Udžbenik „Voćne rakije, tehnologija proizvodnje i metode analize“ prati plan i program nastave iz predmeta Voćne rakije, namenjen studentima master akademskih studija, studijskih programa Prehrambena tehnologija i Voćarstvo i vinogradarstvo i vinarstvo na Poljoprivrednom fakultetu, Univerziteta u Beogradu. S obzirom na to da udžbenik pokriva i oblasti koje se obrađuju u okviru predmeta Tehnologija jakih alkoholnih pića 1 i Tehnologija jakih alkoholnih pića 2, mogu ga koristiti i studenti IV godine osnovnih akademskih studija, na studijskom programu Prehrambena tehnologija, Poljoprivrednog fakulteta Univerziteta u Beogradu.
Cilj ovog udžbenika je da čitaoca u potpunosti upozna sa osnovama proizvodnje voćnih rakija i detaljno objasni fundamentalne principe i mehanizme na kojima se zasniva tehnološki postupak proizvodnje voćnih rakija. Imajući u vidu ciljeve, ovaj udžbenik predstavlja korisnu literaturu svim studentima tehnološko prehrambenog usmerenja, kao i studentima srodnih fakulteta. Pored svoje osnovne namene, ovaj udžbenik može biti i veoma koristan materijal za sve kojima je cilj da se upoznaju, obnove i dopune svoja znanja iz oblasti proizvodnje voćnih rakija.
Udžbenik je podeljen u dvadeset poglavlja, od kojih je prvo posvećeno zakonskim normama koje je neophodno poznavati i primenjivati u proizvodnji jakih alkoholnih pića namenjenih tržištu Republike Srbije i Evropske Unije. Narednih deset poglavlja detaljno opisuju sve najvažnije sastojke voćnih rakija, uključujući njihovo poreklo, dinamiku prelaženja u destilat tokom destilacije i analitičke metode za njihovo određivanje. Imajući u vidu značaj poznavanja preciznog određivanja karakteristika i kvaliteta jakih alkoholnih pića, u posebnom poglavlju je objašnjen princip rada najznačajnijih uređaja i dato objašnjenjenje metoda koje nalaze primenu u analizi voćnih rakija. Naredna četiri poglavlja posvećena su pojedinačnim fazama tehnološkog postupka proizvodnje voćnih rakija. Prvo od tih poglavlja opisuje vrste i sorte voća koje se najčešće koriste za proizvodnju voćnih rakija, kao i značaj načina i uslova berbe, transporta, čuvanja i dozrevanja voća posle berbe na kvalitet voćnih rakija. U sledećem poglavlju fokus je na alkoholnoj fermentaciji, uzročnicima, i vrstama alkoholne fermentacije, kao i opremi za preradu voća i izvođenje alkoholne fermentacije. Detaljno su objašnjeni i postupci kojima je moguće pratiti početak, tok i odrediti kraj alkoholne fermentacije. Nakon toga pažnja je posvećena destilaciji, pa naredno poglavlje daje teorijske osnove destilacije i rektifikacije, sa detaljnom dinamikom prelaska isparljivih sastojaka u destilat, kao i sa fizičkim i hemijskim promenama koje se tokom destilacije odvijaju. Pregled konstruktivnih rešenja i vrste aparata za destilaciju koji se koriste za proizvodnju voćnih i drugih rakija čine poseban deo ovog istog poglavlja. Značaju odležavanja destilata u inertnim sudovima i sazrevanja u drvenim sudovima posvećeno je posebno poglavlje u kome su objašnjeni svi uslovi koji utiču na kvalitet drvenih duga od kojih se izrađuju drveni sudovi za sazrevanje destilata i objašnjene fizičko-hemijske promene koje su presudne za kvalitet voćnih rakija. U narednom poglavlju detaljno su prikazani nedostaci, odnosno mane koje se mogu pojaviti kod voćnih rakija, kao i načini na koji se mogu delimično ili u potpunosti ukloniti. Pred sam kraj udžbenika kroz dva poglavlja pažnja je posvećena postupcima koji su obavezni u finalizaciji voćnih rakija, kao i značaju i načinima pripreme vode koja se koristi u proizvodnji voćnih rakija. Poslednje poglavlje obrađuje značaj i karakteristike rafinisanog etanola koji se kao sirovina može upotrebiti u proizvodnji jakih alkoholnih pića, ali i u drugim granama industrije. Na početku svakog poglavlja jasno je izdvojen i naglašen cilj, dok se svako poglavlje završava pitanjima koja će olakšati pripremu ispita i samoprocenu nivoa stečenog znanja. Na kraju udžbenika se nalazi spisak korišćene literature i prilog.
