اطلاعات عمومی
آب میوه ها و نوشابه های حاصل از آن از نظر اجراء یا عدم اجرای فرآیند شفاف سازی به دو نوع زلال(شفاف شده)، کدر(پالپ دار) و از نظر میزان میوه طبیعی محتوی (آب میوه و یا پالپ)به سه گروه، آب میوه، نکتار میوه و شربت میوه تقسیم می گردد. میزان میوه طبیعی محتوی در گروه آب میوه های 100%، در گروه نکتار بسته به نوع میوه بین 50-25% و در گروه شربت میوه بین 30-6% متغیر می باشد.
فاکتورهایی که برای طبقه بندی و تعریف بکارگرفته می شود، متفاوت بوده و این تفاوت تا به امروز به وضوح مشخص نشده است. بدین سبب به نوشابه های شفاف، آب میوه و به نوشابه های کدر، نکتار گفته می شود. ولی، هر گروه از نوشابه ها به صورت شفاف و کدر می تواند وجود داشته باشد.
معلوم است که بعضی میوه ها(سیب، انگور و آلبالو) بسته به ویژگی طبیعی میوه عادات مصرف به صورت شفاف و بعضی دیگر (هلو، زردآلو و پرتقال) به صورت کدر (کلوئیدی) مورد فرآیند قرار می گیرند. علی رغم کدر بودن، از آب پرتقال آب میوه، نکتار و شربت میوه نیز تهیه می گردد. به صرف کدر بودن اطلاق کلمه نکتار در مورد تمامی آنها صحیح نبوده و سبب اشتباه می گردد. همچنین با وجود شفاف بودن از آلبالو، علاوه بر آب میوه، نکتار و شربت میوه نیز تهیه می گردد. بنابراین اطلاق کلمه آب میوه به صرف شفاف بودن آنها در مورد تمامی شان درست نبوده و باز هم سبب اشتباه می گردد.
تفاوت بین آب میوه های شفاف و نوشابه های حاصل از آن با سایر نوشابه ها، اجرای عمل پرس کردن و فرآیند شفاف سازی می باشد. پس از عمل شفاف سازی، آب میوه معمولاً تغلیظ می گردد. هنگام رقیق کردن کنسانتره برای رسیدن به بریکس اولیه، با توجه به میزان آب اضافه شده، آب میوه، نکتار و یا شربت میوه بدست می آید. در مورد نکتار و شربت میوه اکثراً شکر و اسید اضافه می گردد. شفاف سازی یکی از فرآیندهایی است که به وفور در تکنولوژی آب میوه اجراء می گردد. درجه شفافیت و پایداری را بطور مستقیم تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین، بحث مختصر در مورد فرآیندهای دیگر مفید خواهد بود(81،52،9) از نظر تکنیک فرآیند این موارد باید در دو مبحث جداگانه تهیه کنسانتره از میوه ها و آماده نمودن آب میوه از کنسانتره بررسی گردد.
تکنیک تولید کنسانتره شفاف از میوه (شکل 1-2)
ماده خام:
آلبالو، سیب، انگور و انار مواد خام اصلی برای تولید کنسانتره شفاف را تشکیل می دهند. گلابی و به ، هم بصورت کنسانتره شفاف، هم کدر مورد فرآیند قرار می گیرند. کیفیت واریته، میزان رسیدگی، کم بودن عیوب (ناری، پوسیده و غیره) از جمله ویژگیهایی است که باید در انتخاب ماده خام در مدنظر قرارگیرد.
شستشو:
به منظور جداکردن خاک، شن، گرد و غبار، برگ ، آشغال و غیره که توسط میوه حمل می گردند و نیز به منظور دور نمودن بقایای حشره کش های موود بر روی میوه ها انجام می گیرد. علاوه بر این، با انجام این عمل بار میکروبی میوه ها نیز تا حد معینی کاهش می یابد.
عمل شستشو در یک سیستم متشکل از شناورسازی، ته نشین سازی، تکان دادن و حل نمودن انجام می گیرد. رایج ترین سیستم مورد استفاده در شستشوی میوه ها، از یک حوضچه و یک بالابر شیب دار تشکیل می گردد. میوه ها در حوضچه توسط هوایی که به داخل آب تزریق می گردد، تکان داده شده و شسته می شوند. مواد خارجی سبک در قسمت فوقانی حوضچه جمع و بوسیله سرریزکردن آب جدا می گردند. مواد خارجی سنگین در قسمت تحتانی حوضچه زیر صفحه مشبک جمع می کردند. میوه هایی که بوسیله بالابر از حوضچه ها خارج می شوند، بوسیله دوش آب، آبکش می گردند. این عمل، بعد از عمل جداسازی نیز انجام گرفته و یا تکرار می گردد. کفایت عمل شستشو، به وسیله تعیین خاکستر نامحلول در اسید کلریدریک رقیق(10%) در آب میوه و یا کنسانیزه کنترل می گردد که این اندیس شامل ترکیبات سیلیس دار نمی باشد.
