果蔬汁加工技术课件

1、果蔬汁加工技术发展现状第一讲 一 果蔬汁饮料工业发展史 许多年来，水果加工工业一直致力于生产乙醇含量高的果饮料，如葡萄酒及其它发酵果酒等，而对“果蔬汁的败坏”无能为力。后来，一方面由于酒精中毒成了日益严重的社会问题，社会上要求禁酒的呼声越来越高，越来越多国家对酒精饮料课以重税；另一方面生活多样化的需要和工业、科学的高度发展致使原来的一些水果加工问题获得解决，水果加工日趋多样化，包括品种丰富的无酒精饮料。 1896年瑞十科学家Muller-Thurgau发表了未发酵的无酒精水果酒和葡萄酒的制造一书，从理论上阐述了具有高营养价值的果蔬原汁的制造工艺。与此同时，众多科学家开始了对果蔬汁饮料工艺学的研

2、究。二十世纪20年代初期，维生素和其它营养生理成分的意义和作用逐渐为人类认识，促使了新鲜水果蔬菜和果蔬汁的消费。二战后，无论是在美国还是在所有欧洲国家，果蔬汁饮料工业都是发展最为迅速的工业之一。从二十世纪六十一年代开始，第三世界各国的果蔬汁饮料的产量也迅速增加。果蔬汁饮料己发展成为世界食品市场重要的组成部分。 二 果蔬汁的分类 目前，世界各国饮料分类的方法并不相同，其中欧洲各国大体相同，但与美国、日本等国的饮料分类方法相差很大。如德国将饮料分为水果原汁、水果汁、水果露、水果汁露及水果水五类:而日本则在果蔬汁饮料中单独分出一类“果肉饮料”，又在果蔬汁饮料外独立出一类与之平行的“碳酸饮料”。 根据

3、1988年我国颁布的果汁饮料总则(NY 145-88 )，我国的果汁饮料大体仁被划分为11类。以下将其内容分为果汁和蔬菜汁概括叙述。 1、果汁饮料类 (1)果汁 是用机械方法将水果加工制成的未经发酵但能发酵的汁液，或采用渗滤或浸提提取水果汁液再用物理方法除去加入的水量制成的汁液;或在浓缩果汁中加入与果汁浓缩时失去的等量水分而制成的具有原水果果肉色泽、风味和可溶性固形物含量的制品。 (2)浓缩果汁 从原果汁中除去一定比例的天然水分后所获得的，具有该种水果应有特征的制品。(3)果汁类饮料 用原果汁(或浓缩果汁)经糖液、酸味剂等调制而成的能直接饮用的制品。根据原果汁含量又分为，水果汁(40% )、果

4、汁饮料(10% )、果汁水(5.0% )。并有浑汁和清汁两种。2、蔬菜汁饮料类 (1)蔬菜汁 用机械方法将蔬菜加工制得汁液，再加入水、食盐、糖液等调制而成的制品，如番茄汁。 (2)合菜汁 两种或两种以上的新鲜菜汁(或冷蔬菜汁)经食盐、糖等配料调制而成的制品。混合菜汁以低盐低糖来调配口味，突出一种或两种蔬菜的香型，由于其pH值都在4.5以上，多采用高温瞬时杀菌或高压杀菌。 (3)发酵菜汁 蔬菜经乳酸发酵后所得汁液经食盐或糖等配料调制而成的制品。发酵时产生各种有机酸，因此饮料香味很好，口味也很适口。 三 果蔬汁生产的基本过程 果蔬原料和产品虽是多种多样，但就其生产工艺而言，其基本原理和过程大致相同

5、。如流程图： 1、果蔬汁的制取 果蔬汁制取是果蔬汁饮料生产中的一个重要环节。含汁丰富的果蔬大都采用压榨法制汁，而对一些难以用压榨方法获得汁液的果实如山楂，枣等，可采用加水浸提方法来提取果蔬汁。除柑橘类果汁和带果肉果汁外，一般在榨汁前需要破碎工序，以提高出汁率;并在破碎后进行加热处理，加热处理条件因原料的种类、品种和成熟度而异。榨汁前预处理对提高出汁率，保持产品风味和稳定有一定作用，这包括加热钝化酶类或加酶制剂液化果浆等。 2、澄清和过滤 初步获得的果蔬汁只是含有一定数量悬浮物的粗果蔬汁。为获得浑浊果蔬汁，必须在保存风味的前提下，用过滤方法去除其中的大颗粒。若制造澄清汁，除粗滤外还要澄清和过滤，

