第五章果蔬制汁

第五章果蔬制汁第一节影响果蔬汁质量的因素第二节果蔬原汁制备第三节澄清果蔬汁加工第四节混浊果蔬汁加工第五节浓缩果蔬汁加工第六节果蔬汁的保存果实饮料的历史非常悠久，早在6000年前就有人饮用果实饮料。果蔬汁生产在果蔬加工业中历史较短。自1804年阿培尔发明了食品保存法，1892年威利姆·派德发明了皇冠盖，1903年米契尔·欧斯发明了自动洗瓶机，为果实饮料的工业化生产打下了基础。1869年，美国新泽西州对瓶装葡萄汁进行了第一次巴氏杀菌。19世纪末期，瑞士的巴氏杀菌苹果汁问世，开始了小包装非发酵性纯果汁商品生产。1929年，美国佛罗里达州诞生了第一罐橙汁。果蔬汁饮料迅速发展，成为主要的替代碳酸饮料的软饮料产品之一。软饮料是指酒精含量低于0.5％的天然的或人工配制的饮料。GB10789-2007《饮料通则》中将饮料共分为11大种类。碳酸饮料类果汁和蔬菜汁类蛋白饮料类包装饮用水类茶饮料类咖啡饮料类植物饮料类风味饮料类特殊用途饮料类固体饮料类其他饮料类万吨部分年份我国饮料产量（万吨）果蔬汁饮料的特点是：1.营养价值高，易于被人体吸收。2.加工方便，适合产地加工。3.可作为其它加工方法的原料。果蔬汁饮料是指以果蔬为原料加工生产的不含酒精和CO2

的果蔬汁。一般原汁浓度≥10％。第一节影响果蔬汁质量的因素一、物理因素因破碎、打浆工序影响果蔬汁的质量。1.导致酶溶出，解决方法是短时间加热灭酶处理。2.易受微生物的污染，解决方法是采用热处理、浓缩、无菌过滤等措施。3.易受金属容器的污染，解决方法是采用不锈钢容器。二、化学因素和酶反应易发生三类反应，分别是：1.酶褐变2.非酶褐变和其它颜色变化3.芳香成分的变化采用的措施有：1.刚刚破碎的果浆立即进行热处理。2.密闭系统生产，从破碎开始直至灌装封口。3.仁果类水果（如苹果），适当酶促氧化反应使其芳香成分变化。4.防止重金属污染，采用不锈钢或非金属材料。

三、微生物因素微生物因素会造成以下变化：1.外观的变化，出现沉淀、变色、生霉和产气。2.化学成分的变化，出现醇的生成及有机酸的变化（生成乳酸、醋酸、丁酸）。3.风味的变化，丧失了正常的风味，产生异味。影响果蔬汁质量的微生物种类有：1.细菌主要有醋酸菌和乳酸菌，其次是丁酸菌、酪酸菌。2.酵母主要有酵母属、克勒克氏酵母属、汉逊氏酵母属、酒香酵母属、红酵母属和假丝酵母属。3.霉菌主要有丝衣霉属、青霉属和曲霉属。四、各种因素交替作用各因素交替作用，造成果蔬汁的质量下降。

第二节果蔬原汁制备一、原料选择新鲜，无腐烂、病虫害，要求完熟，严格来说，未成熟和过熟都不合适。具有良好的风味和芳香，色泽稳定，糖酸比合适。出汁率高，取汁容易，对大小形状无严格要求。二、预处理包括清洗拣选和除柄除核。拣选是将霉变、腐烂、未成熟和受伤变质果实剔除，一般在输送带上手工进行。三、榨汁工艺（一）破碎（打浆）要求适度破碎、大小均匀，一般要求果浆的粒度在3mm~9mm之间。破碎的方法有机械破碎法、热力破碎法、冷冻破碎法和超声波破碎法。破碎热处理酶法液化榨汁（二）热处理目的是提高出汁率和品质；加热抑制酶；有利于色素和风味物质溶出，去除不良味；杀死大部分微生物。热处理条件是60℃~70℃、15min~30min或85℃~90℃、90s。设备采用管式热交换器。