Posebnu zahvalnost Autori duguju uvaženim kolegama prof. dr Nermini Spaho, redovnom profesoru Poljoprivredno-prehrambenog fakulteta, Univerziteta u Sarajevu, prof. dr Goranu Vladisavljeviću, redovnom profesoru Univerziteta Lafboro iz Velike Britanije i prof. dr Jasni Mrvčić, redovnom profesoru Prehrambeno-biotehnološkog fakulteta, Sveučilišta u Zagrebu koji su svojim sugestijama, stručnim savetima i konstruktivnim predlozima znatno pomogli pri izradi ovog udžbenika.
Na kraju, ali ne manje važno, posebnu zahvalnost Autori duguju i studentima, jer smo sa svakom novom generacijom preispitivali gradivo, trudili se da predavanja budu bolja, jasnija, korisnija. Tako su, nakon višegodišnjeg rada sa studentima, zahvaljujući poznavanju teorije i prakse iz ove oblasti, predanom i posvećenom radu u kome smo uživali, nastale ove stranice. Verujemo da su se i uprkos pažljivom čitanju i uloženom trudu, u ovom prvom izdanju potkrale neke greške. Zato Vas sad, na kraju ovog predgovora, a pre nego pristupite čitanju ovih strana, molimo da nam ukažete na eventualne propuste kako bi u godinama koje slede i u narednim izdanjima mogli unaprediti kvalitet ovog udžbenika.
Autori
Prof. dr Predrag Vukosavljević, redovni profesor,
Univerzitet u Beogradu – Poljoprivredni fakultet
Prof. dr Ivana Karabegović, redovni profesor,
Univerzitet u Nišu – Tehnološki fakultet u Leskovcu
U Beogradu i Leskovcu, novembra 2024.
Sadržaj
1. Zakonske norme za proizvodnju jakih alkoholnih pića
1.1. Zakon o jakim alkoholnim pićima
2. Etil-alkohol i jaka alkoholna pića
2.1. Vodonična veza i kontrakcija zapremine pri mešanju etanola i vode
2.2. Alkoholometarske tablice
2.2.1. Tablice za određivanje sadržaja etanola alkoholometrom
2.2.2. Tablice za određivanje kontrakcije zapremine i sadržaja etanola
2.2.3. Tablice za određivanje prave zapremine iz prividne zapremine i temperature
2.2.4. Određivanje zapreminske, masene i molske koncentracije etanola
2.3. Određivanje sadržaja etanola u jakim alkoholnim pićima
2.3.1. Destilacija i određivanje sadržaja etanola
2.3.2. Određivanje sadržaja etanola alkoholometrom
2.3.3.Određivanje sadržaja etanola piknometrom
2.3.4. Određivanje sadržaja etanola elektronskom denzimetrijom
2.3.5. Određivanje sadržaja etanola hidrostatičkom vagom
3. Isparljivi i neisparljivi sastojci u voćnim rakijama
3.1. Isparljivi sastojci
3.2. Neisparljivi sastojci
3.3. Određivanje sadržaja ekstrakta u voćnim rakijama
4. Metanol u voćnim rakijama
4.1. Zakonske norme o sadržaju metanola u voćnim rakijama
4.2. Poreklo metanola u voćnim rakijama
4.3. Dinamika prelaženja metanola u destilat tokom destilacije
4.4. Određivanje sadržaja metanola u voćnim rakijama
4.4.1. Određivanje sadržaja metanola spektrofotometrijskom metodom
4.4.2. Određivanje sadržaja metanola gasnom hromatografijom
5. Acetaldehid i druga karbonilna jedinjenja u voćnim rakijama
5.1. Zakonske norme o sadržaju acetaldehida u voćnim rakijama
5.2. Poreklo acetaldehida u voćnim rakijama
5.3. Dinamika prelaženja acetaldehida u destilat tokom destilacije
5.4. Određivanje sadržaja aldehida u voćnim rakijama
