VELEUČILIŠTE U POŽEGI

Stručni studij: Prehrambena tehnologija Kolegij: Tehnologija konzerviranja i prerade voća i povrća

Seminarski rad: SOK OD GROŽĐA

U Požegi, 10. 10. 2013.

PERO PERIĆ 2013/14

Sadržaj1. Uvod...............................................................................................................................................1

2. Kemijski sastav soka od grožđa.......................................................................................................2

2.1. Ugljikohidrati..........................................................................................................................2

2.2. Kiseline...................................................................................................................................3

2.3. Dušikovi spojevi......................................................................................................................3

2.4. Minerali i vitamini...................................................................................................................3

2.5. Lipidi.......................................................................................................................................3

2.6. Fenolni spojevi u soku grožđa.................................................................................................4

3. Proizvodnja soka od grožđa............................................................................................................6

3.1. Kvaliteta gotovog proizvoda...................................................................................................6

3.2. Procesni parametri.................................................................................................................9

3.2.1. Dobivanje sirovog soka...................................................................................................9

3.2.1.1. Čišćenje i drobljenje................................................................................................9

3.2.1.2. Enzimsko tretiranje.................................................................................................9

3.2.1.3. Dekantiranje.........................................................................................................10

3.2.1.4. Prešanje................................................................................................................11

3.2.2. Fizikalna stabilizacija soka.............................................................................................12

3.2.2.1. Depektinizacija......................................................................................................12

3.2.2.2. Filtriranje...............................................................................................................12

3.2.3. Kemijska stabilizacija soka............................................................................................13

3.2.4. Mikrobiološka stabilizacija soka....................................................................................13

3.2.5. Koncentriranje soka grožđa..........................................................................................14

4. Zaključak.......................................................................................................................................16

5. Literatura......................................................................................................................................16

1. Uvod

Grožđe se nalazi među vrstama voća koje je čovjek uzgajao od davne povijesti. I danas

je jedan od najraširenijih nasada u svijetu. Smatra se da je domovina vinove loze Vitis

vinifera u Maloj Aziji između Crnog i Kaspijskog jezera. Oko 600 godina prije Krista,

Fenićani su donijeli vinovu lozu u Grčku, Italiju i Francusku. U 2. Stoljeću su je Rimljani

odnijeli u Njemačku. Kada su Evropljani kolonizirali nove zemlje, uvijek bi vinovu lozu

tj. grožđe ponijeli sa sobom…

Danas je u svijetu vinovom lozom zasađeno oko 8,2 milijuna hektara, što daje oko 60

milijuna tona grožđa godišnje. Od toga se 68 % koristi za proizvodnju vina, 20 % se

konzumira kao stolno grožđe, 11% se prerađuje u grožđice, a 1% u sok [1].

Do nedavno sok od grožđa nije bio cijenjen za konzumaciju jer je kao takav presladak

ili prekiseo[6], međutim konzumacija i proizvodnja soka je u posljednjih nekoliko godina

znatno porasla u razvijenim zemljama. Jedan od razloga je i to da ljudi nastoje živjeti

„zdravije“, te su svjesni toga da hrana može doprinijeti njihovom zdravlju [2]. Kako je sok

od grožđa važan izvor polifenolnih spojeva, a mnogi ljudi su svjesni važnosti njihove

konzumacije u svakodnevnoj prehrani, raste i konzumacija soka od grožđa [3].

1

2. Kemijski sastav soka od grožđa

Sok grožđa je mutna, svijetlo žuta tekućina dobivena ekstrakcijom iz mesa bobica grožđa,

gustoće od 1,065-1,110 g/L. Njegov kemijski sastav ovisi o mnogim faktorima kao što su

zrelost, vrsta, regija uzgoja i godina uzgoja [7].

Tablica1. Prosječan sastav soka od grožđa[1]SASTOJAK Volumni udio u soku (%)VODA 70-80UGLJIKOHIDRATI 15-25Glukoza 8-13Fruktoza 7-12Pentoze 0,01-0,05Pektin 0,01-0,10Inozitol 0,02-0,08ORGANSKE KISELINE 0,3-1,5Vinska 0,2-1,0jabučna 0,1-0,8limunska 0,01-0,05TANINI 0,01-0,10DUŠIKOVI SPOJEVI 0,03-0,17Proteini 0,001-0,1Amino spojevi 0,017-0,11MINERALI 0,3-0,6

2.1. Ugljikohidrati

Ugljikohidrati čine najveći dio suhe tvari grožđa. Njihovo dobro poznavanje je važno

jer uz temperaturu najviše utječu na fizikalna svojstva kao što su gustoća, viskoznost,

specifična toplina i koeficijent termičkog rastezanja. Njihovo poznavanje je bitno kako bi se

zadržala izvrsna kakvoća proizvoda, te u svrhu optimiziranja i dizajniranja procesa

proizvodnje [5].