6、以去除容易造成产品浑浊和沉淀的胶质、蛋白质等物质;澄清方法包括自然澄清法，明胶-单宁澄清法，加酶澄清法，热凝聚澄清等。 3、均质、脱气 均质是浑浊果蔬汁制造上特殊的操作，一般用于玻璃瓶包装的制品，不透明包装较少采用均质，冷冻保藏的果汁和浓缩果蔬汁也无必要。均质目的是使汁液中的颗粒破碎均匀，抑制产品分层沉淀。脱气的目的在于除去或脱去果蔬中的氧气，减少或避免饮料成分的氧化和产品色泽、风味的变化。若因脱气使饮料中风味物质损失，应对其回收，并返回产品中。 4、果蔬汁的浓缩 果蔬汁的浓缩就是去除其中部分水分。通过浓缩可把原汁的固形物含量提高到原来的6-7倍；提高糖度和酸度，增加产品的化学稳定性，抑制微生

7、物的繁殖，体积缩小至原来的1/6- l/7，节约了贮存容器和加工运输的费用。理想浓缩汁在稀释和复原时，必须具备和原汁相似的品质。 5、杀菌和灌装 加热杀菌是应用最普遍的杀菌方法，根据用途和条件的不同分为巴氏杀菌(低温杀菌)和高温杀菌。果蔬汁 pH值大于或小于4.5是决定其采用杀菌方法的分界线。果蔬汁属热敏感类产品，一般加热时间越短果蔬汁品质所受影响越小。因此，既保证杀菌效果，又尽可能降低热处理对产品品质的影响，就必须选择合理的杀菌条件。HTST或UHT杀菌效果显著，所导致的食品营养成分损失少。 灌装方式一般根据所采用的杀菌方式进行选择，或常温灌装或热灌装，或食品杀菌前灌装或食品杀菌后再进行无菌

8、灌装。热灌装是果蔬汁杀菌后，处于热状态时进行灌装，并立即密封，利用果蔬汁的热量对容器内壁进行杀菌。如密封完好，就能继续保持无菌状态:但是果蔬汁杀菌后到灌装密封之间至少要3min以上，因此，热引起的品质下降是难免的。热灌装适用于马口铁罐和玻璃瓶包装容器。四 果蔬汁生产对原料的要求 果蔬原料的品质是衡量果蔬好坏程度的尺度；不同的产品从不同的角度对原料做出评价。对于果蔬加工者来说，常把果蔬的加工适应性、耐藏性、色泽、风味、营养价值等视为最重要的质量标志。 概括起来，衡量果蔬是否适合制汁的质量标志有以下几个方面。 (1)隐蔽标志 它包括果蔬的营养价值、生理和功能意义、理化性状、加工适应性、污染程度和耐

9、藏性等“内在品质”。 (2)质量标志 主要有果蔬原料的栽培性状、产量、出成率、能耗、产投比、经济意义和商品价值。 (3)感官标志 它是果蔬原料最直观的质量标志。主要有果蔬的形状、大小、色泽、风味、质地、清洁度、健康度和缺陷等外观质量。五 果蔬汁加工中高新技术的应用 1、酶处理技术 果蔬汁生产中应用最主要的酶是果胶酶，商品果胶酶制剂都是复合酶，它除了含有数量不同的各种果胶分解酶外，还有少量的纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和阿拉伯聚糖酶等。在国外甚至出现了果菜汁饮料加工专用的复合酶。 酶制剂在果蔬汁加工中能起到如下作用 (1)软化果蔬组织，增加果菜的出汁率； (2)提高果菜汁的澄清度； (3