图5-1瞬间加热破碎机示意图1.装料斗2.密封旋转导向阀3.加压进料斗4.破碎机5.承受漏斗6.泵7.冷却装置（三）酶法液化果蔬汁加工用酶主要使用果胶酶。商品用的果胶酶都是复合酶。酶法液化的方法有冷处理，室温6h~36h，或者热处理80℃~85℃，保温10s~120s，冷却至45℃~55℃，1h~2h。通常在大罐中进行，间歇搅拌方式。（四）榨汁压榨时的汁液流出量可用下式估算：榨汁设备有连续式螺旋压榨机、带式压榨机、卧篮式压榨机等。图5-2安迪森压榨机示意图1.原料果实2.进入导轨3.旋转锯4.旋转压榨盘5.旋转强出片四、浸提工艺将果蔬细胞中的汁液转移到液态浸提介质中的过程称为浸提。适合于含水量低，果胶物质含量高的果蔬原料。浸提汁色泽明亮，易于澄清，氧化程度小，芳香成分含量高。澄清果蔬汁与混浊果蔬汁区别如下：澄清果蔬汁混浊果蔬汁外观清彻透明无沉淀组织状态均一，久置不分层工序澄清过滤均质脱气化学成分去除果胶保留果胶第三节澄清果蔬汁加工果蔬原汁粗滤或离心分离净化过滤调配灌装密封杀菌冷却澄清是指用机械方法或物理化学方法，包括使用添加剂，从果蔬汁中分离出混浊物质的一切措施。净化是指使用添加剂，即净化剂，通过添加剂与果蔬汁中的某些成分发生化学反应或物理化学反应，使果蔬汁中的混浊物质沉淀或者使某些溶解在果蔬汁中的成分沉淀的一切措施。一、混浊物质（一）悬浮物悬浮物为细胞壁碎块、中胶层碎块、原生质成分、细胞器官，还包括发育不完全的种子、果芯、果皮、维管束以及色粒。主要成分是纤维素、半纤维素、糖苷、苦味物质和酶。采用粗滤或离心分离去除。（二）可溶性不稳定物质1.果胶大多数果蔬汁中含有0.2％~0.5％的果胶物质，其具有强烈的水合能力，以相对稳定的胶体状态裹覆在混浊颗粒表面。但是这一胶体状态不稳定，受多种因素影响。⑴温度加热或冷冻改变胶体性质。⑵电荷果胶、维生素、单宁及多聚戊糖等带负电荷。酸性介质中明胶、蛋白质、纤维素等带正电荷。⑶酶果胶酶可分解果胶。⑷其它胶体如明胶等。2.淀粉多见于未成熟的仁果类水果。淀粉受热糊化并逐渐老化，以悬浮状态存在于果蔬中难以去除，特别是灌装后能以淀粉-单宁络合物的形式存在，导致后混浊的发生。解决方法是采用淀粉酶处理。