Glukoza i fruktoza čine najveći dio ukupnog sadržaja ugljikohidrata, s tim da je odnos glu/fru

0,92-0,95. Količina saharoze je niska, oko 1-3 g/L, jer ju invertaza brzo hidrolizira do glukoze

i fruktoze. Arabinoza, ramnoza, galaktoza, ksiloza, rafinoza i galakturonska kiselina se nalaze

u tragovima jer su oni sastojci polimernih ugljikohidrata. Polimeri koji dolaze iz staničnih

stijenki su celuloza, hemiceluloza i pektin [2].

2

2.2. Kiseline

Sastav organskih kiselina u velikoj mjeri ovisi klimatskom području uzgoja grožđa.

Tijekom sazrijevanja grožđa, dolazi do smanjenja ukupne kiselosti a najviše do degradacije

jabučne kiseline. U zrelom grožđu i soku od grožđa su dominantne vinska i jabučna kiselina

koje čine 90 % ukupnih kiselina [7]. Osim njih tu je i limunska kiselina koja čini svega 0,02-

0,03 %, te preko 20 drugih kiselina kao npr. octena, askorbinska, galakturonska, mliječna,

galna itd.[1,7].

2.3. Dušikovi spojevi

Dušikovi spojevi u soku od grožđa mogu biti u anorganskom obliku kao što su

amonijeve soli, ili u organskom: proteini, peptidi i aminikiseline. Uglavnom je riječ o

glikoproteinima te enzimima polifenoloksidazi, pektinmetilesterazi, poligalakturonazi i

proteazama [2].

2.4. Minerali i vitamini

Minerali se u soku od grožđa nalaze u obliku soli. Kationi kao što su kalij, kalcij i

magnezij imaju strukturne uloge, odnosno željezo ili bakar imaju katalitičke funkcije. Od

aniona su nazastupljeniji fosfati, sulfati i kloridi. Karakterizira ga visok sadržaj kalija, ali

nizak sadržaj natrija [16].

Od vitamina se uglavnom nalaze vitamini topivi u vodi, od kojih je najvažnija askorbinska

kiselina. Od vitamina topivih u mastima sok od grožđa sadrži samo male količine karotenoida,

kao što su lutein i β-karoten koji je prekursor vitamina A [2].

2.5. Lipidi

Sok grožđa ima mali sadržaj lipida, svega 1-2 % sadržaja lipida iz grožđa. Uglavnom

je riječ o fosfolipidima, glikolipidima i neutralnim lipidima sa visokim sadržajem

polinezasićenih masnih kiselina.

3

2.6. Fenolni spojevi u soku grožđa

Mnogi spojevi, uključujući već spomenute u prethodnom poglavlju utječu na tipični

okus soka od grožđa. Šećeri daju slatkoću, kiseline kiselost dok odnos šećera i kiselina daje

ugodan okus soku grožđa. Ipak glavni sastojci koji daju tipičnu aromu i boju soku od grožđa

su fenolni spojevi: terpeni i flavonoidi.

Najčešće tvari arome u soku grožđa su terpeni. Njihova količina ovisi o sorti grožđa i

varira od 500-1700 µg/L. To su hidrokarboni, alkoholi, aldehidi i oksidi monoterpena (C10) i

seskviterpena (C15). Obično su vezani sa oligosaharidima u bezmirisni glikozidni oblik, te je

potrebna aktivnost enzima glikozidaze kako bi se oslobodili.

Ostale mirisne tvari su prisutne u konkretnim sortama npr. merkaptani i

metoksipirazini u Cabernet Sauvignonu [2].

Boju soku od grožđa daju flavonoidi koji se nalaze u količinama od 500-3000 mg/kg. Dijele

se u četiri osnovne grupe: antocijanidine, flavonole, flavanonole i flavan-3-ole.

Antocijanidini dolaze iz pokožice grožđa, odgovorni su za crvenu, plavu, ljubičastu

boju. Nijansa ovisi o vrsti molekule i pH vrijednosti. Obično su vezani za monosaharide

glikozidnom vezom. U soku načinjenom od grožđa loze roda Vitis, najčešće je prisutan

malvidin , s tim da je u vrsti V. vinifera šećer vezan na trećem C atomu, dok je u vrstama V.

rupestris i V. labrusca riječ o diglikozidima (šećer na trećem i petom C atomu).

Molekule antocijanidina su vrlo podložne degradaciji tijekom prerade. Na njih utječu

parametri kao što je pH, temperatura, svijetlost, kisik, prisutnost enzima, flavonoida, proteina

i iona metala [11].

Flavonoli i flavanonoli su svijetlo žute komponente, a prisutni su i u bijelom i crnom

grožđu. Flavan-3-oli su bezbojni spojevi, prisutni kao monomeri i polimeri. Ne utječu na boju

soka, ali mu daju nepoželjan opor okus. U polimernom obliku su prekursori antocijanidina, te

se nazivaju i proantocijanidini. Poznati su i kao tanini [2].

