proizvodnja cvekle
TRANSCRIPT
SADRŽAJ
Contents SADRŽAJ ............................................................................................................................................ 1
1. OPIS BILJKE .................................................................................................................................. 3
1.1. PROIZVODNJA CVEKLE ........................................................................................................ 4
1.2. Tehnološki postupci prerade cvekle ................................................................................................... 5
1.3. Pasterizovana cvekla ...................................................................................................................... 5
1.4. Sušena cvekla ................................................................................................................................. 6
1.5. Sok i koncentrat od cvekle ............................................................................................................. 6
1.6. Trop ................................................................................................................................................ 8
2. HEMIJSKI SASTAV .............................................................................................................................. 10
2.1. Sadržaj šedera .............................................................................................................................. 10
2.2. Sadržaj dijetetskih vlakana u cvekli .............................................................................................. 11
2.3. Nutritivni sastav cvekle ................................................................................................................ 12
2.5.1. Podela fenolnih jedinjenja ........................................................................................................ 18
2.5.2. Prirodni izvori fenolnih jedinjenja ............................................................................................. 19
2.6. Betalaini ...................................................................................................................................... 20
2.7. Klasifikacija i biosinteza ............................................................................................................... 20
2.7.1 Fizičke i hemijske karakteristike ................................................................................................. 21
2.7.2. Rasprostranjenost, stabilnost i modifikacija posle berbe ........................................................ 21
2.7.3. Distribucija, prirodna funkcija i delovanje ................................................................................ 21
2.8. Stabilnost i modifikacija posle branja .......................................................................................... 22
2.8.1. pH vrednost ............................................................................................................................... 22
2.8.2. Endogeni i egzogeni enzimi ....................................................................................................... 22
2.8.3. Metalni joni ............................................................................................................................... 22
2.8.4. Kiseonik ..................................................................................................................................... 22
2.8.5. Svetlost ...................................................................................................................................... 23
2.8.6. Temperatura ............................................................................................................................. 23
3. BOJENE MATERIJE U CVEKLI ............................................................................................................ 24
3.1. Primena i stabilnost pigmenata ................................................................................................... 28
3.2. Potamnjivanje .............................................................................................................................. 28
3.2.1. Enzimatsko potamnjivanje ........................................................................................................ 28
3.2.2. Neenzimatske promene ............................................................................................................ 28
4. STATISTIČKI PODACI ........................................................................................................................ 29
4.1 Prelomna tačka rentabilnosti ........................................................................................................ 30
5. ZAKLJUČAK ...................................................................................................................................... 31
6. LITERATURA..................................................................................................................................... 32
1. OPIS BILJKE
Cvekla (Beta vulgaris) spada u korenasto povrće. To je dvogodišnja biljka iz familije
Chenopodiaceae.
Za ishranu i preradu koriste se zadebljali korenovi raznih sorti cvekle. Koren cvekle je graĎen
tako da se naizmenično smenjuju oplutalo tkivo i parenhim sa prstenovima ksilema i floema. U
zavisnosti od ekoloških uslova pojedini elementi se mogu jače ili slabije razviti. Tako se u zemlji
sa dosta vlage dobro razvija parenhimsko tkivo a slabije sprovodni elementi drvenastog dela.
Cvekla se po obliku korena deli na tri grupe i to:
• loptasti tip (bordo, eklipsa),
• elipsasti (egipatska) i
• izduţeni (Formanova).
Najbolja je egipatska pljosnata (elipsasta) sa korenom skoro iznad zemlje.
Iz osnovne biljke, kojoj je pradomovina obala Sredozemnog mora proizašle su mnoge kulturne
sorte repe. Iz početnog tankog korena, dugogodišnjim uzgajanjem dobijen je gomoljasti
podzemni deo biljke.
Tabela. Osnovne karakteristike nekih sorti cvekle
Sorta Koren-oblik Koren-boja mesa Duţina vegetacije Namena
Egipatska Pogačast Crvene Rana Univerzalna
Detroitska Okruglast Crvena Srednje rana Univerzalna
Bicor Okrugla Crvena Srednje rana Industrija
Dweringa Okrugla Crvena Srednje rana Industrija
Erfurska Cilindričan Tamno crvena Kasna Sveţa
Bordo Okruglast Tamno ljubičasta Srednje rana Univerzalna
Ruby queen Okruglast Crvena Rana Industrija
Ruby detroit Okrugla Tamno crvena Srednje rana Univerzalna
Nero detroit Okrugla Tamno crvena Srednje rana Univerzalna
Cylindra Cilindričan Tamno crvena Kasna Univerzalna
1.1. PROIZVODNJA CVEKLE
U zapadnoj Evropi se godišnje proizvede više od 200.000 tona cvekle (Beta vulgaris L. ssp.
Vulgaris, Chenopodiaceae), od čega se 90% konzumira kao povrće, dok se preostali deo
preraĎuje u sok i prehrambenu boju (Schieber et al., 2001).
Najbolje prinose cvekla daje na plodnim, dubokim zemljištima, bogatim organskim materijama.
Pogodna su aluvijalna zemljišta i černozem, dok na teškim, zbijenim zemljištima prisutna je
pojava deformacije korena, slabiji prinos i pogoršan kvalitet. Cvekla je osetljiva i na reakciju
zemljišta, najviše joj odgovara pH 6,5-7,0. Na kiselim zemljištima prinos je mali, a kvalitet
pogoršan
Obrada zemljišta za prolećnu setvu započinje dubokim oranjem u jesen i prolećnom obradom sa
predsetvenom pripremom u proleće. Za letnju setvu obrada je plitka i istovremena sa
predsetvenom pripremom. Ova obrada se obavlja odmah po skidanju prvog useva.
Koren cvekle je kvalitetan ako je njegovo formiranje ravnomerno, ako nema zastoja ili
poremećaja u razvoju. S toga je neophodno da hraniva budu u lako pristupačnoj formi i u
dovoljnim količinama. U grupi korenastih kultura cvekla ima najveće zahteve prema hranivima,
ali visoke količine azota povećavaju sadrţaj NO3. Cvekla zahteva puno kalijuma. Na nekim
zemljištima dolazi do izvesnih poremećaja u razvoju cvekle usled nedostatka bora, naročito ako
je godina sa malo padavina. Ti nedostaci manifestuju se pojavom crnih pega na listu i korenu.
Cvekla se moţe proizvesti na dva načina: direktnom setvom i iz rasada. Najčešće se primenjuje
direktna setva, dok se rasad koristi samo za ranu prolećnu proizvodnju.
Setva se obavlja u dva osnovna roka, prolećnom i letnjem. Prolećna setva namenjena je za tzv.
zelenu pijacu i uglavnom se primenjuje u baštenskoj proizvodnji, a nešto reĎe na većim
površinama. Optimalni rok za prolećnu setvu je prva dekada aprila. Letnja setva obavlja se nakon
skidanja prethodnih useva, a optimalan agrotehnički rok je 1-15 jula.
Ubiranje (vaĎenje) cvekle se obavlja u fazi obrazovanog zadebljalog korena (prečnik 4-5 cm) i to
postepeno ili za industrijsku preradu jednokratno, a pre nastupa jačih mrazeva. VaĎenje moţe
biti ručno ili mehanizovano. Koren cvekle se dobro čuva u podrumu, trapu, spremištu pri
temperaturi od 0-2oC i značajna je hrana u toku zime i ranog proleća (Lazić i sar., 1998).
1.2. Tehnološki postupci prerade cvekle
1. Pasterizovana cvekla
2. Sušena cvekla
3. Sok i koncentrat od cvekle
4. Trop
Kod konzervisanja cvekle mora se najveća paţnja obratiti odrţavanju crvene boje. Klasiranje po
veličini je veoma vaţno radi pravilnog barenja. One se u ovom pogledu (prema dimenzijama
prečnika) dele na dve grupe:
1. Okrugle sorte – obuhvataju plodove prečnika od 40 do 100 mm. U ovoj grupi postoje tri klase:
I-klasa, prečnik od 40 do 60 mm; II-klasa, od 60 do 80 mm; III-klasa, od 80 do 100 mm.
2. Duguljaste sorte-u ovoj grupi postoje dve klase: I-klasa, od 40 do 60 mm; II-klasa od 60 do 80
mm prečnika.
Za dobijanje kvalitetnog proizvoda pored boje je od značaja neţnost cvekle, kao i njena veličina.
Okrugle, suviše debele sorte, ne daju kvalitetne proizvode.