10、)简化生产工艺； (4)有助于保持产品的营养、风味和色泽； (5)提高产品的贮存稳定性，增加防腐能力。 果蔬汁生产中，酶的应用主要有两种可能性，在果蔬汁提取之前处理果浆或者只处理果蔬汁本身。二十世纪，八十年代开发的新一代果浆处理酶制剂，用于生产澄清汁，并形成了新的工艺，即所谓的“最佳果浆酶解工艺”(OME工艺)；明显提高了出汁率。九十年代的果浆酶解技术被称之为现代水果加工技术(AFP技术)，它采用全液化工艺，大大提高了生产能力。 酶法液化工艺是一种不同于任何常规果蔬汁加工技术的最新的制取果蔬汁的方法。在国外，AFP技术的研究己取得了很大的进展，目前正努力将这些研究成果转化为工业化生产，主要是选

11、择合适的加工工艺和设备，以降低生产成本和研制处理特定果蔬种类工业酶制剂。然而，我国果菜汁饮料制造业中，仅少数效益较好的大企业在生产加工中应用了酶技术，且所用酶制剂多是外国进口的酶制剂。 2、膜分离技术 膜分离技术主要有超滤技术(OF)和反渗透技术(RO)，分别用于果蔬汁的澄清过滤、无菌化和果蔬汁的浓缩。与传统的方法相比，果蔬加工中采用膜分离技术具有如下优点: (1)简化工艺流程和操作步骤，降低操作费用和劳动量，提高果蔬汁产量并减少废渣的排放； (2)保留芳香和脂溶性成分，使果蔬汁口感接近鲜食风味，提高产品质量； (3)去除微生物和过量的酶，有助于长期贮存而不发生二次沉淀。 果蔬汁的澄清是除去果

12、胶等会引起浑浊的成分；目前超滤工艺应用最广泛的是苹果汁的澄清作业。反渗透浓缩技术的研究己有二十余年，但高渗透压的限制难以把果蔬汁浓缩到传统蒸发所达到的浓度;只有新的膜材料和膜组件才使其工业化成为可能。膜分离过程与其他理化分离方法相结合来分离和浓缩溶液是当前膜分离技术研究及开发最富成果的领域之一。如膜分离技术同冷冻浓缩结合，反渗透和真空蒸发结合，联合膜的分离及膜蒸馏和渗透结合浓缩果蔬汁等。此外，还有超滤和树脂结合用于柑橘类果汁脱苦的研究。 膜技术实际应用于蔬菜汁并不多，日本、意大利、美国许多研究团体利用不同性能的膜材质处理番茄汁及番茄糊的浓缩，这些逆渗透膜材包括芳香族聚胺复合薄膜等。 膜技术并非

13、十全十美，由于膜的压密作用、浓差极化及阻塞会造成流速降低，限制浓缩极限；同时，膜装置需要不同于食品加工机械的卫生管理，这就要加紧开展膜表面的清洗方法与清洗装置、防止微生物繁殖和消毒问题的研究。 3、无菌加工技术 无菌加工即无菌灌装与无菌包装工艺，指经灭菌冷却处理的产品，灌装于已预先进行灭菌的容器中，然后在无菌的环境下，以预先灭菌的封盖通过加热进行无菌密封;其目的是要达到商业无菌。目前，无菌加工主要用于液态食品，固液混合食品中能够进行连续杀菌或分别杀菌后再混合的食品也可采用。 实现无菌加工必须具备三个条件:食品无菌；包装无菌；工作环境无菌。一般采用高温短时(HTST)或超高温(UHT)技术对果蔬

14、汁进行瞬间杀菌后，再立即冷却；包装材料的无菌可由H202表面杀菌或用饱和蒸汽杀菌和过氧化氢喷雾剂杀菌；灌装环境一般在灌装点采用局部净化方式来实现无菌灌装。为实现杀菌到灌装的连续性而避免二次污染，意大利西帕公司推出了ASIS无菌灌装一体化设备，方便了生产中的操作。德国克郎斯公司也对无菌加工进行改进，设计出Pet-asept系统；它适用于对微生物敏感的饮料，工艺透明度高，灵活性好，占用面积少。 复合纸包装无菌加工是食品加工和食品储藏技术领域中的先进技术，在世界上经济比较发达的国家已经得到广泛的推广应用。我国前几年主要靠引进无菌加工生产线，但现在我国已有能力自己开发和生产这类生产线，这无疑会促进它在