Tanini su složeni esteri fenolnih kiselina i šećera, nalaze se uglavnom u čvrstim

dijelovima grožđa, kožici i sjemenkama. U pažljivo proizvedenom bijelom moštu, sadržaj

tanina je maksimalno 0,2 g/L, dok je kod crnih moštova čak 1-2,5 g/L ili više [8].

4

IME SPOJA R1 R2

Cijanidin OH H

Peonidin OCH3 H

Delfinidin OH OH

Petunidin OCH3 OHMalvidin OCH3 OCH3

IME SPOJA R1 R2

Kamferol H HKvercetin OH HMiricetin OH OH

Izoramnetin OCH3 H

IME SPOJA R1

Engeletin HAstilbin OH

5

OOH

OH

+

OH

R1

OH

R2

OHO

OH

OH

R1

OH

R2

O

OHO

OH

OH

R1

OH

O

a

c

b

IME SPOJA R1 R2 R3

Katehin H OH HGalokatehin H OH OHEpikatehin OH H H

Epigalokatehin OH H OH

Slika1. Strukture flavonoida soka grožđa: (a)antocijanidini, (b)flavonoli, (c) flavanonoli, (d) flavan-3-oli [2]

S obzirom da se sve prethodno navedene tvari nalaze u čvrstim dijelovima bobica

grožđa, sam proces proizvodnje zapravo određuje u kojoj će se količini oni nalaziti u soku,

odnosno kakva će biti kvaliteta proizvoda. Iako je grožđe kao sirovina bogat izvor polifenola

ipak, samo manji dio njih prelazi u sok, a veći dio ipak zaostaju u nusproizvodima tijekom

proizvodnje soka [14].

Dokazano je kako konzumiranje hrane bogate fenolnim spojevima ima povoljan

učinak na ljudsko zdravlje, osobito u prevenciji kardiovaskularnih bolesti i nekih vrsta

karcinoma. Ipak, učinak polifenola ovisi o konzumiranoj količini i njihovoj biodostupnosti.

Konzumiranje soka od grožđa je povezano sa inhibicijom arteroskleroze i poboljšanjem

količine lipida i antioksidansa u krvi. Smatra se kako je sok od crvenog grožđa izvrsna

alternativa crvenom vinu, kao znatno poznatijem agensu u prevenciji arteroskleroze.[14]

Osim toga, sok od grožđa sadrži i druge komponente koje djeluju kao antioksidansi kao što su

npr. vitamini koji djeluju sinergistički sa fenolnim spojevima, i znatno povećavaju

antioksidativnu aktivnost gotovog proizvoda. [17]

Među polifenolima grožđa najistraženiji do sad je resveratrol. Zanimanje za taj spoj je

počelo nakon što je otkriven u vinu i nakon što mu je pripisana kardioprotektivna uloga i

antikarcinogeni potencijal.

Biološki gledano, resveratrol je fitoaleksin odnosno obrambeni metabolit biljke koji

služi biljci za obranu od patogena ili nepovoljnih okolišnih uvijeta. Količina resveratrola ovisi

o kultivaru grožđa, klimatskim uvijetima itd.

Proizvodnja ovog polifenola u bobicama grožđa se umjetno može potaknuti

djelovanjem UV svijetla, koje je germicidno neionizirajuće zračenje valne duljine od 200-280

nm. Kada se bobice poslije branja zrače ovim svijetlom one stvaraju fitoaleksine, uglavnom

6

OHO

OH

R2

OH

OH

R3R1

d

resveratrol. Ovo zračenje u kombinaciji sa odgovarajućim postupcima tijekom proizvodnje

mogu znatno povećati količinu resveratrola u soku od grožđa [14].

3. Proizvodnja soka od grožđa

3.1. Kvaliteta gotovog proizvoda

Faktori sirovine koji utječu na kvalitetu soka se mogu podijeliti na one prije branja i

poslije branja. Tako vrsta grožđa, gnojidba, način uzgoja mogu utjecati na senzorske

karakteristike i iskorištenje sirovine, a s druge strane mogu smanjiti nepoželjne učinke kao što

su npr. bolesti.

Faktori koji su bitni nakon branja su: branje, skladištenje i transport do tvornice. Utvrđeno

je kako temperature iznad 29˚C, drobljenje bobica tijekom transporta ili dugotrajno čekanje na

preradu, povećavaju opasnost od mikrobiološkog kvarenja i početka fermentacije. To dovodi

do proizvodnje soka smanjene kvalitete sa visokim sadržajem alkohola i octene kiseline.

Stoga je poželjno branje noću ili dodatak sumpornog dioksida kako bi se spriječio početak

fermentacije i gubitak kvalitete soka.

Također je vrlo važno odrediti optimalno vrijeme berbe, s obzirom da grožđe nakon što je

ubrano ne može dodatno sazrijevati. U tu svrhu se najčešće koriste kemijski pokazatelji koji

su lako mjerljivi, prije svega količina šećera i kiselost soka grožđa. Tipične vrijednosti

količine šećera soka zrelog grožđa su 14-20˚Brixa, ovisno o vrsti. Omjer šećera i kiseline daje

informaciju o prihvatljivost okusa soka i poželjno je da se kreće oko 10, što daje dobar

osvježavajući okus soku.