1.3. Pasterizovana cvekla
Jedan od proizvoda koji se konzerviše pasterizacijom je i salata od cvekle. Cvekla je zaista u
poslednje vreme postala, na neki način, veoma traţena i cenjena povrćna kultura pogotovo što joj
se pripisuju izvesna antikancerogena svojstva. Prema tome, traţena je i kao sveţa sirovina, i kroz
sok, a ujedno kao kroz veoma cenjenu salatu od cvekle. Koren cvekle namenjen je za
proizvodnju salata, kao i ostalo korenasto povrće. Preporučljivo je odmah po prijemu u krug,
suvo očistiti, odnosno u rotacionim kuglastim mašinama, odvojiti površinske nečistoće, odnosno
zemlju i pesak koji su zaista prisutni. Tako se radi i mrkva, tako se radi i celer, peršun, znači
čišćenje je često puta veoma preporučljivo. Sledi obavezna kalibraţa, odnosno klasiranje po
krupnoći koje je opet iznuĎeno jer koren neujednačen, a sledeća tehnološka operacija je
uslovljavanje. Po klasama, koren sme da se opere, opet u rotacionim kuglastim mašinama, a
zatim puni u odgovarajuće korpe pomoću kojih se unosi u paster kade. Sledi kuvanje,
odgovarajuće vreme, do sat vremena, pa zatim odvajanje ljuske, tj. pokoţice. Obavlja se
isključivo, mehanički, abrazivnim putem, ili ručno na inspekcionim stolovima. Ove mašine
prilično uspešno rade, prosto, odgovarajuće konstrukcije pomoću gumiranih valjaka. Skine se
dovoljno pokoţice, pa onda tako iz tih mašina pada na inspekcionu traku, gde radnice očiste
zaostali deo pokoţice. Sledi rezanje u kolutiće odgovarajuće debljine. Puni se u pripremljenu
ambalaţu, tako izrezana, u koju se potom dozira, opet, vreo pripremljen naliv. Na 50 kg sirovine
se dodaje 8 do 8,5 litara 10 % sirćeta, 1 kg šećera, 425 g kima, 400 g rena. Gotov proizvod treba
da sadrţi 1 % sirćeta, računato na sirćetnu kiselinu (Crnčević, 1951). Rastvor za nalivanje treba
dodati u vrelom stanju, pa zatim ambalaţu odmah zatvoriti i pasterizovati. Reţim pasterizacije
zavisi od veličine pakovanja.
1.4. Sušena cvekla
Cvekla se suši kao ostalo krtolasto-korenasto povrće, sečena na kocke, listiće ili rezance. Biraju
se sorte sa što intenzivnijom bojom jer se ovako sušena i u prah pretvorena cvekla moţe koristiti
kao bojena materija za popravke boje kod mnogih proizvoda. Sušena cvekla se upotrebljava kao
dodatak za supe, Ďuveče i druga gotova jela.
Priprema cvekle je specifična utoliko što se zbog rastvorenih bojenih materija najpre blanšira pa
onda ljušti i seče. Oprana cvekla se blanšira, ljušti, seče a zatim suši u sušnici sa beskrajnim
transporterom na temperaturi 85oC u početnom stadijumu, a kasnije na 70oC, i u završnoj fazi na
oko 55oC. Suši se do sadrţaja vlage od oko 5%. Od 100 kg neljuštene cvekle dobija se oko 9 kg
sušene, sa 5% vlage. Pri pripremi kao i pri sušenju treba voditi računa da ne doĎe do velikog
gubitka betanina. Pri višim pH vrednostima crvena boja pri zagrevanju prelazi u mrku (Niketić-
Aleksić, 1988).
1.5. Sok i koncentrat od cvekle
Prema vaţećoj zakonskoj regulative, sok od povrća je proizvod dobijen preradom sveţeg ili
smrznutog povrća, doradom kaše od povrća ili bistrog matičnog soka od povrća, kao i
razreĎivanjem koncentrisanog soka od povrća koji je prethodno konzervisan fizičkim
postupkom. Prema sadrţaju nerastvorljivih sastojaka povrća, sok od povrća moţe biti: bistar,
mutan ili kašast.
Prema istom Pravilniku, koncentrisani sok od povrća je proizvod dobijen koncentrisanjem soka
dobijenog iz sveţeg ili smrznutog povrća ili koncentrisanjem sirovog ili matičnog soka koji je
prethodno konzervisan fizičkim postupkom.
Koncentrisanje se vrši otparavanjem vode i to u vakuum aparatima i smrzavanjem. Koncentrisani
sok od povrća mora se proizvoditi po proizvoĎačkoj specifikaciji.
Koncentrisani sokovi (koncentrati) predstavljaju poluproizvode za dobijanje sokova.
Koncentrisanje je termički proces kojim se odstranjuje voda iz proizvoda isparavanjem na
temperaturi ključanja. Prehrambeni proizvodi u čiju grupu spadaju i sokovi moraju se na neki
način konzervisati kako bi im se produţila odrţivost i obezbedila zdravstvena ispravnost.
Konzervisanje koncentrisanih sokova obavlja se na principu stvaranja visokog osmotskog
pritiska. Ovom tehnikom se stvara sredina u kojoj se mikroorganizmi teško razvijaju.
Koncentrisanje se obavlja u uslovima sniţenog pritiska što podrazumeva i niske temperature, pri
čemu temperatura ključanja ne bi trebalo da je iznad 45oC, u takvim slučajevima je potrebno
nakon uparavanja obaviti kratkotrajnu pasterizaciju.
Koncentrisani sok se pasterizuje u pločastom, protočnom ili cevastom pasterizatoru na
temperaturi od 85oC u trajanju od 30-40 s, ili na višoj temperaturi 100-105oC samo 10 s.
Opšta šema proizvodnja koncentrata prikazana je na slici 10. Kao prva tehnološka operacija u
proizvodnji koncentrata, odnosno tehnička rešenja za prijem vezana su isključivo za vrstu,
odnosno konzistenciju sirovine. Ovde je bitno da se sirovina dopremljena na preradu u što
kraćem vremenu prerade konzerviše.
U tehnološkom procesu prerade sirovine pranje je neophodna operacija koja ima za cilj da
plodove oslobodi svih prisutnih kako mehaničkih nečistoća tako i zaštitnih sredstava. Izvodi se u
specijalno konstruisanim ureĎajima za pranje u kojima se uz pomoć ugraĎenih ventilatora, veće
snage, uduvava vazduh koji izaziva barbotiranje vode čime se pospešuje i kretanje i pranje ploda.
Oprano sirovina odlazi na usitnjavanje kao sledeću operaciju. Za usitnjavanje se koriste
specijalni mlinovi različitih konstrukcija, zavisno od proizvoĎača. Sitnjenje je vaţna tehnološka
operacija od koje zavisi randman soka.
Usitnjeno sirovina odlazi na termičku obradu-primarno termičko tretiranje. Ova operacija ima za
cilj inaktivaciju prisutnih enzima, pre svega oksidativnih i pektoliičkih i redukciju prisutne
mikroflore, čime je praktično sprečeno svako nepoţeljno enzimatsko i biološko kvarenje
sadrţaja. Veoma je bitno i to što se pod uticajem povišene temperature izaziva pucanje ćelija
koje otpuštaju sok, te se prilikom presovanja postiţe bolje iskorišćenje na soku i bolja ekstrakcija
bojenih i aromatskih materija.
Termički tretirana kaša direktno iz razmenjivača toplote ulazi u sudove za depektinizaciju. Na
putu ispred sudova za depektinizaciju, odnosno u cevovod, pomoću ugraĎene dozir pumpe
ubacuje se (dozira) pripremljeni pektolitički preparat iz suda za rastapanje tako da se u cevovodu
na putu do suda za depektinizaciju kaša i pektolitički preparat dobro izmešaju. Pomoću
ugraĎenih mešalica u sudu za depektinizaciju obavlja se dodatno mešanje kako bi pektolitički
preparat što bolje došao u kontakt sa svakom česticom.
Nakon završene depektinizacije monopumpa pripremljenu masu dozira u ureĎaj za odvajanje
soka, tzv. prese. Odvajanje soka se moţe obaviti primenom sile pritiska, centifugalne sile i
protivstrujnom ekstrakcijom. Od ove tehnološke operacije, uz adekvatnu pripremu, zavisi
iskorišćenje, odnosno ekonomičnost proizvodnje.