15、我国的推广。 4、浓缩技术 浓缩技术在果蔬汁饮料中用来除去水分，提高终产品的浓度，或生产高浓缩果蔬汁以便于保存和运输。在饮料浓缩加工中，主要工艺可分为蒸发、膜处理和冻结浓缩，与其它技术如芳香物回收与蒸馏等工艺结合。 蒸发浓缩一般可获得较高浓缩倍数，但挥发性化合物几乎全部损失；既使在超滤中也会损失一部分。若浓缩处理前，将挥发性化合物从进料中分离出来，便可保留全部或部分挥发性化合物；但大多数果蔬汁采用蒸发浓缩工艺回收芳香物质，效果不甚理想。 冻结浓缩有两个工序完成：结晶工序是使部分水分转化成球形的冰结晶体；分离工序则是通过洗涤柱，将冰结晶体从浓缩液中分离出来。依结晶方式的不同可分为悬浮结晶冷冻浓缩

16、法和渐进冷冻浓缩法;前者在冰晶分离方面使系统偏于复杂，并造成装置投资大，成本高。界面渐进冷冻浓缩由于能形成一个整体的冰结晶，使得母液与冰晶的分离变得非常容易，可降低设备投资与生产成本(比较结果如表)。目前此研究已达到中试阶段：由此方法获得的浓缩果蔬汁品质良好。 5、非热加工技术 传统的热力杀菌对热敏性果蔬汁的风味影响很大，很多果蔬汁经过热杀菌后均有不良的煮熟味，失去了原来的新鲜度，同时也会对产品的色泽、营养成分有一定破坏。因此人们开始采用一些非热加工方法，既能对果蔬汁进行杀菌，又能保持果蔬汁的新鲜度。目前主要有超高压杀菌、脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌、震荡磁场、紫外杀菌等。 超高压加工技术(HP

17、P)用于产品杀菌是一种不同于加热杀菌的“冷杀菌”工艺；它是指加100Mpa以上的压力处理后，使食品中酶、蛋白质、淀粉等高分子物质分别失去活性、变性，同时致死以细菌为主的微生物的过程。二十世纪九十年代，国外(如日本，墨西哥)相继有超高压产品和小型设备上市，其独到的风味立即引起发达国家政府、科研机构及企业界的高度重视。到目前为止，所有的研究表明，超高压杀菌主要作用是，保持热敏感和低酸多酶食品(特别是果蔬加工食品或饮料)的鲜美味道，提高食品保藏的货架期。而我国生产饮料采用超高压杀菌技术研究尚处于起步阶段，还没有成熟的超高压杀菌技术可投入果蔬汁生产中，但国内已有研究人员参与国际合作研究并跟踪这一高新技

18、术的发展。 高压脉冲电场灭菌的原理可以叙述为:细胞在灭菌时受电场作用影响，产生强烈震荡，而介质中又有等离子体产生并剧烈膨胀，形成冲击波，击碎细胞。高压脉冲电场在食品中的应用一般以常温进行，处理时间为数十秒，能耗远远少于热杀菌。目前，此方法已用在茶饮料、果蔬汁、啤酒的生产中，并取得较好效果。四 果蔬汁发展现状及前景 1、世界果蔬汁发展现状 果蔬汁的需求变化主要取决于收入、人口和价格的变化，随着社会文明的不断进步，世界果蔬汁生产及贸易量一直呈上升趋势。但这些增长多集中于欧、美、日三大市场。随着人类进入二十一世纪，发展中国家经济条件改善，有望成为果蔬汁另一大消费市场。 从世界果蔬贸易品种结构看，目前

19、主要是桔汁、柠檬汁、橙汁、苹果汁、葡萄汁、及其它果汁。蔬菜汁的消费一改以往以番茄全汁为主单一品种状况，新品种有所增加；但销售量仅限于发达国家，许多发展中国家蔬菜汁市场一直处于开发、尝试阶段。随着人们重天然、保健，讲求清淡、清凉口味的消费潮流，世界软饮料中，果蔬汁起着重要作用。而在果蔬汁国际市场上，欧美日新产品市场成为引导果蔬汁新产品、新技术的开发与应用的先锋。 以日本为例，近年来日本果蔬市场“胡萝卜汁”以及以胡萝卜汁为主要成分，加入其他蔬菜汁、果汁的混合果蔬汁有畅销趋势。在日本，鲜明的绿色和黄色象征着健康，成为过去一年的流行色调。从市场上购入的产中多标有维生素A的功效并标明-胡萝卜素含量。特别