5.4.1. Određivanje sadržaja ukupnih aldehida jodometrijskom metodom po Žolm-u
5.4.2. Određivanje sadržaja ukupnih i slobodnih aldehida bisulfitnom metodom
5.4.3. Određivanje sadržaja acetaldehida gasno-hromatografskom metodom
6. Etil-acetat i drugi estri u voćnim rakijama
6.1. Zakonske norme o sadržaju estara u voćnim rakijama
6.2. Poreklo etil-acetata u voćnim rakijama
6.3. Dinamika prelaženja etil-acetata i drugih estara u destilat tokom destilacije
6.4. Određivanje sadržaja isparljivih estara u voćnim rakijama
6.4.1. Određivanje sadržaja estara volumetrijskom metodom
6.4.2. Određivanje sadržaja etil-acetata gasnom hromatografijom
7. Cijanovodonična kiselina, benzaldehid i etil karbamat u voćnim rakijama
7.1. Zakonske norme o sadržaju cijanovodonične kiseline, benzaldehida i etil karbamata
7.2. Poreklo cijanovodonične kiseline, benzaldehida i etil karbamata u voćnim rakijama
7.3. Dinamika prelaženja cijanovodonične kiseline, benzaldehida i etil karbamata tokom destilacije
7.4. Određivanje sadržaja cijanovodonične kiseline, benzaldehida i etil karbamata u voćnim rakijama
7.4.1. Određivanje sadržaja cijanovodonične kiseline u voćnim rakijama
7.4.1.1. Određivanje sadržaja cijanovodonične kiseline sa piridin-barbitumom kiselinom
7.4.1.2. Određivanje sadržaja cijanovodonične kiseline sa hloraminom-T
7.4.2. Određivanje sadržaja benzaldehida u voćnim rakijama
7.4.3. Određivanje etil karbamata u voćnim rakijama
8. Viši alkoholi u voćnim rakijama
8.1. Zakonske norme o sadržaju viših alkohola u voćnim rakijama
8.2. Poreklo viših alkohola u voćnim rakijama
8.3. Dinamika prelaženja viših alkohola u destilat tokom destilacije
8.4. Određivanje sadržaja viših alkohola u voćnim rakijama
8.4.1. Određivanje sadržaja viših alkohola metodom po Pejno-u i Gimberto-u
8.4.2. Određivanje sadržaja viših alkohola gasno-hromatografskom metodom
9. Furfural u voćnim rakijama
9.1. Zakonske norme o sadržaju furfurala u voćnim rakijama
9.2. Poreklo furfurala u voćnim rakijama
9.3. Dinamika prelaženja furfurala u destilat tokom destilacije
9.4. Određivanje sadržaja furfurala u voćnim rakijama
9.4.1. Određivanje sadržaja furfurala modifikovanom metodom Lure-Ribnikov-e
9.4.2. Određivanja sadržaja furfurala spektrofotometrijskom metodom
9.4.3. Određivanje sadržaja furfurala gasno-hromatografskom metodom
10. Kiseline u voćnim rakijama
10.1. Zakonske norme o sadržaju kiselina u voćnim rakijama
10.2. Poreklo kiselina u voćnim rakijama
10.3. Dinamika prelaženja isparljivih kiselina u destilat tokom destilacije
10.4. Određivanje sadržaja kiselina u voćnim rakijama
10.4.1. Određivanje titracionog aciditeta u voćnim rakijama
10.4.1.1. Određivanje sadražaja ukupnih kiselina u voćnim rakijama
10.4.1.2. Određivanje sadržaja neisparljivih kiselina u voćnim rakijama
10.4.1.3. Određivanje sadržaja isparljivih kiselina u voćnim rakijama
10.4.2. Određivanje aktuelnog aciditeta u jakim alkoholnim pićima
11. Aromatične materije u voćnim rakijama
11.1. Primarne aromatične materije iz voća
11.2. Dinamika prelaženja primarnih aromatičnih materija iz voća u destilat tokom destilacije
11.3. Određivane aromatičnih materija u voćnim rakijama