Grubo čišćenje soka ima za cilj da izdvoji grube nečistoće kao što su delići tkiva, semenke i
peteljke i na taj način olakšaju dalje tehnološke operacije. Ova operacija se izvodi u rotacionim
sitima koja se ugraĎuju izmeĎu prese i centifugalnog separatora.
Prva separacija ima zadatak da pomoću centrifugalne sile iz soka odstrani što veći deo
suspendovanog tkiva i drugih nečistoća koje se nalaze u soku. Posle prve separacije dobijeni sok
moţe posle pasterizacije da se skladišti u vidu matičnog soka i da se do momenta upotrebe čuva
u kontrolisanim uslovima. Kod direktne prerade soka do bistrog sledi termička obrada koja je
kod kvalitetnih tehničkih rešenja u sklopu, odnosno ispred ureĎaja za odvajanje arome.
Uz bojene materije, šećere i kiseline, aromatske materije su glavni nosioci senzorskih osobina
sirovine i preraĎevina, pa su veoma bitne za kvalitet kako sirovine tako i proizvoda. Pod aromom
sirovine i preraĎevina podrazumeva se smeša isparljivih jedinjenja koja daju nezamenljivu čulnu
karakteristiku odreĎene sirovine, odnosno proizvoda. U cilju sprečavanja ili smanjivanja
gubitaka arome u savremenim postrojenjima proizvodnje koncentrata obavlja se izdvajanje
arome uključivanjem u proces specijalno izgraĎenih ureĎaja tzv. hvatača arome.
Sok posle separacije i izdvajanja arome postaje kompleksan polidisperzni sistem koji pored
rastvorljivih šećera, kiselina, soli, taninskih i bojenih materija sadrţi manje ili veće količine
suspendovanog tkiva što zavisi od sirovine, načina pripreme, tehnike odvajanja soka itd. Za
dobijanje potpuno bistrog soka bez opalescencije i naknadnog zamućenja potrebno je odstraniti
sve one materije iz soka koje ga čine mutnim. Iz tih razloga potrebno je obaviti bistrenje i
filtraciju. Bistrenje je sloţen koloidno-hemijski proces koji moţe biti prirodni i veštački. Kada je
proces bistrenja obavljen, uključuje se pumpa koja bistru fazu povlači i dozira u ureĎaje za
filtraciju.
Filtracija je završna operacija u procesu obrade soka do bistrog soka. Ima za cilj da iz soka
odstrani one materije koje sok čine mutnim i nisu izdvojene tokom bistrenja. Uspešno izvedeno
bistrenje i filtacija garantuju potpuno bistar sok bez opalescencije i naknadnog zamućenja.
Nakon filtracije sledi koncentrisanje izbistrenog soka. U širem smislu, to je metoda
konzervisanja kod koje se povećana odrţivost postiţe uklanjanjem vode. Koncentrisanje se moţe
obaviti toplotom (uparavanjem), niskim temperaturama i primenom reversne osmoze.
Uparavanjem se voda iz soka izdvaja pomoću toplotne energije koja obezbeĎuje temperaturu
dovoljnu da zagreva vodu do temperature ključanja, čime se odreĎena količina vode odstranjuje
u obliku pare, a zaostaju ostali ugušćeni sastojci. Sok nastao na ovaj način zove se koncentrisani
sok ili koncentrat.
Nakon provere suve materije, koncentrisani sok se termički obraĎuje i posle hlaĎenja aseptički
pakuje u vreće. Posle pakovanja koncentrat se čuva u skladištu do upotrebe.
U pogonu “Slovan” Selenča nakon prihvata, pranja i sitnjenja plod cvekle se direktno presuje pri
čemu se izbegavaju termički tretmani (primarna termička obrada radi inaktivacije prirodnog
enzimatskog kompleksa na 80-90°C) kao i tokom depektinizacije (45-50°C). Na taj način se
dobije sok cvekle koji je bogat materijama koje imaju antioksidativno svojstvo (betanin,
vulgaksantin, polifenoli, vitamin C), što se moţe označiti kao “zdrava hrana”.
Pripremljen koren cvekle, isceĎen sok jabuke, pomešani u odgovarajućim odnosima, bez dodatka
šećera, bez korekcije, pasterizuju napunjeni u atraktivnu ambalţu.
1.6. Trop
Nakon proizvodnje soka i koncentrata od cvekle ostaje trop. Prinos soka je oko 60%, odnosno
zaostaje oko 40% tropa.
Sadrţaj vlage u tropu nakon proizvodnje soka kod cvekle je 82,4% (Peschel et al., 2006).
Najveći prinos ekstrakta dobijen je polarnim rastvaračima kao što su voda (20,1%) i metanol
(16,7%); manji prinosi dobijeni su etanolom (9,0%), acetonom (0,5%) i heksanom (0,4%)
(Peschel et al., 2006). Sadrţaj ukupnih fenola je najveći u acetonskom ekstraktu (150,58
mgGEA/g suvog ekstrakta, GEA-ekvivalenti galne kiseline), zatim heksanskom (124,15
mgGEA/g suvog ekstrakta), etanolnom (121,95 mgGEA/g suvog ekstrakta), vodenom (91,74
mgGEA/g suvog ekstrakta) i u metanolnom ekstraktu (86,99 mgGEA/g suvog ekstrakta)
(Peschel et al., 2006).
Zbog navedenih činjenica, iskorišćenje tropa zbog fenolnih jedinjenja i betalaina predstavlja
realnu potrebu.
Opšta šema proizvodnje sokova i koncentrata
2. HEMIJSKI SASTAV
Koren cvekle je bogat ugljenim hidratima, posebno saharozom. Sadrţaj proteina nije izraţen ali
su zastupljene najznačajnije aminokiseline. Sadrţi betaine značajne za sintezu holina u čovečjem
organizmu. Ističe se bogatstvo mineralnih materija, posebno Fe, K, Mn, Zn. TakoĎe je bogata
folatima, rastvorljivim i nerastvorljivim vlaknima i antioskidantima. (www.wikepedia.org).
Ugljeni hidrati su posle vode najzastupljeniji sastojci namirnica biljnog porekla. Čine 80% suve
materije voća i povrća te predstavljaju vaţan izvor energije i rezervnu hranu organizma. Svi
ugljeni hidrati se dele na monosaharide ili proste šećere, oligosaharide – koji se sastoje od dva ili
više monosaharida i polisaharide čiji se molekuli sastoje od mnogo molekula monosaharida.
Monosaharidi se prema broju ugljenikovih i kiseonikovih atoma dele na trioze, tetroze, pentoze,
heksoze itd. Od šestočlanih monosaharida u ljudskom organizmu se mogu naći: glukoza
(groţĎani šećer) kao najvaţniji monosaharid, fruktoza (voćni šećer), galaktoza i manoza.
Od oligosaharida sa stanovišta ishrane, najbitniji su disaharidi: maltoza, laktoza saharoza i
celobioza.
2.1. Sadržaj šećera (Rodríguez-Sevilla et al., 1999):
Šećer g/100g sirovine
Fruktoza 0,127
Glukoza 0,488
Saharoza 6,68
Ukupni šećeri 7,14-7,30
Od polisaharida najvaţniji su skrob koji se kao rezerva ugljenih hidrata nalazi u biljkama (zrna
ţitarica, krtole, podzemna stabla, korenje i sl.) i glikogen (ţivotinjski skrob) koji se kao rezerva
nalazi u animalnim, pa i u ljudskim ćelijama. Sa fiziološkog aspekta, bitno je napomenuti da u
polisaharide spadaju i celuloza, hemiceluloza, agar-agar kao i mnogi drugi.
Dijetetska vlakna (DV) se sastoje od biljnih jestivih polisaharida, lignina i srodnih supstanci
rezistentnih na varenje osnovnim enzimima ljudskog digestivnog trakta. Dijetetska vlakna
obuhvataju sve nesvarljive polisaharide, kao i voskove i lignin.
Uz nova saznanja i proširenu listu DV, odbor naučnika American Association of Cereal Chemist
(AACC) dozvolio je novu definiciju DV. Definicija uključuje nekoliko komponenata, koje
prema AOAC metodi ne pripadaju DV, a koje pokazuju slične fiziološke efekte. Dozvoljena
AACC definicija glasi: DV su jestivi delovi biljaka ili analogni ugljeni hidrati koji su rezistentni
na varenje i apsorpciju u tankom crevu čoveka, sa komplektnom ili delimičnom fermentacijom u
debelom crevu. DV obuhvataju polisaharide, oligosaharide, lignin i srodne biljne supstance. DV
pokazuju pozitivna fiziološka dejstva kao što su laksacija, i/ili smanjenje holesterola u krvi, i/ili
smanjenje glukoze u krvi. Komponente koje su definisane ovom definicijom su celuloza,
hemiceluloza, lignin, inulin, gume, modifikovana celuloza, sluzi, oligosaharidi, pektini, voskovi,
kutin i suberin.