20、是1995年首次“食品因子与防癌”为题目的国际会议在日本召开，科学地说明了蔬菜成分和人体健康的关系。这多少有利于促进日本蔬菜系饮料市场的活跃。 2、我国蔬菜汁发展现状及前景 在“九五”期间和今后几年，我国饮料工业的发展指导思想是“天然、营养、优质、多品种、多档次”；以普及碳酸饮料为主，利用我国资源优势，积极发展果蔬类饮料、蛋白饮料和饮用矿泉水，适当发展固体饮料，以及特种营养饮料;不断满足城乡两个市场、不同人群、不同消费层次的需要，有条件的可以销往国外市场，促进我国饮料工业在新的时期快速、健康、持久地发展。 我国是世界最大的水果蔬菜生产国之一，蔬菜总产量1.22亿吨；但目前贮运加工仅占5-10%

21、左右，远低于发达国家的20-60%。由此可见，我国果蔬汁饮料加工业发展潜力巨大。从另一方面说，我国蔬菜汁的发展较晚，且发展速度较慢，虽然作了一些研究工作，但真正用于生产的还不多见。1985年北京农业大学食品系研制的复合蔬菜汁“维乐”通过了鉴定，填补了国内市场复合蔬菜汁的一项空白。其后，九十年代中期，在市场的大力推动下，各厂家纷纷推出蔬菜汁饮料，如胡萝卜汁、番茄汁、大蒜汁、南瓜汁、芹菜汁、冬瓜汁和黄瓜汁等单汁及多种蔬菜复合汁饮料。然而，十多年来尚未有一种品牌成为畅销的蔬菜汁饮料。 过去我国蔬菜饮料销售不成功的原因：(1)从以前我国消费者的消费水平和保健意识来看，购买饮料的主要目的仍停留在补充水分

22、和解渴的阶段。尽管蔬菜汁保健功能不少，但在补充水分和解渴这两方面则稍逊于其它饮料，如瓶装水，碳酸饮料等。(2)蔬菜汁饮料本身的缺陷，如有些蔬菜汁实际上是种菜泥；或者风味上尽管保持了蔬菜的原味，但与酸甜可口的果汁相比，味仍太淡薄。(3)我国居民每天已进食了大量蔬菜，一年四季蔬菜供应充裕，不同于西方国家的饮食以乳制品和肉食为上的饮食结构。 蔬菜汁的保健价值是不可抵没的，另外生产工艺简便，投资少，只需在果汁生产工艺上适当改进即可生产蔬菜汁。蔬菜汁发展的关键是加强新产品开发能力，设计出适合中国人自己口味的蔬菜汁饮料；另一方面，考虑到我国传统的饮食习惯的存在，应加强蔬菜饮料的宣传以适当引导消费者的健康消

23、费模式。 为加快我国果蔬汁生产的步伐，提出以下对策： (1)培育和改良适合取汁加工的果蔬品种，大力发展果汁加工企业自身的或建立合同关系的原料基地。(2)调整果蔬汁产品结构。要根据国际流行的大品种发展生产，根据市场需求调整产品结构。(3)发展具有中国特色的果蔬汁工业。我国有许多热带果蔬和野生果蔬资源，风味独特，营养价值高，有的品种是我国特产应充分发挥资源优势，开发我国独特的疗效、保健、功能性果蔬汁。(4)加强果蔬汁企业的联合，走集团化道路。形成规模生产优势。(5)提高果蔬汁生产中应用高新技术的水平。 果蔬复合汁的意义和优点综合起来有以下几点： (1)果蔬复合汁有利于实现较佳的感官性状。根据消费者

24、需要，在果蔬复合汁的生产中可以通过不同种类的果蔬搭配取得最佳色、香、味、口感等。 (2)果蔬复合汁可以根据不同原料营养特征的优劣，形成营养互补而均衡。例如胡萝卜与番茄相比，胡萝卜含维生素A的前体胡萝卜素量较高，而番茄维生素C的含量较高。此两种复合，即可使维生素A和C同时得到满足。 (3)果蔬复合汁还可利用果汁的低pH值特性，作为蔬菜汁(多为pH中性)的酸味剂，从而获得低pH值(pH4)产品。许多蔬菜汁呈pH中性，要求高温杀菌，成本高且易破坏营养成分。用果汁调pH值后，即可采用较低温度的巴氏杀菌法进行灭菌。 (4)生产果蔬复合汁所需品种多，根据原料特性和产品需求，调配范围宽，有利于产品多样化和果

