Univerzitet u Beogradu

Poljoprivredni fakultet, Zemun

Odsek za prehrambenu tehnologiju

Viši kurs hemije hrane

Kvalitet vode u prehrambenoj industriji

Mentor: Kandidat:

Prof. dr Mališa Antić Milojković Slađana

Br. indeksa: 4/11

Beograd – Zemun, 20121

Sadržaj

Uvod..........................................................................................................3

Osnovne karakteristike vode.....................................................................4

Kružni tok vode u prirodi..........................................................................5

Resursi vode na Zemlji.............................................................................7

Značaj vode za čoveka i živi svet.............................................................8

Higijenska ispravnost vode.......................................................................9

Fizička ispravnost vode...........................................................................10

Hemijska ispravnost vode.......................................................................13

Mikrobiološka ispravnost vode...............................................................15

Uzorkovanje i slanje vode na analizu.....................................................17

Tehnološki proces proizvodnje bezalkoholnih pića................................19

Tehnološki proces proizvodnje piva.......................................................27

Tehnološki proces proizvodnje hleba.....................................................33

Zaključak................................................................................................35

Literatura................................................................................................37

2

Uvod

Hrana je životna potreba svim živim bićima, a samim tim i čoveka. I pored napretka i sve veće maksimizacije u proizvodnji hrane, živimo u vremenu kada ona ne može da se proizvede u dovoljnim količinama i da zadovolji ljudske potrebe kvalitetom i kvantitetom, a ne retko i njena zdravstvena ispravnost ugrožava ljudsko zdravlje. To dolazi otuda, što je broj stanovnika na Zemlji u stalnom porastu i to sa intencom progresivnosti, pa su i potrebe za hranom povećane.

Poznato je da je napredak tehnike i tehnologije, industijalizacije i urbanizacije dao svoje doprinose za poboljšanje kvaliteta života, ali se zna da je tehnika i tehnologija doprinela velikoj degradaciji prirode i njenih vrednosti, što se ogleda u raznim trajnim zagađenjima vode, vazduha, zemljišta, uništavanjem biocenoze, ozonskog omotača, što su osnovni preduslovi ljudskog života.

Čovek neprekidno usavršava tehnološke procese za preradu i proizvodnju životnih namirnica, pri tome koristeći ogromne količine energije, pre sve ga kroz druge vidove industije za proizvodnju tehnološke opreme, za zagrevanje, za pokretanje i rad mašina, za hlađenje, kao pogonsko gorivo transportnih sredstava i slično.

Takođe, sve veća potreba hemijskih sredstava u poljoprivredi i drugi faktori, doveli su do pojave toksičnih, hemijskih supstanci u vazduhu, vodi i zemljištu. Ove supstance svojim negativnim fiziološkim dejstvom ugrožavaju zdravlje ljudi.

U hrani se, pored neželjenih supstanci koje dospevaju iz zagađene životne sredine, nalaze i supstance koje se namerno dodaju prehrambenim proizvodima u toku procesa prerade, kao i supstance koje nastaju hemijskim reakcijama u sirovinama pri nepovoljnim tehnološkim uslovima.

Prehrambena industrija (mlečna, mesna, prerada šećera, industrija vrenja i destilacija alkoholnih pića, konzerviranja voća i povrća) troši velike količine vode visokog kvaliteta, a ujedno i stvara otpadne vode koje su po kvalitetu slične komunalnim otpadnim vodama. Takođe se iz ovih tehnoloških procesa izdvaja velika količina otpadnih gasova i čvrstog otpada. Sve to dovodi do ugrožavanja i degradacije životne sredine.

Za dobijanje ne samo kvalitetnih proizvoda već i proizvoda sa određenim fizičkim i hemijskim karakteristikama, pored osnovnih sirovina u pomoćne sirovine ubrajaju se na prvom mestu voda, sredstva za popravku i podizanje potrebnih organoleptičkih svojstava, kiseline, začini, kuhinjska so, zaslađujuća sredstva, sredstva za želiranje, stabilizatori, emulgatori, konzervansi i druga sredstva poznata pod zajedničkim imenom kao aditivi.

3

Osnovne karakteristike vode

Voda je najprisutnija supstanca u živim sistemima i čini oko 70% mase većine organizama. Nesumnjivo prvi živi organizmi nastali su u vodi, a dalјi tok evolucije bio je pod velikim uticajem ove sredine.

Voda ima neobične fiziko-hemijske karakteristike. Na sobnoj je temperaturi bezbojna i bez ukusa i mirisa i u prirodi je jedina supstanca koja se nalazi čista u sva tri agregatna stanja. Ima veću tačku klјučanja i evaporacije od većine poznatih rastvarača. Hemijski čista voda pri barometarskom pritisku od 1 bara prelazi u čvrsto stanje na 0°C, dok isparava i prelazi u gasno stanje na 100oC. Najgušća je na 4oC kada počinje njeno smrzavanje.

Dalјim zagrevanjem iznad, ili hlađenjem ispod ove temperature voda se širi, njena zapremina se naglo povećava i može dovesti do prskanja sudova u kojima se nalazi. Razorno dejstvo leda u vodovodnim cevima najveće je na temperaturama između -2oC i -6oC jer dolazi do povećanja zapremine za oko 10%. Zahvalјujući ovakvom ponašanju vode pri hlađenju ispod 4oC ona postaje lakša, pa proces smrzavanja i formiranja leda uvek ide od površine ka dnu. Ne treba posebno govoriti o tome od kakvog je značaja ova osobina vode za opstanak živog sveta.

Pored toga voda ima i visok toplotni kapacitet i za zagrevanje 1 grama vode sa 15oC na

16oC potrebna je 1 gram-kalorija. Dakle, voda može da primi ili otpusti značajne količine toplote, a da pri tome ne dođe do promene temperature čime se obezbeđuje relativno konstantna temperatura organizma što je od velike važnosti za sve toplokrvne organizme.

Sve navedene karakteristike voda duguje svojoj molekulskoj strukturi. Voda je stabilan hemijski spoj dva atoma vodonika i jednog atoma kiseonika pri čemu svaki atom vodonika deli po jedan par elektrona sa centralnim atomom kiseonika. Ugao ovakve veze H-O-H iznosi 104,5 o.

Molekul vode

4

Važna osobina vode je polarnost, dakle, dipolna priroda molekula. Pošto je kiseonik elektronegativniji od vodonika, sa kiseonične strane molekul je malo negativniji nego sa vodonične što dovodi do stvaranja električnog dipola. Dakle molekul vode je sa jedne strane malo negativan, a sa druge malo pozitivan (pri čemi je molekul kao celina neutralan), pa ta mala naeletrisanja među susednim molekulima deluju jedna na druge. Suprotna naelektrisanja se privlače, a istoimena odbijaju što dovodi do dodatnih interakcija među molekulima vode i među drugim polarnim molekulima. Posebno je karakteristična privlačna sila u kojoj učestvuje vodonik iz polarnih molekula. Ona se naziva vodonična veza i može da objasni brojne fizičko-hemijske osobine vode. Privlačenjem između kiseonikovog atoma jednog molekula vode i vodonikovog atoma drugog molekula vode stvara se vodonična veza između više molekula vode što omogućava kohezivne sile koje čine vodu tečnom na sobnoj temperaturi.

Voda je univerzalni rastvarač. Polarni molekuli se rastvaraju u vodi tako što mogu da zamene interakciju voda-voda snažnijom interakcijom voda-rastvoreni molekul, dok se nepolarni molekuli ne rastvaraju u vodi i teže da se grupišu. Prvi se nazivaju hidrofilnim, a drugi hidrofobnim molekulima.

Čista voda je zapravo odličan izolator, odnosno slab provodnik, dakle, vrlo slabo provodi električnu struju. Međutim, pošto je izvanredan rastvarač u vodi uvek ima tragova rastvorka najčešće soli. I najmanja količina takvih primesa vodu čini provodnom, jer te soli disosuju na slobodne jone koji svojim kretanjem provode električnu struju.

Molekuli vode imaju tendenciju i da reverzibilno jonizuju i daju hidrogeni i hidroksilni jon. Koncentracija hidrogenih i hidroksilnih jona u vodi određuje takozvanu pH vrednost, odnosno govore o kiselim, ili baznim svojstvima vode. Voda je amfoterna odnosno ima osobine i kiseline i baze.

Kružni tok vode u prirodi

Hidrološki ciklus je stalni proces kruženja, obnavlјanja i prividnog gublјenja vode na Zemlјi. Zemlјa se smatra zatvorenim hidrološkim sistemom. Najjednostavnije tumačenje hidrološkog ciklusa je da delovanjem sunčeve toplotne energije voda stalno isparava sa površine, zatim se para diže u atmosferu gde se kondenzuje i pada na zemlјu čineći novi ciklus kretanja vode. Pri takvoj cirkulaciji ukupna količina vode na Zemlјi ostaje nepromenjena. Zahvalјujući fiziko-hemijskim karakteristikama vode, dejstvu Sunca i dejstvu zemlјine gravitacije, voda stalno kruži u sistemu more-atmosfera-kopno-more. Ovo neprekidno kruženje vode na Zemlјi čini jedinstveni omotač koji se naziva hidrosfera i ima mogućnost da se stalno obnavlјa. Pod dejstvom sunčevog zračenja zagrevaju se gornji slojevi vodenih površina na Zemlјi i sa sobom nose i lako isparlјive gasove i rastvorlјiva jedinjenja i neke hemijske elemente. Nakon kondenzacije vodene pare u oblake i kišu i sneg, voda prolazi kroz atmosferu pod dejstvom zemlјine teže i rastvara i nosi sa sobom aeročestice uklјučujući i aerozagađivače. Na ovaj način voda ispunjava i svoju higijensku funkciju čisteći atmosferu. Po padu na površinu voda svojom masom i protokom spira i nosi sa sobom lako

5

pokretne i rastvorlјive čestice organske i neorganske prirode kao i mnogobrojne mikroorganizme sa tla i nosi ih ka vodotokovima, ili u dublјe površinske slojeve. Iz sveg prethodno navedenog o kružnom toku vode lako je uočiti dve osnovne uloge vode: sanitarnu i donatornu. Sanitarnu ulogu bi sačinjavali efekti pranja atmosfere, tla, naselјa, živog bilјnog i životinjskog sveta. Donatorna uloga vode ogleda se u dopremanju hranlјivih materija, mineralnih materija i oligoelemenata živom svetu. Voda za snabdevanje uzima se iz svih faza ciklusa kružnog toka vode, izuzev iz atmosfere (Gaćeša i Klašnja, 1994).

Kružni tok vode u prirodi

Vodnim bilansom, ili balansom voda se kvantitativno (količinski) opisuje hidrološki ciklus i njegove komponente, a zasniva se na opštem konceptu održanja mase: dW=U-Igde je:dW- promena mase u ograničenom prostoruU- masa koja je ušla u taj prostor u određenom vremenu - predstavlјa atmosferske padavine kao ulaznu veličinuI- masa koja je izašla iz tog prostora u određenom vremenu - predstavlјa isparavanje i oticanje kao izlaznu veličinu

Pod prostorom podrazumevamo jedan deo zemlјine površine, od globalne do lokalne, od velikih prirodnih sistema, na primer, Zemlјa do pojedinačnih sisitema za transformaciju ili/i korišćenje voda.