Najjednostavniji način definiranja visoko kvalitetnog soka od grožđa je određivanje

nekoliko parametara koji su jednostavni za mjerenje kao što su šećer, kiseline, etanol i hlapive

kiseline. Tek su se u novije vrijeme razvile metode za određivanje fizioloških pokazatelja koji

omogućuju sprječavanje manipulacije i falsificiranja soka od grožđa. To su sadržaj

antocijanidina ili drugih tvari boje.

S obzirom da je do nedavno međunarodna trgovinska razmjena soka grožđa bila vrlo

mala, ne postoje međunarodna pravila koja se odnose na parametre kvalitete soka od grožđa.

Obično je svaka zemlja proizvođač imala vlastite propise koji su karakteristični za grožđe

njihovih regija.

7

Međunarodni standardi kao što je Codex alimentarius samo određuju količine topive

suhe tvari, etanola i hlapivih kiselina, te neka općenita senzorska svojstva.

Osim toga često se provode istraživanja na sadržaj pesticida i toksina kako bi se

izbjegao neprimjeren proces proizvodnje. Neke zemlje također ne dozvoljavaju primjenu

genetički modificiranih organizama.

8

Slika 2. Shema proizvodnje soka od grožđa [2]

9

3.2. Procesni parametri

3.2.1. Dobivanje sirovog soka

3.2.1.1. Čišćenje i drobljenje

Prvi korak u proizvodnji soka je čišćenje jer se bolje kontrolira fermentacija i sprečava se

oštećenje opreme. Obično se sastoji od nekoliko koraka. Najprije se uklanjaju nečistoće

anorganskog porijekla kao što su zemlja, kamenje, metalni dijelovi tako da se grožđe uranja u

vodenu kupelj ili se odvaja ručnom selekcijom zajedno sa uklanjanjem trulih grozdova.

Nečistoće organskog porijekla (lišće, peteljke…) se uklanjaju mehanički pomoću perforiranih

rotirajućih bubnjeva, tako da bobice prolaze kroz rupe, a nečistoće ostaju unutra. Na kraju se

grožđe pere kloriranom vodom kako bi se smanjila količina mikroorganizama na površini

bobica.

Nakon čišćenja bobice se drobe kako bi se olakšala ekstrakcija soka tijekom prešanja.

Uređaj se sastoji od nekoliko rotirajućih valjaka nabrane površine, koji drobe bobice dok

prolaze između njih. Razmak se mora pažljivo namjestiti kako ne bi došlo do drobljenja

sjemenki, koje bi u tom slučaju ispustile velike količine oporih tanina [2].

3.2.1.2. Enzimsko tretiranje

Enzimatsko tretiranje masulja se često koristi kako bi se poboljšalo iskorištenje. Naime

uporabom pektinolitičkih enzima, poligalakturonaze i pektin liaze, dolazi do depolimerizacije

pektinske molekule i smanjenja viskoznosti, što olakšava oslobađanje soka tijekom prešanja.

Enzimsko tretiranje se može provesti kao hladno ili toplo ovisno o željenoj boji, okusu i

prinosu konačnog proizvoda.

U „hladnom“ procesu enzimska mješavina se dodaje zdrobljenim bobicama, te zadržava u

tanku na temperaturi 15-20˚C kroz 2-4 sata. Takva vrsta procesa u svakom slučaju daje bolje

iskorištenje prilikom prešanja u usporedbi sa direktnim prešanjem bez enzimskog tretiranja.

Međutim, nije toliko učinkovita kao toplo enzimsko tretiranje. Ipak, koristi se za dobivanje

soka od bijelog grožđa ili kada se želi smanjiti gubitke termoosjetljivih sastojaka.

Kod „toplog“ procesa princip je sličan, osim što se grožđe najprje zagrijava na 60-

65˚C, te se nakon dodatka enzima zadržava u tankovima na 60-63˚C pola sata do sat. Ovakva

kombinacija umjereno visoke temperature i enzimskog djelovanja poboljšava ekstrakciju

10

komponenata iz čvrstih dijelova bobica, te se dobije sok sa većom količinom ukupne suhe

tvari, polifenola i pigmenata.

Da bi se dodatno poboljšala ekstrakcija pigmenata također se masulj može zagrijati na

88-90˚C kroz nekoliko minuta, a nakon toga se hladi na 58-60˚C, te dodaju enzimi i

zadržavaju se oko sat vremena.

U slučaju pretjeranog zagrijavanja ili predugog zadržavanja u tankovima kako bi se

poboljšala iskoristivost ili ekstrakcija pigmenata, dobili bi sok smanjene kakvoće jer bi

izgubili svježinu okusa, a porastao bi sadržaj tanina koji bi soku dali oporost. Osim toga,

može doći do ekstrakcije lipida i voskova što bi dovelo do mutnoće gotovog proizvoda [2].

