpci bílkovin,

o na hranách náboje kladné ⇒ sorpce polyfenolů,

o pozor - bentonity nesorbují pektiny !!!!!

o možná vazba dalších ionogenních látek, iontů kovů, barviv,

složek aroma atd.

• formy:

o sodné bentonity

dobře adsorbují bílkoviny,

množství kalů veliké, kaly zřejmě hodně zbotnalé,

zanáší do šťáv Na ionty.

o vápenaté bentonity

méně botnají a hůře absorbují bílkoviny,

množství kalů v souvislostí v menší botnavostí relativně

malé,

nebezpečí Ca zákalů.

o kyselé bentonity:

relativně nejčistší,

ale nejmenší vazebná schopnost ⇒ nepoužívají se.

• dávkování:

o na základě dávkovacího pokusu,

o vyčiřenou šťávu ještě provést varem, zda odstraněny i bílkoviny

rozpustné, za horka ale vysrazitelné,


TZOZ II - 2004/01

153

• vhodné bentonity musí být potravinářské jakosti:

o absence rozpustných alkálií,

o absence „zemité vůně“.

Křemelina:

• rozsivková zemina, SiO2,

• sorpce na povrch,

• čištění HCl,

• velká účinnost, může ochuzovat o chuťové látky a aroma.

Křemičitý sol (Kieselsol):

• negativně nabité flokulační činidlo,

• sráží bílkoviny, účinnost vůči zbytkům Ž prý špatná ?

Kaseináty, popř. další bílkoviny - analogie želatiny

Polyamidový prach či drť:

• absorpce polyfenolů (katechinové třísloviny, leukoanthokyaniny, ale i

anthokyany atd.,

• aplikace na filtru, možná regenerace NaOH (0,5%/30 min),

• dávkování –cca do 8 g na litr moštu,

• pozor na migraci složek PA do šťávy.

Polyvinylpyrrolidon (PVP):

• polymer rozpustný ve vodě, pro čiření vhodná prokřížená, tj. zesítěná

forma (PVTP),


TZOZ II - 2004/01 154

• aplikace zejména v pivovarství či při výrobě vína,

• silný sorbent pro fenoly,

• aplikace na filtru buď ve formě neregenerovatelné nebo formě

regenerovatelné louhem (cca možné 10-20x vymýt),

• podobně jako u polyamidu hygienický problém migrace.

fyzikální možnosti koagulace kalovin:

• koagulace teplotou:

o koagulace koloidů stabilizujících kaly během velmi rychlého

ohřevu na 80-85oC po dobu do 10 s,

o pouze hrubé čiření.

• elektroseparace:

o čiření moštu průchodem stejnosměrného elektrického proudu,

o testováno kdysi v SSSR pro šťávu z hroznů.

Závěr:

• v ČR v současnosti nejběžnější čiření želatinou a bentonitem po

předchozí pektolýze nebo aplikace ultrafiltrace v kombinaci

s pektolýzou,

• princip:

o pektiny odstraněny pektolýzou, případný zbytek želatinou nebo

ultrafiltrací,

o želatina odstraní zbytek pektinů a polyfenolické látky

(třísloviny),

o bentonit zajistí odstranění případného nevysráženého přebytku

želatiny.

8.3.3 Separace uvolněných kalů

• při čiření vzniká 10-12 % kalů vztaženo na hmotnost,


TZOZ II - 2004/01

155

• běžně v ČR zpracovávány na filtru (rámový kalolis),

• jsou i jiné možnosti, např. zakonzervovat a přes zimu nechat

samovolně usadit,

• hospodaření s kaly rozhoduje o výtěžnosti.

Obecně lze uvést tyto způsoby separace kalů z čiřených šťáv:

• samovolná sedimentace kalů,

• odstranění kalů silou odstředivou,

• filtrace.

Samovolná sedimentace kalů:

• u nepektolyzovaných šťáv v dávné minulosti doporučováno pro

dlouhodobě skladované surové šťávy,

o nutný obsah složek schopných vločkování, jinak velmi pomalé,

o šťávy bohaté současně pektiny s dostatečným obsahem bílkovin,

nebo šťávy s obsahem pektinu a aktivní pektinesterázou.

• u pektolyzovaných šťáv je-li dostatečný obsah tříslovin a bílkovin,

• u čiřených šťáv může samovolné uvolnění kalů trvat pouze několik

hodin,

• u šťáv pektolyzovaných až čiřených neekonomické a protismyslné

šťávu dlouho skladovat,

• obecně v současné technologii, kdy většina šťáv na koncentráty,

samovolná sedimentace kalů časově a kapacitně neúnosná.

Aplikace odstředivek:

• náhrada málo účinného zrychlení gravitačního daleko větším a tedy

účinnějším zrychlením odstředivým,

• měřítkem účinnosti odstředivky je porovnání zrychlení (částic)

v odstředivém poli a s normálním gravitačním zrychlením (g=9,81

m/s2):

ra .2ω= ,


TZOZ II - 2004/01 156

kde a je odstředivé zrychlení (m/s2), ω je úhlová rychlost (s-1) a r je

radiální vzdálenost částice od osy otáčení - poloměr (m).

• poměrné zrychlení je poměr a/g.

V potravinářské praxi používány tři základní typy odstředivek:

• odstředivky pro oddělování dvou nemísitelných kapalin:

o v technologii zpracování ovoce a zeleniny nepoužívané,

o těžší kapalina vně, specificky lehčí uvnitř,

o tloušťka vrstev kapalin závisí na hustotě kapalin,

o rozdíl tlaků přes vrstvu závisí na rychlosti rotace,

o rozhraní vrstev v místě, kde hydrostatický tlak obou vrstev stejný

⇒ tzv. neutrální zóna,

o pro poloměr rn odpovídající této zóně, který je významný

z hlediska konstrukce odstředivky, tj. polohy nástřiku a odvodů,

platí vztah:

BA

BBAAn

rrrρρρρ

−−

=22

2,

kde ρ je hustota (kg.m-3) a r jsou poloměry, index A označuje

hodnoty vztažené na specificky těžší kapalinu a index B pro

vrstvu kapaliny lehčí.

o je-li třeba oddělit malé množství lehčí kapaliny od velkého

přebytku těžší kapaliny (např. při separaci smetany z mléka), čas

zdržení vnější vrstvy převyšuje dobu zdržení vrstvy vnitřní.

Toho se dosáhne snížením poloměru vnější vrstvy r1 (viz obr.) a

tudíž snížením poloměru neutrální zóny. Naopak, je-li třeba

oddělit těžší kapalinu od přebytku kapaliny lehčí (např. při

odstraňování vody z oleje), poloměr vnější vrstvy (a tím i

neutrální zóny) se musí zvětšit.

o uspořádání

jednoduchý válcový buben:


TZOZ II - 2004/01

157

typické rozměry cca 0,1 m průměr a 0,75 m délka,

rotuje ve stacionárním krytu otáčkami mezi 15 000 –

50 000 min-1,

materiál je přiváděn kontinuálně v ose otáčení dnem

nádoby, rozděluje se do soustředných vrstev, které se

přes rotující přepady odděleně přelévají do

stacionárních výpustí.

talířové odstředivky:

válcová, oblá nádoba,

průměr 0,2 – 1,2 m,

uvnitř soustava talířů (kuželů, disků), jejich

vzdálenost cca 0.5-1,3 mm,

otáčky 2000-7000 min-1,

mezi talíři lepší rozdělení, lépe se udržuje laminární

proudění (viz dále),

v talířích jsou otvory k sobě přiléhající vytvářející

kanálky, kterými může protékat materiál ve směru

napříč talíři,

odvod kapalin podobně jako u válcového uspořádání

pomocí rotujících přepadů,

výkony cca do 150 000 l.h-1,

tyto odstředivky mohou být použity i pro čiření šťáv,

tj. odstranění pevných částic, jejich koncentrace však

musí být relativně malá, do cca 5 % (w/w). Kapalina

se pak odvádí středem, tj. vývodem pro lehčí

kapalinu, vývod pro těžší kapalinu je uzavřen a kaly

se usazují v bubnu, ze kterého se periodicky uvolňují.

• šťávní, kalové odstředivky:

o ty důležité pro čiření,

o jednoduchá komorová, bubnová, odstředivka:

buben o průměru cca 60-100 cm,


TZOZ II - 2004/01 158

vhodná pro maximálně 3 % hmotnostní pevných kalů ve

šťávě,

kaly automaticky odstraňovány při vytvoření vrstvy

s předem stanovenou tloušťkou otvory ve dně bubnu.

o talířové, diskové, odstředivky:

vhodné pro vyšší obsahy kalů, jejich objem však stále

zanedbatelný oproti objemu kapalné fáze,

podobné talířovým odstředivkám pro separaci kapalin,

charakteristický dvoukuželový tvar,

význam talířů:

zvětšení sedimentační plochy,

zkrácení sedimentační dráhy částic,

snížení hodnoty Re (Reynoldsova čísla) ⇒ potlačení

nevítaných vířivých proudů.

vyprázdnění kalů automatické buď tryskami (drobné otvory

stále otevřené) nebo ventily po obvodu bubnu. Pro výrobu

šťáv nutné odstředivky s ventily, jinak v kalech velký

obsah šťávy,

jsou vhodné i na oddělování kapalin, takže standardně

vybavovány odvody pro lehčí a hustší fázi a pro pevný

podíl,

kapacity cca až do 300 000 l.h-1.

o trubicové odstředivky

zmiňuje Kyzlink,

využití velkého vlivu ω na a (a=ω2.r),

malé r (cca 10-30 mm), velké otáčky (12 000-50 000

otáček za minutu),

při r = 25 mm a n = 50 000 min-1⇒ a/g=62 500.

• lisovací odstředivky (dekantační odstředivky, odvodňovací

odstředivky):

o viz lisování


TZOZ II - 2004/01

159

Aplikace odstředivek v potravinářství

Typ odstředivky Vhodná velikost částic (µm)

Vhodný obsah pevného podílu

(% w/w)

Aplikace *)

Talířové odstředivky

0,5 - 500 2 – 25 (podle uspořádání)

A,B,C,D,E,F,H

Dekantéry 5-50 000 3 - 60 B,C,D,E,F,G,H Košové odstředivky 7,5 – 10 000 5 - 60 F,G Vratné odstředivky s posunem

100 – 80 000 20 - 75 F,G

*) A = extrakce kapalina-kapalina B = separace kapalin C = čiření kapalin

D = zakoncentrování kalů

E = extrakce kapalina-pevná látka-kapalina

F = dehydratace amorfních látek G = odvodňování krystalických látek H = vlhké třídění

Filtrace

• princip: šťáva se protlačuje přes pórézní bariéru, která zachytí kal,

tedy šťáva teče z prostoru, hybnou silou rozdíl tlaků,

• rychlost filtrace postupně klesá, jak se zvyšuje odpor proudění

působený vrstvou filtračního koláče,

• obecně platí vztah, že rychlost filtrace je přímo úměrná hnací síle, tj.

tlakovému spádu na filtrační přepážce, a nepřímo úměrná odporu proti

toku filtrátu,

• pro nestlačitelný koláč platí:

+=

LAVV

rR c ...µ ,

kde R (m-2) odpor vůči toku přes filtr, µ (N.s.m-2) je viskozita

filtrované kapaliny, r (m-2) je specifický odpor filtračního koláče, V

(m3) je objem filtrátu, Vc je koeficient vyjadřující podíl objemu kalů

v jednotce objemu filtrované kapaliny V, A (m2) je plocha filtru a L je

ekvivalentní tloušťka filtru a počáteční vrstvy filtračního koláče.

• praktické důsledky pro usnadnění filtrace:


TZOZ II - 2004/01 160

o tlak přes filtrační přepážku nutné udržovat co největší, rozdíl

tlaků se zvyšuje použitím tlakových nebo vakuových filtrů,

podle druhu filtru se pohybuje v rozmezí cca 70-300 kPa,

o viskozitu kapaliny nelze významně měnit, pochopitelně

významné odstranění koloidů,

o specifický odpor koláče se snižuje přídavky pomocných

filtračních (mikrodrenážních) přísad (např. křemelina, celulóza,

atd.) vytvářejících v koláči drenáž, vlastní sraženina má být co

„nejzrnitější“,

o vliv objem kalů ve filtrovaném materiálu na rychlost filtrace lze

využít při zpracování tanku, kde již částečně proběhla

sedimentace. Pak je výhodné nejprve rychle zfiltrovat vrchní

podíl s malým množstvím kalů a pak teprve zbytek, další

možností alespoň zhruba šťávu odstředit,

o plocha filtru by měla být co největší,

o tloušťka filtrační přepážky co nejmenší.

• pro konstantní rychlost filtrace je průtok filtrátu dán vztahem:

PALr

PAVVr

Q c

∆+

∆=

...

....

2

µµ ,

kde Q = V/t (m3.s-1) je průtok filtrátu, ∆P (kPa) je tlakový spád na

filtrační přepážce a t (s) je doba filtrace. Uvedená rovnice se používá:

o pro výpočet tlakového spádu nezbytného pro dosažení

požadovaného průtoku filtrátu,

o pro předpověď funkce provozních filtrů na základě studií

využívajících mnohem menší modelové zařízení.

• při filtraci za konstantního tlaku průtok postupně klesá tak, jak vzrůstá

odpor koláče v důsledku jeho zvětšování. Za těchto podmínek, tedy

∆P = konst., může být posledně jmenovaná rovnice převedena do

tvaru:

PLr

AV

PVr

VAt c

∆+

∆=

....2

... µµ


TZOZ II - 2004/01

161

Z této rovnice je zřejmé, že když vyneseme do grafu hodnoty t/(V/A)

proti V/A, získáme přímku, jejíž:

o směrnice je dána vztahem µ.r.Vc/2∆P a používá se pro určení

specifického odporu filtračního koláče,

o úsek na ose y je dán vztahem µ.r.L/∆P a používá se pro

stanovení ekvivalentní tloušťky filtračního koláče pro dané

filtrované medium.

• jestliže je filtrační koláč stlačitelný, pak se jeho specifický odpor mění

s aplikovaným tlakem a je dán vztahem:

r = r´.(∆P)s,

kde r´ je specifický odpor koláče při tlakovém rozdílu 101 kPa a s je

stlačitelnost koláče. Tento vztah se pak dosazuje do rovnice pro R.

Používané filtry:

• filtrace využívající jako hnací sílu pouze gravitace probíhá pomalu a

v potravinářském průmyslu se prakticky neuplatňuje,

• používají se tedy tlakové nebo vakuové filtry.

Tlakové filtry:

• rámové filtry s plachetkou:

o v konstrukci stažené střídavě rámy a desky,

o rámy z obou stran pokryté filtrační plachetkou, uvnitř prostor

kalné šťávy,

o desky s tvarovaným povrchem, ten vytváří kanálky pro odvod

čiré šťávy,

o do každého rámu je šťáva přiváděna shora a vytéká podél

plachetky spodem přes odvodný kanál, který vzniká

pospojováním a stažením rámů,

o kaly se hromadí v rámech mezi plachetkami dokud tlak nezbytný

pro filtraci nedosáhne předem nastavené hodnoty,


TZOZ II - 2004/01 162

o pak je filtrace zastavena, zařízení promyto zpětným proudem

vody, zařízení se rozebere, zbytky koláče se odstraní, zařízení se

stáhne a je připraveno k dalšímu cyklu,

o filtry tohoto typu jsou široce používány a to i ve výrobě

ovocných šťáv,

o výhodou těchto filtrů jsou:

malé investiční náklady a univerzálnost umožňující použití

pro nejrůznější potravinářské provozy,

spolehlivost a snadná údržba.

o nevýhodou je:

někdy nižší výkon zpomalující výrobu (jinak příliš veliká

zařízení),

velká pracnost a nepohodlnost obsluhy (čištění),

periodičnost, diskontinuálnost, každé rozebrání spojené se

ztrátami šťávy.