2.2. Sadržaj dijetetskih vlakana u cvekli (Vollendorf & Marlett, 1993)
Sveţa cvekla
SM (%) 12,3
TDF (AOAC metod) (g/100g) 2,5
TDF (Uppsala metod) (g/100g) 2,1
IDF (Uppsala metod) (g/100g) 1,4
SDF (Uppsala metod) (g/100g) 0,7
Kuvana cvekla (Uppsala metod)
SDF
Hemiceluloza (g/100g SM) 2,3
Pektin (g/100g SM) 3,6
IDF
Hemoceluloza (g/100g SM) 4,2
Celuloza (g/100g SM) 5,7
Pektin (g/100g SM) 1,5
Lignin (g/100g SM) 0,2
TDF (Total Dietary Fibre) – ukupna rastvorljiva vlakna
SDF (Soluble Dietary Fibre) – rastvorljiva vlakna
IDF (Insoluble Dietary Fibre) – nerastvorljiva vlaka
Sadrţaj ukupnih ugljenih hidrata je 6,9g/100g sveţe cvekle
2.3. Nutritivni sastav cvekle
Nutritivne komponente Sadrţaj
Makro komponente
Energetska vrednost (kJ) 141
Slobodni ugljeni hidrati (g) 6,9
Ukupne masti (g) 0,1
Ukupni proteini (g) 1,0
Ugljeno-hidratne komponente
Ukupne organske kiseline (g) 0,2
Skrob (g) 0,1
Ukupni šećeri (g) 6,8
Saharoza (g) 6,5
Fruktoza (g) 0,1
Ukupna vlakna (g) 2,5
Vlakna liposolubilna (g) 1,2
Polisaharidi, ne-celulozni, hidroslubilni (g) 1,3
Glukoza (g) 0,2
Masti
Ukupne masne kiseline 0,2
Ukupne masne kiseline (g) 0,2
Ukupne zasićene masne kiseline (g) < 0,1
Ukupne, monozasićene cis masne kiseline (g) < 0,1
Ukupne, polizasićene masne kiseline (g) 0,2
Masne kiseline 18:2 cis, cis n-6
(linolna kiselina) (mg) 131
Masne kiseline 18:3, n-3
(α-linolna kiselina) (mg) 22
Ukupni steroli (mg) 17,1
Minerali
Natrijum (mg) 40,0
Soli (mg) 101,9
Kalijum (mg) 450,0
Magnezijum (mg) 20,0
Kalcijum (mg) 14,0
Fosfor (mg) 40,0
GvoţĎe (mg) 0,9
Cink (mg) 0,5
Jod (μg) 1,0
Selen (μg) 0,4
Vitamini
Vitamin A (μg) 0,6
Vitamin E (mg) < 0,1
Vitamin K (μg) 3,0
Vitamin C (mg) 10,0
Folna kiselina (HPLC) (μg) 150,0
Niacin (mg) 0,4
Riboflavin (mg) 0,05
Tiamin (B1) (mg) 0,03
Piridoksin (mg) 0,05
Karotenoidi (μg) 11,4
* Vrednosti se odnose na 100g sirove cvekle
Mineralne materije su neophodne za odrţavanje ţivota i izgradnju svakog organizma te s toga
predstavljaju veoma bitan sastojak svake namirnice. Voće i povrće se smatra veoma bogatim
izvorom ovih korisnih materija (0,3-2%), što im uz bogat vitaminski sastav daje posebnu
fiziološku vrednost. Sastav mineralnih materija voća i povrća čine pre svega metali: K, Ca, Na,
Mg, Fe, Mn, Al, zatim u manjoj meri: Cu, Zn, Mo, Co i još neki oligoelementi kao i nemetali: S,
P, Si, Cl, B, F. Pored navedenih „korisnih“ metala i nemetala, u sastav mineralnih materija voća i
povrća ulaze i tzv. toksični metali (Pb, As, Cd i Hg), koji u namirnice mogu dospeti preko
sredstava za zaštitu bilja, u toku tehnološkog procesa prerade i zbog reakcije sadrţaja sa
neispravnom ambalaţom. Maksimalno dozvoljena koncetracija toksičnih metala je regulisana
zakonskim procesima.
Sadrţaj mineralnih materija u sveţoj cvekle je 627,3 mg/100g, najviše su zastupljeni natrijum,
kalijum, magnezijum, kalcijum, gvoţĎe, fosfor, cink, jod i selen (www.finelli.fi).
Vitamini su organska jedinjenja koja ljudski organizam ne sintetiše a koja su neophodna za
odrţavanje ţivota. Nemaju gradivnu niti energetsku ulogu, ali učestvuju u pretvaranju energije i
regulaciji metabolizma strukturnih jedinjenja. Vitamini su veoma vaţni sastojci voća i povrća i u
kombinaciji sa mineralnim materijama čine ove namirnice fiziološki veoma vrednim. Zadatak
svakog tehnološkog procesa je da ih sačuva u najvećoj mogućoj meri. Prema rastvorljivosti,
vitamini se dele u dve grupe: rastvorljivi u vodi (hidrosolubilni) i rastvorljivi u mastima
(liposolubilni). Vitamini koji se najčešće nalaze u voću i povrću su: vitamin C (L-askorbinska
kiselina), vitamin A (β-karoten), B1 (tiamin), B2 (riboflavin), B6 (piridoksin), B3 (pantotenska
kiselina), H (biotin), PP (nikotinska kiselina), D, E itd.
Cvekla sadrţi vitamin C u korenu (10 mg/100g), dok je nadzemni deo odličan izvor vitamina A,
sadrţi još vitamin E, K, B1, B2 i B6 (www.finelli.fi).
Sadrţaj ukupnih vitamina je 13,7914 mg/100g sveţe cvekle (www.fineli.fi).
Lipidi su organska jedinjenja čija karakteristika je da se rastvaraju u organskim rastvaračima. U
analitici ţivotnih namirnica, pod pojmom lipidi se podrazumevaju sve materije koje se iz nekog
materijala ekstrahuju bezvodnim etrom, a koje posle jednočasovnog sušenja u sušnici ne ispare
(Vračar, 2001). Ekstrakt lipida sadrţi masti i druge slične supstance (voskovi, sloţeni lipidi,
slobodne masne kiseline, steroli, vitamin, eterična ulja, plastidni pigmenti i sl.). Kod većine
namirnica sadrţaj lipida praktično odgovara sadrţaju masti s obzirom na neznatan sadrţaj
pratećih sličnih supstanci. Na osnovu sadrţaja masti namirnica ocenjuje se njihova energetska
vrednost. Izuzev semena i nekih plodova koji sadrţe znatne količine masti, namirnice biljnog
porekla koje se koriste u ishrani, sadrţe malu količinu masti (0,1-1%).
Sadrţaj lipida je 0,1 g/100g sveţe cvekle (www.finelli.fi ).
Proteini su visokomolekularna, kompleksna organska jedinjenja, sastavljena od velikog broja
aminokiselina i predstavljaju najvaţniji sastojak ţive materije. Aminokiseline delimo na
esencijalne (organizam ih ne moţe sintetisati) i neesencijalne (organizam ih sintetiše). Biološka
vrednost namirnice se ceni po sadrţaju esencijalnih aminokiselina. Fiziološka uloga im je pre
svega gradivna. Ako u ishrani nedostaje samo jedna aminokiselina, sinteza proteina je
onemogućena. Najčešće se odreĎuje ukupan sadrţaj proteina, a samo u nekim slučajevima
sadrţaj pojedinih proteina.
Sadrţaj proteina u sveţoj cvekli je 1,0g/100g
2.4. Slobodni radikali i antioksidanti
Pigmenti cvekle imaju snaţno antioksidativno dejstvo.
Slobodni radikali su atomi, joni i molekuli koji sadrţe jedan ili više nesparenih elektrona, koji,
kada prestanu da kruţe oko jezgra atoma, postaju prilično „agresivni“ i oštećuju sve na svom
putu. Nastaju homolitičkim raskidanjem kovalentnih veza u organskim molekulima ili prenosom
jednog elektrona na molekul (jon).