Vreme zadržavanja vodenih količina (retencija) je prosečno vreme koje je potrebno da se dogodi ciklus izmene tečnosti. Ako bismo promatrali jedno jezero tako da u jednom trenutku

6

kažemo da je sva voda koja se nalazi trenutno u tom jezeru stara voda, a sva voda koja u svakom sledećem novom trenutku doteče nova voda, tada je vreme zadržavanja tečnosti ono koje je potrebno za potpunu zamenu stare tečnosti novom, teoretski do poslednjeg molekula vode (Gaćeša i Klašnja, 1994). Retencija, ili prosečno vreme zadržavanja različitih voda je:

okeana- 3,200 godina, lednika- 20 do 100 godina,snega- 2 do 6 meseci,vlage u tlu- 1 do 2 meseca,podzemne vode: plitke 100 do 200 godina, a duboke 10,000 godina, jezera- 50 do 100 godina,reke- 2 do 6 meseci, atmosfere- 9 dana.

Resursi vode na Zemlјi

Hidrosfera po površini predstavlјa ogroman i na izgled neiscrpan resurs. Oko 70,6% ukupne površine Zemlјe pokriveno je vodom, pa se stiče utisak da živimo na planeti vode koja omogućava neiscrpno snabdevanje. Međutim od ukupne količine vode na planeti čak 97,5% predstavlјa slana voda okeana i mora. Ovakva voda je zbog sadržaja soli neupotreblјiva kako za piće tako i veći broj tehnoloških postupaka. Od preostalih 2,5% slatke vode najveći deo je praktično slabo upotreblјiv, jer ga čine lednici i sneg (skoro 2/3) u čije je iskorišćavanje potrebno uložiti popriličnu energiju, dok ostatak čine površinske vode, podzemne vode, voda koja je apsorbovana od tla i atmosferska voda u vidu vodene pare. Tako nam na kraju ostaje za upotrebu samo mala frakcija od ukupne količne vode. Ovu potencijalno upotreblјivu površinsku vodu čine najvećim delom vode jezera, dok su reke samo 2% od njene količine. S obzirom na sve veći porast stanovništva na Zemlјi i povećanu potrebu za vodom jasno je da se naša planeta približava vodnom deficitu. Dodatni problem predstavlјa činjenica da su resursi vode na Zemlјi ugroženi usled zagađenja koje je u porastu još od vremena industrijske revolucije, te da je za oporavak i prirodno prečišćenje vodenih resursa neophodno i više desetina godina. Zbog toga se smatra da je voda resurs koji će obeležiti 21. vek, na još dramatičniji način nego što je nafta obeležila 20. vek (Gaćeša i Klašnja, 1994).

7

Značaj vode za čoveka i živi svet

Čovek je nesumnjivo pre svega biološko biće i kao takvo ima osnovne životne potrebe jednake svim drugim biološkim vrstama. Potrebu za hranom, vodom, vazduhom i životnim prostorom. S druge strane čovek jeste u velikoj meri i društveno biće i otuda njegove dodatne životne potrebe koje nisu karakteristične za druge vrste na Zemlјi.

Kada se govori o značaju vode za čoveka onda se misli na njen višestruki životni značaj:- fiziološki- higijenski- eko-biološki- toksikološki- epidemiološki značaj.

Nesumlјivo je da je voda najvažniji uslov za život i zdravlјe lјudi. Ona predstavlјa oko 70% telesne mase čoveka i neophodna je za obavlјanje skoro svih biohemijskih procesa. Unosi se hranom, ili se posebno pije da bi se reapsorbovala i bila dopremlјena do svakog organa, tkiva i ćelije čineći vodeni put kojim se transportuju hranlјive materije, gasovi i produkti metabolizma. Kao rastvarač i medijator u mogim hemijskim jedinjenjima voda održava osmotski pritisak ćelija i omogućava vodnomineralni metabolizam.

Na fiziološki značaj vode utiču kako kvantitet tako i kvalitet. Nedovolјno unošenje vode dovodi do dehidratacije, a preobilno do hiperhidratacije. S druge strane samo kvalitetna voda koja u sebi sadrži mikroelemente poput I, Se, Co, Mg, F i druge, obezbeđuje neophodne elemente za odvijanje biohemijskih reakcija. Promet vode u organizmu (vodni balans) je stalan i održava se neprekidnim unosom i iznosom. Nezavisno od unešene količine voda se neprekidno gubi preko disanja odnosno pluća u vidu vodene pare (oko 500 ml), isparavanjem putem kože (oko 500 ml) i urinom (oko 600 ml). Ukoliko dođe do narušavanja vodnog balansa, odnosno neravnomernog unosa i iznosa voda nastaje poremećaj u vidu dehidratacije, ili hiperhidratacije. U slučaju nedostatka vode govori se o dehidrataciji. Dnevni gubitak od 1.5 litara, ili 2% telesne mase izaziva početnu dehidrataciju, gubitak od 4 litara (6% mase) u roku od 2-4 dana dovodi do bolesti dehidratacije, dok gubitak od 10 litara (15% telesne mase) nije nadoknadiv i dovodi do smrtnog ishoda. Pored ove uloge važna je i uloga vode u održavanju acido-bazne ravnoteže i toplotne ravnoteže. Pošto voda ima visok toplotni kapacitet ona može da primi, ili otpusti značajne količine toplote bez promene temperature.

Higijenska funkcija vode nezamisliva je bez dovolјne količine vode koja je lako pristupačna celokupnom stanovništvu po relativno niskoj ceni. Ova funkcija vode od izuzetnog je značaja za zdravlјe lјudi.

Eko-biološki značaj ostvaruje se uz sadejstvo sunčeve energije i u vodi rastvorenih neorganskih materija što sve zajedno čini preduslov za stvaranje žive materije. Naime u procesu fotosinteze iz neorganske materije uz pomoć sunčeve energije i vode nastaje organska materija. Ovako nastala organska materija koristi se za ishranu životinja i lјudi.

8

Voda je gradivni element u procesu stvaranja žive organske materije koja je deo lanca ishrane životinja i lјudi. Svaki nedostatak vode ugrozio bi prirodne lance ishrane čime bi bila ugrožena ekološka ravnoteža, ali i opstanak čovečanstva. U procesu proizvodnje hrane troši se znatna količina vode. Voda se troši i u ogromnoj meri u procesu proizvodnje hrane. Tako se procenjuje da je za proizvodnju 1 kg žitarica potrebno 100 litara vode, dok je za proizvodnju mesa neophodno utrošiti oko 10.000 litara vode.

Toksikološki značaj vode zasniva se na činjenici da se u vodi mogu često naći raznovrsni zagađivači poput nitrita, deterdženata, teških metala, ili da se zbog nedostataka oligoelemenata narušava zdravlјe.

Epidemiološki značaj proizilazi iz svojstva vode da omogućava život i širenje mnogim mikroorganizmima koji štetno utiču na zdravlјe. S obzirom da voda ima prilični toplotni kapacitet i da su njoj rastvorene raznovrsne neorganske i organske materije, ona je idealni medijum za razvoj života. Tako se u vodi mogu naći bakterije poput Echerichia coli, Streptococcus faecalis, Salmonelleae, Shigelleae i druge. Virusi kao što su Adeno, Echo, Polyo, Hepato, ili parazitski organizmi poput Entamoeba Hystolitica, Ascaris Lumbricoides. U svetu godišnje oboli oko 500 miliona stanovnika od hidričnih bolesti (bolesti koje se prenose putem vode), dok skoro 10 miliona slučajeva završava smrtnim ishodom. Jedan od osnovnih zadataka Svetske zdravstvene organizacije u borbi protiv suzbijanja zaraza jeste zbog toga snabdevanje stanovništva zdravom pijaćom vodom.

Higijenska ispravnost vode za piće

Higijenska ispravnost vode za piće podrazumeva ispunjenje više sanitarnih uslova u pogledu organoleptike, kvantiteta, fiziko-hemijskih karakteristika i mikrobioloških osobina. Osnovni smisao higijenske ispravnosti vode je da ona bude takvog kvaliteta i u takvoj količini da zadovolјi potrebe za vodom, a pri tom ne ugrozi zdravlјe stanovništva i živog sveta. Neki od parametara vode značajni su za zdravstveno gledište, kao agensi koji direktno utiču na zdravlјe, ili kao činioci koji ukazuju na moguće zagađenje.

Pravilnik o higijenskoj ispravnosti vode za piće (Službeni list SRJ, br 42/98 i 44/99) kako je navedeno u njegovom prvom članu: “propisuje higijensku ispravnost vode za piće koja služi za javno snabdevanje stanovništva, ili za proizvodnju namirnica namenjenih prodaji“. Ovim se pravilnikom propisuju najveće dozvolјene koncentracije pojedinih sastojaka vode. Lokalne organizacije vodovoda mogu da postave i neke dopunske uslove ukoliko su u skladu sa prethodno navedenim pravilnicima, ili ukoliko smatraju da neke od parametara treba dodatno proširiti. Više je faktora životne sredine koji utiču na higijensku ispravnost vode kao što su sastav atmosfere, sastav tla, sastav biosfere, temperatura, vrsta vodnog objekta, način zahvatanja i distribucije vode.

Metode fizičke, hemijske i biološke kontrole vode su prilično složene. Ovakve se analize vrše u za to akreditovanim laboratorijama u zavodima za javno zdravlјa, institutima i na univerzitetima. Rezultati dobjeni u ovim instuticijama od javnog su značaja.

9

Fizička ispravnost vode

Osnovni fizički parametri su miris, ukus, boja, mutnoća, temperatura, pH i elektroprovodlјivost. Dok se neki od ovih parametara precizno mere instrumentima, pojedini se mogu uočiti već pri organoleptičkom pregledu koristeći čula vida, mirisa i ukusa.

Miris vode se može ustanoviti pomoću čula. Osnovni zahtev kvaliteta vode je da ona bude bez mirisa, ukusa i boje. Prisustvo mirisa ukazuje najčešće na kvalitativnu neispravnost vode jer miris dolazi od u vodi prisutnih i rastvorenih organskih i neorganskih materija. Čulom mirisa se može često prepoznati prisustvo organskih materija za čiju su detekciju potrebne precizne hemijske metode, pa se u ovom slučaju možemo osloniti na čula. Miris se može opisati po nama poznatim sličnim mirisima kao što su aromatični miris cveća i voća, miris bare, trave, ribe. Kvantifikacija mirisa vrši se po Gartnerovoj skali kao: jedva primetan, primetan, izražen, veoma izražen i odbojan. Kao i u većini drugih merenja uzorak se poredi sa bezmirisnim standardom koji se priprema prevlačenjem vode preko aktivnog uglјa, (Građevinski fakultet, 2006).

Ukus vode je određen mineralnim sastavom, sadržajem gasova i temperaturom. Voda ima usvežavajući ukus samo ukoliko su ove vrednosti u granicama higijenske normale. Osim u slučaju nekih mineralnih voda, ukus je najčešće znak neispravnosti vode. Ispitivanje ukusa

se vrši zagrevanjem uzorka do 40oC i njegovim zadržavanjem u ustima do nekoliko sekundi kako bi došli u kontakt sa gustativnim receptorima u ustima (Građevinski fakultet, 2006).

