Osnove tehnologije prerade voća i povrća: Pomoćne sirovine i proizvodi

Pomoćne sirovine i sredstva u preradi voća i povrća

Pomoćne sirovine i sredstva u tehnologiji prerade voća i povrća koriste se prvenstveno radi poboljšanja kvalitete finalnih proizvoda, kao i za razvoj proizvoda specifičnih svojstava. Glavne kategorije uključuju vodu, sastojke koji korigiraju okus (poput šećera i soli), začine te aditive.

Voda ima višestruku ulogu u industrijskom pogonu. Koristi se za pranje sirovina, ambalaže, uređaja i samog pogona, ali i kao medij za hlađenje ili zagrijavanje proizvoda (pogonske/energetske svrhe). Kao izravan sastojak proizvoda, voda sudjeluje u formiranju okusa, boje i mirisa te omogućava otapanje dodanih tvari. Ključna je za formiranje fizikalnih svojstava kod pripreme sirupa, naljeva (otopine šećera, kiselina ili soli) te za rekonstituciju koncentrata. Ovisno o namjeni, voda mora zadovoljavati stroge fizikalno-kemijske, mikrobiološke i senzorske standarde kvalitete.

Sredstva za zaslađivanje dijele se na prirodne nutritivne zaslađivače i aditivna sladila. Nutritivni zaslađivači (poput saharoze, glukoze, fruktoze, glukoznog sirupa i $HFCS$ - visokofruktoznog kukuruznog sirupa) povećavaju sadržaj suhe tvari i pri visokim koncentracijama djeluju inhibirajuće na mikroorganizme, dajući proizvodu punoću. Stolna sladila su pripravci namijenjeni krajnjem potrošaču kao nadomjestak za šećere, često uz dodatak drugih aditiva. Umjetna sladila, koja imaju zanemarivu energetsku vrijednost, koriste se za dijetetske proizvode i hranu za dijabetičare. Primjeri uključuju sorbitol ( $E421$ ), manitol ( $E956$ ), izomalt ( $E966$ ), acesulfam K ( $E950$ ), aspartam ( $E951$ ), ciklaminsku kiselinu ( $E952$ ), saharin ( $E954$ ) i sukralozu ( $E955$ ). Sorbitol i manitol se nalaze i kao prirodni sastojci u plodovima.

Kuhinjska sol ( $NaCl$ ) služi za postizanje okusa, sprječavanje enzimskog posmeđivanja te pomaže pri klasiranju sirovina (npr. graška na bazi gustoće) i blanširanju. Zbog visokog osmotskog tlaka (većeg nego kod šećera pri istim koncentracijama), sol ima snažna konzervirajuća svojstva. U manjim koncentracijama djeluje sinergistički s drugim konzervansima, dok u većim djeluje inhibitorno ili mikrobicidno. Česta je primjena soli uz dodatak $CaCl_2$ kod proizvodnje pelata ili s antioksidansima kod prženih krumpira.

Regulatorni okvir i definicije aditiva

Pravilnik o pomoćnim tvarima ( $NN 98/2018$ ) definira pomoćna sredstva u preradi kao tvari koje se ne koriste kao hrana same po sebi, već se namjerno dodaju radi tehnološkog cilja. Njihova prisutnost u konačnom proizvodu mora biti nenamjerna, tehnološki neizbježna i zdravstveno sigurna, bez tehnološkog učinka na Gotov proizvod. Primjeri uključuju tvari za taloženje, pranje kože ili plinove za pakiranje. Otapala i ekstrakcijska otapala koriste se za otapanje komponenti i uklanjaju se nakon procesa.

Prehrambeni aditiv je svaka tvar koja se obično ne konzumira kao hrana niti je tipičan sastojak, ali se dodaje u tehnološke svrhe (proizvodnja, pakiranje, transport). Sumpor-dioksid ( $SO_2$ ) je jedan od najvažnijih aditiva s dvostrukom ulogom: kao konzervans u poluproizvodima i kao antioksidans za sprječavanje posmeđivanja. On stvara anaerobne uvjete, snižava $pH$ i blokira enzime, ali se njegova uporaba smanjuje zbog zdravstvenih rizika za astmatičare.

Konzervansi štite hranu od kvarenja i patogena. Uz kemijske konzervanse poput benzojeve i sorbinske kiseline te mravlje kiseline (za površinsku zaštitu pekmeza), konzervirajuće djeluju i visoke koncentracije šećera, soli i octa. Antioksidansi (npr. askorbinska kiselina, vitamin E) štite od oksidacije, užeglosti i promjene boje. Često se kombiniraju sa sinergistima poput limunske kiseline.

Kiseline daju okus, uništavaju mikroorganizme i osiguravaju uvjete za želiranje. Limunska, jabučna i vinska kiselina najčešće se dodaju voću, dok octena kiselina dominira u proizvodima od povrća. Regulatori kiselosti kontroliraju $pH$ vrijednost odnosno lužnatost hrane.