جداسازی:
میوه هایی که در تولید آب میوه مورد استفاده قرار می گیرند باید قابل خوردن باشند از سوی دیگر، ترکیب میوه ها با توجه به درجه رسیدگی آنها، متفاوت بوده که روی ویژگیهای آب میوه مانند رنگ و طعم تأثیر می گذارد. بدین جهت، جداکردن میوه های پوسیده، له شده و غیره از ماده خام عملی است که باید قبل از همه فرآیندهای دیگر انجام پذیرد.
بویژه در مویه های پوسیده، احتمال تشکیل مایکوتوکسین، مخصوصاً پاتولین وجود دارد(31). در تحقیقی که در این زمینه به عمل آمده، در 3/6% از سیب های پوسیده پاتولین وجود داشته که مقدار آن در 83% آنها بین ppb 15-10 ودر 7% آنها بین ppb 100-51 بوده است. همچنین، نمونه های حاوی بیش از ppb 100 پاتولین 10% بوده است (96). حداکثر مقدار پاتولین در ماده غذایی نباید از ppb50 تجاوز نماید. مقاومت پاتولید در برابر حرارت در pH بین 5/6-0/3 افزایش می یابد. با حرارت دادن آب سیب در 90 درجه سانتیگراد به مدت 5 و 20 دقیقه بترتیب 24% و 47% آن کاهش می یابد.
ولی، باید توجه داشت که با اجرای عملیات حرارتی، نمی توان پاتولین موجود در آب
میوه ها را کاملاً از بین برد.(95).
جدول 1-2 تأثیر عملیات حرارتی بر روی کاهش مقدار پاتولین در آب سیب(85)
| درجه حرارت |
مدت زمان (دقیقه) |
کاهش (درصد) |
| 72 |
5 |
15 |
| 72 |
20 |
25 |
| 90 |
5 |
24 |
| 90 |
20 |
47 |
جداسازی توسط کارگرانی که در دو طرف میز سورتینگ وجود دارند انجام می گیرد. به منظور تشخیص میوه های معیوب، این عمل اکثراً بعد از شستشو انجام می گیرد.
دم گیری:
در مورد آلبالو و انگور اجرا می گردد. دستگاه دم گیری آلبالو، از تعداد زیادی غلطک کائوچویی که در جهت مخالف هم حرکت نموده و فاصله آنها قابل تنظیم می باشد، تشکیل شده است. سیستمی که غلطک ها بوجود می آورند شیب دار بوده و هنگام حرکت میوه ها در قسمت رویه غلطک ها دم آنها در میان غلطک ها گیرکرده و جدا می گردد.
دستگاه جداسازی ساقه انگور، از یک غربال استوانه أی شکل که قطر سوراخهای آن از قطر حبه های انگور بزرگتر می باشد و یک غلطک که دارای دندانه های فنری بوده و در محور غربال و استوانه می چرخد تشکیل شده است. ساقه های جدا شده از طرف دیگر استوانه بیرون ریخته شده و خود میوه از قسمت غربال استوانه پایین می افتد.
خردکردن:
قبل از پرس کردن باید بافت میوه متلاشی شده و دیواره سلول تا حدی تجزیه گردد. بدین منظور، آلبالو و انگور از میان دو غلطک که در جهت مخالف هم چرخیده و فاصله آنها قابل تنظیم می باشد عبور داده می شود. در آلبالو شکستن بیش از حد هسته ها سبب نفوذ آمیگدالین موجود در هسته به آب میوه می گردد. در اثر تجزیه، این گلوزید، همراه بنزآلدئید (آرومای مخصوص بادام) اسید ئیدرو سیانیک بوجود می آید. بدین جهت این موضوع باید با دقت بیشتری مورد توجه قرار گیرد. (23 و 17)
سیب، گلابی و به در آسیاب میوه خرد می گردند. به میوه خرد شده «مش» گفته می شود.
گرم کردن مش:
به محض متلاشی شدن بافت، قهوه أی شدن رنگ میوه شروع می گردد. این پدیده که قهوه ای شدن آنزیمی نامیده می شود توسط آنزیمهای ارتو – دی فنل اکسیداز و پارادی فنل اکسیداز، که به طور طبیعی در میوه وجود دارد کاتالیز می گردد. ترکیباتی که به عنوان سوبسترا، در واکنش شرکت می کنند اکثراً دارای بافت ارتو دی ئیدروکسی فنولیک می باشند. مهمترین آنها، بسته به میزان اکسیداسیو ن عبارتند از: اسید کلروژنیک، کاتشل، کورستین، پیروگالوال، اسید کافئیک دی هیدروکسی فنیل آلانین، پاراکروزول، تیروزین، روتنن و اسید پاراکوماریک در نیتجه این واکنش به ترتیب ارتو کینون، تری هیدروکسی بنزین، هیدروکینون و ملانین، بوجود می آید.