Boja vode je posledica prisustva koloidalno rastvorenih materija bilјnog porekla. Boja vode se veoma teško uklanja, a nastaje prilikom prelaska vode preko fosilne vegetacije. Boja ima sličan značaj kao i mutnoća, ali potrebno je imati na umu i da bistra i bezbojna voda može sadržati škodlјive sastojke. Pod pravom bojom vode podrazumeva se koloracija koju izazivaju supstance rastvorene u vodi, dok prividnu boju čine i pomešane suspenzije. Prava boja vode određuje se nakon postupka centrifugiranja koje uklanja suspendovane materije. Sam metod merenja je fotokolorimetrijski i sastoji se u poređenju uzorka sa standardom određene obojenosti i izražava se u jedinicama. Boju treba odrediti na licu mesta, nakon uzimanja uzorka, a jedinica boje bazirana je na platina-kobalt (Pt-Co) standardnom rastvoru koji formira žutu boju. Prema Pravilniku o higijenskoj ispravnosti vode za piće (Službeni list SRJ br.42/98) propisana je maksimalna dopuštena vrednost boje od 5 stepeni kobalt platinske skale. U vanrednim prilikama ova vrednost ima vrednost od 50 stepeni kobalt platinske skale (Građevinski fakultet, 2006).

Mutnoća vode dolazi od suspendovanih materija neorganskog porekla i najčešće dolazi od gline i mulјa. Može takođe biti i posledica prisustva vodenih organizama. U periodu niskog vodostaja mnoge reke imaju čistu, jasnu, zelenkastu, prozirnu boju, imaju nisku mutnoću, manju od 10 NTU-a. U kišnom periodu, čestice sa obale se spiraju i rastvaraju u vodi, voda postaje blatnjava i obojena, što ukazuje na visoku mutnoću. Tokom visokog vodostaja, brzina vode je veća, količina vode koja protiče je veća i ona doprinosi

10

lakšem i bržem spiranju suspendovanih materija sa dna, što uzrokuje veću mutnoću vode. Mutnoću u nekim slučajevima mogu da izazovu i bezopasne primese poput nerastvorenih mehurića vazduha. Takvu vodu lјudi izbegavaju da koriste iz čisto psiholoških razloga misleći da je mutnoća posledica rastvorene hemijske materije. Mutnoća raste sa koncentracijom suspendovane materije u vodi, ali ne linearno. Mutnoća se određuje poređenjem svetlosnog efekta koji se ostvaruje prolaskom kroz stub mutne vode u odnosu na istovetni stub pripremlјenog standarda iste mutnoće i osvetlјenog na isti način. U praksi se često mutnoća izražava približno izrazima: bistra, slabo opalescentna, mutna, vrlo mutna. Prema opštim standardima mutnoća se izražava u normiranim jedinicama pri čemu jedinicu mutnoće pokazuje suspenzija miligrama Fulerove zemlјe na litar destilovane vode. Mutnoća se u ovom slučaju poredi, ili neposredno golim okom, ili uređajima tipa Džeksonov turbidimetar. Prema Pravilniku o higijenskoj ispravnosti vode za piće (Službeni list SRJ br.42/98) propisana je maksimalna dopuštena vrednost mutnoće do 1 NTU. U vanrednim prilikama ova vrednost ima vrednost od 6 NTU (Građevinski fakultet, 2006).

Temperaturu je kod vode najlakše kontrolisati i ona ima poseban značaj jer od nje zavisi subjektivni osećaj zasićenosti i svežine, a utiče i na fiziološke procese. Optimalna temperatura

vode se kreće oko 8-12oC. Pravilnikom o higijenskoj ispravnosti vode za piće nije regulisana temperatura vode za upotrebu, jer nema direktan higijenski značaj. S druge strane povišena temperatura vode olakšava razvoj patogenih mikroorganizama. Temperatura se meri živinim termometrom, ili drugim termometrijskim uređajem. Izražava se u Celzijusovim

centrigradnim stepenima (°C) ili u nekim zemlјama Severne Amerike u farenhajtima (Građevinski fakultet, 2006).

pH vrednost označava kiselost, ili baznost vode, odnosno predstavlјa koncentraciju vodonikovih jona: pH= -log [H+]. Na pH vrednosti od 7, ujednačen je odnos vodonikovih i hidroksilnih jona, pa se govori o neutralnoj vrednosti. Niže vrednosti od 7 predstavlјaju kiseli rastvor dok više vrednosti predstavlјaju bazne rastvore. Za pijaću vodu optimalne vrednosti kreću se od 6,5-8. Ova vrednost je značajna i za tehnologiju vodovoda, jer od nje zavisi da li će biti agresivna prema materiji od koje su izgrađene cevi i delovi sistema za vodosnabdevanje. pH vrednost se grubo određuje pomoću indikatorskog lakmus papira koji po navlaživanju uzorkom menja boju. Poređenjem razvijene boje sa standardima grubo se određuje vrednost. Precizna merenja obavlјaju se elektrometrijski pomoću pH metra (Građevinski fakultet, 2006).

11

pH vrednosti pojedinih tipova voda i tečnosti

Elektroprovodljivost vode direktna je posledica njenog mineralnog sastava odnosno prisutnosti naelektrisanih jona koji nastaju raspadom minaralnih materija. Indirektno elektroprovodivost u stvari predstavlјa još jedan način da se utvrdi količina prisutne rastvorene materije. Međutim

na samu vrednost merenja elektroprovodlјivosti mogu uticati i neki rastvoreni gasovi i joni H+ i

OH- nastali disocijacijom molekula vode. Prema Pravilniku o higijenskoj ispravnosti vode za piće (Službeni list SRJ br.42/98) propisana je maksimalna dopuštena vrednost provodlјivosti (u µS, na 20 °C, odnosno 293,15 K) do 1000 µS, a u vanrednim prilikama do 2500 µS. U SI sistemu jedinica provodlјivost, se izražava u simensima (S). Recipročna veličina je otpornost, R, čija jedinica je om (Ω) (Građevinski fakultet, 2006).

12

Hemijska ispravnost vode

Hemijska ispravnost vode karakteriše se ukupnom količinom prisutne suve materije, količinom prisutnog kiseonika, hemijskim indikatorima fekalnog zagađenja, mineralnim sadržajem i prisustvom otrova. Svaka voda sadrži manje, ili veće količine neorganskih i organskih materija. Hemijska ispravnost vode podrazumeva da se ove vrednosti kreću u granicama koje ne ugrožavaju zdravlјe lјudi i živog sveta odnosno propisane su preporukama Svetske zdravstvene organizacije i nacionalnih službi za zaštitu zdravlјa.

Ukupna količina suve materije određuje se kao suvi ostatak po isparenju 1 litra vode na

temperature od 105oC(ukupni ostatak po isparavanju). Ukoliko se ovaj suvi ostatak i dodatno

žari do temperature od 600oC onda ostaje samo neorganski deo prisutnih materija (ostatak po žarenju). Organski deo materije dobija se oduzimanjem neorganskog dela od ukupne prisutne količine materije (Građevinski fakultet, 2006).

Potrošnja kalijum permanganate KMnO4 je drugi način za indirektno određivanje prisutne količine organskih materija. Pored kalijum permanganata i neka druga jedinjenja poput kalijum dihromata mogu se koristiti za oksidaciju. Za postupak potrošnje kalijum dihromata uveden je naziv hemijska potrošnja kiseonika (HPK). Biohemijska potrošnja kiseonika (BPK) je još jedan način za posredno utvrđivanje ukupne količine rastvorene organske materije. Rezultat ove analize pokazuje koliko će kiseonika potrošiti prisutni mikroorganizmi za određeno vreme na razgradnju organskih materija (Građevinski fakultet, 2006).

Količina rastvorenog kiseonika je takođe jedan od indikatora hemijske ispravnosti vode. Kiseonik dospeva u vodu apsorpcijom iz atmosfere, ili kao proizvod fotosinteze vodenih algi i bilјaka. Raspadanjem organskih materija u vodi koncentracija kiseonika opada, što ukazuje da je voda zagađena. Aeracija i reaeracija vode, odnosno samoprečišćavanje je jedan od najvažnijih procesa prirodnih vodotoka. Rastvoreni kiseonik se najčešće izražava kao sadržaj O2 u mg/L. Kada su cevovodi koji služe transportu vode za piće u pitanju, korozija cevi se najčešće dovodi u vezu sa kiseonikom. Higijenska norma za rastvoreni kiseonik je 4-12 mg/l. S obzirom da se kiseonik troši za oksidaciju organskog sadržaja, upotrebom jakog oksidacionog sredstva poput kalijum permanganata može se utvrditi količina prisutnog organskog sadržaja. Za vodu normalnog kvaliteta dozvolјena količina utrošenog kalijumpermanganata iznosi 8-12 mg/l (Građevinski fakultet, 2006).

Hemijski indikatori fekalnog zagađenja od posebne su važnosti za hemijsku ispravnost vode. Sa higijenskog aspekta značajno je zagađivanje vode humanim i animalnim sekretima i ekskretima. Pri svakoj sanitarnoj kontroli vode posebna se pažnja posvećuje mogućnosti da je došlo do mešanja pijaće vode sa crevnim sadržajem lјudi i životinja. Kao posledica ovakvog incidenta dolazi do širenja zaraznih bolesti na veliki deo stanovništva. Hemijski indikatori fekalnog zagađenja nastaju kao posledica mineralizacije organskih materija. Amonijak (NH3) je indikator svežeg zagađenja, nitriti (NO2) ukazuju da je zagađenje u toku, dok nitrati (NO3) ukazuju da je bilo zagađenja. Ukoliko se svi indikatori nađu u istom trenutku

13

jasno je da je zagađenje većih razmera u toku (Građevinski fakultet, 2006).

Mineralni sadržaj vode se iskazuje kao tvrdoća vode i ona može biti prolazna (karbonatna), stalna (sulfatna) i ukupna tvrdoća (zbir karbonatne i sulfatne). Tvrdoća vode se iskazuje u stepenima i to kao meka (do 8o), srednje tvrda (8-12o) i vrlo tvrda (preko 18o). Ove materije ponekad umanjuju pitkost vode, a najčešće joj ograničavaju industrijsku upotrebnu vrednost. Poznato je da tvrde vode teško peru i troše mnogo deterdženta za obrazovanje pene dok meke vode lako stvaraju penu i otklanjaju nečistoće. Postoji prolazna tvrdoća vode koja nastaje zbog prisustva bikarbonata koji se zagrevanjem vode razbijaju na monokarbonate i talože i trajna tvrdoća vode koju stvaraju hloridi i sulfati koji se ne mogu lako odstraniti iz vode kuvanjem (Građevinski fakultet, 2006).