Istraživanja su također pokazala da termičko tretiranje utječe na sadržaj lipida i

dušikovih spojeva. Iako je njihova količina u soku zapravo mala i nemaju bitne nutritivne

važnosti, mogu biti povezani sa smanjenjem senzorske kakvoće soka. Takve senzorske mane

su posljedica reakcija koje se događaju tijekom procesa proizvodnje, a intenziviraju se pri

višim temperaturama. Tako aminokiseline daju spojeve sa sumporom kao što su vodikov

sulfid ili etil karbamat iz uree, te sudjeluju u neenzimskom posmeđivanju. S druge strane,

enzimskim djelovanjem od nezasićenih masnih kiselina nastaju hlapivi spojevi kao što su

aldehidi, ketoni i alkoholi koji doprinose nepoželjnoj aromi gotovog soka [9].

U posljednje vrijeme se u proizvodnji hrane sve više koristi ultrazvučna tehnologija.

Tako se pri proizvodnji soka od grožđa tretiranje ultrazvukom koristi kako bi se povećalo

iskorištenje, bilo u kombinaciji sa enzimskim tretiranjem ili bez njega. Istraživanja su

pokazala da u usporedbi sa tradicionalnom metodom korištenja enzima, primjena ultrazvuka

je povećala iskorištenje sirovine i smanjila vrijeme potrebno za tretiranje enzimima. Osim

toga ova metoda je povećala kakvoću soka tako što se povećao sadržaj šećera, ukupnih

kiselina, ukupnih fenola i intenzitet boje [6].

3.2.1.3. Dekantiranje

Dekantiranje je operacija koja se provodi prije prešanja kako bi se odvojio čisti sok od

masulja. Količina takvog visokokvalitetnog soka iznosi 30-60 % ukupne količine soka, ovisno

o uspješnosti enzimskog djelovanja. Takav sok se najčešće kasnije miješa sa frakcijama

slabije kakvoće.

11

3.2.1.4. Prešanje

Prešanje je završni korak u dobivanju sirovog soka. Preše mogu biti šaržne i

kontinuirane. Šaržni postupci se sastoje od nekoliko koraka, od kojih svaki slijedeći koristi

viši tlak prešanja, dok kod kontinuiranih postupaka tlak postupno raste dok ne dosegne svoj

maksimum.

Tablica 2. Prednosti i nedostaci nekih preša [2]

Tip procesa

Vrsta preše Prednosti Nedostaci

Šaržni Vertikalna Slaba maceracija, mala mutnoća Visoki tlak, nekoliko koraka u prešanju, ručno izbacivanje kolača, dugotrajan postupak

Horizontalna Nizak tlak, automatsko izbacivanje kolača, dobro iskorištenje

Velika aeracija i visok sadržaj čvrstih čestica

Membranska Nizak tlak, automatsko izbacivanje kolača, dobro iskorištenje, dobra kvaliteta soka

Visok sadržaj čvrstih čestica i održavanje membrana

Kontinuirani Pužna Visoko iskorištenje Veliko drobljenje bobica i velika količlina čvrstih čestica

„remenska“ Nizak tlak, brza ekstrakcija soka, visoka kvaliteta soka

Velika količina čvrstih čestica, komina zahtjeva dodatno prešanje

Prešanje je jedna od najosijetljivijih faza u proizvodnji soka od grožđa, osobito kad se

radi o bijelom grožđu. Povezano je sa visokom oksidacijom sirovine, te ga je poželjno obaviti

u što kraćem vremenskom periodu. Primjenom tretiranja grožđa pulsirajućim električnim

poljem (PEF) prije samog prešanja dobije se visokokvalitetni sok sa manjom količinom

čvrstih čestica, te većim iskorištenjem.

Naime tijekom prešanja dolazi do pucanja membrana stanica i do izlaska

polifenoloksidaze iz vakuola, koja u prisutnosti kisika i kiselina postaje aktivna. Djelovanje

PEF-a ubrzava izlazak soka i omogućuje manje oštećenje membrana [15].

Osim toga, istraživanja su pokazala da se aktivnost polfenoloksidaze može reducirati

ili čak ukloniti djelovanjem pulsirajućeg električnog polja na sam sok grožđa. Na aktivnost

enzima utječu duljina tretiranja, snaga i frekvencija polja, a općenito se može reći kako sa

porastom ovih parametara, aktivnost enzima opada [13].

12

3.2.2. Fizikalna stabilizacija soka

Kako bi sok kao gotovi proizvod imao uniformnu kakvoću, bitna je njegova fizikalna,

kemijska i mikrobiološka stabilizacija. Fizikalna stabilizacija podrazumijeva uklanjanje

čestica koje mogu uzrokovati nehomogenost proizvoda. U tu svrhu se najprije uklanjaju

netopive čestice filtracijom i centrifugiranjem. Preostale čestice koje se ne uklone nakon

centrifugiranja se ne mogu istaložiti zbog prisutnosti pektina.