Tvari za želiranje (poput pektina) stvaraju gel strukturu, što je ključno za džemove i marmelade. Stabilizatori održavaju homogene disperzije i boju, dok zgušnjivači povećavaju viskoznost. Za bistrenje sokova koriste se enzimski pektolitički preparati, kombinacija želatina-tanin (reakcija suprotnih naboja) ili bentonit.

Bojila se koriste za očuvanje ili dodavanje vizualne privlačnosti. Neka od prirodnih bojila su klorofil ( $E140$ ), karoten ( $E160a$ ), betanin iz cikle ( $E162$ ) i antocijanini ( $E163$ ). Karoteni se često ekstrahiraju heksanom iz mrkve, dok se antocijanini dobivaju vodenom ekstrakcijom.

Voćni sokovi, nektari i srodni proizvodi

Voćni sok je nefermentiran proizvod od jestivog dijela zdravog voća. On zadržava karakterističnu boju, aromu i okus. Aroma i pulpa iz iste vrste voća smiju se vratiti u sok. Posebna pravila vrijede za citrusno voće: sok se dobiva iz endokarpa, osim limete gdje se može koristiti cijeli plod. Ostaci koštica i kore ne smiju biti prisutni osim ako se ne mogu ukloniti dobrom proizvođačkom praksom.

Rekonstituirani voćni sok nastaje dodavanjem vode u koncentrat u količini koja je prethodno izdvojena. Voda mora biti visoke kvalitete kako bi se očuvala senzorska svojstva. Najmanje vrijednosti stupnjeva Brix-a za rekonstituirane sokove (prema Prilogu V) uključuju:

Jabuka: $11.2$
Naranča: $11.2$
Rajčica: $5.0$
Banana: $21.0$
Grožđe: $15.9$
Limun: $8.0$
Višnja: $13.5$
Jagoda: $7.0$

Koncentrirani voćni sok nastaje fizikalnim uklanjanjem vode; ako je namijenjen potrošaču, mora se ukloniti barem $50\%$ vode. Dehidrirani sok (u prahu) nastaje uklanjanjem gotovo sve vode. Voćni sok ekstrahiran vodom dobiva se difuzijom iz pulpe čiji se sok ne može drukčije dobiti ili iz dehidriranog cijelog ploda.

Voćni nektar sadrži dodanu vodu, a može sadržavati i šećere ili med. Minimalni udio voćnog soka/kaše u nektaru propisan je Pravilnikom ( $NN 48/13$ ):

$25\%$ za voće s kiselim sokom (marakuja, crni ribiz, limun, limeta, mango, banana, guava).
$30\%$ za šljive, trnjine, brusnice.
$35\%$ za višnje.
$40\%$ za jabuke, kruške, breskve (ako je sok izvorno pitak, granica je $50\%$ ), šipak, borovnice, maline, marelice, jagode.
$50\%$ za jabuke, kruške, breskve, ananas i rajčice (koji su izvorno pitki). Šećeri u nektaru mogu se zamijeniti sladilima za proizvode smanjene energetske vrijednosti.

Osvježavajuća bezalkoholna pića proizvode se od vode, šećera, voćne baze ili biljnih ekstrakata, uz moguće dodavanje $CO_2$ i aditiva. Dijele se na pića od voćnog soka, voćne baze, biljnih ekstrakata (npr. cola), žitarica/sirutke, umjetna te niskoenergetska pića. Piće se deklarira kao "niskoenergetsko" ili "light" ako mu je energetska vrijednost manja za barem $30\%$ od standardnog proizvoda.

Želirani proizvodi i konzervirano voće

Želirani proizvodi temelje se na pektinskom gelu koji zahtijeva tri faktora: pektin, kiselinu i šećer. Želiranje se postiže pri $pH$ vrijednosti između $2.8$ i $3.2$ uz sadržaj suhe tvari (šećera) iznad $50\%$ . Saharoza se može djelomično zamijeniti fruktoznim sirupom (do $30\%$ ) radi sprječavanja kristalizacije.

Marmelada se proizvodi isključivo od citrusa (pulpa, kaša, sok, kora). Žele-marmelada ne sadrži netopljivu tvar. Džem se pravi od pulpe/kaše bilo koje vrste voća. Ekstra džem i ekstra žele zahtijevaju veće količine voćnih sirovina. Žele nastaje od voćnog soka ili vodenog ekstrakta. Pekmez je ugušćena voćna kaša koja može, ali ne mora imati šećer (maksimalno $25\%$ dodanog šećera).

Standardni želirani proizvodi moraju imati najmanje $60\%$ topljive suhe tvari (određene refraktometrom), dok proizvodi sa sladilima ili smanjenim šećerom moraju imati najmanje $55\%$ .