• deskové filtry – podobné uspořádání, místo plachetky desky

z lisovaného pórezního materiálu, běžně celulóza, azbest dnes

zakázán,

o pro správnou funkci je třeba, aby filtrační plochy byly

rovnoměrně zaplavovány filtrovaným materiálem a tedy

rovnoměrně zanášeny kalem

• náplavové filtry:

o nejrůznější konstrukce,

o principem vždy uzavřená nádoba opatřená vhodnými elementy

na povrchu opatřenými síty,

o kapalina se do nádob přivádí potrubím pod tlakem a protlačuje se

přes pórézní vrstvu, která se předtím na síta elementů naplaví,

čirý filtrát protéká do elementů a sběrnou rourou odtéká,

o naplavení se provádí šťávou s rozmíchaným filtračním

materiálem (zejména křemelinou, někdy i celulózou, atd.), která


TZOZ II - 2004/01

163

recirkuluje přes filtr dokud neodtéká čirá šťáva, resp. filtrační

vrstva je dosti silná (cca 800-1000 g/m2),

o filtry musí být dokonale odvzdušněny, jinak nerovnoměrný

nános filtrační hmoty a ve filtrátu patrný „závoj“, tj. jemný

zákal,

o výkony větší než u rámových filtrů,

o filtrační elementy mohou být horizontální či vertikální,

o na konci filtrace se zastaví přívod šťávy, zařízení vypláchnuto

zpětným proudem vody, popř. tryskami uvnitř nádoby, kaly se

odstraní a proces se automaticky opakuje,

o u některých typů mohou filtrační elementy i rotovat rychlostí 1-

2 otáčky/min, čímž se umožňuje rovnoměrnější usazování

koláče, resp. usnadňuje odstranění koláče z ploch při

vyplachování,

o u filtrů s vertikálními elementy není možné proces zastavit, jinak

filtrační vrstva z filtračních ploch spadne,

o podobně jako u rámových filtrů i zde se přidávají pomocné

filtrační (mikrodrenážní) přísady do filtrovaného materiálu,

o zařízení obecně dražší než rámové filtry,

o menší univerzálnost, zařízení v daném uspořádání je vhodné pro

rutinní filtrace kapalin s podobnými charakteristikami,

o pozor:

křemelina ucpává kanalizaci,

křemelina má abrasivní účinky.

Vakuové filtry

• tlakový rozdíl zvyšován snižováním tlaku v prostoru čiré šťávy,

• omezeno na max. 100 kPa dle účinnosti vývěvy a nákladů na její

provoz,

• filtrační koláč odstraňován za atmosferického tlaku ⇒ filtry tohoto

typu pracují kontinuálně,

• běžné dva typy filtrů, tj. rotační bubnový a rotační diskový,


TZOZ II - 2004/01 164

• rotační bubnový filtr:

o pomalu se otáčející horizontálně uložený válec,

o spodní část ponořena do mělké nádoby,

o povrch válce je rozdělen na řadu mělkých oddělení pokrytých

plachetkou a spojených s centrální vývěvou,

o jak se buben otáčí, noří se postupně jeho povrch do lázně

s filtrovaným materiálem,

o filtrát proudí skrz filtr a dále kanálky uvnitř bubnu do odvodného

potrubí,

o jak se povrch válce vynořuje z lázně, je z koláče odsáván zbytek

filtrátu, koláč může být i vymýván vodou,

o v další fázi otáčky je vakuum v odděleních pod plachetkou

sníženo a stlačeným vzduchem působícím zpod plachetky je

koláč uvolňován,

o dále je koláč seškrábnut břitem a proces se opakuje,

o při zpracování ovocných šťáv je běžné náplavové uspořádání,

kde není plachetka ale síto, koláč není uvolňování stlačeným

vzduchem a břit odstraňuje pouze vrchní část koláče, takže

spodní naplavená vrstva zůstává,

o zařízení relativně drahé (s plachetkou s dělením na sekce),

o pracuje spolehlivě, kontinuálně bez větší obsluhy,

o dosahuje relativně značného vysušení filtračního koláče.

• rotační diskový filtr:

o obdobný princip,

o série vertikálních pomalu rotujících disků,

o každý disk rozdělen na části, z nichž každá má výstup filtrátu do

střední hřídele,

o disky jsou vybaveny škrabkami pro kontinuální odstraňování

filtračního koláče.

Co je křemelina?

• rozsivková zemina, úlomky schránek rozsivek,


TZOZ II - 2004/01

165

• kvalitní křemelina obsahuje celé rozsivky, rozměry cca 70-80 µm,

• úlomky (cca 10 µm) a rozpustné sloučeniny Fe, Al, atd. musí být

odstraněny, jde snadno,

• nesmí mít zemitý přípach,

• čištění surové křemeliny pomocí HCl

o 1díl křemeliny + 2 díly HCl (zředěné 1:3), nechat 20 minut,

o 10 x zředit vodou, nechat sedimentovat 2 hod, pak supernatant

odtáhnout,

o znovu doplnit vodou a sedimentaci a odstranění vody opakovat,

o filtrovat a proplachovat vodou na neutrální reakci na Fe,

o vysušit při 130-180 oC.

• v ČR naleziště Borovany, americká Hyflo-Cell, atd.

V ČR v současné době při zpracování ovoce na šťávy jednoznačně preferovány

filtry před odstředivkami pro nižší investiční a provozní náklady i menší

požadavky na kvalifikovanou obsluhu. Nevýhodou odstředivek i tekutý odpad, který

se problematičtěji likviduje a může být příčinou ztrát, naopak výhodou

odstředivek lepší účinnost a větší výkon.

Koncentrace ovocných šťáv

• viz schéma linky,

• vlastní výroba koncentrátu vychází z čerstvě odlisované šťávy,

• rozdíl šťávní koncentrát x nápojový koncentrát,

• koncentrace na 65-70 oRf (i více, při 65 oRf mohou být problémy

s mikrobiální stabilitou, např. v EU běžné koncentráty s 66,7 oRf),

• v ČR objemy na úrovni cca 50 000 t – 70 000 t jablečného koncentrátu

ročně, objem výroby koncentrátu z hrušek je cca na úrovni 1/10 tohoto

množství a celkový objem výroby koncentrátů jiných (višně , rybíz,

atd.) je na úrovni cca 100 t ročně.

• koncentráty vyráběny:

o jako polotovar pro výrobu ovocných šťávy, vín, sirupů atd.,


TZOZ II - 2004/01 166

o vyráběny i koncentráty k přímému konzumu (dříve Švýcarsko),

v těchto případech nutno otupit kyselost (iontoměniče x CaCO3).

• ceny jablečného koncentrátu:

o 0,8-3,6 DM/kg,

o závisí na mnoha faktorech – obchod koncentráty celosvětová

záležitost (Čína) ⇒ dvě sezóny: podzim severní polokoule, jaro

jižní,

o hruškový koncentrát dnes dražší cca o 15 % než jablečný,

v minulosti tomu bylo naopak, využití při výrobě různých krémů

(Vitana) a pro rychlé špunty,

o koncentráty z barevného ovoce dražší, tj. cca 100 – 200 Kč/kg

⇒ v ČR výroba pouze na zakázku a v malém objemu.

• při lisování višní pro výrobu koncentrátu ovoce před lisováním drceno

ve válcovém drtiči tak, aby část pecek popraskala (cca 1/3) ⇒ žádoucí

z hlediska kvality aroma,

• parametry koncentrátu:

o obsah rozpustné sušiny minimálně 65 %,

o barva u jablek medová barva do zlatova,

o čirost NTU max 6 mg SiO2/l (víno okolo 5), nesmí být patrný

sediment a po naředění musí mít šťáva jiskru,

o ovocná chuť bez cizích příchutí a přípachů,

o obsah kyselin cca 2-6 % (2 % jako kyselina. citrónová je

minimum),

o nesmí být SO2,

o obsah ethanolu maximálně 1 %,

o obsah těkavých kyselin (jako kyseliny octová) maximálně

0,15 %,

o doba trvanlivosti: běžně záruční doba 3 měsíce od data expedice

a 10 měsíců od data výroby, pozor 65 % koncentrát není zcela

údržný (Zygosaccharomyces ?) a při skladování nutno sledovat,


TZOZ II - 2004/01

167

o mikrobiologická čistota – bez patogenů, mikrobiálních toxinů,

nesmí jevit známky kažení smyslově zjistitelné.

Uspořádání šťávní odparky:

• mnohočlen, cca 3 – 8 členů (minimální potřebný teplotní spád

v každém členu poměrně nízký, tj. cca 5-8 oC, dáno nízkou

viskozitou),

• nejběžnější uspořádání tří a čtyřčlenné odparky (např. Trávčice

trojčlen),

• jímání aromatu před koncentrací:

o jímač aroma před čiřením:

většinou používaný způsob,

přichází jen hrubě odkalená šťáva ⇒ možné problémy se

zanášením prvých stupňů odparky,

výhodou:

lepší úchova aroma v důsledku kratší doby mezi

lisováním a jímáním aroma a omezen i možný vliv

pektolýzy a čiření,

v jímači dojde k mazovatění škrobu (ovocný škrob

mazovatí při 60-80 oC)⇒ ten může být v následujícím

procesu amylolytickými enzymy destruován.

o jímač aroma po čiření:

výhodou menší riziko zanášení,

jímání aroma cca po 5 – 9 hodinách od lisování ⇒ vliv na

aroma.

o v jímači, resp. 1. stupni odparky zahuštění šťávy cca z 10 oRf na

14-15 oRf.

• teplotní poměry během koncentrace šťáv:

o na konci odparky teploty pod 50 oC (běžně 40 – 50 oC), ale např.

v Trávčicích 65 oC a pak chladí 18 oC, což je teplota skladování

(tanky na 45 t, cisterny na 25 t),


TZOZ II - 2004/01 168

o na začátku odparek větší rozdíly:

v jímači aromatu by měly být teploty blízké bodu varu:

v praxi používané odparky šťávařské vyhovují (běžně

teploty 90-100 oC),

původně mlékářské odparky začínají i na teplotách

pod 80 oC.

• tmavý koncentrát, možné příčiny tmavnutí:

o vliv doby a podmínek pektolýzy,

o hlavně vliv tepelných poměrů při odpařování ⇒ nepřiměřeně

vysoké teploty ⇒ koncentrát tmavý, připálený, vysoký obsah

hydroxymethylfurfuralu (u nás hlavně levné koncentráty

dovážené z východu),

o barvu koncentrátu lze na závěr výroby vylepšit např. průchodem

sorpčími kolonami.

• při výrobě barevných koncentrátů koncentrát nutno chladit, vše až

k nule stupňů celsia, jinak významné ztráty barvy. U nás se neprovádí.

Koncentrát aromový:

• mikrobiálně stabilní v důsledku vysoké koncentrace organických

látek,

• množství páry potřebné k předestilování 90 % aromatu:

jablka 10 % (20 % páry cca 100 % aromatu)

hrušky 20 %

rybíz, maliny, atd. 25 %

jahody 35 % (50 % páry cca 100 % aromatu)

• v praxi dvě možnosti zachycování aromatu:

o 2x - 3x opakovaná jednoduchá destilace:

vydatnost se nastavuje průtoky vstupní šťávy a výstupního

aroma,

chlazení ledovou vodou či glykolem až na 0 oC.

o rektifikace:


TZOZ II - 2004/01

169

kolona, aroma nemusí být až z nejvyššího patra tak, aby se

dosáhlo požadované výtěžnosti,

problematika deflegmace (složení refluxu a produktu),

objem refluxu samozřejmě mnohokrát větší než produktu,

použití inertních plynů do deflegmátoru.

• vydatnost aromatu:

o podle množství vody vpouštěné do rektifikační kolony 1:100

nebo 1:150, lze i 1:200,

o kontrola vydatnosti:

senzoricky vlastní výroba koncentrátu vychází z čerstvě

odlisované šťávy porovnáním,

analyticky podle obsahu 2-3 složek (ethanol, hexanal, atd.).

• použití aromového koncentrátu:

o obchodován odděleně od koncentrátu šťávního,

o používán při rekonstituci nápojů z koncentrátu, většinou

dodatečně, někdy na přání odběratele vmícháván již u výrobce

koncentrátu do koncentrátu,

o specializované firmy dále koncentrují na vydatnost cca 1:1000 a

vyšší, tyto koncentráty pak používány např. v kosmetice.

Výtěžnost provozu je kromě faktorů již zmíněných při výrobě ovocné šťávy

značně závislá na podmínkách při odpařování:

• cena tepla při odpařování šťávy činí cca 30 – 40 % výrobních nákladů,

někdy uváděno až 50 % všech nákladů včetně mzdových,

• propastné rozdíly podle odparek, běžně pod 0,2 kg páry/ kg odpařené

vody, jsou ale i zastaralé, špatné odparky se spotřebou nad 0,5 kg,

• plynulost provozu odparky, tj. obou částí kalné i čiré:

o ztráty při každém přerušení výroby a vymývání odparky,

o při horší organizaci výroby ztráty až 1-2 % podle počtu

přerušení.

Sanitace odparky:


TZOZ II - 2004/01 170

• kalná část (tj. před čiřením) až 2x za 24 h,

• čirá část cca 1x za dva dny.

8.4 Sušené šťávní koncentráty

• dnes už překonané, výroba drahá, nápoje v prášku se vyrábí

z aromových a zákalových bází + cukr + kyselina,

• důvod výroby: dotažení zahušťování až do konce,

• při výrobách v minulosti se vycházelo:

o ze šťávy původní,

o z tekutého koncentrátu jako polotovaru.

• během výroby se často přidávala i sacharóza (až 100 % sušiny), která:

o snižovala hydroskopičnost produktu (hydroskopičnost velmi

závažná překážka sušení šťáv),

o usnadňovala sušení,

o zabraňovala spékání,

o omezovala hnědnutí a změny vůně.

• k jablečné a hroznové šťávě se někdy přidávala i kyselina vinná,

• z technologického hlediska klíčové určení optimální zbytkové vlhkosti

sušeného produktu, tj. otázka filmu pravé hydratační vody a jejího

odstranění a žluknutí tuků (viz dříve),

o i když u ovocných šťáv tolik nehrozí nebezpečí koagulace hrozí:

při nedosušení se hmota spéká „na špalík“,

změny kvality (při přesušení viskozita zabraňuje

krystalizaci cukru ⇒ delší prodlevy ⇒ nepříznivé změny),

pochopitelně přesušení i neekonomické,

o dále záleží na velikosti částic a způsobu balení,

o u citrusů (pomerančů) patrně 1 %, u jablek snad 2 % zbytkové

vlhkosti.