3.2.2.1. Depektinizacija

Pektin djeluje kao zaštitni omotač oko pozitivno nabijenih proteina i povećava

viskoznost soka. Stoga elektrostatsko odbijanje, mala veličina preostalih čestica i viskoznost

dovode do mutnoće soka. Kako bi se mogao izbistriti prvo je potrebno ukloniti pektin.

Djelovanjem pektin metilesteraze (PME) će se deesterificirati metilne skupine na

pektinskoj molekuli, te će nezaštićene karboksilne skupine reagirati sa ionima kalcija koji se

nalaze u otopini te stvoriti agregate sposobne za taloženje.

Nešto djelotvornija metoda je razlaganje topivog pektina na manje frakcije, ispod 10

jedinica, koje nisu reaktivne sa kalcijem. To se postiže djelovanjem enzimskih mješavina sa

visokim sadržajem poligalakturonaze, a mogu se koristiti već prije prešanja ili nakon

centrifugiranja [2].

3.2.2.2. Filtriranje

Jedna od daljnjih metoda bistrenja samog mošta je primjena tzv. filtar preše. Nakon

klasičnog taloženja, odvaja se talog uz pomoću fliltar preše s tim da se iskorištenje znatno

povećava dodatkom pomoćnog filtarskog sredstva. Primjena takve filtar preše omogućuje

iskoristivost početnog mošta od čak 98% [10].

Do prije nekoliko godina su se intenzivno koristila pomoćna sredstva za filtraciju, odnosno

sredstva za bistrenje kao što su tanin, bentonit ili silikagel. Međutim razvojem membranske

filtracije ona više nisu potrebna.

Takva memranska filtracija u usporedbi sa klasičnom filtracijom ima slijedeće prednosti:

omogućuje kontinuirani rad,

omogućuje automatizaciju postrojenja,

poboljšava iskorištenje sirovine,

ne zahtjeva bistrenje i sredstva za filtraciju,

13

smanjuje potrebe za prostorom

Tipičan način filtriranja soka se provodi tako da se retentat recirkulira i ponovo podvrgava

filtraciji, a permeat je željeni proizvod. Obično se koristi nekoliko paralelnih membranskih

modula kako bi se povećala produktivnost.

U proizvodnji soka od grožđa najčešće se koristite membrane za mikrofiltraciju čija je

veličina pora od 0,1-10µm. One omogućuju eleminiranje tvari velike molekularne mase kao

što su polisaharidi i glikoproteini bez ikakve modifikacije tvari koje zaostaju u otopini.

Membrane za ultrafiltraciju (veličina pora 0,001-0,1µm) se koriste samo u posebnim

slučajevima budući da znatno reduciraju tvari boje, potpuno eliminiraju proteine, te čak

omogućuju sterilizaciju soka.

Posljednji korak u fizikalnoj stabilizaciji soka je uklanjanje kalijevih i kalcijevih soli

vinske kiseline, koji se nalaze u nestabilnom obliku, te se vrlo lako talože. Taloženje mogu

uzrokovati unutarnji faktori kao što je pH, ili vanjski kao što je temperatura ili svjetlost.

Uobičajena metoda koja se koristi za taloženje tartarata je hlađenje soka na -2,0-0,0˚C.

Pri tako niskoj temperaturi je smanjena topivost soli, te se one talože na dno tanka. Danas se

taj proces izdvajanja tartarata nastoji ubrzati, na primjer pripremom soka depektinizacijom

radi smanjenja viskoznosti i nacjepljivanjem sitnim kristalima soli vinske kiseline [11].

3.2.3. Kemijska stabilizacija soka

Kemijska stabilizacija podrazumijeva uklanjanje kisika iz soka. Kisik je najznačajniji

čimbenik kvarenja pakiranog soka, budući da on sudjeluje u svim reakcijama kvarenja

vitamina i pigmenata. U tu svrhu se sok raspršuje u komorama sa blagim vakuumom, pri

sobnoj temperaturi ili nešto nižoj [2].

Među najvažnijim enzimima koji utječu na modifikaciju boje, arome i okusa soka su

oksidoreduktaze kao što su polifenoloksidaza i peroksidaza [13], te je važno ukloniti kisik

bitan za njihovo djelovanje.

3.2.4. Mikrobiološka stabilizacija soka

Mikroorganizmi koji se najčešće nalaze u soku grožđa su prije svega kvasci rodova

Kloeckera i Saccharomyces, te bakterije mliječnog i octenog vrenja Leuconostoc,

Lactobacillus i Gluconobacter. Ovi mikroorganizmi su otporni na niski pH, koji inače štiti

sok od razvoja drugih patogenih mikroorganizama. U Svrhu uklanjanja mikroorganizama se

najčešće koristi termičko tretiranje tj. pasterizacija. Međutim, budući da povišena temperatura

14

djeluje negativno na nutritivne i senzorske karakteristike, u novije vrijeme se nastoje razviti

nove metode kao što su tretiranje pulsirajućim električnim poljem ili visokim hidrostatskim

pritiskom.