Konzerviranje voća provodi se i drugim metodama:

Zamrzavanje: Smrzavanje na $-30^\circ C$ ili niže, uz postizanje $-18^\circ C$ u središtu. Koristi se $IQF$ (individualno brzo zamrzavanje) za rastresito stanje.
Sušenje: Smanjuje masu i volumen. Uključuje sumporenje (sulfitiranje) radi zaštite boje i kondicioniranje nakon sušenja.
Kompoti i salate: Voće u šećernom sirupu (koncentracija cca $60\%$ ), konzervirano pasterizacijom. Voda za sirup mora biti omekšana.
Kandirano voće: Impregnacija šećerom do $80\%$ suhe tvari.
Proizvodi od badema: bademi se prerađuju u brašno, štapiće, blanširane ili dimljene jezgre.

Tehnologija prerade povrća i rajčice

Povrće je manje kiselo od voća (viši $pH$ ), stoga se za konzerviranje bez dodanog octa mora primjenjivati sterilizacija (temperature iznad $100^\circ C$ ). Druge metode uključuju hlađenje, zamrzavanje, dehidrataciju te biološku fermentaciju.

Kod graška je ključan stupanj zrelosti (tehnološka zrelost), a blanširanje je obvezno radi uklanjanja sirovog okusa i plinova. Mahune se prerađuju nepotpuno zrele, a niže temperature blanširanja ( $83^\circ C$ ) aktiviraju $PME$ koji pozitivno utječe na strukturu. Mrkva se guli parom ili mehanizirano, te se konzervira u kockicama ili kolutima. Kukuruz šećerac koristi se u mliječnoj zrelosti. Špinat se mora preraditi unutar $7$ do $8$ sati od berbe, a šparga unutar $3$ do $4$ sata ili se mora pothladiti ledenom vodom.

Marinirano povrće temelji se na dodatku octene kiseline (acido-anabioza). Slabe marinade sadrže do $1.5\%$ kiseline, dok jake idu preko $3\%$ , uz dodatak soli i pasterizaciju. Biološki konzervirano povrće (kupus, krastavci) temelji se na mliječno-kiseloj fermentaciji. Sol potiče izlazak staničnog soka i stvara podlogu za bakterije.

Proizvodi od rajčice uključuju sok, kečap (iz koncentrata uz ocat, šećer i začine), pelate (guljene rajčice) te koncentrate koji se dijele na:

Jednostruki: $14-16\%$ suhe tvari
Dvostruki: $28-30\%$ suhe tvari
Trostruki: $38-40\%$ suhe tvari
Višestruki: preko $50\%$ suhe tvari

Krumpir zahtijeva čuvanje na $4-6^\circ C$ uz vlažnost $90-95\%$ kako bi se spriječilo nakupljanje šećera i klijavost. Posebne metode uključuju "Sous vide" (vakuumsko pakiranje s toplinskom obradom). Proizvodi od krumpira su čips (prženi listovi), dehidratirani pire (pahuljice, granule) te smrznuti pomfrit (djelomično pržen).

Fermentacija, masline i moderni postupci

Fermentacija je proces razgradnje šećera na kiseline, alkohole, $CO_2$ i vodu uz pomoć mikroorganizama. Kod povrća je razina soli ključna za kontrolu mikrobnih aktivnosti. Ocat se dobiva octenom fermentacijom voćnog ili vinskog vina. Balzamski ocat zahtijeva odležavanje u drvu najmanje godinu dana, dok kvasina odležava barem tri mjeseca.

Stolne masline konzerviraju se kao zelene (fermentacija ili salamura), šarene (djelomično zrele, odgorčene) ili crne (puna zrelost, oksidacija aeracijom radi boje). Mogu se čuvati i u ulju ili suhoj soli.

Moderna industrija sve više teži minimalno procesiranoj hrani (MPViP - "Ready to Eat") koja čuva nutritivna svojstva. To se postiže netermičkim metodama poput visokog hidrostatskog tlaka, ultrazvuka, mikrovalova, pulsirajućeg električnog polja ( $PEF$ ) ili vakuum impregnacije.

Tehnologija prepreka (Hurdle technology) temelji se na sinergiji više čimbenika (npr. niski $pH$ , niska temperatura, modifikacija atmosfere, dodatak soli) koji pojedinačno nisu dovoljni za konzerviranje, ali zajedno učinkovito sprječavaju rast mikroorganizama uz blaže procesne uvjete. Prepreke se dijele na fizikalne (temperatura, zračenje, visoki tlak), fizikalno-kemijske ( $a_w$ , $pH$ , konzervansi, oksigenacija) i ostale (kompetitivna flora, bakteriocini). Za MPViP ključna je kontrola higijene ( $HACCP$ ), kvaliteta vode za pranje i održavanje hladnog lanca tijekom cijelog procesa distribucije.