Slobodni radikali mogu nastati:
fotolizom,
termolizom (sagorevanjem ili zagrevanjem),
elektromagnetnom radijacijom (dejstvom X- ili γ- zračenja),
redoks reakcijama,
hemijskim procesima (najčešće reakcijom kiseonika i slobodnih radikala) .
Slobodnoradikalske reakcije su lančane i započinju ih inicijatori. Početni stadijum ovih reakcija
je faza inicijacije u toku koje nastaje nova slobodnoradikalska vrsta. Sledeća faza je faza
propagacije u toku koje slobodni radikali nastali u prvoj fazi reaguju sa novim molekulima
gradeći nove slobodne radikale. Poslednja faza, tj. završetak ovih lančanih reakcija je faza
terminacije, kada nastaju neaktivni, neradikalski proizvodi (Tumbas, 2005).
U normalnim uslovima, nastajanje slobodnih radikala je u ravnoteţi sa endogenim
antioksidativnim sistemom odbrane ćelije. Pri nekontrolisanom stvaranju slobodnih radikala,
moţe se premašiti antioksidativni kapacitet ćelije i tada nastaje tzv. oksidativni stres. To je stanje
u kome je ravnoteţa izmeĎu prooksidanata i antioksidanata u ćeliji, pomerena u pravcu
prooksidanata (Halliwell, 1985).
Slobodni radikali „uzimajući“ elektrone od susednih molekula, oštećuju ćelije i tkiva i zbog toga
izazivaju mnoge patološke promene i obolenja: artritis, pankreatitis,hemolitičku anemiju,
Parkinsonovu bolest, Kronovu bolest itd. Dovode do oštećenja proteina, lipida, ugljenih hidrata i
DNK (Diplock i sar., 1998).
Malo je poznato da je kiseonik potencijalni čovekov neprijatelj. On je većini organizama na
Zemlji neophodan za ţivot, ali zbog svoje velike reaktivnosti, sklon je stvaranju slobodnih
radikala i toksičnih kiseoničnih vrsta (ROS). Zbog toga, u našem organizmu postoji kompleksna
mreţa antioksidativnih metabolita i enzima, koji zajedno sprečavaju formiranje reaktivnih
metabolita ili ih uklanjaju pre nego što oštete vitalne funkcije ćelije (www. en. wikipedia.com).
To su endogeni antioksidansi (npr. ţenski polni hormoni, koenzim Q, fermenti superoksida
dizmutaze, katalaze, glutatjon itd.).
Iako naše telo stvara mnogo antioksidanata, to nije dovoljno da se ono izbori sa svim slobodnim
radikalima. Zbog toga je neophodno antioksidante unositi i sa hranom (egzogeni).
Antioksidansima su bogati: voće i povrće, ţitarice, mahunarke, orasi (tabela 3).
Tabela. Antioksidansi i namirnice u kojima se nalaze
Antioksidant Hrana sa visokim sadrţajem antioksidansa
Vitamin C voće i povrće
Vitamin E (tokoferol) ulje povrća
Polifenoli (flavonoidi, resveratrol) kafa, čaj, soja, čokolada, origano,
crveno vino, cimet, maslinovo ulje
Karotenoidi (likopen, karoteni) voće i povrće
Antioksidansi su supstance koje, u malim koncentracijama, usporavaju ili sprečavaju reakcije
oksidacije kojima se stvaraju slobodni radikali
Mišljenje mnogih naučnika je, da su antioksidanti redukujuća sredstva koja i sama lako oksiduju
i zato uspešno dovode do terminacije lančanih reakcija oksidacije. Postoje razni mehanizmi
njihovog delovanja:
deluju kao hvatači („skevindţeri“) slobodnih radikala,
daju elektrone i redukuju neka jedinjenja,
razgraĎuju hidroperokside lipida koji su nastali u fazi propagacije,
eliminišu dejstvo singletnih oblika kiseonika,
inhibiraju neke enzime,
pokazuju sinergetske efekte (Weber, 1996).
Prema načinu delovanja, antioksidanti se dele na:
primarne,
sekundarne,
tercijarne.
Prema poreklu, dele se na:
sintetske,
prirodne.
Prema funkciji koju obavljaju u organizmu:
preventivni,
kao hvatači slobodnih radikala,
antioksidantni enzimi koji obnavljaju strukturu ćelije,
adaptivni.
U najvaţnije prirodne antioksidanse se ubrajaju vitamin C i E, vitamin B3 u formi niacina,
vitamini B2 i B6, koenzim Q, β-karoten, likopen, lutein, fenolna jedinjenja.
.
.
2.5. Fenolna jedinjenja cvekle
Cvekla je bogat izvor fenolnih jedinjenja, galne, p-kumarinske, ferulne, vanilinske, p-hidroksi
benzoeve i siringinske kiseline (Pirjo Mattila i sar., 2006).
Fenolna jedinjenja ili polifenoli, su najrasprostranjeniji sekundarni metaboliti biljaka koji se zbog
svoje arome i lekovitosti upotrebljavaju u medicini, farmaceutskoj, kozmetičkoj i prehrambenoj
industriji.
Polifenoli čine najbrojniju grupu jedinjenja sa visokom antioksidativnom aktivnošću. Ova
jedinjenja u svom sastavu imaju bar jedan aromatični prsten sa jednom ili više hidroksilnih
grupa. Šematski se opšta struktura polifenola moţe prikazati na sledeći način:
Slika Rezonantna stabilizacija radikala koji nastaje iz fenola
Smatra se, da je antioksidativna aktivnost, posledica sposobnosti polifenola da budu donori
vodonikovih atoma i da pri tome uklanjaju slobodne radikale uz formiranje manje reaktivnih
fenoksil – radikala (slika 1). Ovi radikali su stabilniji zbog delokalizacije elektrona i postojanja
više rezonantnih formi. Što je stabilnost nastalog fenoksil radikala veća, to je veća mogućnost
nastanka rekombinantnih reakcija, koje dovode do terminacije slobodnoradikalskih reakcija.
U zavisnosti od strukture, fenolna jedinjenja u biljkama mogu nastati:
putem šikimske kiseline,
acetogeninskim putem,
mešovitim biosintetskim putem.
Najvaţniji put biosinteze aromatičnih jedinjenja u višim biljkama je ciklus šikimske kiseline.
Ova kiselina je izolovana iz biljaka familije Illicium, mnogo godina pre nego što je otkrivena
njena uloga u metabolizmu. Tokom ciklusa šikimske kiseline sintetišu se aromatične
aminokiseline (L-fenilalanin, L-tirozin i L-triptofan), esencijalni kofaktori (folna kiselina), vaţne
strukturne materije (lignin) i veliki broj sekundarnih metabolita (fenilpropanoidi, alkaloidi,
antibiotici i dr.). Deaminacijom nastalih aminokiselina nastaju cimetna kiselina i sva jedinjenja
koja imaju strukturu fenil-propana. Sloţenim hemijskim reakcijama iz ovih proizvoda nastaju i
druge grupe fenolnih jedinjenja.
Postoje različite klasifikacije polifenola. U tabeli 10 navedena je klasifikacija fenolnih jedinjenja
na osnovu broja konstitutivnih ugljenikovih atoma osnovnog skeleta fenola.
2.5.1. Podela fenolnih jedinjenja
Osnovni skelet Klasa Jedinjenje
C6
Prosti fenoli Katehol,hidrohinon,rezorcinol
Benzohinoni
C6-C1 Fenolne kiseline p-hidroksibenzoeva kiselina
C6-C2 Fenilsirćetne
kiseline p-hidroksifenilsirćetna
C6-C3
Cimetne kiseline Kafena kiselina, ferulna kiselina
Fenilpropeni Eugenol, miristicin
Kumarini Umbeliferon, eskuletin, skopolin
Hromoni Eugenin
C6-C4 Naftohinoni Juglon
C6-C1-C6 Ksantoni Mangostin, magniferin
C6-C2-C6 Stilbeni Razveratrol
Antrahinoni Emodin
C6-C3-C6
Flavonoidi
Flavoni Apigenin, luteolin,sinensitin,nobiletin,
izosinensitin,tangeretin,diosmin
Flavonoli Kvarcetin, kamferol
Flavonol glikozidi Rutin
Flavanoli Dihidrokvarcetin i dihidrokamferol glikozidi
Flavanoni Hesperidin, naringenin
Flavanon glikozidi Hesperidin, neohesperidin, narirutin, naringinin, eriocitrin
Antocijanini Glikozidi peralgonidina, peonidina, delfinidina,
petunidina, cijanidina
Katehini Katehin, epikatehin, galokatehin, epigalokatehin
Halkoni Floridţin, arbutin, halkonarigenin
(C6-C3)2 Lignini Pinorezinol
(C6-C3-C6)2 Biflavonoidi Agatisflavon, amentoflavon
Fenolna jedinjenja nisu ravnomerno rasprostranjena u biljnim tkivima. Najznačajniji izvori
fenolnih jedinjenja, a time i izvori antioksidanata su razni napici (zeleni i crni čaj, crno vino,
pivo, kafa, voćni sokovi), kakao, crna čokolada, lešnik, badem, kikiriki i drugo jezgrasto voće,
šljive, groţĎe, jabuke, borovnice, brusnice, maline, kupine, masline, soja, integralne ţitarice,
brokoli, paštrnak, kupus, luk, celer itd. U tabeli 5 prikazana je zastupljenost fenolnih jedinjenja u
prirodnim proizvodima.