TZOZ II - 2004/01

171

Metody sušení:

• žádná zcela nevyhovuje ⇒ kvalita horší než umělé nápoje v prášku a

navíc drahé,

• vždy se předpokládá jímání aroma před vlastním sušením,

• sušení na pásech ve vakuu – drahá aparatura, produkt hydroskopický,

• sušení na bubnech – produkt nastřikován na vyhřívané bubny,

• rozprašovací způsob s horkým vzduchem:

o silné odaromatizování,

o hydroskopický produkt – zlepšuje se přídavky zvyšujícími

termoplastičnost (hydrokoloidy),

o surovinou neodpektinovaná šťáva zahuštěná na 35-50 oRf,

o produkt má mít vlhkost 1-2 %.

• sušení pohyblivého filmu koncentrátu:

o horký koncentrát (cca 75 oRf) se vede tenkovrstvou odparkou ve

vakuu a odpaří se až na zbytek 2 % vlhkosti,

o produkt opouští odparku při 99 oC v termoplastickém stavu,

o nevýhody:

vysoký záhřev ⇒ poškození kvality,

nutno přidávat rušiče pěnění a sacharózu (až v poměru 1:1

na sušinu šťávy).

• sublimační sušení:

o drahé, ztěží lze kontinualizovat,

o rychlé organoleptické změny po usušení.

• sušení ze zmrazeného stavu fluidně:

o šťáva zmrazená na kapičky tekutým dusíkem (t=-171 oC),

o vysouší se ve vznosu přebytkem suchého vzduchu (t=-60 oC) ⇒

tedy bezvakuová sublimace,

o opět náročné investičně i provozně.

• sušení umělých šťávních pěn:

o viz schéma,


TZOZ II - 2004/01 172

o koncentrát šťávy se převede na trvalou pěnu přídavky

stabilizátoru (sojová bílkovina, albumin, glycerylmonostearát,

atd. až 0,7 g.l-1),

o napěnění vzduchem nebo inertními plyny (případné odstranění

O2 ze vzduchu např. vedením přes silikagel preparovaný

oxylabilními deriváty Cu),

o pruh pěny na sítě se perforuje (⇒ kráterky jehlovými vstřiky

plynu) neboť vrstva špatně vede teplo a musí být tenká,

o síta s kráterovou vrstvou procházejí sušením, např. vzduchem ve

dvou fázích (viz schéma),

o chlazení, mletí, přídavek aroma,

o produkt 2 % vlhkosti, dobrá rozpustnost,

o kritika:

přídavek stabilizátoru pěny,

poměrně vysoké teploty zahřívacího vzduchu,

problémy s vytvořením dostatečně tenkého pásu pěny.

• rozprašovací sušení v chladném vzduchu (Birs – Verfahren,

Švýcarsko):

o princip: vzdušný protiproud ve věži 70 m vysoké,

o vzduch stoupá rychlostí 0,1-0,5 m.s-1, teplota 30 oC, vlhkost 3 %,

o proti němu padá svrchu šťáva (ne koncentrát) rozstříknutá na

kapky (∅ 0,3-1,0 mm, doba pádu 50-200 s se reguluje rychlostí

vzdušného protiproudu),

o spadlá sušenina se dosouší ještě 20-30 minut vznosně při dně

sušárny vzduchem o teplotě 20-30 oC a vlhkosti 0,5-3,0 %,

o odfouknuté jemné kapičky zachycovány cyklonem a vraceny,

o aroma se překvapivě zachovává – ten aromatický podíl, který

vzduch odňal ve spodní části věže zachycuje právě rozstříknutá

tekutina v nejvyšší zóně ⇒ v sušárně se ustaví rovnováha,

o výhody:


TZOZ II - 2004/01

173

vysoká jakost řady výrobků, i když pro ovocné šťávy málo

údajů,

malá spotřeba tepla (1,2-1,8 kg páry/kg odpařené vody).

o nevýhodou obrovské investiční náklady (pro výkon 1000-5000 l

odpařené vody za hodinu je třeba věže 70 m vysoké o průměru

16 – 36 m),

o modernizovaný typ později v Mondragone v Itálii, zde věž

rozdělena svislými stěnami na 3 oddělené části v nichž šlo sušit

3 různé produkty naráz.

• koncepty výroby sušených šťáv děleným způsobem přímo ze šťávy:

o dělení šťávy na sérum a dřen,

o koncentrace a zahušťování zvlášť – koeficient přestupu tepla je

v séru 2,5x vyšší než zahušťuje-li se šťáva s obsahem pevného

podílu,

o pro praxi pak patrně neúnosně komplikované.

Posrovnání nákladů hlavních způsobů sušení šťáv (počátek 70. let 20. století)

sušení na bubnech 1,8-4,0 centů/kg sušiny rozprašovací sušení 1,4-4,0 centů/kg sušiny šťávní pěny 4,6-12 centů/kg sušiny vakuové sušení 6-16 centů/kg sušiny sublimační sušení 10-30 centů/kg sušiny


TZOZ II - 2004/01 174


TZOZ II - 2004/01

175

9. Speciální výroby 9.1. Výroba pektinu

Úvod • pektinové látky zaujímají v technologii zpracování ovoce a zeleniny

významné místo, aplikace pochopitelně podstatně širší,

• celosvětová spotřeba pektinů někde na úrovni 15 000 - 20 000 t /rok,

• aplikační oblasti:

o potravinářství:

ovocné pomazánky a náplně,

výroba cukrovinek,

nápojářský průmysl,

mlékárenský průmysl.

o dietologické, farmaceutické aplikace:

metabolismus tuků,

metabolismus cukrů,

hemostatické vlastnosti,

redukce tělesné hmotnosti,

o další, nepotravinářské aplikace:

kosmetika,

tabákový průmysl,

úprava půdy,

výživa zvířat.

Nomenklatura pektinových látek • klasifikace nejednotná, uvedené termíny používány nejčastěji,

• pektinové látky - skupinové označení pro komplex koloidních

polysacharidů nacházejících se v rostlinách nebo z rostlinného

materiálu připravených, jejichž podstatnou část tvoří jednotky

anhydrogalakturonové kyseliny, které mohou být částečně

esterifikované methanolem, popř. částečně nebo zcela neutralizovány

jednou nebo několika zásadami.


TZOZ II - 2004/01 176

• pektová kyselina - označení pro pektinové látky složené prakticky

pouze z koloidní polygalakturonové kyseliny, jejíž esterifikace je

zanedbatelná. Kyselé, popř. neutrální soli se označují pektáty.

• pektinová kyselina - koloidní polygalakturonová kyselina obsahující

nezanedbatelné množství estericky vázaného methanolu. Kyselé, popř.

neutrální soli jsou označovány jako pektinany.

• protopektin - termín pro označení pektinových látek nerozpustných ve

vodě a obsažených v rostlinném pletivu, z nichž mohou být pektiny

připravovány.

Výskyt pektinu:

• součást rostlinných pletiv všech dvouděložných a některých

jednoděložných rostlin,

• pektinové látky podstatnou součástí střední buněčné lamely (buněčná

stěna tvořena převážně celulózou a hemicelulózami), a primárních

buněčných stěn,

• v rostlinném pletivu pektin ve formě hypothetického protopektinu, z

něho uvolňován:

působení kyselin (kyselá hydrolýza) protopektin → pektin (nerozpostná forma) působení enzymů (zrání ovoce) (rozpustná

forma)


TZOZ II - 2004/01

177

Obsah pektinu v různých rostlinných materiálech (v % sušiny)

citrusové slupky 10-35 % okvětí slunečnic (lůžka květů) 15-25 % řepné řízky 10-20 % jablečné výlisky 10-15 % jablečné slupky 19-20 % fazole 6,6-9,0 % hrozny cca 7,0 % tráva 2,0-6,5 % cibule cca 5,0 % brambory cca 2,0 % černý rybíz cca 1,5 % meruňky cca 1,1 % jahody cca 0,6 % višně cca 0,4 %

Chemie pektinu

• pektin = lineární polysacharid

• tvořen jednotkami kyseliny D-galakturonové, pyranozová forma,

židličková konformace navzájem vázaných α-1,4-glykosidickými

vazbami, jak na C1 tak C4 jde o vazby axiální,

• do polygalakturonového řetězce jsou pak v malém množství (v

jablečném pektinu cca 1 %) zabudovány molekuly L-ramnosy

(poloacetalový hydroxyl D-galakturonové kyselinyse váže na C2 v

molekule ramnosy jejíž poloacetalový hydroxyl je vázán β-

glykosidicky na C4 další kyseliny galakturonové,

• podle některých zdrojů L-ramnosa pouze součástí pektinových látek

obsažených v primární buněčné stěně,

• na základní ramnogalakturonovou kostru vázány postranní řetězce

neutrálních polysacharidů (galaktany , arabany, xylany, aj.), jsou to

zbytky vazeb pektinových látek na ostatní složky rostlinného pletiva.

Jsou vázány především na C3 kyseliny galakturonové a C4 rhamnosy.

jejich stupeň polymerace ani podrobnější struktura (případné větvení)

nebyly doposud přesněji určeny.


TZOZ II - 2004/01 178

• střední molekulová hmotnost pektinových látek bývá udávána v

rozmezí 10 000 až 400 000, což odpovídá stupni polymerace asi 50 až

2 000. Jde vždy o střední hodnotu, pro charakteristiku daného

preparátu je třeba charakterizovat i rozložení molekulových hmotností

kolem této střední hodnoty. Obchodní preparáty pektinu mají

vzhledem k úpravám vlastností střední molekulovou hmotnost cca v

rozmezí 50 000 až 150 000, podle typů preparátu.

Fyzikální a chemické vlastnosti pektinu

• rozpustnost ve vodě, formamidu, dimethylsulfoxidu,

dimethylformamidu a horkém glycerolu,

• roztoky viskozní, např. ve vodě lze připravit maximálně 3-6%

roztoky, viskozita závisí na:

o molekulové hmotnosti,

o stupni esterifikace,

o přítomnosti elektrolytů,

o pH,

o koncentraci pektinu.

• z roztoků lze pektiny srážet organickými rozpouštědly mísitelnými s

vodou (využití při výrobě, viz dále), kvarterními detergenty, ve vodě

rozpustnými bazickými polymery, proteiny a polyvalentními ionty

(viz čiření),

• roztoky pektinů jsou opticky aktivní,

• další důležité charakteristiky, tj. rosolotvorná mohutnost, stupeň

esterifikace, PAN, obsah kyseliny galakturonové, viz teorie tvorby

pektinového rosolu.

Významnější vlastnosti pektinových preparátů

• sypná hmotnost: 0,70 g.cm-3,

• zrnitost: částice < 0,075 mm max. 30 %, částice > 0,250 mm max.

1,5 %,

• vlhkost:


TZOZ II - 2004/01

179

o závisí na relativní vzdušné vlhkosti a závisí na standardizačním

činidle,

o za běžné teploty zhruba při RVV 50 % vlhkost pektinu 9 %, při

RVV 70 % vlhkost 12 %.

• stabilita roztoků:

o pH 3,5 - 4,0 nejstabilnější,

o pH < 3,5 - za nízké teploty deesterifikace, vyšší teplota

depolymerace,

o pH > 5,0 - (zvýšená teplota) velmi rychlá depolymerace,

o pH > 10,0 - již při pokojové teplotě velmi rychlá deesterifikace,

o ztráta 10-15 SAG - cca 2 hodiny při pH 3,4 a teplotě 80 oC nebo

20 minut při pH 3,4 a 100 oC,

o poněkud stabilnější roztoky pektinu v přítomnosti cukru.

• stabilita práškového pektinu závisí na podmínkách při skladování,

např. pektin 150 SAG a DE 70 % se po roce skladování změnil takto:

o pokojová teplota a RVV 50-60 % ⇒ 143 SAG, DE 67 %,

o 30 oC, RVV > 70 % ⇒ 130 SAG a DE 60 %.

• pektinové látky podléhají dvěma typům degradačních reakcí -

deesterifikaci a depolymeraci (viz následující schéma):

• deesterifikace pektinů:

o klasická hydrolýza esterové vazby,

o podporována jak nízkými, tak vysokými hodnotami pH, může

být katalyzována i enzymaticky,

o využívána při výrobě nízkoesterifikovaných pektinů, kdy je třeba

současně omezit depolymeraci.

• depolymerace může probíhat čtyřmi způsoby:

o depolymerace v kyselém prostředí - (protonická depolymerace)

je reakce, jejíž mechanismus spočívá v elektrofilním ataku

kyslíku glykosidické vazby protonem, eliminaci neredukující

části s protonovaným kyslíkem a adici vody na utvořený

karboniový ion. Ve srovnání s jinými polysacharidy s


TZOZ II - 2004/01 180

glykosidickou vazbou α (1→4) jsou pektinové látky k tomuto

typu degradace relativně dosti stálé, za normální teploty ji

významněji podléhají pouze v silných a koncentrovaných

kyselinách. To umožňuje přípravu pektinových látek kyselou

hydrolýzou rostlinného materiálu, neboť glykosidické vazby

neutrálních polysacharidů zprostředkující spojení s ostatními

složkami rostlinného pletiva se štěpí mnohem snadněji, což má

za následek uvolňování pektinových látek do roztoku (viz dále).

o depolymerace v alkalickém popř. neutrálním prostředí - je β-

eliminací. Bylo prokázáno, že tímto mechanismem se degradují

pektinové látky již od pH 4,0. Přítomnost skupiny -COOCH3

udílí vodíku na C5 kyselý charakter. V zásaditém prostředí je

tento vodík atakován hydroxylem a dochází k přechodu

elektronů podle mechanismu na obrázku xxx. Na neredukujícím

konci řetězce se vytváří dvojná vazba mezi C4 a C5. Tento

reakční mechanismus vysvětluje skutečnost, že odolnost pektinu

k tomuto typu depolymerace je nepřímo úměrná stupni jeho

esterifikace.

o enzymatická depolymerace pektinu je katalyzována

pektolytickými enzymy, které lze podle odlišného působení

rozdělit do osmi skupin, z nichž tři se doposud nepodařilo

prokázat (viz klasifikace pektolytických enzymů v kapitole 8).

o oxidativní depolymerace je komplex reakcí, ke kterým dochází v

přítomnosti oxidačních činidel, např. H2O2, dvojchromanu,

manganistan, Cl2, Br2, atd. Pro praktické účely je ovšem tento

způsob degradace pektinových látek zanedbatelný.


TZOZ II - 2004/01

181

Výroba pektinu

Schéma výroby vysokoesterifikovaných pektinových preparátů

jablečný pektin citrusový pektin

voda →

1. Praní

voda →

1. Praní

↓ ↓ voda,

kyselina, jablečné výlisky

→

2. Extrakce

voda, kyselina, citrusové slupky

→

2. Extrakce

↓ ↓ 3.

Separace odpektino-

vané výlisky →

3. Separace

odpektino-vané

slupky →

↓ ↓ filtrační materiál

→

4. Filtrace

filtrační materiál →

filtrační materiál

→

4. Filtrace


↓ ↓ amyláza

→ 5. Enzymové

ošetření 5.

Odstranění vápníku

↓ ↓ 6.

Koncentrace 6.

Koncentrace

↓ ↓ alkohol

→ 7.

Srážení alkohol →

alkohol →

7. Srážení

alkohol →

↓ ↓ 8.

Sušení 8.

Sušení

↓ ↓ 9.

Mletí 9.

Mletí

↓ ↓ cukr/dextrosa →

10. Standardizace

cukr/dextrosa→

10. Standardizace

↓ ↓ Standardizovaný vysokoesterifikovaný pektin


TZOZ II - 2004/01 182

K jednotlivým fázím:

Surovina • surovinou citrusové slupky nebo jablečné výlisky (v obou případech

sušený odpad při výrobě ovocného koncentrátu,

• vliv suroviny na vlastnosti pektinu:

o barva - citrusový pektin světlejší, jablečný tmavší (polyfenoly)

⇒ nutno propírat ⇒ další náklady,

o elasticita - jablečný pektin tvoří elastičtější rosoly (vliv

postranních řetězců neutrálních polysacharidů.