Otrovi su one materije koje u malim količinama ugrožavaju zdravlјe, ili dovode do smrti. U pijaćoj vodi to su olovo, cink, bakar, fluorid, arsen, fenoli, cijanidi, živa i druge. Neki od ovih otrova imaju trenutno dejstvo dok se pojedini otrovi nagomilavaju (imaju aditivno dejstvo) u organima dok ne dostignu kritičnu vrednost kada ozbilјno ugrožavaju fiziološke procese. U izvesnim slučajevima vodi za piće se dodaju izvesna jedinjenja koja imaju ulogu u medikaciji. Tako se vodi u pojedinim regionima dodaje jod kako bi se sprečila gušavost, a fluoridi utiču na smanjenje karijesa zuba (Građevinski fakultet, 2006).MAKSIMALNO DOPUŠTENE KONCENTRACIJE NEORGANSKIH MATERIJA U VODI ZA PIĆE (mg/l)

Naziv i oznaka hemijske supstance

Maksimalno dopuštena koncentrac. redovne prilike

Amonijak (NH3) 0,1* Kalcijum (Ca) 200,0

Kalijum (K) 12,0

Magnezijum (Mg) 50,0

Mangan (Mn) 0,05**

Molibden (Mo) 0,07

Natrijum (Na) 150,0

Nikal (Ni) 0,02

Nitrati (NO 3 ) 50,0

Nitriti (NO 2 ) 0,03**

Olovo (Pb) 0,01

Selen (Se) 0,01

Živa (Hg) 0,001

Antimon (Sb) 0,003

Arsen (As) 0,01

Bakar (Cu) 2,0

Barijum (Ba) 0,7

Bor (B) 0,3

Cijanidi (CN) 0,05

Cink (Zn) 3,0

Fluoridi (F) 1,2

Hrom ukupni (Cr) 0,05

Hloridi (Cl) 200

Kadmijum (Cd) 0,003

14

Mikrobiološka ispravnost vode

Higijenska ispravnost vode za piće pre svega se ceni prema tome da li se tom vodom prenose uzročnici bolesti. Ukoliko je to slučaj kaže se da je takva voda zagađena, ili inficirana. U slučaju masovnog širenja bolesti putem vode govori se o hidričkoj epidemiji.

Kontrola mikrobiološke ispravnosti vode za piće vrši se kako kod stavlјanja u upotrebu novog izvorišta, kako bi se ustanovio metod za prečišćavanje vode, tako i kao redovna kontrola postojećeg sistema za vodosnabdevanje. Na osnovu epidemioloških iskustava utvrđeno je da se inficiranom vodom mogu prenositi: trbušni tifus, bacilarna dizenterija, amebna dizenterija, kolera i gastroenteritis. Osim toga navode se i slučajevi prenošenja infektivne žutice, tularemije, poliomielitisa i druge (Đukić, Gajin, Matavulj, Mandić, 2000).

Da bi neka bolest bila smatrana hidričnom mora da ispunjava četiri uslova:1. izbijanje bolesti mora da bude vezano za dokazanu higijensku neispravnost vode2. broj obolelih mora da padne po popravci kvaliteta osumnjičene vode3. ako se bolest prenosi vodom koju koristi veliki broj potrošača, obolјenje mora biti

masovno-epidemija4. broj obolelih mora biti veći među onim potrošačima koji koriste osumnjičenu vodu u poređenju sa onima koji je ne koriste

Epidemije najčešće izbijaju u slučaju:- upotrebe bunarske vode u koju su infiltrirale klice iz nekog žarišta infekcije: nužničke

jame, pomijare, svinjca, štale itd,- usled upotrebe neprečišćene vode iz rečnog toka, kanala itd,- usred korišćenja nedovolјno filtrirane i hlorisane vode,- usled infekcije cevovoda zbog pada pritiska.

Bakterije se u prirodi nalaze svuda gde ima i organske materije. Prisutne su u tlu, vazduhu, vodi, na površinama bilјaka i životinja, ali i u njihovoj unutrašnjosti. Patogenim bakterijama nazivaju se one vrste bakterija koje mogu izazvati obolјenja. U normalnim okolnostima u vodi se nalazi veći broj nepatogenih formi bakterija koje se talože na dnu zajedno sa mulјem. Identifikacija različitih vrsta bakterija koje se nalaze u vodi vrši se na osnovu njihovih osnovnih karakteristika:

- oblika: koke (loptaste), bacili (štapići), vibrioni (u obluku zareza), spirile (slično vibrionima sa zavojem duž ose), aktinomcete (imaju končiće)

- veličine: 0,5-10 µm- oblika kapsule- pigmentacije- ishrane: saprofiti i paraziti- načina razmnožavanja- tipa biohemijskih reakcija

15

Da bi bakterije bile identifikovane najpre ih je neophodno odgajiti na specijalnim hranlјivim podlogama koje mogu biti tečne (različiti bujoni) ili čvrste (agarozne i želatinozne podloge). Najčešće se za identifikaciju bakterija koriste selektivne podloge. One sadrže materije koje sprečavaju rast neželјenih organizama, a omogućavaju rast samo jedne ili uske grupe bakterija (Đukić, Gajin, Matavulj, Mandić, 2000).

Bakterijske kolonije na čvrstoj agarskoj podlozi

Patogeni organizmi u vodi žive vrlo kratko, obično 1-2 nedelјe po prispeću, mada u jako zagađenim vodama sa puno organske materije mogu da ostanu i po koji mesec. Standardna mikrobiloška kontrola podrazumeva utvrđivanje ukupnog broj svih bakterija, bakterijskih indikatora fekalnog zagađenja i determinaciju specijesa.

Ukupan broj bakterija izražava se kao broj bakterija po 1 ml vode. Za prečišćene vode norma iznosi 10 bakterija/mililitar, prirodna zatvorena izvorišta 100 bakterija/mililitar, prirodna otvorena izvorišta 300 bakterija/mililitar. Obično se na hranlјivu bakterijsku podlogu zasejava 1 mililitar vode, pa se nakon inkubacije podloge broje nastale kolonije koje odražavaju broj bakterija.

Bakterijski indikatori fekalnog porekla su saprofitne enteralne bakterije kojih najviše ima u debelom crevu (kolon) pa se zato nazivaju koliformne. Određivanje broja koliformnih bakterija u vodi naziva se i kolimetrija. To su najčešće Esherichia coli, Enterococcus, Bacilus Proteus, Salmonellae, Chigelae, Vibrioni, ali i amebe, virusi, jaja i ciste. S obzirom da se ove vrste bakterija nalaze u životinjskom i lјudskom izmetu, ukoliko su prisutne u vodi, smatraju se indikatorima fekalnog zagađenja. Često je teško, i gotovo nemoguće ukoliko je nivo inficiranosti vode nizak, izolovati specifičnu bakteriju koja je izazvala obolјenje, zbog toga se istražuje ukupan broj koliformnih bakterija u uzorku vode. Za koliformne bakterije norme su: za prečišćenu vodu 0, za zatvorena izvorišta do 10 i za zatvorena izvorišta do 100. Prisustvo koliformnih bakterija u vodi ukazuje na mogućnost zagađenja izvorišta i potencijalnu distribuciju preko vode što će izazvati epidemiju. Za njihovu detekciju koriste se

specijalne mikrobiološke hranlјive podloge na kojima se izvesne vrste lako razmnožavaju, formiraju kolonije ili sa podlogom dovode do poznate biohemijske bojene reakcije (Đukić, Gajin, Matavulj, Mandić, 2000).

Determinacija specijusa (određivanje vrste bakterija) se vrši kada se nađe veliki broj bakterija u vodi, ili po indikaciji. Za ovakvu determinaciju neophodno je izolovati bakteriju, ili specifično dokazati njeno prisustvo u vodi zasejavanjem na specijes-specifičnoj podlozi.

16

Uzorkovanje i slanje vode na analizu

Pravilni postupak uzorkovanja i slanja vode na analizu od podjednakog je značaja kao i sama laboratorijska analiza. Laboratorijskom analizom ispituje se uzorak koji je donet u laboratoriju, pa je s toga izuzetno bitno da uzorak što više, ili potpuno odgovara ispitivanoj vodi. Dakle, neophodno je da uzorak za analizu bude reprezentativan to jest da njegov kvalitet odgovara kvalitetu vode na samom mestu zahvatanja.

Samo uzorkovanje mora biti takvo da ne dođe ni do kakve kontaminacije uzorka. Najčešće do kontaminacije dolazi:

- rukama od lica koje uzima uzorak,- od suda kojim se zahvata uzorak,- od suda u kojem se transportuje uzorak,- usled nepravilnog transporta,- usled produženja vremena transporta.

Bakterije su organizmi koji žive na svim mogućim podlogama i u svim mogućim uslovima. Ljudska koža, a pre svega naše ruke prekriveni su različitim sojevima bakterija. Takođe sve površine oko nas naselјene su bakterijama. Zbog toga je neophodno izbeći dodirivanje grla boce, ili čepa i prethodno obezbediti njihovu apsolutnu sterilnost. Svaki kontakt sa uzorkom, ili sterilnim posuđem potencijalni je izvor kontaminacije uzorka.

Proces uzorkovanja i slanja vode vrši se po strogo određenim propisima od strane za to obučenog i ovlašćenog lica. Higijenska ispravnost utvrđuje se tokom:

- redovnog higijenskog nadzora, osnovnim pregledom,- periodičnim pregledom,- pregledom po higijenskoj indikaciji i- pregledom kod novog izvorišta.

Kod javnih vodnih objekata i vodovoda uzorkovanje se vrši na tri nivoa: na izvorištu, na rezervoaru i iz same mreže.

Nakon dobijanja naloga, ili zahteva za uzorkovanje vode potrebno je pripremiti pribor za uzorkovanje i slanje vode na analizu. Ovaj pribor se sastoji od:

1. službenog naloga za uzorkovanje,2. zapisnika o uzorkovanju,3. ručnog frižidera sa ledom ili sl.,4. čiste providne boce od 1 litra,5. sterilne tamne boce od 250 mililitara,6. špiritusne lampe,7. termometra,8. pH-metra,9. pribora za pečatiranje boce,10. nalepnica i flomastera.

17

Pravilnikom o radu nije precizno određeno mesto izvršenja svih merenja i analiza, ali je uobičajeno da se deo merenja radi na samom mestu uzorkovanja, a ozbilјnije analize u laboratoriji po dopremanju uzorka. Po dolasku na mesto uzorkovanja najpre se vrši inspekcija mesta, sačinjava zapisnik, obeleži ambalaža. Sam izgled mesta na kome se uzima uzorak takođe je bitan, pa je neophodno opisati njegovo trenutno stanje i bliže okruženje, te napraviti skicu mesta i uneti sva opažanja. Zatim se pristupa organoleptičkom pregledu i merenju temperature, barometarskog pritiska, koncentracije gasova i sličnog, da bi se na kraju uzorkovala voda. S obzirom da je za izvesne analize sastava vode potrebno dodati u uzorak različite hemijske konzervatore čini se najpraktičnijem da se pre dolaska na teren u dogovoru sa laboratorijom odredi lista analiza i shodno tome broj uzoraka i njihov način pripreme.