12. Instrumentalne metode u analitici jakih alkoholnih pića
12.1. Izbor instrumentalne metode
12.2. Spektroskopija
12.2.1. Spektrofotometrija
12.3. Hromatografske metode u analizi jakih alhoholnih pića
12.3.1. Kvalitativna i kvantitativna analiza u hromatografiji
12.3.2. Tečna hromatografija visokih performansi (HPLC) u analizi jakih alhoholnih pića
12.3.2.1. HPLC metoda određivanja sadržaja šećera u jakim alhoholnim pićima
12.3.2.2. HPLC metoda određivanja markera starenja u jakim alhoholnim pićima
12.3.3. Gasna hromatografija (GC) u analizi jakih alhoholnih pića
12.3.3.1. Određivanje sadržaja metanola, viših alkohola i isparljivih sastojaka
12.3.3.2. Određivanje aromatičnih materija primenom mikroekstrakcije načvrstoj fazi
13. Kvalitet voća u proizvodnji voćnih rakija
13.1. Izbor vrste i sorte voća
13.2. Uticaj uslova sazrevanja voća pre berbe na kvalitet voćnih rakija
13.3. Tehnološka zrelost voća i određivanje momenta berbe
13.4. Uticaj načina i uslova berbe, transporta i čuvanja voća posle berbe na kvalitet voćnih rakija
13.5. Određivanje tehnološke zrelosti voća za proizvodnju voćnih rakija
13.5.1. Određivanje ukupne suve materije
13.5.2. Određivanje rastvome suve materije
13.5.2.1. Osnove merenja indeksa refrakcije i pojam briks-a
13.5.2.2. Postupak za određivanja rastvorne suve materije refraktometrom
13.5.3. Određivanje sadržaja šećera u voću
13.5.3.1. Određivanje direktno redukujućih i ukupnih šećera po Luff-Schoorl-u
14. Alkoholna fermentacija u proizvodnji voćnih rakija
14.1. Taksonomija i karakteristike kvasca Saccharomyces
14.2. Glavni i sporedni proizvodi metabolizma kvasca Saccharomyces cerevisiae
14.3. Faktori koji utiču na metabolizam kvasca S. cerevisiae i tok alkoholne fermentacije
14.3.1. Nutritivni sastav sredine
14.3.2. Temperatura
14.3.3. Redoks potencijal sredine (kiseonik)
14.3.4. Aciditet sredine (pH vrednost)
14.3.5. Ostali faktori
14.4. Spontana i indukovana alkoholna fermentacija
14.5. Prerada voća i praktično izvođenje alkoholne fermentacije
14.6. Praćenje početka, toka i određivanje kraja alkoholne fermentacije
15. Destilacija i aparati za destilaciju voćnih rakija
15.1. Teorijske osnove destilacije i rektifikacije
15.1.1. Napon pare tečnosti i tačka ključanja
15.1.2. Osnovni principi destilacije i rektifikacije
15.1.3. Uticaj koncentracije etanola pri destilaciji na ravnotežni sastavfaza etanol-voda
15.1.4. Uticaj pritiska destilacije na ravnotežni sastavfaza etanol-voda
15.1.5. Uticaj viših alkohola pri destilaciji na ravnotežni sastavfaza etanol-voda
15.1.6. Uticaj neisparljivih sastojaka kljuka pri destilaciji na ravnotežni sastavfaza etanol-voda
15.2. Fizičke promene pri destilaciji
15.2.1. Teorijske osnove rafinacije etanola, koeficijent isparavanja i koeficijent rafinacije
15.2.2. Uticaj pritiska i brzine destilacije na kvalitet destilata
15.3. Hemijske promene pri destilaciji
15.3.1. Uloga bakra pri destilaciji
15.4. Aparati za destilaciju
15.4.1. Konstruktivna rešenja aparata za destilaciju
15.4.2. Vrste aparata za destilaciju
15.4.2.1. Aparati za diskontinualnu prostu destilaciju