• požadavky na zrnitost výlisků (< 10 % prachu),

• nejkvalitnější surovinou – limetky,

• cca 50 % výrobních nákladů jsou náklady na výlisky ⇒ vyplatí se

hlídat jejich kvalitu,

• stabilita vlhkých výlisků u jablečných výlisků menší (úplný rozklad

během 4 hodin), citrusy výrazně stabilnější ⇒ vhodnější i pro přímou

výrobu.

Extrakce

• první klíčový bod výroby pektinu rozhodující o úspěchu,

• dvoustupňový proces, 1. stupeň - kyselá hydrolýza:

o štěpení vazeb mezi protopektinem a hemicelulózou působením

zředěné kyseliny a tepla. Převedení nerozpustného protopektinu

na rozpustný pektin v důsledku mnohem lepší stability

glykosidických vazeb polygalakturonové kyseliny v porovnání s

neutrálními polysacharidy,

o podmínky: teplota 60-100 oC, pH 1,5-2,5,

o nejrozšířenější kyselinou HNO3 (šetrná k nerezu, pak H2SO4,

nejhorší HCl),

o vyjímkou mezi velkými výrobci Herbstreith, používá roztok SO2

v H2SO4 ⇒ problémy s dodržením hygienického limitu 50 ppm

SO2 v konečném produktu,


TZOZ II - 2004/01

183

o při výrobě tekutých preparátů (konec výroby ve fázi

koncentrace) nutno použít „jedlé“ kyseliny, tj. kyselinu

citrónovou,

• 2. stupeň – extrakce:

o uvolnění rozpustného pektinu do roztoku,

o vlivem zvýšené teploty a nízkého pH dochází současně k

postupné degradaci pektinu,

o současně tak probíhají dva protichůdné procesy, tj. postupné

uvolňování pektinu z výlisků a současně degradace již

uvolněného pektinu,

o optimální stav posuzován podle tzv. pektinové hodnoty, ta dána

součinem hodnoty rosolotvorné mohutnosti hydrolyzátu a

obsahu pektinu v hydrolyzátu,

o příklad průběhu hydrolýzy a vlivu pH a teploty hydrolýzy je

patrný z následujících obrázků:

Obsah pektinu-pH hydrolýzy 1,7

0,20,3

0,40,50,60,7

0,80,9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

doba hydrolýzy (hod)

obsa

h pe

ktin

u (%

)

t=60 oC

t=70 oC

t=80 oC


TZOZ II - 2004/01 184

SAG - pH hydrolýzy 1,7

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Doba hydrolýzy (hod)

SAG

t=60 oC

t=70 oC

t=80 oC

Pektinová hodnota - pH hydrolýzy 1,7

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


Pekt

inov

á ho

dnot

a

t=60 oC

t=70 oC

t=80 oC

Obsah pektinu - teplota hydrolýzy 70 oC

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


Obs

ah p

ektin

u (%

)

pH=2,0

pH=1,7

pH=1,5


TZOZ II - 2004/01

185

SAG - teplota hydrolýzy 70 oC

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


SAG

pH=2,0

pH=1,7

pH=1,5

Pektinová hodnota - teplota hydrolýzy 70 oC

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


Pekt

inov

á ho

dnot

a

pH=2,0

pH=1,7

pH=1,5

o v budoucnosti se předpokládá rozvoj enzymové hydrolýzy

výlisků.

Separace • prvým krokem scezení přes síta (jalová dna nádrží, spádová síta, atd.),

• další možností aplikace lisů (Smiřice sítopásové lisy),

• možné použít i dekantační odstředivky (viz. lisování, nevýhodou

spotřeba velkého množství energie, požadavky na kvalifikovanou

obsluhu),

• likvidace odpektinovaných výlisků:

o kompostování,

o rozptýlení na pole,

o zkrmování - ve světě se zkrmuje, u nás se nemůže prosadit,

nutný přísun hořčíku, kravám údajně chutná.


TZOZ II - 2004/01 186

Filtrace

• úzké místo, nutný kompromis mezi výtěžností a filtrovatelností,

• optimální teplota cca 70 oC ⇒ ještě stabilní a přitom přijatelná

viskozita,

• 30-40 cP lze filtrovat, nad 50 cP už beznadějné,

• často používány válcové filtry, lze i automatické kalolisy, tlakové

filtry atd.,

• nutná „body feed“ technika (u válcových lisů není nutná).

Enzymové ošetření

• pro zpracování jablečných výlisků,

• začátek lisovací sezóny jablek - ve výliscích poměr škrob : pektinu =

1:1,

• škrob nutné odstranit ⇒ aplikace amyláz zcela prostých pektolytické

aktivity.

Odstranění vápníku

• při zpracování citrusového pektinu, slupky obsahují velké množství

Ca iontů,

• Ca ionty ovlivňují funkční vlastnosti pektinů (zvyšují viskozitu

roztoků, působí zarůstání sít při srážení ve formě šťavelanu Ca,

nepříznivě ovlivňují vlastnosti vyrobeného pektinu, atd.),

• odstranění na kolonách katexu,

• je zřejmé, že v celém provozu se používá měkká voda!!!!

Koncentrace

• hydrolyzát je roztok pektinu o koncentraci cca 0,5-1,0 %,

• aplikace trubkových nebo deskových odparek (viz výroba šťávních

koncentrátů):

o trubkové - velké investiční náklady,


TZOZ II - 2004/01

187

o deskové - menší a tedy levnější, ovšem náročnější na údržbu.

Nevýhodou je i malá rychlost odpařovaného materiálu ⇒ větší

viskozita v důsledku neewtonského chování,

o aplikované teploty od 80 oC do 45-55 oC,

o obvykle používány tříčlenné odparky, uvádí se i pětičlenné.

• prvým krokem může být ultrafiltrace, předkoncentrace cca na 1,5 %,

• koncentrát - vzhledem něco mezi sirupem a medem, obsah pektinu 2,5

-3,5 %, viskozita cca 2000 – 4000 cP,

• při výrobě tekutého pektinu (kdysi u nás PETÓZA) konec výrobního

procesu.

Srážení

• srážení organickými rozpouštědly mísitelnými s vodou, tj.

methanolem, ethanolem, isopropanolem, acetonem, atd. V

průmyslovém měřítku se používali prvé tři uvedené.

• vlastnosti sraženiny závisí na pH, teplotě, použitém alkoholu, obsahu

pektinu, stupni jeho esterifikace, atd. Správná volba zásadním

způsobem ovlivňuje výtěžnost výroby ⇒ srážení druhým klíčovým

bodem výroby (spolu s extrakcí).

• pokud jde o srážecí činidlo, v současnosti používán prakticky

výhradně isopropanol, v porovnání s aplikací ethanolu je spotřeba

energie na jeho recyklaci zhruba poloviční, není třeba vést lihové

hospodářství atd.

• vlastní oddělení sraženiny podobné jako při oddělování výlisků od

extraktu. Ve Smiřicích se používal hydraulický lis Bucher s objemem

cca 1 m3.

Sušení

• sušení ve vzduchu nebo inertní atmosféře (N2),

• nutno pod 1 % zbytkového alkoholu (dáno zákonem o potravinách),


TZOZ II - 2004/01 188

• ve Smiřicích používali protiproudé sušení padající sraženiny v proudu

vzduchu a dosoušení na roštu.

Mletí

• u pektinu nečiní problémy (rozdíl od karagenanů),

• důležitý stav sraženiny, její tvrdost, konzistence,

• pektin se nesmí při mletí zahřívat, nesmí docházet k jeho

mechanickému poškozování (oboje může působit degradaci

makromolekul).

Standardizace

• pektin z jablek zbavený škrobu mívá 75 % AGA, citrusový pektin 85

% AGA,

• standardizace se provádí z důvodů jednotné RM výrobku, vlastnosti

výrobku kolísají v důsledku kolísání kvality výchozí suroviny,

• standardizační činidla sacharóza nebo dextróza (sacharóza stabilnější

než dextróza, je ale dražší)

Úprava stupně esterifikace

• viz schéma na další stránce,

• při úpravě vysokoesterifikovaného pektinu jsou kroky 2. a 6.

alternativní, podobně jako kroky 6. a 8. při výrobě

nízkoesterifikovaného pektinu,

• charakteristiky významné pro výrobu ovocných pomazánek,

cukrovinek, polev:

HM pektiny LM pektiny

SAG hodnota Ca2+ sensitivita

Pevnost rosolu Pevnost rosolu

Doba tuhnutí Teplota tuhnutí

Teplota tuhnutí (SAG)

Schéma postupu při úpravě stupně esterifikace:


TZOZ II - 2004/01

189

vysokoesterifikovaný pektin nízkoesterifikovaný pektin

voda →

1. Praní

voda →

1. Praní

↓ ↓ voda, kyselina,

jablečné výlisky

→

2. Extrakce

úprava pH ←

voda, kyselina, jablečné výlisky →

2. Extrakce

↓ ↓ 3.

Separace odpektino-

vané výlisky →

3. Separace

odpektino-vané

výlisky →

↓ ↓ filtrační materiál

→

4. Filtrace



4. Filtace


↓ ↓ 5. Koncentrace 5.

Koncentrace

↓ ↓ 6.

Kyselá deesterifikace

úprava pH

←

6. Kyselá

deesterifikace

úprava pH ←

↓ ↓ alkohol

→ 7.

Srážení alkohol →

alkohol →

7. Srážení

alkohol →

↓ ↓ ↓

↓ ↓

8. Alkalická

desterifikace

úprava pH ←

↓ ↓ 8.

Sušení 9.

Sušení

↓ ↓ 9.

Mletí 10.

Mletí

↓ ↓ cukr/dextróza →

10. Standardizace

cukr/dextróza →

11. Standardizace

↓ ↓ Standardizovaný

vysokoesterifikovaný pektin Standardizovaný

nízkoesterifikovaný pektin


TZOZ II - 2004/01 190

• úpravy pufry nebo látkami ovlivňujícími uvolňování vápníku - spíše

pro LM pektiny,

• při výrobě LM pektinů připravovány spíše preparáty na míru.

9.2 Výroba hořčice

Hořčice - kašovitý výrobek s typickou palčivou chutí používaný jako příloha k

masitým pokrmům a k ochucování jídel.

Suroviny:

• hořčice bílá (Sinapis alba L.) - semena obsahují thioglykosid sinalbin:

S-C6H11O5 │

HO-C6H4-CH2-N=C │ O-SO2-C16H24O6N

• hořčice černá (Sinapis nigra L.) - semena obsahují thioglykosid

sinigrin:

S-C6H11O5 │

CH2=CH-CH2-N=C │ O-SO2-OK

• hořčice sereptská (Sinapis juncea L.),

• hořčice hnědá (dřípatá) (Sinapis disserta L.),

• hořčice indická, hořčice polní atd.

• dalšími surovinami jsou voda, ochucovadla, tj. ocet, sůl, cukr, koření,

potravinářské barvivo, konzervovadlo, tj. benzoan sodný.

Princip vzniku palčivosti

Semena hořčice obsahují thioglykosidy, nejvýznamnější sinalbin a sinigrin.

Z nich se za vhodných podmínek působením enzymu myrosinasy (sinigrinasy, β-

thio-glukosidasy) hydrolyticky odštěpují palčivé isothiokyanatany. Např. sinalbin

se štěpí na glukózu, isothiokyanatan sinalbinu a hydrogensíran sinalbinu:


TZOZ II - 2004/01

191

C30H42O15N2S2 +H2O → C6H12O6 + C6H4(OH)-CH2-NCS + C16H24O5N-HSO4

Ze sinigrinu podobně vzniká glukóza, allylisothiokyanatan (AITK) a

hydrogensíran draselný:

C10H16O9NS2K + H2O → C6H12O6+ CH2=CH-CH2-NCS + KHSO4

Isothiokyanatany dodávají hořčici peprnost. Palčivost hořčice se řídí tím, do

jaké míry uvedené reakce proběhnou. Isothookyanatany nejsou stálé, zvolna

podléhají hydrolytickému štěpení, např. pro AITK podle schématu:

H2C=CH-CH2-N=C=S + 2 H2O → H2C=CH-CH2-NH2 + CO2 + H2S,

kdy vzniklý allylamin již není fytoncidní. Mikrobicidní účinky isothiokyanatanu

sinalbinu jsou daleko slabší.

Srovnání podílu barevných semen v různých druzích hořčice

druh hořčice bílá (žlutá) (kg/t)

černá (kg/t)

sareptská (kg/t)

Plnotučná 160 20 - Kremžská 92,5 92,5 - Bona 126 40 - Pikant 80 80 - Orientální 60 20 110 Delika 180 - - - z tabulky je zřejmé, že plnotučná hořčice spolu s delikou patří do skupiny

s nižším obsahem AITK. Základní sortiment hořčice a příslušná analytická data

druh hořčice

sušina (%)

cukr (%)

kyselina octová

(%)

tuk (%)

NaCl (%)

benzoan Na (%)

poznámka

stolní 20 4 1,9 min. 1,6 2 0,18 vyrábí se z pokrutin

plnotučná 22 5 1,9 5 2 0,18 kremžská 36 22 1,9 není

normován2 0,18

Vlastní technologický postup

Surovina • při skladování hořčičného semena hrozí samozahřívání až zapaření,

• proto se pytle skladují jen v jedné vrstvě, volně sypané semeno ve

vrstvě jen do výšky 50 cm,

• kontrola vnitřní teploty suroviny každý den.


TZOZ II - 2004/01 192

Čištění a šrotování hořčičného semene

• oddělení prachu a příměsí na sítech, cyklonech atd.,

• mletí na šrot na válcových stolicích, každý druh semena se mele

zvlášť,

• šrot se ihned používá k přípravě zámelové směsi (hrozí nebezpečí

žluknutí),

• plnotučná hořčice se mele jemněji (2x), kremžská na hrubší šrot (1x).

Příprava zámelu

• zámelové kádě, klasicky dřevěné(modřínové) s hrablovým

nízkoobrátkovým míchadlem, vpustěmi pro studenou a teplou vodu,

ocet, recyklem od mlýnků a výpustí k čerpadlu,

• objem kádě přes jeden m3 tak, aby pojmula cca 1 tunu hotového

výrobku,

• do kádě se nejprve napustí odměřené množství vody (pro stolní

hořčici studená nebo teploty do 60 oC, pro kremžskou 80 oC z důvodu

uvolnění silic), nejprve se rozpustí stanovené množství benzoanu

sodného, pak se rozpustí cukr, sůl, koření a barviva,

• za stálého míchání se pak přisypává hořčičný šrot a odměřené

množství octa,

• příklad receptury pro plnotučnou hořčici (pro 1 tunu):

o 180 kg drcených semen (20 kg černé, 160 kg bílé hořčice),

o 50 kg cukru (kremžská 160 kg/t, orientální 50 kg/t),

o 17 kg soli,

o 1,4 kg benzoanu sodného,

o 1,0 kg saromexu (nebo 0,1 kg pepře; 0,2 kg nového koření; 0,2

kg hřebíčku; 0,25 kg koriandru; 0,2 kg skořice; 0,1 kg

majoránky; 0,2 kg papriky),

o 0,4 kg barviva hořčičná žluť (košenilová červeň, tartrazin, žluť

SY),


TZOZ II - 2004/01

193

o 120-140 l 10% octa (titrační kyselost do 1,9 %),

o asi 600 l vody.