یکی از روشهای اساسی جلوگیری از این تغییرات نامطلوب، غیر فعال کردن حرارتی آنزیم ها می باشد بدین منظور مش آلبالو و انگور در درجه حرارت 90-85 درجه سانتیگراد به مدت 3-2 دقیقه حرارت داده می شوند. به طور متداول برای این منظور از مبدل های حرارتی لوله ای دو جداره استفاده می گردد. در این سیستم برای گرم کردن آب میوه از بخار و برای سردکردن تا دمای 50درجه سانتیگراد با هدف فرمانتاسیون مش(آنزیم زنی) از آب سرد استفاده می شود.
در مورد سیب، گلابی و غیره عموماً گرم کردن مش انجام نمی گیرد.
فرمانتاسیون مش:
فرمانتاسیون مش در حقیق عمل آنزیم زنی می باشد. بیدن منظور، آنزیم های مورد استفاده علاوه بر فعالیت پکتولیتیک، دارای فعالیت سلولوتیک، همی سلولوتیک و پروتولیتیک نیز می باشند (64و40). بدین ترتیب، متلاشی شدن دیواره سلول هنگام پرس کردن آسان گشته و راندمان پرس افزایش می یابد. مقدار آنزیم مورد نیاز بسته به میزان فعالیت آن، به ازای هر تن مش در مورد آنزیم های جامد 20-10 گرم و در مورد آنزیم های مایع 200 –100 میلی لیتر می باشد. درجه حرارت مناسب برای این فرآیند بین 50-45 درجه سانتیگراد و زمان تأثیر آن بسته به مقدار آنزیم مصرفی بین 2-1 ساعت می باشد مقدار بهینه آنزیم مورد نیاز به وسیله«تست چکانیدن» تعیین می گردد.
اجرای فرمانتاسیون مش در مورد سیب نیز، یکی از موارد جدید است که در این زمینه به عمل آمده و با فرمانتاسیون مش آلبالو و انگور متفاوت می باشد. برای این منظور دو روش معمول است. در روش اول، هنگام خردکردن میوه در خردکن آنزیم مایع اضافه گردیده و پارامترهای درجه حرارت و زمان به ترتیب 25-15 و 60-30دقیقه می باشد. در طی این مدت عمل به همزدن انجام نگرفته و در پایان مدت زمان قید شده، مش پرس می گردد. در روش دوم، ابتدا در پرس تسمه أی 60-50% آب میوه موجود در مش استخراج گردیده و سپس، مش باقیمانده در پرس در یک تانک با استفاده از آب گرم رقیق گردیده و آنزیم اضافه می شود در این روش نیز عمل همزدن انجام نگرفته و مدت زمان مورد نیاز 60-30 دقیقه می باشد. در آزمایشی که با استفاده از فرمانتاسیون مش به عمل آمده است ، افزایش راندمان ما بین 8 7 % بوده است .
پرس کردن :
متداول ترین روش برای استخراج آب میوه از مش ، پرس کردن می باشد . دیفیوزیون (63،62،59) و آبگونه سازی کل (50،14،13) روشهای دیگری هستند که باید در این زمینه مورد مطالعه قرار گیرند .
به منظور استخراج آب میوه از مش ، انواع مختلف پرس مورد استفاده قرار می گیرد که بر حسب طرز کارشان به دو گروه مداوم و غیر مداوم تقسیم می گردند. معروفترین پرس های غیر مداوم عبارتند از : پرس های سبدی عمودی ، پرس های بادی ، پرس های مکانیکی ، پرس های هیدرولیکی ، پرس های سبدی افی ، پرس های بسته ای و معروفترین پرس های مداوم عبارتند از پرس های تسمه ای و پیچی .
بسته به نوع پرس ، ترکیب آب میوه و راندمان آن متفاوت می باشد. راندمان آب میوه در پرس های بسته أی در مورد سیب ، انگور و آلبالو به ترتیب 83 65% ، 85 70% و 75 65% تغییر می کند .
آروماگیری :
عمل آروماگیری در مورد آب میوه هایی که می خواهیم آنها را تغلیظ نماییم بایستی قبل از عمل تغلیظ انجام گیرد این عمل یا قبل از شفاف سازی یا قبل از عمل تغلیظ انجام می شود انجام آروماگیری قبل از شفاف سازی به دلیل آرومای طبیعی تر و بیشتر ، مطلوبتر می باشد . این عمل در سیستمی بنام « آروماگیر» انجام می گیرد که از بخش های اواپراتور ، تجزیه جزء به جزء و سردکن تشکیل شده است . از 250 150 لیتر آب میوه حدود 1 لیتر (6/0 4/0 % ) کنسانتره آروما بدست می آید . این آروما در موقع رقیق کردن کنسانتره به منظور تهیه مجدد آب میوه مجدداً به آن اضافه می گردد.