Kod uzimanja uzorka sa novootvorenog izvora ili bunara neophodno je da se najpre iscrpe sva prisutna voda u bunaru i okolini ili da se uzorak pripremi bar dva dana nakon njegove pune upotrebe. Pažnju je potrebno obratiti na činjenicu da ispumpana voda koja se prolije pored bunara može da se kroz tlo vrati u bunar čime se gubi smisao postupka. Kod izvora vodu treba zahvatiti sa najmanje dubine od 30 centimetara, a kod bunara sa dubine od barem pola metra. Za zahvatanje uzorka iz bunara postoje specijalni aparati koji se u sterilnom stanju spuštaju u vodu sa ambalažom koja se zatvara na određenoj dubini. Ukoliko je reč o uzimanju uzorka sa slavine onda je neophodno da vode isteče bar pet minuta. Bitno je obratiti pažnju i na čistoću same slavine, te ukoliko je ona zaprlјana najpre je potrebno dezinfikovati plamenom.

Potrebno je pripremiti najmanje dva uzorka. Prvi je za fiziko-hemijsku analizu i to se čini ispuštanjem određene količine vode, a zatim ispiranjem i punjenjem providne boce od 1 litra. Boca se zatvara i na njoj se obeležava tačno vreme, datum, mesto uzorkovanja kao i ime vlasnika objekta i samog uzorkovača (Tošović, 2008).

Drugi uzorak je potreban za mikrobiološku analizu. Sam proces uzorkovanja sličan je prethodnom uz poseban uslov apsolutne sterilnosti. Čitav proces se obavlјa uz otvoreni plamen koji steriliše grlo boce i zatvarač. Boca se ne puni do vrha, zatvara se uz sterilizaciju, obeležava i doprema na ledu u roku od najduže 6 sati. Svako odstupanje od transportnih pravila može ugroziti reprezentativnost uzorka (Tošović, 2008).

Uzorci se dopremaju u laboratoriju uz prateći zapisnik o uzorkovanju. Ovlašćeno lice prima uzorak i zavodi ga u protokol službe higijene. Nakon obavlјene analize svi podaci se upisuju u radni protokol i daje se mišlјenje o higijenskoj ispravnosti. Stručno mišlјenje daje i potpisuje isklјučivo specijalista higijene. Ovakvo stručno mišlјenje se dostavlјa zainteresovanoj strani ili instituciji, sanitarnom inspektoratu i arhivi službe higijene čime je postupak službeno završen (Tošović, 2008).

18

Tehnološki proces proizvodnje bezalkoholnih pića

Potrošnja vode u industiji prerade voća i povrća je vrlo velika. Voda je nezamenjivo sredstvo za pranje sirovine, ambalaže kao i uređaja i pogona, za hlađenje i pri zagrevanju proizvoda tokom prerade, a osim toga, što je izuzetno značajno voda se dodaje i proizvodima kao njihov sastavni deo (Niketić-Aleksić, 1994). Uloga vode u sastavu proizvoda je višestruka:

- sa ostalim sastojcima učestvuje u formiranju ukusa, boje i mirisa; - omogućava rastvaranje dodatih sastojaka i ispoljavanje njihovih svojstava;- obezbeđuje formiranje fizičkih karakteristika proizvoda.

S obzirom na ovako veliku primenu dovoljna količina vode i njen kvalitet predstavlja jedan od osnovnih uslova za normalan rad ove indusrije.

Kvalitet vode se ocenjuje na osnovu hemijskog sastava, fizičkih karakteristika i sanitarno-hemijske ispravnosti.

Fizička svojstva- Ispravna voda mora da bude bez mirisa i ukusa, bezbojna i potpuno bistra. Do promene ovih svojstava kao i do pojave taloženja sastojaka ne sme da dođe ni posle dužeg stajanja vode kao ni pri zagrevanju. Poželjno je da temperatura vode bude što ujednačenija.

Hemijski sastav- U prirodi ne postoji hemijski čista voda. U zavisnosti od svog porekla voda sadrži različite sastojke i u različitim količinama. Kao osnovni sastojci vode nalaze se, kiseonik, ugljen(IV)oksid, azot, rastvorene soli alkalnih i zemnoalkalnih metala, uglavnom kalcijuma, natrijuma, kalijuma i magnezijuma. Ove soli se nalaze u obliku hlorida, bikarbonata, sulfata, nitrata i nitrita.

Kiseonik se u vodi nalazi u rastvorenom stanju, a dospeva iz atmosfere putem apsorpcije. Njegova količina raste sa padom temperature sa porastom barometarskog pritiska i sa povećanjem dodirne vodene površine. Retko je kiseonik sadržan u vodi, organskog porekla (fotosinteza biljaka, raspadanje organske materije). Povećana količina kiseonika u vodi može da bude nepoželjna sa gledišta inteziviranja oksidacionih procesa u proizvodu.

Oksidativnost vode zavisi od prisustva redukujućih materija, prvenstveno organskog porekla, produkti raspadanja celuloze, belančevina, a i od nekih neorganskih primesa kao što su soli gvožđa, nitrati, sulfati i dr. Oksidativnost se određuje i izražava u mg/l kiseonika potrebnog za oksidaciju navedenih sastojaka. Voda za piće ima oksidativnost 1-2 mg/l kiseonika. Inače oksidativnost se kreće u dosta širokim granicama, što zavisi od stepena zagađenosti, pa se stoga i uzima ovo kao jedno od merila kvaliteta vode.

Ugljen(IV)oksid postoji u vodi kao slobodan, ili u vezanom stanju u obliku karbonata i bikarbonata. Slobodan ugljen(IV)oksid nalazi se u vodi u rastvorenom stanju i može da dospe u

19

vodu apsorpcijom iz atmosfere, raspadanjem organskih, ili mineralnih sastojaka. Apsorbovani ugljen(IV)oksid se uglavnom zadržava u površinskom sloju i to u količini oko 5 mg/l. Povećana količina ugljen(IV)oksida može da bude indikator zagađenja vode u tom slučaju njegov sadržaj može da iznosi i do 25 mg/l, pa čak i više (Niketić-Aleksić, 1994).

Pored ovih gasova u vodi mogu da se nađu amonijak i vodoniksulfid, koji u vodu dospevaju raspadanjem organskih materija. Njihovo prisustvo je nesumnjiv dokaz da je voda zagađena.

Rastvorene soli alkalnih i zemnoalkalnih metala uslovljavaju izvesnu alkalnost vode. Alkalnost potiče uglavnom od hidroksida, karbonata i bikarbonata, pa se prema ovome i razlikuje hidroksidni, karbonatni i bikarbonatni alkalitet. Najčešće su prisutni bikarbonati, hidroksidi su veoma retki jer u prisustvu ugljen(IV)oksida rastvorenog u vodi, prelaze u bikarbonate, dok karbonata ima redovno vrlo malo zbog njihove slabe rastvorljivosti. Dobra voda ima pH 7 do 7,8.

Vrednost pH zajedno sa ostalim pokazateljima služi kao indikator kvaliteta vode. Ispravna voda za piće ima pH u granicama od 6,8 do 7,3. Ova reakcija vode je pogodna za proizvodnju bezalkoholnih napitaka i svako odstupanje ukazuje na prisustvo nepoželjnih sastojaka.

Sadržaj gasova, naročito prisustvo kiseonika, u većoj meri nije poželjno. Oni jednim delom dospevaju iz atmosfere, ali nastaju i kao rezultat životnih procesa vegetacije i mikroorganizama.

Prisutni mineralni sastojci ne samo da daju vodi određena svojstva već, što je sa tehnološkog gledišta od posebnog značaja, mogu da reaguju sa pojedinim sastojcima iz proizvoda pri čemu nastaju jedinjenja koja menjaju ukus, miris, boju i fizička svojstva. Gvožđe i bakar mogu da prouzrokuju promenu boje proizvoda. Magnezijumove soli mogu dati proizvodu gorak ukus,već sa količinom od 0,04 g/l. Kalcijumove soli mogu da uslove reakciju sa kiselinama pri čemu se menjaju kiselost proizvoda, a može da dođe i do stvaranja taloga i pojave mutnoće, zatim sa saharozom pri čemu se stvara kalcijum-saharat usled čega opada slast. Kalcijum vrlo lako reaguje sa pektinskim materijama obrazujući nerastvornu so kalcijumov-pektat, koji doprinosi očvršćavanju proizvoda. Pri zagrevanju kalcijumove soli stvaraju na zidovima aparata kamene inkrustracije (Niketić-Aleksić, 1994).

Osim toga tvrda voda umanjuje efikasnost sapuna i drugih deterdženata kao i efikasnost hemijskog ljuštenja. Iz ovoga proizilazi da je sadržaj kalcijumovih i magnezijumovih soli od posebnog značaja sa praktičnog gledišta, pa je stoga njihov sadržaj obuhvaćen pojmom tvrdoće vode.

Pod tvrdoćom vode podrazumeva se sadržaj svih rastvorenih soli kalcijuma i magnezijuma, u određenoj količioni vode bez obzira u kom se obliku one nalaze (bikarbonati, hloridi, nitrati, nitriti, sulfati, karbonati). Tvrdoća vode nema nikakvog značaja za njenu zdravstvenu ispravnost, ali u tehnološkom pogledu ima veoma veliku ulogu.

20

Bikarbonati i karbonati kalcijuma i magnezijuma čine karbonatnu, a ostale soli ovih elemenata nekarbonatnu tvrdoću. Karbonatna tvrdoća naziva se još i prolazna, ili odstranljiva tvrdoća, a nekarbonatna stalna, ili neodstranljiva. Pri kuvanju bikarbonati odpuštaju ugljen(IV)oksid i talože se u obliku slabo rastvorljivih neutralnih karbonata.

Karbonatna i nekarbonatna tvrdoća čine ukupnu tvrdoću vode. Tvrdoća vode se izražava količinom kalcijum-oksida koja je ekvivalentna svim kalcijumovim i magnezijumovim solima u određenoj količini vode i to u mg/l, ili preračunata u stepene. Razlikuju se nemački, francuski i engleski stepeni.

1° nemački = 10 mg CaO ili 7,14 MgO na 1 l vode

1° francuski = 10 mg CaCO3 na 1 l vode

1° engleski = 10 mg CaCO3 na 0,7 l vode

Odnos pojedinih vrsta stepeni tvrdoće vode – ekvivalent stepena

Vrsta stepena nemačkog francuskog engleskog1° nemački 1,00 1,79 1,251° francuski 0,56 1,00 0,701° engleski 0,80 1,43 1,00

Potrebni stepen tvrdoće vode varira u zavisnosti od proizvoda i od načina prerade, ali se preporučuje kao najpogodnija tvrdoća oko 14° nemačkih, ili 85 – 170 mg CaO/l vode. Suviše meka voda kod nekih proizvoda kao kod graška na primer, uslovljava meku strukturu tkiva i zamućenost rastvora.

Ispravna voda ne sme da sadrži ni veće količine mangana i gvožđa. Gvožđe se nalazi najčešće u obliku fero jedinjenja i pri dodiru sa kiseonikom iz vazduha prelazi u feri oblik i taloži se kao feri-hidroksid. Voda koja sadrži gvožđe u količini iznad 0,1 mg/l nepogodna je za mnoge industrijske svrhe, a sa preko 0,3 mg/l dobija specifičan miris i ukus. Prisustvo gvožđa katališe razne procese oksidacija, a sa taninskim materijama može da prouzrokuje i pojavu ljubičasto-plave boje.