Osim toga se nastoje razviti metode za konzerviranje crvenog soka, koje će minimalno

degradirati vrlo osjetljive antocijane. Naime metode kao što su pasterizacija ili kemijsko

konzerviranje pomoću SO2, imaju neželjene učinke na količinu tvari boje. Istraživanja su

pokazala da konzerviraje pomoću ultrazvuka omogućuje visok stupanj zadržavanja

antocijana[12].

Tablica 3. Sustavi i materijali koji se koriste u pakiranju soka grožđa [2]

Proizvod Način pakiranja

Svrha Materijal Čuvanje

Sok od grožđa

Hladno punjenje Direktna konzumacija

transport

Limenke, staklenke, plastikacisterne

hlađenje

Vruće punjenje Direktna konzumacija Limenke, staklenkeAseptično punjenje

Direktna konzumacijatransport

Papirnati laminaticisterne

Sterilizacija ambalaže prije punjenja

Koncentrat Hladno punjenje transport cisterne hlađenjeAseptično punjenje

Direktna konzumacija

Dugotrajno čuvanje, transport

Limenke, papirnati laminaticisterne

Sterilizacija prije punjenjaHlađenje, zamrzavanje

3.2.5. Koncentriranje soka grožđa

Koncentriranje soka se provodi u svrhu redukcije volumena, te samim time pakiranja

te troškova skladištenja, transporta i slično. Koncentriranje također ima konzervirajući

učinak zbog niskog aktiviteta vode gotovog proizvoda. Koncentrat se znatno koristi u

enologiji, ali i kao sastavni dio sokova, marmelada, želea, raznih napitaka itd. [5]. Osim

toga, koncentrat se često koristi u drugim granama prehrambene industrije npr. za

punjenja u pekarskoj industriji.

Kako bi se ostvarilo koncentriranje još uvijek se najčešće koristi klasično uparavanje,

a za smanjenje gubitaka tvari arome se koristi rekuperacija arome Međutim, s obzirom da

visoka temperatura utječe na senzorska i nutritivna svojstva proizvoda, razvijaju se i

alternative kao što su reverzna osmoza i koncentriranje zamrzavanjem, koje se još uvijek

koriste samo kao koraci prije uparavanja kako bi se smanjili njegovi troškovi[2].

15

Istraživanja su pokazala da primjena reverzne osmoze u svrhu koncentriranja soka od

grožđa dovodi do proizvoda sa povećanom ukupnom kiselošću, sadržajem antocijanina i

drugih fenolnih spojeva, te pojačanim intenzitetom boje proporcionalno faktoru

volumenskog koncentriranja. Međutim, RO omogućuje koncentriranje do svega

28,5˚Brixa, pa se kao takva ipak mora promatrati samo kao proces koji se mora

kombinirati sa drugim tehnikama koncentriranja, kako bi se dobila konačna vrijednost

suhe tvari koncentrata od 60˚Brixa. Daljnja istraživanja su pokazala kako se poboljšava

efikasnost ukoliko se RO provede pri nešto višim temperaturama, oko 50˚C, jer se

pojačava tok permeata, a nema značajnog smanjenja kvalitete [16].

Neke od metoda koje se mogu koristiti nakon primjene RO u svrhu dobivanja visokog

sadržaja šećera su osmotska i membranska destilacija. One omogućuju tako visoko

koncentriranje da je koncentrat moguće skladištiti i bez hlađenja.

Membranska destilacija (MD) je relativno novi membranski proces u kojem se su

dvije vodene otopine različitih temperatura odvojene mikroporoznom hidrofobnom

membranom. Prijelaz vode se događa sa toplije na hladniju stranu. Proces se odvija pri

atmosferskom pritisku i pri temperaturama nižima od temperature vrelišta otopina.

Pokretačka sila je razlika u pritisku vodene pare s jedne i druge strane membrane nastala

zbog temperaturnog gradijenta. Sam proces se može opisati u tri koraka:

1. Stavaranje džepa vodene pare na toplijoj strani membrane

2. Transport pare kroz mikroporozni sustav

3. Kondenzacija pare na hladnijoj strani membrane

Osmotska destilacija (OD) je proces koji se za razliku od MD provodi pri sobnoj temperaturi i

zbog toga nema termičke degradacije sastojaka. Ako se OD usporedi sa reverznom osmozom,

izbjegava se visoki osmotski pritisak jer se provodi pri atmosferskom tlaku.

Laboratorijska istraživanja su pokazala da primjena MD i OD daju koncentrat visokog

sadržaja suhe tvari, preko 60˚Brixa, dobiven pri znatno nižim temperaturama nego pri

klasičnom uparavanju [17].