3.蛋白质和多酚物质蛋白质和多酚物质结合可生成沉淀。解决方法是采用吸附剂吸附蛋白质或添加明胶使之沉淀。4.金属离子金属离子与多酚物质结合生成沉淀。解决方法是采用吸附剂吸附及防止金属容器的污染，采用不锈钢设备。二、净化（一）净化剂1.明胶明胶以盐酸法制取为优，其等电点（IEP）约为pH7~9。常用明胶液浓度可配成3％左右。胶液温度控制在70℃以下。使其完全溶解后方可使用。2.硅胶硅酸的水溶性胶体溶液，呈负电荷。可吸附和除去过剩的明胶，另外还可吸附多酚物质和糠醛等。3.膨润土也称皂土，是一种矿物质，呈负电荷。通过吸附反应和离子交换作用去除蛋白质以及酶类、多酚物质、残留农药、生物胺、气味物质和滋味物质等。缺点是释放金属离子、吸附色素和具有脱酸作用。膨润土4.单宁黄褐色的固体粉末，易溶于水。使用时一般先加入单宁再加入明胶，作用过程中有颜色反应。5.酶一般为果胶酶和淀粉酶。6.其它（二）净化方法1.明胶-单宁法2.酶-明胶法3.明胶-硅胶法4.单一膨润土法5.明胶-硅胶-膨润土法若在净化处理、灌装杀菌后出现沉淀，即后混浊。需要收集混浊物质，采取化学成分的分析及微生物镜检再修改净化方案。三、过滤过滤方法可分为一般过滤和膜分离，先进行一般过滤再进行膜分离。一般过滤膜分离适用范围非均相液固系统分离分子范围内进行分离过滤方式垂直过滤，形成滤饼水平过滤，不形成滤饼物料损耗3％~4％1％细菌残留10％~60％0（一）一般过滤主要的设备有袋滤器、纤维过滤器、板框压滤机、真空过滤器、离心分离机等。滤材有帆布、不锈钢或尼龙布、纤维、棉、木浆、硅藻土等。过滤速度受到过滤器滤孔大小、施加压力、果蔬汁黏度、悬浮颗粒密度和大小、果蔬汁的温度等影响。动画：板框压滤机（二）膜分离膜分离是以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力（如压力差、浓度差、电位差、温度差等）时，原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离、提纯的目的。动画：膜分离原理超滤（ultrafiltration，UF）是指利用半透膜的微孔过滤以截留溶液中大溶质分子的操作。超滤膜最初是使用醋酸纤维素（CA）做材料。目前使用最多的超滤膜材料是聚芳砜和异丙基聚芳砜。动画：超滤过程演示反渗透（reverseosmosis，RO）是通过反渗透膜把溶液中的溶剂分离出来。反渗透膜使用的材料，最初也是醋酸纤维素（CA），1966年开发出聚酰胺膜，后来又开发出各种各样的合成复合膜。动画：反渗透膜分离膜组件是将不同形式的膜以一定面积组装在受力容器中构成的膜分离单元。主要有平板式、管式、卷式、中空纤维式等。平板式更适合食品行业的应用。膜分离过程工艺包括前处理工艺、分离工艺和后处理工艺三部分。前处理工艺是指进料液的调整和预处理。后处理工艺包括透过水与浓缩液的后处理和膜污染后的处理。四、调配为使果蔬汁制品有一定的规格，为了改进风味，增加营养、色泽，果蔬汁加工常需要进行调整和混合。包括加糖、酸、维生素C和其它添加剂，或将不同的果蔬汁进行混合，或加水及糖浆将果蔬汁稀释。（一）调配设计要求1.色泽和谐统一、色泽鲜艳。2.香气得到最佳的香气成分。3.口味和谐一致，具有自己的典型特征。根据芳香成分和糖酸比，大致可以将果蔬汁分成清淡型和浓重型两种。清淡型的果蔬有苹果、梨等，浓重型的果蔬有西番莲、某些葡萄、柠檬等。一般的组合方式有清淡型-清淡型和清淡型-浓重型两种，不进行浓重型-浓重型这种配合方式。4.营养素的互补5.稳定性6.地方口味（二）复合工艺的确定种类、品种选择→理化性状、加工性状分析→最佳加工工艺确定→调配→成品→感官评价第四节混浊果蔬汁加工果蔬原汁粗滤或离心分离调配均质脱气灌装密封杀菌冷却一、均质均质是将果蔬汁通过一定的设备使其中的细小颗粒进一步细微化，使果胶和果蔬汁亲合，保持果蔬汁均一的外观。常用的均质设备有高压均质机、超声波均质机和胶体磨。三柱塞高压均质机二、脱气脱气是指采用一定的机械和化学方法除去果蔬汁中气体的工艺过程。脱气的主要目的是为防止果蔬化学成分氧化。脱气的方法有加热脱气法、真空脱气法、化学脱气法和充氮置换法。三、影响混浊果蔬汁稳定性的因素要使混浊物质稳定，就要使其沉降速度尽可能降至零。其下沉速度一般认为遵循斯托克斯公式。式中V—沉降速度

g—重力加速度

r—混浊物质颗粒半径

ρ1—颗粒的密度

ρ2—液体（分散介质）的密度

η—液体（分散介质）的黏度依据这一理论，增强果蔬汁的稳定性的措施有：1.降低颗粒的体积采用均质处理2.增加分散介质的黏度钝化果胶酶及加入增稠剂3.降低颗粒与液体之间的密度差脱气及加入增稠剂第五节浓缩果蔬汁加工澄清汁或混浊汁芳香成分提取浓缩灌装密封杀菌冷却一、芳香成分回收主要采用萃取法和蒸馏法。芳香成分在装罐时回加到果蔬汁中。二、浓缩方法有真空浓缩法、冷冻浓缩法、反渗透浓缩法和干燥浓缩法四种。我国果蔬汁生产中最常用的是真空浓缩法。