Hemijski sastav vode ponekad može da bude i indikator zagađenosti. Tako sadržaj nitrata u vodi ne sme da bude iznad 40 mg/l. Voda sa količinom nitrata iznad ove granice smatra se zagađenom, jer oni nastaju uglavnom kao rezultat raspadanja organskih materija. Osim toga, njihovo prisustvo u većoj meri nije poželjno u limenkama, zbog toga što uslovljava depolarizaciju i prelazak kalaja i gvožđa u rastvor, a time dovodi i do korozije limenke (Niketić-Aleksić, 1994).

Prema propisima o kvalitetu u vodi za piće sme da se nađe sledeći sadržaj soli:

21

- sulfata najviše 250 mg/l (u nekim slučajevima i samo 80 mg/l);- hlorida naviše 250 mg/l ( u nekim slučajevima najviše 30 mg/l);- nitrata najviše 30 mg/l;- soli gvožđa najviše 0,2 mg/l;- soli mangana najviše 0,1 mg/l;- soli arsena najviše 0,05 mg/l;- soli olova najviše 0,1 mg/l;- soli bakra najviše 0,2 mg/l.

Higijensko – sanitarna ispravnost vode

Voda koja se upotrebljava u preradi hrane mora bezuslovno da bude u higijensko-bakteriološkom pogledu potpuno ispravna.

Ispravnost vode u bakteriološkom pogledu se ocenjuje na osnovu ukupnog broja bakterija, prisustva odnosno odsustva patogenih bakterija i broja Bacterium coli, odnosno Escherichia coli.

U zdravoj vodi ne sme da bude patogenih klica. Ukupan broj bakterija u litru vode ne bi trebalo da je iznad 100 i u slučaju većeg broja voda se obavezno hloriše. Prisustvo Bacterium coli se najčešće uzima kao merilo kvaliteta sanitarne ispravnosti vode.

Prema propisima voda se smatra zdravom, ili nezdravom, ako se jedna klica tipa coli nalaze u sledećoj zapremini vode:

Zdravstveno stanje vode Zapremina vode u ml u kojoj se nalazi 1 klicaZdrava 100Sumnjiva 10Nezdrava 1

Mikroorganizmi u vodi dospeju iz vazduha, zemljišta, a osim ovih izvori kontaminacije mogu da budu i drugi. Kao pokazatelj bakteriološke ispravnosti vode služi i koli-titar, ili koli-indeks.

Brojčano koli-titar je jednak najmanjoj količini vode u ml u kojoj se nađe jedna bakterija Escherichia coli sadržanih u 1 l vode. Bakterije Escherichia coli uzima se kao pokazatelj zagađenosti materijama organskog porekla.

Čistom vodom smatra se ona voda koja ima koli-titar iznad 300, a koli-indeks ispod 3. Voda koja se koristi za piće i kao dodatak proizvodima treba da ima koli-titar najmanje 100 i koli-indeks ispod 10. Ako je vrednost za koli-titar manja, a za koli-indeks veća, znači da je voda zagađena i neophodno je njeno prečišćavanje.

Zdrava voda ne sme da sadrži trajne konzervacione oblike mikroorganizama koji se teško uništavaju toplotom. Nakon zagrevanja u toku 5 minuta na 117°C voda mora da bude potpuno sterilna.

22

Bakteriološka dekontaminacija vode

Pored određenog hemijskog sastava, voda mora da bude apsolutno ispravna i u higijensko-sanitarnom smislu.

U cilju postizanja bakteriološke ispravnosti primenjuje se biološka filtracija, ili hlorisanje. Biološka filtracija se sastoji u propuštanju vode preko specijalnih filtera sa porama mikronskih veličina pri čemu se mikroorganizmi zadržavaju i na taj način odstranjuju iz vode. Najčešće se ova filtracija kombinuje sa hlorisanjem, merom koja se obavezno primenjuje kod svih postupaka prečišćavanja vodovodske vode.

Hlor može biti upotrebljen u vidu hlornog kreča, ili u gasovitom stanju. Najčešće se upotrebljava hlorni kreč kalcijum, ili natrijum-hipohlorit, koji disocijacijom oslobađaju kiseonik i čist hlor.

Kiseonik potpomaže oksidaciju organskih materija, koje se nalaze u vodi, kao i nekih soli (nitriti, soli gvožđa i drugi), a hlor deluje mikrobicidno, uništavajući prisutnu mikrofloru. Disocijacija se obavlja prema jednačini:

CaCl(OCl) → Ca 2+ + Cl + ClO

Postoje i druga tumačenja mikrobiološkog dejstva hipohlorita. Smatra se da je ta aktivnost vezana za nedisosovan molekul hipohlorne kiseline.

Sadržaj slobodnog hlora u hlorisanoj vodi ne sme da bude suviše veliki, obično se kreće od 5–7 mg/l, da voda ne bi mirisala na hlor, što može da utiče loše i na ukus proizvoda kome se voda dodaje. Prema nekim ispitivanjima naročito su se pokazale osetljive: jabuke, smokve, breskve, kruške i jagode.

Voda namenjena za pranje voća, a naročito povrća, može posebno da se hloriše dodavanjem natrijum, ili kalcijum-hipohlorita u količini koja ne bi trebalo da prođe 0,01%. U vodu za hlađenje proizvoda posle sterilizacije, može da se doda i do 10 mg/l, bez ikakvih štetnih posledica u pogledu korozije. Za posebne potrebe čišćenja i dezinfekcije koncentracija hlora u vodi kreće se od 15-25 mg/l. Što je veća koncentracija postiže se brža i sigurnija dezinfekcija. Ne sme se, međutim ići sa prevelikim koncentracijama, jer može da dođe do korozije kao i do povrede ruku radnika. Sa porastom temperature raste aktivnost delovanja hlora, a opada sa povećanjem aktivnosti vode.

Odnos pH i vremena potrebnog za uništavanje mikroorganizama u rastvoru sa 25 mg Cl/l vode na 20°C:

pH Vreme uništavanja mikroorganizama u

23

minutima6 2,57 3,68 5,09 19,510 121

Utvrđeno je da pri porastu temperature u intervalu od 20-55°C, za svakih 10 temperaturnih stepeni, aktivnost hlora se povećava za 40-60%.

Voda je najvažnija sirovina svih proizvoda. Osim toga što ulazi u sastav proizvoda, značaj vode je u tome što je ona neophodna u čivavom procesu pripreme sirovina, ambalaže i mašina.

Za osvežavajuće bezalkoholne napitke voda ima poseban značaj, jer sačinjava 86-94% gotovog proizvoda. Otuda je razumljivo zašto se za vodu, namenjenu proizvodnji ovih pića, postavljaju posebni zahtevi. Kvalitet vode namenjen za proizvodnju bezalkoholnih pića ocenjuje se na osnovu njenih senzornih svojstava, hemijskog sastava i bakteriološke ispravnosti.

Voda koju sadrži gotov proizvod, jednim delom se unosi kao sastavni deo osnovne sirovine, a drugim delom se dodaje. Onaj deo koji čini sastavni prirodni deo sirovina naziva se fiziološka voda. Voda koja se dodaje može da bude obična, ili mineralna.

Voda mora da bude bezbojna, bez mirisa i osvežavajućeg, prijatnog ukusa. Sva ova svojstva su tesno povezana za njen hemijski sastav, a osvežavajuće svojstvo zavisi od temperature. Tako, na primer, soli magnezijuma, ako se nađu u većoj količini, daju vodi gorak ukus, soli natrijuma slani, gvožđa otužan i druge. Neprijatan ukus i miris daju organske materije i produkti njihove razgradnje (Anđelković i Krstić, 2002).

Temperatura vode treba da je između 7 i 12°C. Toplija voda slabo utoljava žeđ, a i lakše se ispoljavaju nesvojstveni ukusi i mirisi, voda hladnija od 5°C može štetno da deluje na organizam. Sa gledišta proizvodnje gaziranih napitaka poželjno je da voda bude što hladnija, zbog bolje apsorpcije ugljen(IV)oksid (Anđelković i Krstić, 2002).

Hemijski čista voda u prirodi ne postoji. Prolazeći kroz atmosferu i zemlju ona rastvara mineralne soli, apsorbuje gasove u različitom odnosu, što uslovljava određena svojstva, pozitivna, ili negativna, sa gledišta potrošnje vode za piće, ili sa tehnološkog gledišta. Obzirom da je voda i sastavni deo proizvoda, a i njegov pratilac od samog početka prerade, veoma utiče na kvalitet gotovog proizvoda, kao i na pravilno obavljanje niza tehnoloških operacija (Anđelković i Krstić, 2002).

Gotovo redovni sastojci vode, bez obzira na njeno poreklo, su sledeće soli: lakorastvorne (natrijumkarbonat, kalcijumbikarbonat, natrijumsulfat, magnezijumsulfat, natrijumhidrokarbonat i magnezijumhidrokarbonat, kalcijumhlorid i natrijumhlorid) i slaborastvorne (kalcijumkarbonat,

24

magnezijumkarbonat i gvožđekarbonat). Osim ovih u vodi se nalaze, ili mogu da se nađu soli aluminijuma, silikata i drugih alkalnih i zemnoalkalnih metala (Anđelković i Krstić, 2002).

Od gasova u vodi se redovno nalaze kiseonik i ugljen(IV)oksid.

Hemijski sastav vode kontroliše se sledećim parametrima: suvim ostatkom, tvrdoćom, oksidativnošću, pH-vrednošću i sadržajem gasova.

Suvi ostatak predstavlja ukupni sadržaj soli koji zaostaje posle ispitivanja određene količine vode. Kvalitetne vode ne bi trebalo da imaju suvi ostatak veći od 100 mg/l.

Tvrđa voda je najvažniji pokazatelj kvaliteta vode, posebno sa tehnološkog aspekta. To je razumljivo, obzirom da sadržane soli mogu da reaguju sa sastojcima iz proizvoda, menjajući njegov sastav i svojstva.

25

Sok

Pranje voća

Pregled voća

Usitnjavanje

Blanširanje

Depektinizacija

Ceđenje

Centrifugiranje

Bistrenje

Filtracija

Korekcija soka

Punjenje i zatvaranje

Pasterizacija

Pasterizacija

Punjenje i zatvaranje

Krajnji proizvod Krajnji proizvod

Blok šema tehnološkog procesa proizvodnje bistrog sokaPranje voća

Pregled voća

Drobljenje

Blanširanje

Pasiranje

Deaeracija

Kaša

Korekcija soka

SokHomogenizacija

Pasterizacija

Punjenje i zatvaranje

Krajnji proizvod

Blok šema tehnoloskog procesa proizvodnje kašastog soka

Tehnološki proces proizvodnje piva

26

Voda

Hlađenje

Dodavanje CO2

Punjenje

Zatvaranje

Kontrola

Etiketiranje

Pakovanje

Nova ili povratna ambalaža

Močenje

Pranje

Otpadni krš

Kontrola

CO2

Priprema sirupa

Baza

Blok šema tehnoloskog procesa proizvodnje osvežavajućih napitaka

Osnovne sirovine za proizvodnju piva su: voda, pivski kvasac, ječam, hmelj, nesladovane materije, šećeri i sirupi. Voda u proizvodnji piva koristi se u tehnološke, energetske i sanitarne svrhe. Kvalitet vode može biti različit. Tehnološka voda mora u fizičko-hemijskom i mikrobiološkom pogledu odgovarati kvalitetu vode za piće, čije karakteristike su propisane. U toku tehnološkog procesa proizvodnje piva, voda neposredno utiče na kvalitet, naročito na specifičnost ukusa i organoleptička svojstva. Poznata je činjenica da su u svetu renomirana i cenjena piva, znamenita upravo po vodi koja čini glavni sastojak proizvoda (Anđelković i Krstić, 2002).

