Interesul consumatorilor pentru produse naturale ?si sanatoase a crescut determinand creordm;terea consumului de sucuri de fructe ?si legume. La aceasta contribuie in mare masura realizarile din domeniul filtrarii prin membrane, microfiltrarea ?si ultrafiltrarea, menite sa inlocuiasca filtrarea cu materiale filtrante care este costisitoare, nesanatoasa ?si poluanta. Pentru intarzierea colmatarii membranei de ultrafiltrare, la obtinerea sucurilor fara pulpa este benefica utilizarea enzime pectolitice care degradeaza pectina. Sucuri cu pulpa, sucuri limpezi Sucurile de fructe si legume au o valoare nutritiva ridicata, deoarece sunt bogate in substante minerale, vitamine si alte componente benefice pentru sanatatea umana. In functie de modul de prelucrare a fructelor ?si legumelor, se obtin sucuri cu pulpa ?si sucuri limpezi. Sucurile cu pulpa contin particule in suspensie care nu vor precipita in timpul depozitarii, pana la consum ?si sunt mai hranitoare, cu siguranta, intrucat continutul de substante nutritive provenite din pulpa fructelor sau legumelor este mult mai mare decat in sucurile limpezi. Printre sucurile cu pulpa comercializate, se numara, in general, sucurile de citrice portocale, grapefruit , dar ?si de alte fructe exotice mango, ananas , sucul de tomate etc. Sucurile limpezi sunt obtinute prin indepartarea tuturor particulelor solide pectina, amidon, fibre, proteine din sucul rezultat la presare, scopul principal fiind un termen de valabilitate mult mai mare. Cele mai raspandite sunt sucurile limpezi de mere, visine, cirese, fructe marunte coacaze, merisor . Pentru obtinerea sucurilor limpezi se utilizeaza metode de separare variate care includ limpezirea cu materiale filtrante pamant de diatomee, bentonita , microfiltrarea sau ultrafiltrarea. Limpezirea cu materiale filtrante Cel mai utilizat material filtrant pentru limpezirea sucurilor este pamantul de diatomee kieselgur . Filtrele cu kieselgur indeplinesc standardele de turbiditate impuse pentru produsele limpezi obtinute mentinand, in acela?si timp, un nivel bun al gustului. Totu?si, aceasta tehnica presupune costuri semnificative, este nesanatoasa inhalarea prafului rezultat din manipularea pudrei de kieselgur poate provoca boli pulmonare ?si poluanta depuneri de namol sau turte de filtrare dupa utilizare . Unele guverne europene au in vedere interzicerea utilizarii kieselgur-ului din cauza pericolelor pe care le prezinta pentru sanatatea publica si pentru mediu. In plus, ca urmare a politicii de armonizare a Comisiei Europene, eliminarea kieselgur-ului epuizat devine din ce in ce mai costisitoare. Microfiltrarea Microfiltrarea MF este un proces de separare fizica in care un fluid care contine particule ce trebuie indepartate suspensii, microorganisme etc. este trecut printr-o membrana cu pori de dimensiuni speciale. Este utilizata frecvent ca tratament premergator ultrafiltrarii sau ca post-tratament dupa filtrarea prin medii granulare. Dimensiunile tipice ale particulelor care pot fi separate prin microfiltrare variaza intre 0,1 ?si 10 microni, iar masa moleculara este, in general, mai mica de 100 000 g/mol. Lichidul supus separarii trece prin instalatia de microfiltrare cu o viteza relativ mare de 1-3 m/s, la presiune mica sau medie 100-400 kPa . Trecerea este paralela sau tangentiala la membrana semipermeabila de forma tubulara sau plana. Performanta microfiltrarii este influentata de infundarea porilor membranei. Ultrafiltrarea Ultrafiltrarea UF nu este fundamental diferita de microfiltrare, ambele metode separand pe baza excluderii sau a captarii particulelor in functie de marime. Astfel, UF este un tip de filtrare prin membrane in care forte precum presiunea sau gradientul de concentratie realizeaza separarea printr-o membrana semipermeabila cu dimensiunea porilor mult mai mica decat membranele utilizate la microfiltrare 103-106 Da . Membranele pentru ultrafiltrare sunt caracterizate de indicele MWCO molecular weight cut-off care reprezinta masa moleculara a moleculei retinuta in proportie de 90 % de membrana. Prin membrana trec apa si substantele dizolvate cu masa moleculara mica, alcatuind permeatul, iar pe membrana sunt retinute substantele solide in suspensie ?si substantele dizolvate cu masa moleculara mare, aordm;a-numitul retentat. Membranele MF ?si UF pot functiona in doua configuratii: - Filtrare cu flux transversal sau filtrare incruciordm;ata cross-flow filtration in care fluidul este trecut tangential fata de membrana. O parte din fluxul de alimentare care contine lichidul tratat este colectat sub filtru in timp ce parti ale apei sunt trecute