• před vlastní homogenizací musí semeno v zámelu co nejvíce

nabobtnat ⇒ směs se nejméně 30 minut míchá.

Homogenizace

• dokonalým homogenizováním se získá jemná, koloidní, kašovitá

hmota,

• homogenizaci lze provádět dvojím způsobem:

o klasickým mletím na kamenných mlecích stolicích – v tomto

případě mlecí stolice složená ze dvou plochých žulových

kamenů. Na styčné ploše jsou kameny opatřeny ostrými rýhami

– remišemi. Vrchní kámen je rotor, rychlost 90 otáček za minutu,

spodní kámen stator. Zámelová směs se přivádí otvorem ve

spodním statoru do středu kamenů, odkud postupuje směrem

k okraji a je tlakem a střihem rozmělňována za současného

zahřívání. Teplota směsi do 55 oC podporuje rozpouštění tuku a

vznik emulze. Při mletí stolní hořčice tvoří tři stolice jednu

soupravu a směs se tedy mele třikrát, při výrobě kremžské

hořčice se zámelová směs mele pouze jednou na jedné stolici.

Kameny se musí po semletí asi 20 t směsi přebrousit

pneumatickým sekáčem.

o na speciálních korundových kotoučových koloidních mlýnech,

těmi vybaveny moderní výrobny hořčice. Funkční mechanismus

tvořen dvěma horizontálními karborundovými kotouči, spodní

rotor se otáčí rychlostí až 3000 otáček za minutu, vzdálenost

mezi kotouči je nastavitelná (0,05-1,5 mm) podle požadované

jemnosti homogenizace. Teplota směsi během mletí může být

regulována přívodem chladící vody na obvod kotoučů. Hlavními

výhodami tohoto uspořádání je jednoduchost, vyšší výkon, malá

zastavěná plocha, minimální styk hmoty se vzduchem. Výrobci


TZOZ II - 2004/01 194

např. firmy Koruma, Frings, Fryma a další, tyto mlýny

použitelné i pro jiné materiály. (Běžné koloidní mlýny tohoto

typu mají vertikální kotouče, rychlost otáčení někdy až 15000

otáček za minutu, místo kotoučů mohou být různé kužele, někdy

se mohou točit oba kotouče, atd. Pro mletí hořčice však vhodné

uvedené uspořádání).

• při homogenizaci se hořčice zahřívá podle jemnosti mletí až na 50 oC,

při teplotách nad 55 oC již nežádoucí změny. Někdy účelné hořčici

chladit.

• mikrobiologická stabilita hořčice závislá jak na přítomnosti

konzervovadla, tak obsahu izothiokyanatanů, které však postupně

odbourávány ⇒ lze bránit nízkou teplotou (alespoň pod 20 oC).

Zrání

• čerstvá hořčice nestejnoměrné palčivosti, zráním se chuť zjemňuje a

vyrovnává,

• hořčice se do zracích kádí čerpá přes protiproudý chladič,

• zrací kádě modřínové, objem cca 5-10 t (nutnost konzervace vnějšího

povrchu lněným olejem, životnost až 16 let),

• doba zrání různá, od 2-3 dnů do 14 dní, měla by být asi 10 dnů a více,

při teplotách kolem 20 oC,

• během zrání se hořčice asi 4 x denně zamíchá (míchání podporuje

stabilitu suspenze a brání vysychání horní vrstvy), z hlediska oxidace

tuků by asi bylo dobré míchat hořčici v evakuovaném prostoru nebo

inertní atmosféře,

• během zrání hořčice i houstne,

• před stáčením se přečerpá do jiné nádrže.

Plnění

• podle vybavení do kelímků, sklenic, plechových kbelíků atd.


TZOZ II - 2004/01

195

9.3 Výroba ovocných vín

Ovocná vína jsou alkoholické nápoje připravené alkoholickým kvašením upravených

ovocných šťáv. Na rozdíl od vín révových se ovocná šťáva před kvašením může

upravovat vodou. Hotový výrobek nesmí být označen jako víno, pokud je slovo víno

v názvu obsaženo, musí být na první pohled zřejmé, že jde o výrobek z ovoce.

Obsah kyselin Druh vína Obsah ethanolu (% obj.) Těkavé

(g/100 ml) Netěkavé (g/100 ml)

Bezcukerný extrakt

(g/100 ml)

Veškerý cukr

(g/100 ml)

Ovocná vína stolní 10 0,13 0,30 – 0,55 max. 2,0

Ovocná vína polosladká 12 0,13 0,25 – 0,45 3 - 8

Dezerní vína 14 0,15-0,17 0,25 – 0,55 min. 10 Dezertní vína kořeněná 14-16 0,15-0,17 0,25 – 0,55

1,3 – 2,5

10 - 16

Značková lihovaná vína 18 - - - min. 21

Suroviny:

• výroba ze všech druhů ovoce,

• při přípravě zákvasu se nejčastěji se vychází ze šťávního koncentrátu,

další možnosti: čerstvá šťáva, sukus, šťáva přirozeně prokvašená a

přikonzervovaná SO2 atd.,

• z pomocných látek významné: řepný cukr, sladový výtažek, kyselina

citrónová, živné soli amonné, fosforečné a draselné, kulér, tresti,

koření a čiřidla.

Sled výrobních operací:

Úprava šťávy→příprava zákvasu→kvašení zákvasu→školení vína→dezertace

vína→lahvování a expedice.

Úprava šťávy:

Úprava šťávy závisí na typu polotovaru:


TZOZ II - 2004/01 196

• šťávní koncentráty se ředí vodou na obsah rozpustné sušiny 10 %,

• sukusy nutné desulfitovat, zbytkový obsah SO2 není na závadu

vzhledem k dalšímu síření zákvasu,

• zakvašené šťávy se odkalují (např. odstředěním), kaly zhoršují chuť a

jsou nositeli mikrobiální kontaminace,

• šťáva připravená pro přípravu zákvasu se pasteruje, pasterace je nutná

zejména pro málo kyselé šťávy (třešně, šípky), u nichž zejména hrozí

octové kvašení.

Příprava zákvasu:

Zákvas je ovocná šťáva upravená vodou, kyselinami, cukrem a živinami tak,

aby po vykvašení vznikl nápoj požadovaného složení (tj. obsahu alkoholu,

kyselin atd.). Zákvas se připravuje na základě znalosti základního chemického

složení šťávy (obsah cukrů, kyselin, těkavých kyselin, SO2 atd.).

Cílem úpravy kyselinami je změna pH šťávy na optimální hodnoty, které se

pohybují od 3,5 do 4,8.

• je-li zákvas málo kyselý

o hrozí octové kvašení a jiné bakteriální infekce,

o vykvašené víno se pomalu čistí,

• způsoby úpravy kyselosti:

o smícháváním (řezáním) šťáv různé kyselosti,

o ředěním šťávy vodou a cukrem,

středně tvrdá voda bez obsahu železa,

v praxi dáno předpisy kolik šťávy na 1000 l vína, při přesné

práci lze spočítat bilancí tak, aby obsah kyselin v zákvasu

byl o 1 g/l vyšší než je požadováno v hotovém víně,

max. těkavých kyselin 1 g kyseliny octové/l

o chemickým odkyselováním,

přídavky CaCO3, kyselina vinná a citrónová tvoří

nerozpustné Ca soli, ty vypadávají,


TZOZ II - 2004/01

197

jablečnou šťávu, kde kyselost tvořena kyselinou jablečnou

nelze tímto způsobem odkyselovat, neboť Ca sůl je

rozpustná.

o vyjímečně přikyselování krystalickou kyselinou citrónovou

maximálně o 0,3 g /l.

Úprava zákvasu cukrem:

• v hotovém vínu musí být mezi 10 – 12 % objemovými alkoholu (více

alkoholu než cca 15 % již nesnesou běžné kvasinky, při menším

obsahu alkoholu víno nestabilní)

• z 1 kg cukru se počítá s výtěžkem 0,6 l ethanolu, tedy snadno lze určit

potřebně množství cukru v zákvasu

• cukr se rozpouští v nádobě opatřené míchadlem a to jednorázově nebo

postupně s případným přihřátím (rozpouštěcí teplo sacharosy je

záporné).

Úprava zákvasu živinami:

• v důsledku naředění ovocných šťáv nutno doplnit živiny pro kvasinky,

• jinak zpomalení kvašení a nebezpečí bakteriální infekce,

• přidávají zdroje dusíku, fosforu (chlorid či síran amonný,

diaminofosfát atd.), biologických aktivátorů kvašení (např. vitamíny

skupiny B ve formě sladového výtažku, atd.),

• k zákvasu se živiny dodávají po rozpuštění v menším množství vody.

Síření zákvasu:

• brání oxidací tříslovin provázeným změnou barvy, chuti a zákaly,

• inhibuje aerobní octové bakterie a křísotvorné kvasinky, používá se

v dávkách do 35 – 40 mg SO2/litr, kvasinky snáší až 100 mg SO2/litr,

• podporuje tvorbu glycerolu při kvašení, tím zvyšuje obsah extraktu a

příznivě ovlivňuje chuť vína,

• zasířené víno obsahuje méně těkavých látek a jeho chuť i vzhled jsou

trvanlivější,

• nesmí se přehnat, jinak nepříznivé důsledky: hygienické aspekty,

škrablavá chuť vína, odbarvení anthokyanů atd.


TZOZ II - 2004/01 198

• síří se vodnými roztoky siřičitanů či pyrosiřičitanů (K2S2O5) i

zapalováním sirných knotů vždy až po pasteraci, během kvašení se

obsah SO2 sníží oxidací i vyprcháním s CO2 asi na poloviční

koncentraci oproti dodané.

Kvašení zákvasu

• exotermický pochod (234 kJ zkvašením jednoho molu hexosy)⇒

kvasírna musí být oddělená, větratelná, klimatizovaná místnost tak,

aby v ní mohla být udržována požadovaná teplota.

Spontánní kvašení

• v praxi nejpoužívanější, provádí se ve vhodných nádobách (kádích,

tancích, cisternách atd.),

• nádoby se plní do ¾ objemu tak, aby vlivem zahřívání a pěnění kvas

nepřetekl,

• na počátku samovolného kvašení se zúčastňují všechny

mikroorganismy schopné vegetace v zákvasu, vlastní ethanolové

kvašení však působí pravé kvasinky rodu Saccharomyces,

• nežádoucí zvláště aerobní kvasinky rodů Hansenula, Pichia,

Mycoderma, Candida atd., rozkládající ethanol na CO2, H2O, kyselinu

octovou, směs esterů, a další nepříjemné zplodiny.

• činnost nežádoucích kontaminujících mikroorganismů je obecně

potlačována rostoucí koncentrací ethanolu, sířením a omezeným

přístupem vzduchu,

• spontánní kvašení probíhá ve třech stádiích, a to rozkvašování,

bouřlivém kvašení, dokvašování a při teplotě 15 – 20 oC trvá 4 až 6

týdnů.

Kvašení ovocných vín čistými kulturami kvasinek

• aplikace čistých kultur připravených aseptickou kultivací z jediné

buňky, smyslem je využití kmenů adaptovaných na kvašení za určitých

podmínek,


TZOZ II - 2004/01

199

• vína vytvořená čistými kulturami obsahují méně těkavých kyselin,

kvašení je rychlejší a bezpečnější,

• kultury se připravují nejprve laboratorní kultivací (několik týdnu do

objemu cca 10 litrů) a následnou provozní propagací na objemy

provozně použitelné. Druhá fáze se připravuje v propagačních

stanicích (objemy až několik set litrů).

• provozní příprava kultury (zákvasu) investičně (vyžaduje propagační

stanici) i časově nákladná ⇒ podniky vyrábějící ovocná vína v ČR

čisté kultury většinou nepoužívají.

Kontinuální kvašení čistými kulturami

• princip – konstantní rychlost kvašení při buněčném nasycení za

konstantních podmínek,

• za jednotku času se prokvasí určité množství cukru, které se nahradí

kontinuálním přítokem zákvasu a současně se odtáhne příslušný objem

vína konstantního složení.

• tento systém využíván ve všech kontinuálních kvasných procesech

(výroba piva, kvašení zápar v lihovarech, výroba droždí, šumivých vín

atd.),

• při výrobě ovocných vín se kvasí v jedné velké nádrži nebo v soustavě

vzájemně propojených nádob, v nichž se udržují stejné podmínky. Do

prvé nádoby se přivádí zákvas, z poslední se odebírá víno. V každé

nádobě se udržuje roztok s konstantním složením alkoholu a cukru a

prokvašený cukr se doplňuje přítokem z předcházející nádoby.

• výhodou kontinuálního kvašení je úspora prostor, až pětkrát vyšší

rychlost kvašení a možnost automatické regulace kvašení,

• nevýhodou nutnost kvašení čistou kulturou, nutnost udržení

konstantních podmínek kvašení a pečlivé provozní kontroly, nižší

výtěžky ethanolu na zkvašovaný cukr a kalnost vína v důsledku

pomalé sedimentace kvasinek.

Školení vína


TZOZ II - 2004/01 200

• soubor zákroků stabilizující víno chuťově i vzhledově. Dovolené

školící zákroky přesně vymezeny vyhláškami a zahrnují dolévání,

stáčení, síření, čiření, filtrace a použití stabilizačních prostředků

chemických a fyzikálních.

Dolévání vína

• doplnění kvasných nádob ručně nebo čerpadlem vínem stejného druhu

po bouřlivém kvašení tak, aby kontakt dokvašovaného vína se

vzduchem byl co nejmenší.

Stáčení vína

• oddělení vína od usazených nečistot a usazených kvasinek, současně je

víno vystaveno i přiměřeným účinkům kyslíku (obecně škodí, ale

mírné provzdušnění napomáhá koagulaci koloidních nečistot a stočené

víno se rychleji vyčistí. Suchá vína se stáčí téměř bez přístupu

vzduchu, u dezertních, silně alkoholických vín naopak provzdušnění

podporuje proces zrání.

• ovocné víno se stáčí dvakrát, poprvé po dokvašení, podruhé po

dokonalém usazení nečistot za jeden až dva měsíce po prvém stáčení,

• vždy se opatrně stáhne čirá kapalina nad sedimentem, kaly se přemístí

do menších nádob a po samovolném usazení se vrchní vrstva odstředí,

kal se pak likviduje.

Síření vína

• účinky již zmíněny, v této fázi pouze doplnění SO2, pokud zbytek

z předchozích zákroků příliš nízký,

• dle vyhlášky 53/2002 Sb., je povoleno celkové množství SO2

v ovocných vínech do 200 mg/litr, to odpovídá cca 20 mg volného

plynu v 1 litru. Obvykle stolní vína se síří méně, polosladká a dezertní

více, podle zdravotního stavu vína.

Čiření vína

• důvody čiření viz zpracování šťáv,

• vína se čiří taninem a želatinou (viz šťávy), bentonitem (viz šťávy) a

ferrokyanidem draselným.