2.5.2. Prirodni izvori fenolnih jedinjenja (Sakakibara, 2003)
Klasa Primer Izvor
Prosti fenoli Hlorogenska,kafena, galna, ferulna
kiselina
veoma rasprostranjeni, naročito u
krtolastom povrću
Glikozidi flavona i
flavonola
Apigenin, luteolin, kvercetin,
kamferol, glikozidi miricetina lisnato povrće
Aglikoni flavona i
flavonola Apigenin, luteolin, galangin peršun, celer, prokelj i biljke
Izoflavoni Genistein, daidţein i njihovi
glikozidi soja
Flavanoni Naringenin i glikozidi hesperidina citrus voće
Katehini Epigalokatehin, epigalokatehingalat,
galokatehin čajevi i kakao
Antocijani Pelargonidin, cijanidin,
malvidin,delfinidin
obojeni prirodni proizvodi:
patlidţan,borovnica,crna soja
Antrahinoni Emodin, hrizofanol, rein krušina, sena, aloja
Od ukupne količine unetih fenolnih jedinjenja u organizam, jedna trećina su fenolne kiseline, a
dve trećine flavonoidi.
.
2.6. Betalaini
Visok sadrţaj betalaina u cvekli je posebno značajan, jer ova supstanca sluţi kao polazna osnova
u sintezi holina, koji predstavlja jednu od najaktivnijih supstanci u organizmu. Betalaini su
glavni pigmenti cvekle.
2.7. Klasifikacija i biosinteza
Termin betalaini (lat. beta=beet) usvojen je 1968. za ţute i crvene N-heterociklične pigmente
ploda kruške i cvekle, koji su do tada greškom zvani flavocijani ( betaksantini, grčki : xanthos=
ţuto ) i azotni antocijani (betacijani, grčki : kyaneous=plavo). 1963. i 1964., betanin i indiksantin
su bili prvi betacijanin i betaksantin čija je struktura odreĎena iz cvekle ( Beta vulgaris L. ) i
ploda kruške ( Opuntia ficus indica [L.] Mill ). Godinu dana kasnije betalainska kiselina je
predloţena za njihov zajednički biosintetički prekursor.
Betalaini predstavljaju azotne derivate betalainske kiseline i podeljeni su na crveno-ljubičaste
betacijane i ţuto-narandţaste betaksantine. Zanimljivo je da antocijani i betalaini isključuju jedni
druge – nisu nikada naĎeni u istoj biljci zajedno. Vogt je izneo dokaz da su se betalaini pojavili
posle antocijana na skali evolucije. Ove činjenice ukazuju na to da antocijani i betalaini
zamenjuju jedni druge u odreĎenim funkcijama u biljnom tkivu kao što su polarno privlačenje,
antioksidativni potencijal i zaštita od ultraviolentne ( UV ) svetlosti. Obe klase pigmenata imaju
put šikimske kiseline, vodeći do tirozina ( betalaini ) ili fenilalanina ( antocijani ).
Boja antocijana je od narandţaste ( pelargonidin ), crvene ( cijanidin ) do plave ( delfinidin ),
betalaini se mogu podeliti u ţuto-narandţaste ( betaksantin ) i crveno-ljubičaste strukture (
betacijani ). TakoĎe, biljke koje sadrţe betalaine mogu sadrţati i leukoantocijane i proantocijane,
ali uz nedostatak enzimske mogućnosti da generiše 3-hidroksi-antocijane.
Put betalaina se deli u tri glavna pravca, prvi vodi do cyclo-dopa i njegovih glukozida. Posle
cepanja dopa, 4,5-secodopa ili 2,3-secodopa je proizveden, kasnije dovodi do izomera
betalaminske kiseline muscaflavin, tipičan za Hygrophorus, Hygrocybe i Amanita rodove.
Tipična putanja viših biljaka se nastavlja 4,5-secodopa strukture uglavnom dajući betalaminsku
kiselinu, ključni prekursor za većinu betacijana i betaksantina. Još uvek nije objašnjeno da li je
kondenzacija aminokiselina ili amina sa betalaminskom kiselinom u betaksantine spontana ili je
kontrolisana enzimima. Za betacijane, aktuelna istraţivanja treba da pokaţu da li je cyclo-dopa
glikolizovan pre ili posle kondenzacije sa betalainskom kiselinom.
.
2.7.1 Fizičke i hemijske karakteristike
Betalaini su biljni pigmenti u vakuolama. Imaju hidrofilnu prirodu. Voda je najbolji rastvarač, a
blago su rastvorljivi u etanolu i metanolu. U poreĎenju sa antocijanima, betalaini su polarniji, što
se ispoljava kraćim retencionim vremenom (RP-HPLC) i niţom rastvorljivošću u alkoholnim
rastvorima. Razlika u polarnosti se koristi za razdvajanje antocijana od betalaina na RP-18
kertridţu solid-phase ekstrakcijom.
Koeficijenti ekstinkcije antocijana su manji nego betalaina (11300 L/mol cm – 29000 L/mol cm)
za najčešće antocijan-3-glikozide, dok je za betaksantine i betacijane 48000 L/mol cm i 60000
L/mol cm.
Betalaini su osetljivi na prisustvo metala, sumpor-dioksida, svetlost, visoku vodenu aktivnost,
enzimsku aktivnost, pH i povišene temperature. Betaksantini su najstabilniji na pH 5,5 do 7.
Betacijani su najstabilniji na pH 5-6, a betalaminska kiselina ostaje netaknuta na pH 9.
Degradacija betalaina pod drugim pH vrednostima nije istraţena.
.
2.7.2. Rasprostranjenost, stabilnost i modifikacija posle berbe
Betalaini su N-heterociklični pigmenti, rastvorljivi u vodi. Nalaze se u vakuolama. Njihov
prekursor je betalaminska kiselina koja se sastoji od 1,7-diazoheptametin sistema. Betalaminska
kiselina moţe da se kondenzuje sa cyclo-dopa dajući betanidin, prekursor aglikon crvenih
betacijana. Betanidin moţe biti glikolizovan i/ili acilovan, dajući 29 struktura. Zbog
stereoizomerizma na C15 njihov broj je udvostručen, izuzev za neobetanin (14, 15-
dehidrobetanin) koji nema hiralni centar na C15.
Ţuti analozi, betaksantini, sastoje se od betalaminske kiseline sa aminokiselinama ili aminima,
rezultujući 26 struktura.
2.7.3. Distribucija, prirodna funkcija i delovanje
Betalaini se javljaju u 13 familija Caryophyllales i nikada se ne javljaju u istoj biljci istovremeno
sa antocijanima. Oni se nalaze u nekim rodovima viših gljiva (Amanita, Hygrocybe,
Hygrophorus). U jestivim biljkama se betalaini javljaju u ograničenoj količini u odnosu na
antocijane.
.
2.8. Stabilnost i modifikacija posle branja
Mogu se razlikovati dve grupe faktora koji utiču na stabilnost betalaina. Prvi su endogeni faktori,
kao što su biljni enzimi polifenoloksidaze, peroksidaze i ß-glukozidaze. Ostali faktori koji utiču
na boju betalaina su ekstrakcioni medijum, temperatura, kiseonik i pH.
2.8.1. pH vrednost
Betalaini su najstabilniji u oblasti pH 3 do 7. Betalaini cvekle su najstabilniji na pH 5,5 do 6.