prin membrana netratata. Filtrarea cu flux transversal este inteleasa ca fiind o operatie unitara, mai degraba decat un proces. - Filtrare cu flux perpendicular dead-end mode filtration in care fluidul si toate particulele mai mari decat dimensiunile porilor membranei sunt oprite la suprafata sa. Dupa formarea turtei de filtrare se introduce apa pentru spalarea membranei. Acest proces este folosit in principal pentru filtrarea discontinua sau semicontinua a solutiilor cu concentratie mica. Pectina - raspunzatoare de opalescenta sucurilor de fructe Din pacate, unele sucuri au, dupa extractie, un aspect tulbure, de multe ori nedorit de consumatori. Printre constituentii implicati in opalescenta sucurilor se afla pectina 0,1% . Pectina este un polizaharid din structura peretilor celulari ai plantelor. Din punct de vedere structural este un lant lung de acid alfa-D-galacturonic cu legaturi alfa 1-4. Acest polimer are un aspect vascos atunci cand este in solutie si are o putere de gelificare mare. Pentru a reduce la minimum turbiditatea sucului mentinand, in acelasi timp, caracteristicile organoleptice si senzoriale, este necesara o etapa de limpezire. Pentru usurarea limpezirii in pulpa maruntita se adauga enzime care descompun pectina, denumite enzime pectolitice sau pectinaze. Enzime pectolitice Pectinazele sunt utilizate in mod obisnuit in procesele care implica degradarea materialelor vegetale, cum ar fi accelerarea extragerii sucului din fructe. Una dintre cele mai studiate ?si mai utilizate pectinaze la nivel comercial este poligalacturonaza. Aceasta este utila deoarece pectina este matricea gelatinoasa care ajuta celulele plantelor sa fie impreuna si in care sunt incorporate celelalte componente ale peretelui celular, cum ar fi fibrilele celulozice. Pectinazele sunt extrase din mucegaiuri, de exemplu Aspergillus niger. Mucegaiul produce aceste enzime pentru a descompune stratul de pectina care sustine celelalte componente din structura plantelor, astfel incat sa poata extrage substante nutritive din tesuturile vegetale si sa introduca hife fungice. Ultrafiltrare combinata cu adaos de enzime pectolitice Utilizarea pentru limpezirea sucurilor a proceselor cu membrane, cum ar fi microfiltrarea MF si ultrafiltrarea UF , a castigat in ultimul timp o importanta mare fata de unele tratamente conventionale, incluzand limpezirea cu pamant de diatomee, filtre de hartie/carton sau bentonita. Aceasta se datoreaza faptului ca procesele cu membrane au avantajul ca separarea are loc la temperatura camerei si, in consecinta, fara pierderi de substante volatile aromatice. In plus, posibilitatea de contaminare microbiana in fluxul de permeat este redusa la minimum. Dezavantajul major al acestui proces este incarcarea membranei in timpul permeatiei, cauzata de retinerea unor componente pe suprafata membranei, ceea ce conduce la o scadere rapida a debitului ?si a vitezei de filtrare. Problema poate fi depasita printr-un tratament enzimatic al sucului in care particulele coloidale sunt mai intai degradate inaintea etapei de ultrafiltrare. Aceasta degradare este realizata prin adaugarea de hemicelulaze, fenol oxidaza ?si in special pectinaze. Enzimele adaugate permit reducerea vascozitatii sucului prin depolimerizarea pectinei insolubile. Adesea sunt utilizate preparate de pectinaze comerciale care includ mai multe enzime: pectin liaze, poligalacturonaza si pectin esteraza. Depectinizarea sucurilor de fructe prin utilizarea pectinazelor a fost descrisa in multe studii ca o alternativa eficienta de reducere a turbiditatii. Aceasta depinde de mai multi factori fizico-chimici cum ar fi durata de termostatare, concentratia enzimei ?si temperatura de termostatare. Un exemplu in acest sens este tratarea sucului de lamaie cu pectinaza produsa de Penicillium occitanis la diferite concentratii de enzime, 0-1200 U/L, temperaturi, 25...50C si durate, 0-90 min Maktouf et al., 2014, Food and Bioproducts Processing, vol. 92, p. 14-19 . Conditiile optime de tratament determinate concentratia enzimei 600 U/L, durata 45 min si temperatura 30C au redus vascozitatea sucului cu 77 % ?si turbiditatea cu 47 %. Depectinizarea a permis un flux mai mare de permeat, iar sucul obtinut a fost limpede, cu vascozitate de 0,7 mPamiddot;s, turbiditate 0,17 NTU Nephelometric Turbidity Unit , lipsit de microorganisme aerobe, mucegaiuri, enterobacterii si coliformi si a fost microbiologic stabil in timpul depozitarii timp de 3 luni. Rezultatele sugereaza ca tratamentul enzimatic cuplat cu ultrafiltrare poate fi utilizat pentru producerea de suc de fructe cu valoare comerciala ridicata.