TZOZ II - 2004/01

201

• čiření ferrokyanidem draselným - K4[Fe(CN)6], (žlutá krevní sůl):

o označováno jako modré čiření vína, neboť reakcí s Fe3+ vzniká

berlínská modř,

o reaguje s kovy ve víně (Fe2+, Fe3+, Cu2+, Zn2+) s nimiž tvoří

nerozpustné soli,

o přebytek ferrokyanidu se hydrolyticky štěpí za vzniku HCN ⇒

po čiření musí ve víně zbýt nejméně 3 mg Fe v litru.

o dávkování se stanoví čiřicím pokusem.

Filtrace vína

• obvykle dvakrát, a to po vyčiření obvykle na naplavovém filtru, a

podruhé asi po třech měsících na rámových filtrech s vložkami

patřičné velikosti pórů (filtrační vložky č. 5 – 10).

Chemická stabilizace vína

• vlastně konzervace, z předchozího již je SO2, spolupodílí se nízká

teplota a anaerobní podmínky,

• do vín s obsahem cukru se někdy přidává kyselina sorbová, která se

aplikuje jako 10% lihový roztok v koncentracích do 200 mg/litr.

Dezertace vína

• úprava vína ethanolem a cukrem na předepsané hodnoty, tj. cca14 – 20

% obj. ethanolu a 80 – 120 g cukru/litr.

• Provádí se obvykle po druhém stáčení, další školící operace jako

čiření, filtrace, stabilizace atd. se provádějí až po dezertaci.

Plnění

• klasicky do lahví na běžných lahvárenských linkách,

• další možnosti nápojové krabice, PET lahve atd.

• doby skladovatelnosti běžně :

o stolní vína při teplotách do 15 oC 4 měsíce ode dne plnění,

o polosladká a dezertní vína 6 měsíců ode dne plnění.


TZOZ II - 2004/01 202

9.4 Základy výroby révového vína

• pouze z moštu révy vinné (Vitis vinifera L.)

Podmínky v ČR:

• pěstování vinné révy a výroba vína je v ČR regulována zákonem

č. 115/1995 Sb., o vinohradnictví a vinařství České republiky

(vinařský zákon). Ten byl novelizován zákonem č. 216/2000 Sb. a

zákonem č. 50/2002 Sb.

• ČR okrajové podnební pásmo pro výrobu,

• výměry vinic v ČR na úrovni cca 10 000 ha,

• odrůdy révy vinné:

o odrůdy moštové – hrozny především k výrobě vína,

o odrůdy stolní – hrozny ke konzumu,

o přímonosné hybridy – kříženci ušlechtilé révy evropské a divoké

americké. Cílem křížení vypěstovat odrůdu odolávající révokazu

a houbovým chorobám a dávající kvalitní hrozny. Hrozny mají

různé příchutě (maliny, jahody atd.), víno z nich zcela nekvalitní,

použití jako stolní vína, zpracovávají se i na mošty.

• podle kvality vína se u nás pěstované odrůdy vína rozdělovaly do čtyř

jakostních skupin (Ia, Ib, II a III) – dnes již neplatí (zrušeno vinařským

zákonem)

• výkup hroznů podle odrůdy a cukernatosti, důležitý i zdravotní stav,

o obsah cukrů se zjišťuje měřením hustoty pomocí

normalizovaného moštoměru na šťávě z průměrného 10 kg

vzorku,

o v ČR je cukernatost hroznů měřena ve stupních českého

normalizovaného moštoměru (°ČNM), které vyjadřují kolik kg

cukru je ve 100 litrech moštu. Naopak v Rakousku, které se

systémem třídění vín nejvíce přibližuje našemu systému, se

cukernatost hroznů měří Klosterneuburským moštoměrem a °Kl

vyjadřují kolik kg cukru je ve 100 kg moštu.


TZOZ II - 2004/01

203

o pro srovnání lze uvést, že chceme-li převést cukernatost měřenou

Klosterneburským moštoměrem na °ČNM, musíme °Kl

vynásobit hustotou moštu (např. 18 °Kl je 18 x 1,10 =

19,80 °ČNM). Obecně lze říci, že při nižších cukernatostech je

rozdíl mezi oběma stupnicemi menší než při cukernatostech

vyšších neboť hustota moštu se zvyšuje (např. 15 °Kl = 16.1

°ČNM a 21.8 °Kl = 25.3 °ČNM).

Vady hroznů:

• hrozny napadené perenosporou révy vinné (Plasmopara viticola),

o houbovitá choroba, schnou všechny zelené části rostliny,

o nejzhoubnější houbovitá choroba révy vinné,

o ochrana – postřik fungicidy v době vegetace.

• napadení padlím révy vinné – oidiem (Oidium Tuckerri),

o napadá bobule hroznů po odkvětu až do úplného dozrání,

o mycelium rozrušuje slupku, bobule praskají a ztrácejí šťávu,

o ochranou postřik sirnými fungicidy.

• napadení plísní šedou (Botritis cinerea),

o nejběžnější hniloba révy vinné,

o napadené hrozny lze zpracovat na víno, výnosy ale podstatně

nižší,

o víno vyrobené z napadených hroznů náchylné k hnědnutí

v důsledku intenzivnější oxidace,

o hniloba napadá nejprve slupku, tu rozrušuje a tak působí větší

odpar vody a zakoncentrování sušiny,

o napadené hrozny tak mají vyšší obsah cukrů a hniloba se též

označuje za hnilobu ušlechtilou.

• zapařené hrozny – vzniknou delším skladováním ve vysoké vrstvě.

Charakteristické nepříjemnou chutí přecházející do vína.

Základní fáze technologického postupu:


TZOZ II - 2004/01 204

Drcení hroznů a příprava rmutu → lisování rmutu → úprava moštu pro kvašení

→ kvašení moštu → školení vína → lahvování a expedice.

Drcení hroznů a příprava rmutu:

Rmutování = drcení hroznů:

• drcení zvyšuje výtěžnost (výlisnost), zmenší se objem hroznů, zamezí

se zapaření,

• každá bobule musí prasknout, nesmějí se poškodit pecičky, třapiny a

slupky, ze kterých se může do vína vyluhovat nepříjemné složky

(třísloviny, oleje, chlorofyl atd.)

• ze 100 kg hroznů cca 90 litrů rmutu, na 100 litrů rmutu třeba cca

110 kg hroznů, 100 litrů moštu ze 130 až 140 kg hroznů,

• drtící mlýnky na principu dvou profilovaných válců otáčejících se proti

sobě ve vhodné vzdálenosti, mlýnky kombinovány s odzrňovacím

žlabem a čerpadlem dopravujícím rmut do zásobních nádrží nad lisy

s možností odtahování samotoku.

Zpracování rmutu:

• běžné odrůdy pro výrobu bílých vín ⇒ rmut se okamžitě lisuje tak,

aby se zabránilo oxidacím,

• u aromatických odrůdy bílých vín se rmut odzrňuje a nechá přiměřeně

dlouho (cca 6 hodin) odležet (nakvasit). Důsledky:

o vyloužení aromatických klátek ze slupek,

o rozložení pektinu a tím usnadnění lisování,

o u stolních odrůd a přímonosných hybridů není lisování bez

odležení možné v důsledku vazby pektiny,

o oxidace eliminovány zasířením disiřičitanem draselným.

• rmut z modrých odrůd hroznů se:

o při výrobě červeného vína zbaví zrn a nakvašuje, aby se ze

slupek uvolnilo červené anthokyanové barvivo,

o přímým lisováním modrých hroznů bez drcení a nakvašování se

vyrábí bílé víno zvané klaret.


TZOZ II - 2004/01

205

Způsoby nakvašování rmutu pro výrobu červených vín:

Červené víno se vyznačuje:

• sytě červenou barvou a trpkou chutí zvýrazňující chuť kyselin i když

titrační kyselost je většinou nižší než u vín bílých,

• anthokyany přechází ze slupky během nakvašování extrakcí vodou a

částečně ethanolem,

• podmínky (doba, teplota) závisí na způsobu nakvašování a na

zdravotním stavu. S prodlužující se dobou:

o rychlost extrakce anthokyanů klesá v důsledku vyrovnávání

koncentrací,

o stoupá obsah rozpuštěného taninu ve víně,

o víno získává nepříjemnou příchuť od výlisků (matolin),

o vlivem oxidace tříslovin se zintezivňuje nepřirozeně hnědá

barva,

o stykem tuhých částí se vzduchem a zvýšenou teplotou

způsobenou kvašením se rozvíjejí octové bakterie ⇒ červená

vína obsahují více těkavých kyselin,

o obecně při 15 oC by nakvašování nemělo trvat déle než 8 dnů.

Způsoby nakvašování se rozlišují podle způsobu, kterým se zajišťuje

ponořování „klobouku“ vznikajícího na hladině do rmutu. Klobouk je tvořen

souvislou vrstvou tuhých částic (slupek, peciček atd.) vyčnívající asi polovinou

objemu nad hladinu v důsledku nadnášení vyvíjejícím se CO2. V části nad

hladinou jsou podmínky pro rozvoj octových bakterií a vyluhování anthokyanů je

nedokonalé. Způsoby nakvášení:

• nakvášení v otevřených nádobách s volně plujícím kloboukem:

o nejjednodušší a nejpoužívanější,

o kvasné nádoby se plní rmutem ze ¾ a klobouk se noří ručně

v pravidelných intervalech pomocí hřebel,

o víno kvalitní, způsob náročný na ruční práci.

• kvašení v otevřených nádobách s ponořeným kloboukem:

o viz dříve, klobouk ponořen pod hladinu jalovým dnem,


TZOZ II - 2004/01 206

o používá se méně v důsledku nedokonalé extrakce barviva ze

stlačeného klobouku.)

• kvašení v uzavřených nádobách s ponořeným kloboukem:

o navrženy různé modifikace s možností kvašení pod tlakem CO2,

o poměrně nový způsob, v praxi zatím méně používaný.

• kvašení přes čtyři (4 % obj. ethanolu):

o na rmut se nalije tolik vína, aby koncentrace ethanolu dosáhla

4 % obj.,

o ethanol zabraňuje infekci a podporuje vyluhování barviva,

o používá se v jižních vinařských státech.

• vyluhování barviva z hroznů horkým moštem:

o nejrychlejší způsob nakvašování,

o na hrozny se nalije mošt zahřátý na 78 oC,

o hrozny popraskají a po ochlazení na 20 oC se hrozny odzrní a

lisují,

o uvolnění barviva v důsledku propustnosti zahřátých buněčných

stěn v pletivech slupky,

o nezbytné zařízení umožňující dokonalé ovládání průběhu ohřevu

moštu tak, aby se zabránilo vzniku varné pachuti vína.

Lisování vína

• viz lisování šťáv,

• pro lisování vína charakteristické lisy pneumatické,

• výlisnost hroznů 70 – 75 % v závislosti na odrůdě a kvalitě hroznů,

• z celkového podílu moštu připadá asi 60 % na samotok, 26 % první

lisování, 10 % druhé lisování a 4 % na třetí lisování.

• mošt z lisu se dopravuje do kvasných nádob, které se plní ze ¾.

Úprava moštu před kvašením

Dovolené úpravy stanoveny legislativně, jiné úpravy často na rozdíl od vína

ovocného (úpravy vodou a vodnými cukernými roztoky) jsou považovány za

falšování. Hlavní úpravy:

Úprava cukrem:


TZOZ II - 2004/01

207

• obsah ethanolu a kyselin rozhodující pro harmonickou chuť vína,

• víno má obsahovat minimálně 10 % obj. ethanolu, to při úplném

prokvašení odpovídá 16,5 kg zkvasitelných cukrů ve 100 litrech,

• z hlediska kvality i trvanlivosti lépe 12 % obj. ethanolu, potřeba

zkvasitelných cukrů pak 20 kg ve 100 litrech,

• je-li přirozený obsah cukrů nižší, docukřuje se na obsah 20 kg/100 l,

• docukřením o 1 kg se objem moštu zvyšuje o 0,66 litru,

• cukr se nejprve rozpouští za studena v přiměřeném množství révového

moštu, pak se jako roztok přidává,

• docukřit nutno do 72 hodin po lisování (pozdější docukření

nakvašeného moštu prodlužuje kvašení a víno se pomaleji čistí).

Síření moštu:

• důvody viz dříve, zábrana proti oxidacím, infekci mikroorganismy a

podpora tvorby glycerolu,

• glycerol zvyšuje obsah bezcukerného extraktu ve víně a dodává vínům

plnou chuť. Princip tvorby glycerolu:

o SO2 se váže na acetaldehyd, který se pak jako adiční sloučenina

nemůže redukovat na ethanol,

o enzymaticky aktivovaný vodík pak redukuje

dihydroxyacetonfosfát na glycerol:

CH2.O.PO3H2 CH2.O.PO3H2 CH2OH | + 2H+ | + H2O | C = O ────────→ CHOH ────────→ CHOH | | fosfatasa | CH2OH CH2OH CH2OH

dihydroxyaceton α-glycerofosforečná glycerolfosfát

kyselina

o běžně kvašená vína obsahují 3 – 6 g glycerolu na 100 g ethanolu,

silně zasířená až 15 g glycerolu na 100 g ethanolu.

o intenzita zasíření závisí na zdravotním stavu hroznů, větší

mikrobiální napadení, větší síření moštu,


TZOZ II - 2004/01 208

o lze až cca 100 mg volného SO2 v litru, běžně se síří na 20 –

40 mg SO2 /litr,

o při použití K2S2O5 nastane ekvivalentní odkyselení.

Úprava kyselin:

Obsah kyselin zásadním způsobem ovlivňuje chuť vína, současně působí i na

průběh kvašení a proces zrání vína. Mošt révy vinné obsahuje větší nebo menší

množství vinné a jablečné kyseliny, jejich koncentrace závisí na stupni vyzrání

hroznů. Při zrání se kyseliny rozkládají prodýcháváním, rychleji se rozkládá

jablečná kyselina. V našich podmínkách běžný poměr mezi jablečnou a vinnou

kyselinou 2 : 1, v jižních zemích se může jablečná kyselina rozložit úplně.

Titrační kyselost ovlivňována jak volnými tak vázanými kyselinami a běžně se

pohybuje od 0,6 % do 0,8 %, v nepříznivých letech až do 1,6 %. Mošty s nízkou

kyselostí špatně kvasí a pomalu se čistí. V průměrných vegetačních podmínkách

se mošty u nás nemusí z hlediska obsahu kyselin upravovat, v nepříznivých

letech se kyselost zvyšuje, naopak mošty z nahnilých hroznů se dokyselují

přidáním vinné nebo citrónové kyseliny. Možné úpravy:

- chemické odkyselení:

• založeno na tvorbě nerozpustného vínanu vápenatého, tj. kyselost lze

snížit o podíl připadající na vinnou kyselinu (asi 1/3 titrovatelných

kyselin),

• rozpustnost vínanu Ca = 0,019 g ve 100 g vody při 10 oC, jablečnanu

Ca za stejných podmínek 0,69 g ve 100 g vody,

• lépe rozpustný jablečnan dodává vínu nepříjemnou pachuť ⇒

okyseluje se co možná nejméně, tj. teprve víno po rozložení kyselin při

zrání vína a ležení na kvasnicích.

- okyselování moštů:

• častěji v jižních zemích, u nás vyjímečně mošty z nahnilých hroznů,

• povolen maximální přídavek 1 g kyseliny vinné na 1 litr vína,

• jiné možnosti:

o sádrování nebo fosfatování moštu přídavky sádry nebo

fosforečnanu vápenatého podle rovnice:


TZOZ II - 2004/01

209

CaSO4 + vinná kyselina → vinan Ca + H2SO4

o uvolněná kyselina sírová zvýší kyselost a vína obsahují více

síranů, u nás nepovoleno.

o přídavky taninu zvýrazní kyselost.