Vrednost pH ispod 3 uzrokuju gubitak boje. U baznoj sredini, betalaini će se raspasti na njihove
biosintetičke prekursore, betalaminsku kiselinu i cyclo-dopa (betacijane) ili amino komponente
(betaksantine), dalje vodeći ka potpunom izbeljivanju. Betacijani su postojaniji u baznoj sredini,
a betaksantini u neutralnoj pH sredini. Betalaini su pogodniji za niskokiselu hranu, kao što su
mlečni i mesni proizvodi, kao i sladoled.aw vrednost
Kao i kod ostalih prirodnih boja, aktivnost vode je štetna za za stabilnost boje. Povećanjem
sadrţaja vode biće povećana i mobilnost komponenti hrane i rastvoljivost kiseonika, vodeći ka
nestabilnosti betalaina. Kao posledica ovog, betalaini se mogu koristiti za voćna punjenja,
kremove, instant proizvode, kao što su supe. Priprema boje je obično koncentrovanjem ili sušeno
raspršivanjem do najmanje 65ºBx, da bi se obezbedila maksimalna stabilnost tokom transporta i
skladištenja.
2.8.2. Endogeni i egzogeni enzimi
Uloga ß-glukozidaze na betalaine je jasna, dok polifenoloksidaze i peroksidaze je manje
razjašnjena. Glikozidi betacijana se mogu rascepati u odgovarajuće aglikone, koji mogu kasnije
biti nestabilni i dalje se mogu oksidovati.
Mikroorganizmi korišćeni za denitrifikaciju i uklanjanje šećera pre koncentrovanja ili
fermentacije mlečnom kiselinom moţe biti treći izvor cepanja glikozida. Polifenoloksidaze i
peroksidaze bilnog tkiva mogu biti inaktivirane jedino toplotom. Period izmeĎu gnječenja i
filtriranja soka treba da bude što kraći. Peroksidaze utiču na stabilnost betalaina formiranjem
radikala, a polifenoloksidaze oksiduju aglikone betalaina i prateće fenole. Konačno,
zakišeljavanje predstavlja odličan način za dezaktiviranje endogenih enzima.
2.8.3. Metalni joni
Metalni joni koji uzrokuju gubitak boje betalaina su Sn2+, Al 3+, Ni2+ , Cr 2+, Fe 2+, Fe 3+ i
Cu 2+ (poslednja dva su najštetnija). Metalni joni mogu biti sa ploda, zemljišta ili mašina za
obradu. Na prvi izvor se teško moţe uticati, dok se na drugi moţe uticati snaţnim pranjem.
Potencijalna kontaminacija ne bi trebala da bude problem, kada se koristi odgovarajuća oprema.
Da bi se smanjila oksidacija metalnim jonima, preporučuje se upotreba limunske kiseline za
zakišeljavanje i kao helirajući agens u proizvodnji pigmenata.
2.8.4. Kiseonik
Kiseonik je osnova za sve gore pomenute oksidativne enzime. Katalizuje metalom uzrokovanu
oksidaciju i direktno utiče na stabilnost betalaina, posebno izvan optimuma pH. Obogaćivanje
azotom se moţe preporučiti, ali retko se primenjuje. Rastvorljivost kiseonika u vodi je
poboljšana kada je sniţena temperatura vode. Oksidacija se odvija sporije u hladnom okruţenju,
poboljšavajući celokupnu retenciju pigmenata.
2.8.5. Svetlost
U biljnom tkivu, betalaini kao UV-filteri brzo absorbuju svetlosnu energiju. Betalaini se
degradiraju kada su izloţeni svetlosti, posebno u prisustvu kiseonika i van optimalnog opsega
pH. Proizvodnja i skladištenje treba da budu izvedeni bez izlaganja svetlosti. Proizvodi koji se
prodaju u providnom pakovanju, treba da budu testirani u odgovarajućim uslovima. TakoĎe,
treba uzeti u obzir da izlaganje proizvoda svetlosti zagreva proizvod. Zanimljivo, uticaj svetlosti
se jedino meri ispod 25ºC.
2.8.6. Temperatura
Temperatura je najpresudniji faktor stabilnost betalaina. Termička obrada je poţeljna za
inaktivaciju enzima i sprečavanje mikrobiološkog kvarenja. Preparatima iznad pH 4,3, kao što su
cvekla ili plod kruške se dodaje limunska kiselina do pH 4, da bi se sprečio uticaj uslova
sterilizacije. Pasterizacija ispod 100ºC je dovoljna da bi se postigla mikrobiološka stabilnost.
Degradacija betalaina je iznad 30ºC, gubitak boje tokom obrade je neizbeţan (Socaciu, 2007).
3. BOJENE MATERIJE U CVEKLI
.
Nadzemni delovi kultivisanih cvekli (Beta vulgaris) su tipično zelene boje, dok su podzemni
delovi bele, ţute ili crvene boje. Većina cvekli ima crven koren, u nijansama od tamno-crveno
purpurne do svetlo cinober, ali neke vrste takoĎe imaju narandţasto, ţuto ili belo korenje. Ove
razlike u boji su usled različite količine pigmenata (betalaina) koji su karakteristični za cveklu.
Cvekla crvena (E-162) ili betanin se koristi kao prehrambena boja, dok se sok cvekle koristi kao
prirodna boja za tkanine. Betainska jedinjenja takoĎe doprinose značaju cvekle kao zdravog
povrća.
Postoje četiri osnovne klase biljnih pigmenata: hlorofili, karotenoidi, flavonoidi i betalaini.
Hlorofil i karotenoidi su nerastvorljivi u vodi i nalaze se u ćelijskim organelama. Kada su
organele obojene pigmentima, zovu se još i hromoplastima.
Hloroplasti su plavo-zeleni ili ţuto-zeleni pigmenti koji se u glavnom nalaze u hloroplastima.
Hlorofili su pigmenti koji primarno apsorbuju svetlost i uključeni su u proces fotosinteze.
Nijihiva osnovna uloga je apsorpcija svetlosne energije i njena konverzija u hemijsku energiju.
Karotenoidi takodje apsorbuju svetlosnu energiju i deluju tako što sprečavaju degradaciju
molekula hlorofila u hloroplastima. Karotenoidi mogu biti crvene, narandţaste, ţute ili mrke
boje.
Flavonoidi i betalaini su u vodi rastvorljivi pigmenti koji se nalaze u vakuolama i meĎućelijskom
prostoru. Flavonoidi su ţuti, naradţasti, crveni i plavi pigmenti.
Betalaini su grupa pigmenata koji u molekulu sadrţe azot. Mogu biti ţute, naradţaste, ruţičaste,
crvene i purpurne boje. Za razliku od ostale tri grupe pigmenata, betalaini imaju ograničenu
rasprostranjenost.
Molekul betalaina
Betalaini su prvi put izolovani iz crvenog korena Beta vulgaris, prema kojoj je ova klasa
pigmenata i dobila ime. Trenutno postoji preko 50 poznatih molekula betalain pigmenata, koji se
nalaze u cvetovima, voću, izdancima i korenju. Betalaini su podeljeni na dve strukturne grupe:
crveno-ljubičasti betacijanini i ţuti betaksantini. Betacijanini su izvedeni iz dva aglikona:
betanidina (I) i izobetanidina (II). Sadrţaj i vrste betacijanina se nalaze u tabeli 9. Betaksantin je
ţute boje.
Molekuli betanidina (I) i izobetanidina (II)
Molekul betaksantina
Cvekla sadrţi kompleksnu smešu betalain pigmenata. MeĎutim, karakteristična purpurno-crven-
ljubičasta boja cvekle je u glavnom od betacijanina poznatih kao betanin.
Molekul betanina
Betacijanini su stabilniji od betaksantina na 25°C (Kujala et al., 2002). Sadrţaj betanina je veći u
pokoţici nego u mesu cvekle (Kujala et al., 2002), što se moţe videti u tabeli 8.
Sadržaj betanina u delovima korena cvekle (mg/g SM) (Kujala et al., 2002)
Deo biljke Betanin Vulgaksantin I i II Izobetanin
Pokožica 3,8-7,6 1,4-4,3 1,2-3,1
Meso 2,9-5,2 1,5-4,0 0,02-0,4
Vrste betacijanina u cvekli (g/kg) (Gasztonyi et al., 2001)
Vrsta Betanin Isobetanin Betanidin Isobetanidin
Bonel 0,50 O,27 0,04 0,01
Nero 0,41 0,13 0,03 0,01
Favorit 0,49 0,24 0,05 0,02
Rubin 0,46 0,25 0,07 0,03
Detroit 0,44 0,21 0,05 0,01
Posle betanina, ţuti betaksantini i vulgaksantin-I i vulgaksantin-II su najznačajniji pigmenti
cvekle. Vrste ţutih pigmenata i njihov sadrţaj u cvekli nalazi se u tabeli 10.