Pojedini poznati tipovi piva, kao što su:

- pilzenski- minhenski- dortmundski- bartonski

dobijeni su upravo zahvaljujući specifičnog sastava vode na datim lokalitetima.

Pilzenska voda – izuzetno meka sa veoma malim preostalim alkalitetom, gotovo sve soli potiču od bikarbonata. Ovakav kvalitet vode omogućava dobru amilolizu i uzima se kao standard za dobijanje veoma svetlih piva sa punim ukusom, izraženom gorčinom i aromom hmelja (Leskošek-Čukalović,2002).

Minhenska voda – srednje tvrdoće i takođe gotovo u potpunosti potiče od bikarbonata, međutim ima visok preostali alkalitet. Amiloliza je otežana i ne može se dobiti svetlo pivo. Ovakva voda je upravo tipična za dobijanje tamnih piva karakterističnih po sladnom, suvom, srednje gorkom ukusu (Leskošek-Čukalović,2002).

Dortmundska voda – veoma tvrda, ali sa nekarbonatnom tvrdoćom znatno većom od karbonatne i velikim kompenzovanim alkalitetom. Amiloliza nije inhibirana i dobijaju se piva svetle boje. Ova voda je karakteristična i po visokom sadržaju SO4

2- jona zahvaljujući čemu se dobija karakterističan suv ukus piva sa malom gorčinom (Leskošek-Čukalović,2002).

Bečka voda – veoma tvrda voda sa dominantnom tvrdoćom i velikim preostalim alkalitetom. Dobija se pivo punog, gorkog ukusa sa bojom koja se nalazi između pilzenskog i minhenskog piva (Leskošek-Čukalović,2002).

Voda pivare Barton-on-Trent u mnogome specifična. Veoma tvrda voda sa visokim sadržajem minerala, ali malom karbonatnom tvrdoćom i velikim kompenzovanim alkalitetom. Usled toga se ostvaruje dobra amiloliza i uslovi koji upravo odgovaraju proizvodnji jako hmeljnih piva gornjeg vrenja. Tipičnom suvom ukusu ovog piva doprinosi i visok sadržaj SO4

2- jona (Leskošek-Čukalović,2002).

Kvalitet vode poznatih tipova piva

27

Pilzen Minhen Dortmund Beč Bartonmg/l °N mg/l °N mg/l °N mg/l °N mg/l °N

UT 1,6 14,8 41,3 38,6 51,8KT 1,3 14,2 16,8 30,9 13,2NK 0,3 0,6 24,5 7,7 38,5Ca2+ 7,1 1,0 109 10,6 237 36,7 163 22,7 352Mg2+ 3,4 0,6 21 4,2 26 4,6 68 15,8 24SO4

2- 4,8 79 318 216 820PA 0,9 10,6 5,7 22,1 1,7Isparni ostatak

51 536 1110 948 1226

Hemijski sastav vode za proizvodnju piva je različit jer se vode razlikuju prema ukupnoj, stalnoj i prolaznoj tvrdoći, alkalitetu i sadržaju pojedinih soli. Potrebno je izvršiti korekciju tvrdoće vode različitim postupcima. Voda velike karbonatne tvrdoće ima bazni karakter, pa umanjuje prirodnu kiselost komine da je može sasvim neutralisati. Zbog toga visoka karbonatna tvrdoća nepovoljno utiče na enzimske procese. Pored povoljnih hemijskih parametara, voda koja se koristi za proizvodnju piva, mora da ispuni i mikrobiološke uslove. Po mikrobiološkoj čistoći treba da odgovara vodi za piće. Prema propisima vode za piće u 100 ml ne sme da sadrži: koliforne bakterije fekalnog porekla, streptokoke fekalnog porekla, Proteus vrste, vrste A, aeruginosa i bakteriofage (Anđelković i Krstić, 2002).

U pivarama se voda koristi za ekstrakciju slada u postupku dobijanja sladovine i ispiranje tropa, pranje posuda varionice, fermentora, tankova za odležavanje pritisnih tankova, bačvi i boca, održavanje čistoće ostalih delova opreme, cevovoda, te radnih površina, hlađenje, proizvodnju pare. Samo manji deo te vode ulazi u sastav gotovog proizvoda, dok se veći deo, nakon upotrebe, pojavljuje kao otpadna voda iz pogona.

U proizvodnji slada troše se vrlo velike količine vode. Potrošnja može da varira od 2-13 m3/t ječma, u zavisnosti od primenjene tehnologije i savremenosti pogona. Najveći deo 95% vode, koristi se u fazi močenja ječma.

Zbog količina o kojima je reč močenje se, po pravilu, vrši vodom koja je na raspolaganju (iz gradske vodovodne mreže, ili sopstvenih arterijskih bunara). To se odnosi kako na minerološki sastav, tako i na temperaturu vode. Uslov koji se pri tome postavlja je da po kvalitetu ispunjava standarde vode za piće.

Zahtev da kvalitet vode za močenje mora odgovarati vodi za piće je u izvesnoj meri prenaglašen. Tvrdoća vode ne može u mnogome uticati na tok proizvodnje i kvalitet slada. Utvrđeno je da se samo u slučaju voda sa velikom tvrdoćom (preko 40°N) difuzija vode u zrno usporava. Sa druge strane, mikroflora potencijalno prisutna u vodi (sem u slučaju mogućeg fekalnog zagađenja) znatno je manja od one prisutne na zrnima i ne može bitno promeniti mikrobiološki status ječma.

28

Ono što jeste u svakom slučaju bitno je da je bistra, bez boje, mirisa i suspendovanog materijala. Uslov je i da ne sadrži patogene mikroorganizme, rastvorene organske materije i toksične elemente (jone teških metala, ostatke herbicida, fungicida) (Leskošek-Čukalović,2002).

Pojedini joni prisutni u vodi mogu uticati na kvalitet slada i tok sladovanja:

- Na+ joni mogu imati inhibitorno delovanje na klijanje i usloviti dobijanje slada slabijeg kvaliteta,

- Fe2+ joni mogu uzrokovati dobijanje slada izmenjene, sivkaste boje,- SO4

2- joni mogu usporiti difuziju vode u zrno u toku močenja i dovesti do neravnomernog klijanja,

- NO2- joni mogu izazvati nepoželjne promene u endospermu zrna.

Njihov sadržaj u prirodnim vodama, međutim, obično je daleko ispod vrednosti potrebnih de se ovakve pojave registruju.

Karakteristike vode- Prirodne vode sadrže 30-2000 mg/l, u proseku oko 500 mg/l rastvorenih soli. Najzastupljeniji joni su:

- Katjoni: H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+;

- Anjoni: OH-, Cl-, HCO3-, NO3

-, NO2-, CO3

2-, SO42-, SiO2

2-, PO43-.

Za definisanje kvaliteta vode bitan je pre svega sadržaj zemnoalkalnih metala i to kalcijumove i magnezijumove soli.

Tvrdoća vode

Ukupna tvrdoća (UT) - Predstavlja ukupan sadržaj soli zemnoalkalnih metala. Pre svega Ca2+ i Mg2+ u obliku bikarbonata, sulfata i soli drugih kiselina. Određuje se titracijom 100 ml vode sa 0,2 N EDTA (komplekson III). 1 ml EDTA odgovara 1 mg CaCO3, 0,01 mmol/l, ili 0,56 mg CaO.

Karbonatna tvrdoća (KT) – Potiče od bikarbonata. Svojevremeno je nazivana i polazna tvrdoća, budući da se većina bikarbonata zemnoalkalnih metala prilikom kuvanja prevodi u slabije rastvorne karbonate.

Nekarbonatna tvrdoća (NK) – Potiče od sulfata, hlorida i nitrata Ca i Mg koji se prilikom kuvanja ne transformišu. Odatle i potiče raniji naziv stalna tvrdoća.

UT = KT + NK

Tvrdoća koja potiče od Ca i Mg (CaT i MgT) – Definiše se prisustvom količinom Ca, odnosno Mg, pri čemu je:

UT = CaT + MgT

29

CaT – Tvrdoća koja potiče od Ca određuje se uz pomoć EDTA, uz odgovarajući indikator. 1 ml EDTA odgovara 1 mg Ca2+, odnosno 0,025 mmol/l.

MgT – Tvrdoća koja potiče od Mg izračunava se kao razlika ukupne tvrdoće i tvrdoće koja potiče od Ca.

Kategorije vode zavisno od tvrdoće

Tvrdoća u °N Tvrdoća u mmol/l Tip vode0 – 7 0 – 1,3 Meka7 – 14 1,3 – 2,5 Srednje tvrda14 – 21,3 2,5 – 3,8 TvrdaPreko 21,3 Preko 3,8 Jako tvrda

Sa aspekta kvaliteta vode za komljenje od posebnog interesa je alkalitet vode, odnosno sadržaj:

- Bikarbonatnih jona- Ca2+ - Mg2+

Ovi joni reaguju sa jonima prisutnim u komini, pre svega H2PO4-, HPO4

2- i PO43- i utiču na pH

komine i sladovine.

Ukupan alkalitet (UA)

Određuje se titracijom 100 ml vode sa 0,1 N HCl uz metiloranž kao indikator (do pH 4,4) i često se izražava kao m-vrednost. Označava sadržaj karbonatne tvrdoće. Broj ml utrošene kiseline odgovara koncentraciji HCO3

- jona izražene u mmol/l. Množenjem dobijene vrednosti sa faktorom 2,8 dobijaju se °N.

Titracijom vode uz fenolftalein kao indikator (do pH 8,3) dobija se podatak koji govori o sadržaju OH- i ½ CO3

2- jona i naziva se p-vrednost.

Poznavanjem p- i m-vrednosti omogućava da se brzo i lako odredi sadržaj hidroksida, karbonata i bikarbonata u vodi.

Smanjenje kiselosti

Posledica je reagovanja bikarbonata Ca, Mg, Na i fosfata prisutnih u komini (fitin, organski fosfati). Uticaj HCO3

- jona na smanjenje kiselosti u zavisnosti od porekla je sledeći:

NaHCO3 > Mg(HCO3)2 > Ca(HCO3)2

Umesto kiselih H2PO4- jona, nastaju više, ili manje alkalni HPO4

2-.

Kopenzovani alkalitet (KA)

30

Kao posledica je delovanja Ca2+ i Mg2+ jona (sulfata, ili hlorida) sa HPO42- jonima, ponovo

nastaju kiseli H2PO4- joni i dolazi do povećanja kiselosti. Kako je Mg3(PO4)2, a pogotovo Na3PO4

jako alkalan i rastvorljiv, to je efekat povećanja kiselosti:

Ca2+ > Mg2+

dok Na+ nema kompenzujuće dejstvo.