Kvašení moštu

• révový mošt ideální prostředí pro kvasinky, neředí se ⇒ nepotřebuje

úpravy živinami (povoleno pouze 30g fosforečnanu amonného na 100

litrů vína),

• na rozdíl od ovocných vín mošt kvasí přímo v ležáckém sklepě,

• spontánní kvašení v neúplně naplněných nádobách, kvašení čistými

kulturami vyjímečné,

• doba trvání při 15 oC jeden až dva měsíce.

Zrání vína

• soubor biochemických změn, během nichž se vytváří typická

harmonická chuť, vůně a vzhled vína, tedy typické optimální

vlastnosti,

• průběh zrání závisí na řadě vnějších podmínek a to především teplotě,

vlhkosti, době,

• vliv teploty:

o doporučované teploty:

přírodní bílá vína: 8 – 12 oC,

červená vína: 10-12 oC,

těžká, extraktivní, dezertní vína: 12-14 oC.

o teplota nesmí kolísat během roku, výkyvy nad ±3 oC způsobují

tvorbu zákalů a působí změny relativní vlhkosti v okolí,

o teplejší prostředí napomáhá rozvoji mikrobiálních infekcí, vína

rychle stárnou a zvyšují se ztráty odparem,

o studené prostředí zpomaluje zrání, u červených vín může být

příčinou vysrážení červeného barviva.

• vliv vlhkosti:


TZOZ II - 2004/01 210

o optimální relativní vlhkost 60-80 %, její udržování souvisí

s regulací konstantní teploty,

o vyšší vlhkost:

pomnožování plísní až víno může získat pachuť po plísni

(vlhký vzduch je těžký, špatně se větrá),

podpora koroze zařízení.

o nízká vlhkost:

zvyšuje ztráty výparem,

urychlení procesu zrání.

o nejvhodnější prostředí ve sklepích, klimatizovaných skladech

nebo izotermických cisternách,

o vhodné nádoby: sudy, ocelové tanky, železobetonové cisterny.

• vliv doby zrání:

o závisí i na ostatních podmínkách,

o běžná stolní vína zrají asi jeden rok,

o extraktivní vína a vína dezertní zrají asi dva roky.

Školení vína

• účel a provádění jako u vín ovocných,

• zvláštní význam má stáčení a některé způsoby čiření,

• stáčení révového vína:

o jako ovocné víno se stáčí dvakrát

o první stáčení:

podle kyselosti po dokvašení a usazení nečistot. Kyselá

vína se stáčejí po delší době, neboť ležením vína na

kvasnicích se víno biologicky odkyseluje (rozklad jablečné

kyseliny mléčnými bakteriemi na mléčnou kyselinu a CO2).

Důsledkem je snížení kyselosti vlivem vzniku jemnější

mléčné kyseliny.

prvé stáčení v prosinci až lednu,


TZOZ II - 2004/01

211

při stáčení víno vystaveno přiměřenému účinku kyslíku, ten

podporuje koagulaci nečistot a po stočení se víno rychle

vyčistí.

o druhé stáčení:

v březnu až dubnu po dokonalém vyčištění vína.

o obecně styk s kyslíkem, i když v omezené míře prospěšný, se

nemá přehánět. Časté stáčení vede k nadměrným oxidacím a víno

rychle stárne.

o víno se stáčí do čistých a zasířených nádob.

• čiření révového vína:

o klasické čiření taninem a želatinou, mladá vína se čiří i

bentonitem,

o vína chuťově nebo vzhledově vadná se čiří zvláštními způsoby

agarem, aktivním uhlím atd.

Balení a expedice

Zralé a vyškolené víno se plní do obalů, nejčastěji lahví z barevného skla, ale i

PET lahví, nápojových krabic, obalů typu „bag-in box“ atd. Část vína je

prodávána v sudech

Klasifikace vín

Systém klasifikace vín dle našeho vinařského zákona je velmi podobný

systému rakouskému a je také založen na stupni vyzrálosti hroznů použitých pro

výrobu vína. Základní právní normou pro třídění vín vyrobených na našem území

z hroznů sklizených v ČR vinařský zákon.

Dle §6 vinařského zákona se víno domácího původu třídí na:

• víno stolní - což je nejnižší kategorie vín, pro výrobu těchto vín je

podmínkou, aby hrozny použité pro jeho výrobu dosáhly cukernatosti

alespoň 11° ČNM (českého normalizovaného moštoměru),

• víno jakostní - lze vyrábět z hroznů, které dosáhly minimálně 15

°ČNM. V této kategorii rozlišujeme:

o víno jakostní odrůdové,


TZOZ II - 2004/01 212

o víno jakostní známkové (směs odrůd).

• víno s přívlastkem - je kategorie vín nejvyšší kvality, vína v této

kategorii jsou dále tříděna na:

o kabinet - je vyráběn z hroznů, které dosáhly nejméně 19 °ČNM,

o pozdní sběr - je vyráběn z hroznů, které dosáhly nejméně 21

°ČNM,

o výběr z hroznů - je vyráběn z hroznů, které dosáhly nejméně

24 °ČNM,

o výběr z bobulí - je vyráběn z hroznů, které dosáhly nejméně

27 °ČNM,

o ledové víno - je vyráběno z hroznů, které dosáhly nejméně 27

°ČNM a současně musí být splněna podmínka, že tyto hrozny

byly sklízeny maximálně při teplotě minus 6°C,

o slámové víno - je vyráběno z hroznů, které dosáhly nejméně 27

°ČNM a současně musí být splněna podmínka, že tyto hrozny

byly alespoň 3 měsíce skladovány na slámě či rákosu.

Novela vinařského zákona v roce 2000 zařadila do § 6 další kategorie vín,

které již nejsou tříděny dle cukernatostí hroznů, ale dle specifického způsobu

jejich výroby. Sem tedy patří:

• víno šumivé,

• víno perlivé,

• víno aromatizované,

• víno likérové.

Poslední podmínkou pro zařazení vína do kategorie vín s přívlastkem nebo vín

jakostních odrůdových je předložení vyrobeného vína k posouzení Komisi

expertů pro hodnocení a zatřídění vína. Tato komise je orgánem podléhajícím

Ministerstvu zemědělství a členy této komise jmenuje a odvolává přímo ministr.

Organizačně je činnost zajišťována Českou zemědělskou a potravinářskou

inspekcí, což je orgán dozoru nad jakostí a zdravotní nezávadností potravin, tedy

včetně vína. Inspekce zajišťuje rovněž ověření cukernatosti hroznů použitých pro


TZOZ II - 2004/01

213

výrobu vín s přívlastkem a toto vystavení ověření je nezbytným předpokladem k

zařazení našich vín do některé z kategorií vín s přívlastkem.

Nemoci a vady vína

Závady vína vyskytující se během zrání a skladování se dělí do dvou skupin:

• nemoci vína = závady mikrobiálního původu:

o nakvašování vína – původcem kvasinky S. cerevisiae, působící

zákal a změnu chuti u vín se zbytkovým obsahem cukru.

Projevuje se hlavně zjara, ochrana v dokonalé filtraci, sanitaci a

hygieně lahvárenských linek, opatrné pasteraci vína nebo použití

chemických stabilizačních prostředků.

o octovatění vína – původci octové bakterie, je projevem hrubé

technologické nekázně. Náchylná jsou slabě alkoholická vína

v neúplně naplněných nádobách skladovaná při vyšší teplotě.

Infekce pochází buď z hroznů nebo spíše z nečistého zařízení a

nářadí. Naoctělá vína (tj. bílá vína s obsahem těkavých kyselin

nad 1,2 g/litr a červená nad 1,4 g/litr) se dají jen obtížně

napravit, naoctělé nádoby je třeba vyřadit.

o křísovatění vína – původci aerobní mikroby zejména kvasinkami

rodů Candida, Hansenula, Pichia a dalších. Na povrchu vína se

vytváří kožovitý, obtížně smáčitelný povlak (křís, šum), původci

pak přeměňují ethanol na těkavé kyseliny. Náchylná jsou opět

slabě alkoholická vína v neúplně naplněných nádobách

skladovaná při vyšší teplotě. Ochrana spočívá v pravidelném

dolévání, je-li víno třeba skladovat v neúplně zaplněné nádobě,

musí se prázdný prostor zasířit.

o slizovatění (vláčkovatění) vína – původce Bacillus viscosus vini,

víno má řetízkovitý zákal, je silně viskózní. Vyskytuje se

zejména v extraktivních méně kyselých vínech. Náprava

v přetočení a provzdušnění vína do předem zasířené nádoby.


TZOZ II - 2004/01 214

o pachuť po myšině – víno má odpornou, hořkou a těžko

odstranitelnou pachuť, nemoc je častá v jižních vinařských

státech nebo u ovocných vín skladovaných v teple. Původci jsou

bakterie manitového kvašení rozkládající cukr na mléčnou

kyselinu, alkoholický cukr manit a CO2. Pachuť lze zmírnit

speciálními metodami čiření, např. čiřením mlékem, kaseinem

nebo aktivním uhlím.

• vady vína = závady nemikrobiálního původu:

o hnědnutí (lámání) vína – působí oxidace tříslovin a objevuje se u

vín bezprostředně po dokvašení a u vín chudých na redukční

látky. Náchylná jsou vína ze shnilých a namrzlých hroznů, víno

postupně dostává hnědou barvu a chlebnatou příchuť. Ochranou

je pravidelné síření v povolených dávkách.

o zápach po H2S – vada typická pro vína z hroznů ošetřených

sirnými fungicidy nedlouho před zpracováním, Kvasinky mohou

asimilovat koloidní síru za vzniku sirovodíku. Ochranou je

přetočení a zasíření vína, kdy se sirovodík rozloží za uvolnění

koloidní síry podle reakce:

2 H2S + SO2 → 3 S + 2 H2O

o bílkovinné zákaly – vzniká při lahvování mladých, nedostatečně

vyzrálých vín vlivem koagulace termolabilních bílkovin, neboť

bílkoviny snadno koagulují při změnách teploty. Stabilita vína se

zkouší testem spočívajícím v uložení vína při 55 oC po 7 dní a

poté 24 hodinovém uložení při normální teplotě. Pokud se zákal

neobjeví, je víno stabilní. Vysrážení bílkovin lze urychlit

pasterací nebo čiřením bentonitem.

o krystalické zákaly – vysrážení vinného kamene (kyselého vínanu

draselného) ve tvaru bílých rychle se usazujících krystalků.

Jinak je víno čiré a bez cizí příchuti. Do určitého přiměřeného

množství vyloučeného vínanu se nepovažuje za závadu.

Ochranou je nevystavování vína příliš nízkým teplotám,


TZOZ II - 2004/01

215

aplikace katexů (většinou příliš drastické a nedoporučuje se)

nebo aplikace mezovinné kyseliny (u nás povoleno do 10 g na

100 litrů) tvořící málo rozpustný vínan draselný a ochuzující tak

víno o draselné ionty.

o kovové zákaly – sraženiny kovů s tříslovinami v prostředí málo

kyselých vín. Se železem tak vzniká zákal černý. Méně častý je

bílý zákal fosforečanu železitého. Ochranou je modré čiření

vína.

o pachutě vína – způsobeny výbornou absorpční schopností vína

pro vůně, časté pachutě po dřevě, plísni, kvasinkách. Nápravou

čiření mechanickými čiřidly a použití filtrace.

Výroba vín sycených CO2 - sektů

Sycená vína se vyrábějí dvojím způsobem:

• sycením upraveného vína plynným CO2 podobně jako limonády ⇒

vína perlivá,

• sekundárním kvašením upraveného vína tak, aby vznikající CO2 se ve

víně absorboval ⇒ vína šumivá. Sekundární kvašení probíhá buď

v lahvích nebo tancích jak periodicky tak kontinuálně.

Výroba šumivých vín kvašením v lahvích:

• klasický způsob z Champagne ze 17. století – upravení vyškoleného

vína cukrem tak, aby po jeho prokvašení vznikl v lahvi tlak 0,5 MPa

při 15 oC,

• vhodná kyselejší přiměřeně alkoholická vína s vyšším obsahem

extraktivních látek, které podporují dobu pěnění,

• používané kvasinky musí hluboce prokvášet a tvořit zrnitou, suchou,

rychle se usazující sedlinu,

• základní technický problém = výpočet přídavku cukru nezbytného pro

vytvoření požadovaného tlaku ve víně po vykvašení. Výpočet je

založen na Gay-Lussacově rovnici a Henryho zákonu. Rozpustnost

CO2 ve vodě je za stejných podmínek menší než v ethanolu ⇒ je


TZOZ II - 2004/01 216

nutné stanovit součinitele rozpustnosti pro víno daného složení při

požadované teplotě. V praxi se počítá zhruba, že k vytvoření tlaku

0,1 MPa ve víně s obsahem ethanolu 11 % obj. při 15 oC musí

prokvasit 5 g cukru v 1 litru vína, tj. 25 g cukru na tlak 0,5 MPa. Nižší

obsah cukru působí malý tlak, vyšší může vést až k praskání lahví

během kvašení.

• technologický postup:

o příprava zákvasu – přídavky cukru, kvasinek (aktivní kvasinky

v cca 5% roztoku ve víně, přidávány v množství cca 3-5 % na

objem zákvasu.

o plnění do silnostěnných lahví a uzavření kvasnou (tirážní) zátkou,

která zajištěna proti vytlačení kovovou sponou (agrafou),

o lahve uloženy v kvasírně ve vodorovné poloze ve stozích, pro

rozložení tlaku proloženy latěmi,

o kvašení při teplotě 15 oC po dobu 30 – 50 dnů,

o prokvašení se kontroluje měřením tlaku v lahvi po propíchnutí

jehlou speciálně upraveného tlakoměru (afrometru),

o prokvašené lahve se protřepou a uloží do ležáckého sklepa,

přitom se rozptýlí CO2 a vytváří se nelepkavá, dobře se usazující

sedlina,

o překládání se opakuje vždy po dvou měsících,

o po určité době se sekt ukládá na setřásací stojany, kde se lahve

uloží nejprve ve vodorovné poloze a občasným klepáním lahvemi

o otvor stojanu se z nich uvolňují kaly. Lahvemi se pozvolna

otáčí a zmenšuje se i úhel uložení, takže po dvou až třech

měsících jsou lahve v poloze hrdlem dolů, kaly jsou setřeseny

k zátce. Pak se lahve na určitou dobu uloží zátkou dolů v tzv.

kasé, kde setřesené kaly přilnou k zátce.

o poslední fází je tzv. odkalení a doplnění sektu likérem. Průběh:

zchlazení na 5 oC pro snížení tlaku,


TZOZ II - 2004/01

217

pak se v poloze hrdlem dolů odkalovacími kleštěmi uvolní

zátka, když se zátka začne vysouvat z lahve, postaví se

láhev hrdlem vzhůru, načež se z lahve vyhrne pěna a s ní

vystřelí kaly do odkalovacího sudu,

hrdlo lahve se vytře kartáčem a láhev se na dávkovacím

stroji doplní určitým objemem dosážního likéru,

ztráty na víně odkalováním činí cca 7 – 10 %, celkové

ztráty během výroby činí cca 13 %,

složení dosážního likéru: 50 % cukru, 45 % kvalitního

vína (skupiny Ia), 5 % vinného destilátu,

podle přídavku likéru typy sektu: demi-sekt (nejsladší),

sekt (polosladké šumivé víno) a brut (suché šumivé víno).