16

4. Zaključak

U modernom svijetu se sve više poklanja važnost brizi o vlastitom zdravlju. U tu svrhu

se ističe važnost konzumiranja hrane bogate fenolnim spojevima, jer pozitivno utječe na

smanjenje kardiovaskularnih bolesti i određenih tipova karcinoma. Tako i sok od grožđa koji

je do sad imao učešće od svega 1% u preradi grožđa, sve više dobiva na važnosti.

Uz klasične metode prerade grožđa, razvijaju se alternativne metode u svrhu što većeg

očuvanja izvornih sastojaka koji dolaze iz grožđa, a time i povećanja kakvoće gotovog

proizvoda.

Upotreba pulsirajućeg električnog polja se pokazala višestruko efikasnom u

inaktivaciji mikroorganizama ili deaktivaciji enzima. Međutim, takva moderna tehnologija još

uvijek nema komercijalnu upotrebu zbog visoke cijene opreme i velikog utroška energije.

I mnoge druge metode kao što su korištenje ultrazvuka ili različiti membranski

postupci, su brojna istraživanja potvrdila kao efikasne u očuvanju kakvoće proizvoda ili

smanjivanju rizika od mikrobiološkog kvarenja. Ipak, potrebna su dodatna sistematska

istraživanja koja bi omogućila njihovu komercijalizaciju odnosno široko rasprostranjenu

industrijsku upotrebu.

5. Literatura

1. Salunkhe DK, Kadam SS:Handbook of fruit science and technology. Production,

Composition, Storage, and Processing. CRC Press, Boca Raton, 1995.

2. Hui Y.H.: Handbook of fruits and fruit processing. Blackwell publishing, Ames, 2006.

3. Dani C, Oliboni LS, Vanderlinde R, Bonatto D, Salvador M, Henriques JAP: Phenolic

content and antioxidant activities of white and purple juices manufactured with

organically-or conventionally-produced grapes. Food and Chemical Toxicology 45:

2574-2580, 2007.

4. Rektor A, Vatai G, Bekassy-Molnar E: Multi-step membrane processes for the

concentration of grape juice. Desalination 191: 446-453, 2006.

5. Zuritz CA, Munoz Puntes E, Mathey HH, Perez EH, Gascon A, Rubio LA, Carullo

CA, Chernikoff RE, Cabeza MS: Density, viscosity and coefficient of thermal

17

expansion of clear grape juice at different soluble solid concentrations and

temperatures. Journal of food engineering 71: 143-149, 2005.

6. Lieu LN, Man Le VV: Aplication of ultrasound in grape mash treatment in juice

processing. Ultrasonics Sonochemistry 17: 273-279, 2010.

7. Soyer Y, Koca N, Karadeniz F: Organic acid profile of Turkish white grapes and

grape juices. Journal of food composition and analysis 16: 629-636, 2003.

8. Belitz HD, Grosch W, Schieberle P: Food chemistry, Springer, Berlin, 2004.

9. Garde-Cerdan T, Arias-Gil M, Marselles-Fontanet AR, Ancin-Azpilicueta C, Martina-

Belloso O: Effects of thermal and non thermal processing treatments on fatty acids and

free amino acids of grape juice. Food control 18: 473-479, 2007.

10. Jakobović M, Ergović M, Jakobović S, Obradović V, Mesić J: Primjena filter preše u

proizvodnji vina graševina. U Proceedings of 2nd international/professional

conference Agriculture in nature and environment protection, str. 192-196, Agroglas,

Osijek, 2009.

11. Lovrić T, Piližota V: Konzerviranje i prerada voća i povrća, Globus, Zagreb, 1994.

12. Tiwari BK, Patras A, Brunton N, Cullen PJ, O’Donell CP: Effect of ultrasound

processing on anthocyanins and color of red grape juice. Ultrasonics Sonochemistry

17: 598-604, 2010.

13. Marselles-Fontanet A, Martin-Belloso O: Optimization and validation of PEF

processing conditions to inactivate oxidative enzymes of grape juice. Journal of food

engineering 83: 452-462, 2007.

14. Gonzalez-Barrio R, Vidal-Guevara ML, Tomas-Barberan FA, Espin JC: Preparation

of resveratrol-enrished grape juice based on ultraviolet C- treated berries. Innovative

Food science and emerging technologies 10: 364-382, 2009.

15. Praporscic I, Lebovka N, Vorobiev E, Mietton-Peuchot M: Pulsed electric field

enhanced expression and juice quality of white grapes. Separation and purification

technology 52: 520-526, 2007.

16. Gurak PD, Cabral LMC, Rocha-Leao MHM, Matta VM: Quality evaluation of grape

juice concentrated by reverse osmosis. Journal of food engineering 96: 421-426, 2010.

17. Davalos A, Bartolome B, Gomez-Cordoves C: Antioxidant properties of commercial

grape juices and vinegars. Food chemistry 93: 325-330, 2005.

18

19