Preostali alkalitet (PA)

Predstavlja razliku između ukupnog i kompenzovanog alkaliteta:

PA = UA – KA

Uticaj drugih jona u vodi

Veliki broj katjona i anjona ima specifičan uticaj na:

- transformacije koje se odvijaju tokom komljenja,- sastav sladovine,- tok vrenja;- karakteristike gotovog piva.

Tehnološka voda

Voda koja se koristi za:

- ukomljavanje,- ispiranje tropa,- pranje i razblaživanje kvasca,- razblaživanje piva sa povećanim sadržajem ekstrakta.

Voda za ukomljavanje – Najveći uticaj na kvalitet piva ima upravo voda koja se koristi za ukomljavanje u proizvodnji sladovine. pH komine i sladovine, a samim tim i tok proizvodnje i senzorna svojstva piva direktno zavise od: preostalog alkaliteta vode i minerološkog sastava. U slučaju korišćenja vode sa velikim preostalim alkalitetom dolazi do smanjenja kiselosti komine i posledica koje se odražavaju na tok proizvodnje i senzorna svojstva piva (Leskošek-Čukalović,2002).

Smanjenje kiselosti komine dovodi do:

- opadanja aktivnosti enzima,- smanjenja iskorišćenja ekstrakta,- promena karakteristika sladovine,- promene profila gorčine,

31

- usporavanje vrenja.

Priprema vode u proizvodnji piva podrazumeva:

- podešavanje minerološkog sastava vode zavisno od njene namene,- degasifikaciju: uklanjane rastvorenih gasova,- dezinfekcija.

32

VodaPranje

Namakanje

Energija

Pranje

Sanitarije

Sladovanje

Voda

Voda

Voda

Transport

Zeleni slad

Sladovanje

Blok šema prve faze tehnološkog procesa proizvodnje piva

Pranje boca Filtracija Separacija Odležavanje

Boce

Voda

Zagrejana voda

Slad Voda

Usitnjavanje Ukomljavanje Filtracija Kuvanje

Hmelj

Hmeljni trop

Hlađenje Taloženje

Vrenje Hlađenje

Pranje ambalaže

Sanduci

Punjenje boca

Blok šema druge faze tehnološkog procesa proizvodnje piva

Tehnološki proces proizvodnje hleba

Voda je posle brašna najvažniji sastojak koji u procesu proizvodnje igra značajnu ulogu. Ona u dodiru sa brašnom prouzrokuje bubrenje skrobnih zrnaca i omogućava gipkost i rastezanje lepka, što daje testu elastične osobine koje mu dozvoljavaju da se razvija i oblikuje (Anđelković i Krstić, 2002).

Voda, između ostalog, ima primarnu ulogu u stvaranju vlažne sredine, neophodne za početak i dalje odvijanje fermentacije testa.

Voda za izradu testa za hleb, kao i sve vode namenjene za ljudsku upotrebu, mora biti pijaća i mora da odgovara uslovima propisanim za vodu za piće. Hemijski sastav vode za piće može biti vrlo različit, obzirom na vrstu i količinu mineralnih materija koje sadrži (Žeželj, 2005).

Od količine i vrste mineralnih materija, odnosno tvrdoće vode, zavisi pogodnost vode za upotrebu u proizvodnji hleba. Za spravljenje testa najviše odgovaraju srednje tvrde vode. Naročito je nepoželjno prisustvo većih količina kalcijuma i magnezijuma u vodi, ali ni vode bez mineralnih materija (kao kišnica) nisu podesne za mešenje testa. Soli, metali gvožđa, olova i bakra, još manje su poželjni (Anđelković i Krstić, 2002).

33

Slobodan hlor koji se nalazi u vodi, nepovoljno utiče na razvoj kvasnih gljivica, pa time i na proces vrenja. Radi toga, ako se upotrebljava voda iz vodovoda, ona se mora pre toga ostaviti da odleži da bi prisutan hlor ispario.

Ugljen(IV)oksid povoljno deluje na razvijanje testa, pa se može koristiti za razvijanje testa bez dodavanja kvasca (primer kod pogačica). Radi toga za spravljanje testa dozvoljena je upotreba mineralnih voda bogatih ugljen(IV)oksidom (Anđelković i Krstić, 2002).

Tvrde vode moraju pre upotrebe omekšati. Količina koja se dodaje testu zavisi od sposobnosti brašna za upijanje vode.

Zaključak

Prvenstvo pri korišćenju voda (najkvalitetnije vode) ima vodosnabdevanje stanovništva, a to znači i prehrambena industrija, jer se za sam proces proizvodnje hrane mora koristiti voda kvaliteta vode za piće. Činjenica je da brojne fabrike prehrambene industrije imaju sopstvene

34

Zames testa

Deljenje

Oblikovanje

Fermentacija

Pečenje

Hleb

Sirovine

Blok šema tehnološkog procesa proizvodnje hleba

bunare iz kojih zadovoljavaju deo svojih potreba za vodom. Oko 80% vode za piće u Srbiji je podzernna voda (po pravilu boljeg kvaliteta od površinske), ali je kvalitet podzemnih voda u Srbiji izrazito neujednačen, najveći deo tih voda je iz podzemlja neposredno uz reke, tako da se 80-90% te vode dobija infiltracijom površinskih voda. Postupak pripreme vode u daleko najvećem broju naših vodovoda takav je da ne može da se izvede značajnija popravka kvaliteta vode. Dodajmo tome često stare, ne najbolje izvedene i loše održavane vodovodne mreže. Posledica svega toga je da fabrike naše prehrambene industrije ne mogu do kraja i uvek, da se pouzdaju u vodovodsku vodu.

Fabrike prehrambene industrije se obično snabdevaju vodom iz gradskog vodovoda, iIi to kombinuju sa korišćenjern vode iz sopstvenog izvorišta ( bunara ). Bunari po fabrikama su po pravilu izbušeni upravo do tih vodonosnih slojeva najkvalitetnije vode. Kvalitetna voda ne koristi se sarno kao sirovina, i za pranje opreme, gde je nezamenljiva, već na primer za hladenje kompresora, i za ostala hladenja u pogonu i to najčešće u otvorenim, protočnim sisternima.

Zna se da, kada je prehrambena industrija u pitanju, voda kao sirovina, i voda za pranje, mora biti kvaliteta vode za piće. Tu se u prvom redu misli na higijensku ispravnost vode. Ali to obično nije i dovoljno. Postoje zahtevi proizvodnog procesa koji idu i šire, iIi dalje (više) od kvaliteta vode za piće. Često je vodi koja se troši u samom procesu proizvodnje hrane i pića potrebno smanjiti tvrdoću, iIi omekšati je sasvim, potrebno joj je promeniti mineralni sastav, deaerisati je, sterilisati.

Prema tome, i kad imamo vodovodsku vodu, ne možemo uvek, a možemo to sve manje, da se sarno priključimo na vodovod. Potrebno je, iIi je neophodno, da dodatno obradimo vodovodsku vodu, iIi samo kao meru sigurnosti iIi zbog zahteva procesa. To je najčešće srazmerno jednostavno postrojenje u kome će se izvršiti neki od sledećih procesa:

- korekcija sadržaja (iIi uklanjanje) neorganskih materija (odnosno, izvešće se dekarbonizacija, iii omekšavanje, iIi demineralizacija);

- uklanjanje organskih materija (često uklanjanje i sporednih proizvoda dezinfekcije izvedene u vodovodu);

- degazacija, iIi samo deaeracija; - dodatna dezinfekcija iIi sterilizacija.

Ako je voda iz sopstvenog izvorišta, mora se izvesti celokupna priprema vode, od sirove vode do kvaliteta vode za piće, kao i dodatna priprema, do zahtevanog kvaliteta vode za proces, što je u slučaju podzemne vode nešto složenije u odnosu na procese dodatne obrade vodovodske vode (obično se mora izvesti aeracija/degazacija, deferizacija/demanganizacija, uklanjanje amonijaka, bistrenje filtracijom, dezinfekcija, a iza toga slede procesi u odnosu na zahteve procesa proizvodnje, ali napomenimo da ima ne mali broj slučajeva podzemnih voda koje zahtevaju znatno složeniju pripremu). Ako se fabrika snabdeva površinskom vodom, priprema vode do kvaliteta vode za piće se znatno usložnjava i veoma poskupljuje. To je način da se obezbedi kvalitet vode kao sirovine i vode za pranje. Medutim, ni za druge namene u fabrikama prehrambene industrije, za hlađenje, za proizvodnju tehnološke pare, ne može se upotrebiti sirova voda. Za hladenje u recirkulacionim sistemima voda treba da se dekarbonizuje, da joj se smanji korozivnost, da se onemogući mikrobiološki rast u rashladnom sistemu; napojna voda za kotlove mora se omekšati, eventualno demineralizovati. A pre svega toga, iz vode se moraju

35

ukloniti suspendovane čestice, a često i koloidno dispergovane materije. Prema tome, obično se i vodovodska voda mora dodatno obraditi, a voda sopstvenog izvorišta pripremiti od početka do kraja. Pri tome treba dobro poznavati sve procese pripreme.

Iza svakog od primenjenih procesa stoji bar još jedan koji je mogao biti primenjen, obično i više njih. Na primer, dezinfekcija može da se izvede hlorisanjem (i to gasovitim hlorom, raznim hipohloritima), zatim hlordioksidom, ozonom, peroksidom, UV-zračenjem, mikrofiltracijom i uitrafiltracijom, terrnički. Filtracijom se bistri voda, ali se u filterima često završava deferizacija, a pogotovo demanganizacija, nitrifikacija, pa i denitrifikacija. Hlorisanjem se najčešće dezinfikuje voda, ali u prisustvu prekursora nastaje niz sporednih proizvoda dezinfekcije od kojih su brojni dokazano opasni po zdravlje; nešto slično, mada u blažem obliku, dešava se i prilikom ozonizacije.

Literatura

1. Anđelković B. i Krstić I. (2002) “Tehnološki procesi i zaštita životne sredine”, Fakultet zaštite na radu, Niš

36

2. Gaćeša S. i Klašnja M. (1994) “Tehnologija vode i otpadnih voda”, Jugoslovensko udruženje pivara, Beograd

3. Građevinski fakultet, (2006), Kvalitet voda- laboratorijski priručnik, Beograd

4. Đukić D. Gajin S. Matavulj M. Mandić L. (2000), “Mikrobiologija voda”, Beograd

5. Žeželj M. (2005), “Tehnologija žita i brašna” I i II deo, Poljoprivredni fakultet, Beograd

6. Leskošek–Čukalović I. (2002) “Tehnologija piva”, I deo “Slad i nesladovane sirovine”, Poljoprivredni fakultet, Beograd

7. Niketić–Aleksić G. (1994) “Tehnologija voća i povrća”, Poljoprivredni fakultet, Beograd

8. Pravilnik o higijenskoj ispravnosti vode za piće, Pravilnik je objavljen u "Službenom listu SRJ", br. 42/98 i 44/99.

9. Tošović S. (2008), “Osnovi ekotoksikologije”, Visoka zdravstveno-sanitarna škola strukovnih studija “Visan”, Beograd

37