U nás při výrobě demi-sektu přídavek 70 ml dosážního

likéru na jednu lahev objemu 750 ml.

o po odkalení a doplnění likérem se lahve uzavřou expediční

(dosážní) zátkou, protřepou a nechají zrát, nakonec se provádí

konečná adjustační úprava.

Výroba šumivých vín kvašením v tancích:

• princip shodný s klasickou výrobou, víno ale kvasí v ocelových

tancích,

• tři základní výrobní operace:

o kvašení vína v tancích,

o odkalování vína (zchlazení, filtrace do tanku s přetlakem CO2),

o izobarické stáčení do lahví.

• likér se přidává buď přímo do tanku k filtrovanému vínu, nebo se

přidává do lahví a doplňuje se filtrovaným, vykvašeným vínem,

• výhody výroby v tancích:

o menší pracnost, vyšší produktivita práce v důsledku vyššího

stupně mechanizace,

o nižší ztráty vína (při odkalování i v důsledku rozbitnosti lahví),

menší materiálové náklady.


TZOZ II - 2004/01 218

• nevýhodou je častý pohyb vína ovlivňující průběh zrání.


TZOZ II - 2004/01

219

10. Hygiena a sanitace

Hygiena a sanitace jsou nezbytnou součástí každého výrobního procesu, jehož

finálním výsledkem jsou potraviny.

Hygienou se rozumí dosažení podmínek ve výrobě, při kterých je maximálně

omezena možnost nežádoucího vlivu výrobních podmínek na zdraví pracovníků

a současně na zdraví spotřebitele, tj. konzumenta vyráběné produkce.

V konzervárenském a mrazírenském průmyslu jde tedy zejména o zabezpečení

všestranné maximální čistoty při svozu, uskladnění surovin, při jejich zpracování,

dále při expedici, skladování a dopravě hotových výrobků.

Všechny vyspělé státy mají právní předpisy, které stanovují povinnosti

výrobců dodržovat zásady k vytvoření hygienicky odpovídajících výrobních

podmínek. Tyto předpisy jsou velmi striktní a zahrnují např. způsoby chování

pracovníků v provozu, postupy čištění (desinfekce) výrobního zařízení, prostor,

osobní hygieny apod.

Povinnost zabezpečení požadované, nezbytné úrovně hygieny při výrobě a

manipulaci s potravinami, především živočišného původu je výrobcům uložena

v příslušných zákonech, např. zákon o potravinách, ve veterinárním zákoně a

jejich prováděcích vyhláškách, kde se požaduje, aby právnické a fyzické osoby

jednaly tak, aby byly soustavně a cílevědomě vytvářeny potřebné podmínky pro

ochranu životního prostředí před škodlivými vlivy potravinářské výroby a pro

zabezpečování zdravotní nezávadnosti potravinářských výrobků.

Sanitací se rozumí sanitační prostředky, metody a postupy, kterými se

požadované parametry hygienické úrovně dosahují. Dosažení vysokého

standardu hygieny se používá řada sanitačních postupů. Ty se dělí na preventivní

a regresivní:

• preventivní sanitační postupy: opatření snižující schopnost růstu a

četnost mikroorganismů, snižující možnost výskytu zdrojů

kontaminujících látek v prostorách, kde se s potravinami manipuluje.

Do preventivních sanitačních postupů patří např.:


TZOZ II - 2004/01 220

o regulace teploty a vlhkosti ve výrobních a skladovacích

prostorách,

o dodržování principů osobní hygieny pracovníků, nošení

předepsaných pracovních oděvů, otázka tělesné čistoty, čistota

pracovních oděvů a dalších součástí, omezení pohybu

pracovníků ve vybraných výrobních úsecích atd.,

o vhodná konstrukce výrobních zařízení a to jak z hlediska

použitých materiálů, tak uspořádání z hlediska co nejúčinnějšího

provádění regresivních sanitačních postupů i vlastní funkce

(např. zamezení volného úniku páry do výrobních prostor

rezultujících v kondenzaci na stropě či stěnách atd.) apod.

Z tohoto hlediska jsou obecné některé principy, např.:

výrobní linky musí být vyrobeny z nepórovitých materiálů,

které neznečisťují produkt chemicky a nekorodují při styku

nejen s potravinami ale i chemikáliemi při čištění a sterilaci

zařízení. V současnosti vyhovují stroje z nerezové oceli,

skla a ušlechtilých plastů, použití jiných materiálů je

omezováno.

rozmístění a konstrukce linek jako celků i jednotlivých

částí musí být podle možností co nejjednodušší tak, aby

přímočarý pohyb materiálu bránil tvorbě zón nečinnosti, ve

kterých se mohou usazovat nečistoty, rozmnožovat škodící

mikroorganismy. Uspořádání linek musí dále důsledně

dodržovat oddělení nečistých a čistých fází výroby a to jak

z hlediska pohybu materiálu, tak obsluhujícího personálu.

trubkové rozvody mají být oválného průřezu a musí se

skládat z krátkých vnitřně zapuštěných úseků se spojkami

pro sanitační účely, které se dají snadno a rychle oddělit.

Pak je možné tyto rozvody lehce a jednoduše demontovat a

čistit. Spojovací kolena musí být zaoblená, slepé úseky jsou


TZOZ II - 2004/01

221

vyloučené. Totéž platí pro ventily a uzávěry, vždy se musí

dát lehko demontovat a nesmí se v nich hromadit produkt.

povrch zařízení, podobně jako povrch stěn výrobních

prostor, musí být hladký, nesmí na něm být prohlubně,

mezery, výčnělky a jiné nerovnosti, ve kterých by se mohl

zachycovat a následně rozkládat potravinářský produkt.

Rohy nádob, žlabů, ale i stěn místností, musí být

zakulacené.

aparatury musí být umísťovány nad podlahou, čímž se

zabraňuje hromadění odpadů a ulehčuje se čištění.

• regresivní sanitační postupy: sem patří opatření, kdy se aktivním

způsobem mění hygienický stav zařízení či výrobních prostor. Jde tedy

o vlastní čištění a desinfekci.

o čištění je mechanické nebo chemické odstranění jemných i

hrubých nečistot,

o desinfekce je inaktivace většiny mikroorganismů, včetně

patogenních a podmíněně patogenních, snižující rizika vzniku

infekce nebo kažení výrobku,

o sled operací při regresivních sanitačních postupech:

odstranění hrubých nečistot z asanovaného prostředí,

zvlhčení povrchu vodou,

použití roztoku čistícího prostředku,

oplach vodou,

aplikace desinfekčního roztoku a dodržení expoziční doby,

oplach všech desinfikovaných ploch vodou,

při použití kombinovaných čistících a desinfekčních

prostředků se operace od druhého do předposledního bodu

spojí v aplikaci kombinovaného čistícího a desinfekčního

preparátu.

o volbě čistících a desinfekčních prostředků i podmínkám jejich

aplikace (teplota, doba působení) je třeba věnovat náležitou péči


TZOZ II - 2004/01 222

s ohledem na výrobní program, zpracovávané suroviny, použité

technologie atd. Obecně lze čistící prostředky rozlišit na:

alkalické preparáty vhodné pro odstranění nečistot

bílkovinného a tukového charakteru, většinou na bázi

hydroxidu, metakřemičitanu a uhličitanu sodného,

kyselé preparáty vhodné k odstranění minerálních usazenin,

preparáty většinou na bázi kyseliny fosforečné,

neutrální čistící prostředky na bázi:

povrchově aktivních látek iontového i neiontového

typu pro nečistotami méně zatěžované prostory, kde

je vhodné využívat jejich dobrou dispergaci a mycí

vlastnosti,

fosforečnanů (polyfosfát, tetranátriumdifosforečnan)

pro zábranu usazování nerozpustných solí kovů,

o desinfekční prostředky:

fyzikální prostředky, tj. použití vysokých teplot a UV

záření mají omezené použití pro desinfekci uzavřených

výrobních zařízení nebo výrobních prostor a laboratoří.

chemické prostředky jsou v praxi využívanější. Jejich volba

je odvislá od charakteru výroby, prostředí a zařízení.

Chemické desinfekční prostředky zahrnují:

preparáty na bázi chlóru, ze kterých se chlór uvolňuje,

většinou na bázi chlornanu sodného (NaClO) se

vyznačují spolehlivou mikrobicidní i virucidní

účinností, působí dostatečně rychle. V konzervárenské

praxi je významné, že působí jak proti sporotvorným

mikrobům, tak i jejich spórám. Používají se na čištění

místností i zařízení, desinfikuje se jimi voda i

užitková (pro chlazení po sterilaci). Působí korozivně

na zařízení, používané dávky se pohybujíé od 5 do 20

mg volného chlóru na kg čistícího roztoku.


TZOZ II - 2004/01

223

preparáty na bázi jódu (jodofory) jsou účinné proti

nesporotvorným mikroorganismům, plísním a jen

některým virům. Jsou to kyselé roztoky jódu typu

komplexních sloučenin s s neionizovanými povrchově

aktivními látkami. Po zředění vodou se vylučuje jód,

který je účinnou složkou. Doporučují se aplikovat při

nízkých teplotách, nad 45 oC již nejsou účinné, a při

pH pod 4, proto nejsou vhodné pro zásadité čištění.

kvarterní amoniové sloučeniny vykazují úzké

spektrum účinnosti, působí dobře proti

grampozitivním mikroorganismům, účinek na viry a

gramnegativní bakterie je slabý. Nejsou korozivní,

v roztocích jsou stabilní, proto působí dlouho (přes

noc). Jejich aktivita je ovlivňována hodnotou pH, je

vyšší v zásaditém prostředí.

kyseliny a zásady mají dobrý mikrobicidní, fungicidní

i virucidní účinek, většinou se používají v kombinaci

s tenzidy, ale současně mají silný korozivní účinek

vůči zařízením a strojům.

sloučeniny cínu vykazují dobré mikrobicidní a

fungicidní účinky, jsou však toxické a v potravinářství

se nepoužívají.

amfoterní sloučeniny (alkylaminokyseliny,

acylaminokyseliny) spojují vlastnosti detergentů a

desinfekčních prostředků. Nejsou toxické, nepůsobí

korozi. Nevýhodou je vysoká cena a slabší

desinfekční účinky.

o aplikace různých metod čištění a desinfekce od metod CIP

(claen in place – čištění na místě), které se provádí většinou

automaticky až po demontáž zařízení a ruční čištění,


TZOZ II - 2004/01 224

o aplikace pojízdných hydraulických čistících zařízení mísících

čistící preparát ve vhodném poměru s horkou vodou a tlakem ho

dávkující přes trysku na ošetřovaný povrch,

o pro prodloužení kontaktu čistícího preparátu (detergentu) se

znečistěným povrchem se používá metod čištění pěnou nebo

gelem.

Do sanitačních procesů patří i komplex opatření zabezpečujících hubení a

zajišťujících výrobní a skladové prostory proti vnikání hlodavců (deratizace) a

hmyzu (desinsekce). Hlodavci i hmyz znamenají jak přímé ohrožení hygienické

nezávadnosti potravin, tak ekonomické ztráty. Přitom ochrana zahrnuje jak

prevenci, tak regresivní opatření.

• prevence spočívá v zamezení průniku škůdců do budov,

• regresivní opatření:

o hlodavci – opatření založena na fyzikálních, chemických a

biologických metodách, u nás v provozech běžné chemické

prostředky deratizace. Tuto činnost zajišťují specializované

firmy.

o hmyz – opět opatření založená na fyzikálních principech (UV

lapače), biologické prostředky (lapače na bázi feromonů atd.) a

chemické prostředky (dotykové, vdechované či požerové

insekticidy, vždy jen povolené typy).

Součástí hygienických a sanitačních opatření při výrobě potravin je i sběr,

svoz a zpracování, popř. neškodné odstraňování, nepoživatelných živočišných

produktů, popř. živočišných produktů vyloučených z použití k obvyklému účelu,

tj. tzv. konfiskátů živočišného původu. (viz technologie masa). Přitom je

povinností dodržovat požadavky orgánů veterinární správy, tj. konfiskáty třídit,

ošetřovat, bezpečně ukládat ve vhodných prostorech umožňujících mechanické

nakládání, řádné čištění a desinfekci těchto prostor a nádob, spolupráce

s asanačním podnikem atd.


TZOZ II - 2004/01

225

11. Základy systému kritických bodů (HACCP)

Zákon 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích ukládá v § 3,

odstavci 1, g) povinnost výrobcům potravin “určit ve výrobním procesu

technologické úseky (kritické body), ve kterých největší riziko porušení

zdravotní nezávadnosti, způsobem stanoveným vyhláškou provádět jejich

kontrolu a vést o tom evidenci“. Systém kritických bodů je českou obdobou

systému HACCP (Hazard Analysis Critical Control Points), který lze popsat

jako: analýzy nebezpečí narušení zdravotní nezávadnosti potravin, identifikace

kritických bodů a preventivní zajištění kontroly v těchto bodech.

Základní principy systému kritických bodů HACCP lze shrnout lze shrnout do

následujících bodů:

• provedení analýzy nebezpečí, která mohou ohrozit zdravotní

nezávadnost výrobku,

• identifikace technologických úseků, ve kterých může dojít ke vzniku

nebezpečí z hlediska zdravotní nezávadnosti (kritických bodů),

• stanovení znaků a hodnot kritických mezí pro každý kritický bod,

• vymezení systému sledování zvládnutého stavu v kritických bodech,

stanovení nápravných opatření pro každý kritický bod, jakmile

výsledek sledování kritického bodu signalizuje nezvládnutý stav,

• stanovení ověřovacích postupů odlišných od těch, které jsou použity

při sledování zvládnutého stavu v kritických bodech, s jejichž pomocí

lze určit, zda výsledky metod použitých v rámci systému jsou

v souladu se záměry systému,

• zavedení evidence a dokumentace o postupech a vedení záznamů.

Do systému kritických bodů je nezbytné zahrnout:

• obecné podmínky výroby, tj. všechny prostory podniku (včetně ploch),

budovy, hygienická zařízení, vodní hospodářství atd.,

• skladové hospodářství, tj. příjem surovin, aditiv, obalových materiálů,

jejich skladování atd.

• technologická zařízení, tj. jednotlivá zařízení, způsob instalace, způsob

údržby atd.,


TZOZ II - 2004/01 226

• školení pracovníků, např. o řízení výroby, zásadách hygieny, přístupu

k zajištění kvality, o samotném významu systému HACCP atd.,

• hygienu výroby, např. sanitační program, opatření na ochranu proti

škůdcům,

• systém stahování výrobků z trhu, tj. program identifikace a značení,

systém stahování, spuštění systému stahování z trhu atd.,

• znační výrobků v souladu s platnými předpisy.

Součástí systému HACCP je i způsob kontroly funkce systému, tj.

problematika auditu vnitřního i vnějšího. Pro výrobce je významná i nezávislá

certifikace systému kritických bodů.

Systému HACCP vychází nebo se doplňuje s dalšími systémy zajištění

kvalitní produkce, tj. systém správné výrobní a hygienické praxe (GMP/GHP),

systém zajištění kvality produkce dle ISO 9000 a systém zajištění kvality

produkce s včetně ekologických dopadů dle ISO 14000.

Date post:	16-Oct-2021
Category:	Documents
Upload:	others
View:	12 times
Download:	0 times

Technologie zpracování ovoce a zeleniny II

Documents