25、蔬原料的充分利用。第二讲果蔬干制及罐藏一 果蔬干制 1、果蔬干制的定义 果蔬干制就是在自然或人工控制的条件下促使果蔬原料水分蒸 发脱除的工艺过程。果蔬干制品种类多，体积小、质量轻、营养丰富、食用方便，并且易于运输与贮存。 不同微生物在其活动中所需的水分含量不同，绝大部分微生物需要在水分含量较高的环境中生长繁殖，它们的孢子或芽孢的萌发需要的水分更多。当我们采取一定的手段降低果蔬的水分含量时，就会有效地抑制微生物的话动。但水分存在的状态与水分活度值(A w)的大小同微生物的活动有关，并且也同酶的活性和化学反应有关。 2、果蔬干制原理 不同微生物在其活动中所需的水分含量不同，绝大部分微生物需要在水分

26、含量较高的环境中生长繁殖，它们的孢子或芽孢的萌发需要的水分更多。当我们采取一定的手段降低果蔬的水分含量时，就会有效地抑制微生物的话动。但水分存在的状态与水分活度值(Aw)的大小同微生物的活动有关，并且也同酶的活性和化学反应有关。 3、果蔬干制技术 3.1 自然干制 自然干制就是在自然环境条件下，利用阳光和风力进行果蔬制加工的方法。由于该法节省能源，生产成本低故目前在我国果蔬干制加工中，仍广泛使用 (1)太阳辐射的干燥作用 这是利用太阳辐射热作为热源，促使水分蒸发的一种干燥方法，在生产中称之为“晒干”。果蔬物料从太阳辐射热中获取能量后，物料中的水分受热后向空气中蒸发并依靠空气自然对流将果蔬表面的

27、水蒸气带走，直至使水分含量降低到和空气温度及其相对湿度相适应的平衡水分为止。因此,炎热、干燥和通风是适宜于晒干的基本气候条件。 (2)空气的干燥作用 空气的干燥作用取决于大气的温度、湿度和风速几方面的气候条件。它是利用空气这一干燥介质与物料间的温度差、湿度差而使物料得以干制的。 3.2人工干制 人工干制是指人为的控制和创造干燥工艺条件的干燥方法。以大大缩短干制时间，获得较高质量的产品。与自然干制相比，人工干制的设备复杂，投资高，操作较复杂，成本也较高。但是，人工干制具有自然干制无可比拟的优越性。随着国民经济的飞速发展，现代化的干燥设备相干燥技术在果蔬干制加工中被广泛应用。（1）柜式干燥设备 它

28、属于一种较简单的间歇式干燥设备。其结构如图。新鲜空气由鼓风机吸入到干燥室内，经过加热器和滤筛，流经载有果蔬的料盘，再由排气口排出。这种设备容量小，适用于小批量生产，它能较精确的控制工艺条件。操作时最高空气干球温度可达94，空气流速2-4ms。 （2）隧道式干制机 隧道式干制机是目前生产中常用的干燥设备。它的干燥室为狭长的隧道形，原料搁置在运输设备(架式小车、传送带等)上，沿隧道间隔地或连续地通过而实现干燥。隧道可分为单隧道式、双隧道式及多层隧道式等几种。干燥室的长为12-18M、宽约1.8m、高1.8-2.0m，可容纳8-15辆载满料盘的小车。每辆小车在干燥室内的停留时间等于产品必需的干燥时间。这种设备结构简单，适应性广。按原料相干燥介质运行方向的不同，可将隧道式干燥设备分为顺流式、逆流式和混合式3种。 （3）滚筒式干燥机 它是由一个或者两个表而光滑的钢质滚筒构成。滚筒的直径为20-200cm，中空，通有加热介质。干燥时，滚筒回转，筒外壁与浆状或泥状原料接触，在筒表面铺成薄层，转动一周，原料即得到