15.4.2.2. Aparati za diskontinualnu složenu destilaciju sa deflegmatorima
15.4.2.3. Aparati za diskontinualnu složenu destilaciju sa rektifikacionim kolonama
15.4.2.4. Baterijski aparati za kontinualnu složenu destilaciju
15.4.2.5. Aparati za kontinualnu složenu destilaciju sa rektifikacionim kolonama
15.4.3. Izvori i prenosioci toplote za zagrevanje aparata za destilaciju
15.4.4. Postupak sa ostatkom od voća posle destilacije
15.5. Frakciona destilacija po Micko-u i izdašnost pića po VViistenfeld-u
15.5.1. Frakciona destilacija po Micko-u
15.5.2. Određivanje izdašnosti pića po VVunstenfeld-u
16. Odležavanje i sazrevanje voćnih rakija
16.1. Odležavanje voćnih rakija
16.2. Sazrevanje voćnih rakija
16.2.1. Uticaj vrste i kvaliteta drveta na sazrevanje destilata
16.2.2. Uticaj pinterske tehnologije na sazrevanje destilata
16.2.3. Uticaj načina ovinjavanja drvenih sudova na sazrevanje destilata
16.2.4. Uticaj vrste, jačine i kvaliteta destilata na sazrevanje destilata
16.2.5. Uticaj dužine sazrevanja i uslova u podrumu na sazrevanje destilata
16.3. Fizičko-hemijske promene tokom sazrevanje destilata
16.3.1. Hemijske promene tokom sazrevanje destilata
16.3.2. Fizičke promene tokom sazrevanje destilata
16.3.3. Ubrzano sazrevanje destilata
16.3.4. Markeri starenja destilata
16.4. Određivanje sadržaja taninskih materija u voćnim rakijama
16.4.1. Određivanje sadržaja ukupnih taninskih materija po Negre-u
16.4.2. Određivanje indeksa kalijum-permeganata po Ribereau-Gayon-Maurie-u
17. Mane i popravka kvaliteta voćnih rakija
17.1. Mane voćnih rakija mikrobiološkog porekla
17.2. Mane voćnih rakija nemikrobiološkog porekla
18. Finalizacija voćnih rakija
18.1. Kupažiranje i razblaživanje
18.2. Hladna stabilizacija i filtracija
19. Priprema vode za proizvodnju jakih alkoholnih pića
19.1. Zakonske norme o kvalitetu vode za jaka alkoholna pića
19.2. Voda za proizvodnju jakih alkoholnih pića
19.3. Uklanjanje jona iz vode za proizvodnju jakih alkoholnih pića
19.3.1. Tvrdoća vode
19.3.2. Izmena jona sa jonoizmenjivačkim smolama
19.3.3. Reverzna osmoza
19.4. Dezinfekcija vode hemijskim sredstvima i dehlorizacija vode
19.5. Određivanje kvaliteta vode
19.5.1. Određivanje tvrdoće vode kompleksimetrijskom metodom
19.5.2. Određivanje alkaliteta vode
19.5.3. Određivanje aktualnog aciditeta vode
19.5.4. Određivanje sadržaja hlora u vodi
19.5.5. Određivanje električne provodnosti i ukupnih rastvorenih soli
20. Rafinisani etanol kao sirovina za proizvodnju jakih alkoholnih pića
20.1. Zakonske norme za proizvodnju rafinisanog etanola
20.2. Sirovine za proizvodnju rafinisanog etanola
20.3. Određivanje kvaliteta rafinisanog etanola
20.3.1. Provera mirisa, ukusa i izgleda rafinisanog etanola
20.3.2. Određivanje sadržaja etanola u rafinisanom etanolu
20.3.3. Određivanje sadržaja isparljivih sastojaka u rafinisanom etanolu
20.3.4.Određivanje kvaliteta rafinisanog etanola metodom po Barbet-u
20.3.5. Kvalitativno dokazivanje furfurala u rafinisanom etanolu
20.3.6. Određivanje kvaliteta rafinisanog etanola metodom po Saval-u
20.4. Zadaci i proračuni u proizvodnji jakih alkoholnih pića
Literatura
Prilog