Vrste žutih pigmenata u cvekli (g/kg) (Gasztonyi et al., 2001)
Podtipovi Vulgaksantin I Vulgaksantin II
Bonel 0,42 0,06
Nero 0,32 0,03
Favorit 0,41 0,03
Rubin 0,36 0,03
Detrit 0,37 0,04
Izrazito svetli i tamni prstenovi obično su vidljivi kada se cvekla poprečno preseče. Ovo je
posledica različite količine pigmenata u vaskularnom sistemu i skladišnom tkivu korena.
Vaskularni sistem se vidi kao tamni prstenovi usled velike količine pigmenata, dok skladišno
tkivo izgleda kao svetliji prstenovi. Betanin se na deklaraciji namirnica u Evropi navodi kao E-
162.
.
3.1. Primena i stabilnost pigmenata
Ekspertski tim FAO i WHO preporučio je primenu proizvoda od cvekle u mlečnim proizvodima,
pastama, sveţem mesu, dečjoj hrani, voćnim sokovima, nektarima, vinima itd. (Vargas & Lopez,
2003). Najpogodniji su za primenu u prehrambenim proizvodima koji se podvrgavaju
minimalnoj toplotnoj obradi, kratke odrţivosti, pakovanih u sušenom obliku pod smanjenom
količinom kiseonika, svetlosti i vlage.
Bojene materije cvekle se široko primenjuju zbog svoje stabilnosti u vodenoj sredini. Istraţivanja
su pokazala da je betanin termolabilan i da njegova toplotna stabilnost zavisi od pH i kiseonika.
Uklanjanje kiseonika povećava njegovu toplotnu stabilnost. MeĎutim, veoma je teško razjasniti
stabilnost pigmenata, pošto veliki broj faktora utiču na njihovo ponašanje.
Izlaganje rastvora betanina svetlosti na 25oC znatno je uticalo na njegovu stabilnost, dok je na
55oC degradacija usled delovanja toplote bila toliko izraţena da je izloţenost svetlu postala
zanemarljiva. Takodje, degradacija betanina u rastvoru je delimično reverzibilan proces (Pedreno
& Escribano, 2001).
.
3.2. Potamnjivanje
Posledica promene bojenih materija je stvaranje različitih produkata koji menjaju prirodnu boju
sirovina. Promene se javljaju već pri prijemu sirovine, nastavljaju se tokom prerade i skladištenja
finalnog proizvoda. U zavisnosti na koji način nastaju i kako se ispoljavaju, promene mogu biti
enzimatske i neenzimatske.
3.2.1. Enzimatsko potamnjivanje se javlja kao rezultat katalize enzima koji su prisutni u
voću i povrću. Ono se lako uočava za razliku od neenzimatskog jer se javlja već u prvim fazama
prerade. Različiti produkti koji nastaju ovim procesima predstavljaju osnovu za dalju razgradnju.
3.2.2. Neenzimatske promene se slabije zapaţaju i teku uporedo sa enzimatskim. Ove
promene se sporije odigravaju i zapaţaju se tek nakon duţeg skladištenja finalnog proizvoda.
Prilikom toplotnih operacija pri preradi i konzervisanju voća, dolazi do hemijskih reakcija čiji je
rezultat nastajanje jedinjenja koja imaju mrku-ţutu boju. Prisustvo ovih jedinjenja uslovljava
promenu boje i ukusa proizvoda u većoj ili manjoj meri. Sve ove hemijske promene, koje
prvenstveno utiču na boju, nazivaju se zajedničkim imenom potamnjivanje.
Prema dosada poznatim podacima, potamnjivanje uključuje tri vrste reakcija: amino-karbonil
reakcije, karamelizaciju i oksidativne reakcije.
Najčešća i veoma poznata reakcija, poznata pod nazivom Maillard-ova reakcija, obuhvata
reakciju šećera, aldehida, ketona i jedinjenja sa aldehidnom i keto grupom, sa jedinjenjima koja
sadrţe amino grupu, aminima, amino-kiselinama, peptidima i proteinima.
4. STATISTIČKI PODACI
Ne postoje precizni statistički podati o proizvodnji cvekle u srbiji. Najveći proizvoĎač i
preraĎivač na ovim prostorima je Zdravo d.o.o. iz Selenče. U zapadnoj Evropi se godišnje
proizvede više od 200.000 tona cvekle (Beta vulgaris L. ssp. Vulgaris, Chenopodiaceae), od čega
se 90% konzumira kao povrće, dok se preostali deo preraĎuje u sok i prehrambenu boju.
Visina početnih ulaganja za 1ha:
Material:
seme 7kg x 3000din = 21.000 din
djubrivo 350kg 15x15x15 mpk x 50din = 17,500 din
djubrivo 350kg 24x8x16 x 70 din = 24,500din
zaštita 1.4l (dual gold) x 2200din = 3080din
zaštita 8kg (force) x 400din = 3200din
zaštita 0.3l (fastak) x 6000 din = 1800din
zaštita 0.8l (lontrel) x 3000din = 2400din
zaštita 2l (kletoks) x 1200din = 2400din
zaštita 0.75l (amistar ekstra) x 8500din = 6375din
ukupno za materijal 82.255 din + ostali troškovi 18.000 din = 102.255 din
Usluge:
bacanje veštačkog Ďubriva 4000din
oranje 24.000din
bacanje veštačkog Ďubriva 4000 din
setvo spremanje 10.000 din
setva 8.000 din
prskanje x 6 = 48.000din
vaĎenje 60.000 din
prevoz 2.000 din
nadnice 40.000 din
ukupno za usluge 200.000 din
Cene obrade zemljišta uzete sui z cenovnika Zadruţnog saveza Vojvodine.
4.1 Prelomna tačka rentabilnosti
.
UP = 500.000,00 din
Tu = 60%
Tp = 40%
Tf = 20%
Q = 10.000,00 kg
C = 50 din/kg
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
0 100
UP - Ukupan prihod
Tu - ukupni troškovi
Tp - promenljivi troškovi
Tf - fiksni troškovi
5. ZAKLJUČAK
Najbolje prinose cvekla daje na plodnim, dubokim zemljištima, bogatim organskim materijama.
Pogodna su aluvijalna zemljišta i černozem, dok na teškim, zbijenim zemljištima prisutna je
pojava deformacije korena, slabiji prinos i pogoršan kvalitet. Cvekla je osetljiva i na reakciju
zemljišta, najviše joj odgovara pH 6,5-7,0. Na kiselim zemljištima prinos je mali, a kvalitet
pogoršan
Zbog svoje crvene boje cvekla je u narodu od davnina bila poznata kao sredstvo za stvaranje krvi
i poboljšanje njenog sastava. Ona je jedno od najboljih sredstava za lečenje anemije, jer utiče na
povećanje broja crvenih krvnih zrnaca. U tu svrhu je potrebno dnevno uzimati po 100gr sveţe
renderisane cvekle ili po 50gr sveţe ceĎenog soka zaslaĎenog medom. Na brojnim primerima
smo videli kako je cvekla opšte prihvaćena u našem društvu i prisutna na trţištu. Razne su
mogućnosti u proizvodnji, od polu proizvoda pa do gotovih proizvoda kao što su: pasterizovana
cvekla, sušena cvekla, sok i koncentrat od cvekle, trop i drugi.Svakako je prava kultura za
započinjanje malog, srednjeg ili velikog biznisa.
6. LITERATURA
1. fineli.fi
2. Gordana Niketid-Aleksid, (1998): Tehnologija voda i povrda, Naučna knjiga, Beograd
3. Lazic, B., Djurovka, M., Markovic, V., Ilin, Z. (1998): Povrtarstvo. Univerzitet u Novom Sadu,
Poljoprivredni fakultet
4. Pravilnik o kvalitetu proizvoda od voda, povrda, pečurki i pektinskih preparata, Sl. list SFRJ 1/79
5. Vračar, Lj. (2001): Priručnik za kontrolu kvaliteta svežeg i prerađenog voda, povrda, pečurki i
bezalkoholnih pida. Tehnološki fakultet, Novi Sad.