动画：升膜式浓缩动画：降膜式浓缩动画：果汁单效蒸发浓缩动画：果汁多级蒸发浓缩

第六节果蔬汁的保存一、半成品的保存半成品包括果浆、果蔬汁和浓缩汁。（一）浓缩保存将果蔬汁的固形物从5％~20％提至60％~75％，灌入洁净的容器内，密闭保存。也可将果蔬汁浓缩至36％~48％，进行无菌贮存或低温贮存。（二）低温贮存巴氏杀菌后将果蔬汁迅速冷却至室温，放入洁净的容器内，密闭于0℃左右冷藏。柑桔浓缩汁往往用冻藏法，贮藏在－18℃以下。（三）化学防腐剂保存贮藏温度0℃~4℃。保存效果取决于添加量、果蔬汁成分及pH值、微生物种类、贮存温度、时间。该方法实际应用较少。（四）CO2保存贮藏温度＜10℃，也可采用N2。（五）热杀菌保存经过巴氏杀菌的果蔬汁趁热灌装到预先消毒的洁净的容器中保存。该方法冷却时间长易影响制品品质。（六）大罐无菌保存将经巴氏杀菌的浆状果蔬半成品在无菌条件下灌入预先杀菌的密闭大金属容器中，保持一定的气体内压，以防止产品内的微生物发酵变质，从而保藏产品的一种方法。

二、成品的保存罐藏的原理：一是食物必须在一定温度下加热一段时间，使产品达到商业无菌的要求。二是食物必须在不漏气的容器中密封，以防止产品杀菌后再污染。

（一）传统灌装法将果蔬汁加热到85℃以上，趁热灌装，密封，在适当的温度下进行杀菌，之后冷却。此法产品的加热时间较长，品质下降较明显。（二）热灌装将果蔬汁在高温短时或超高温瞬时杀菌之后趁热灌装到已预先消毒的洁净的瓶内或罐内，趁热密封，之后倒瓶处理，冷却。（三）无菌灌装无菌包装技术发明于20世纪40年代。最初是为了生产不能用传统的高压釜灭菌而要求较长货架寿命的产品（如乳制品）而开发的。在20世纪60年代由于包装用塑料的迅速发展，给无菌包装发展提供了广阔的发展天地。1961年，全球最大的液态食品加工及包装生产企业瑞典利乐（TetraPak）公司首先将纸盒无菌包装技术应用于商业化生产。无菌包装主要应用在包装果蔬汁、乳制品以及酱类食品方面，并正在从均质流体食品向液固混合、颗粒食品，甚至向固态食品方向发展，应用范围正在逐步扩大。

1.定义及特点无菌包装（asepticpackaging，AP）是指把被包装食品、包装材料容器分别杀菌，并在无菌环境条件下完成充填、密封的一种包装技术。无菌包装的特点是①食品的色、香、味、形及营养素在加工过程中损失小。②能生产出大型包装食品。③包装材料和容器的成分向食品中的溶渗少。④包装材料使用广泛。⑤适合于自动化、连续化生产。⑥产品保存期长。

视频：汇源真鲜橙广告3.无菌包装的包装体系杀菌方法⑴食品的杀菌方法杀菌方法有三种：超高温瞬时杀菌（ultrahightemperature，UHT）高温短时杀菌（hightemperatureshorttime，HTST）欧姆杀菌果蔬汁采用的杀菌工艺条件是：温度时间pH≤4.685℃~95℃10~15spH＞4.6135℃~150℃2~3s超高温瞬时杀菌是指在温度和时间标准分别为130℃~150℃和2~8s条件下，对食品进行杀菌的一种工艺。其基本原理是建立在食品品质及营养成分等遭受热力破坏的温度和微生物受热死亡的温度两者之间有很大差异这一规律上的。对于液态食品通常采用管式热交换器、板式热交换器及刮板式热交换器。对于含固态颗粒的液体食品可将液相与固相分离，分别进行杀菌后再在无菌状态下重新混合并灌装。对于固体食品杀菌则采用气流式灭菌装置或搅拌式灭菌装置。超高温管式杀菌系统超高温板式灭菌系统⑵包装材料和容器杀菌方法金属容器的杀菌采用过热蒸汽或干热空气，使容器温度达221℃~222℃。玻璃容器的杀菌一般采用热杀菌，包括饱和蒸汽、过热蒸汽、热空气、热空气与水蒸汽混合气等。纸塑类包装容器的杀菌有物理和化学两种方法。物理方法常采用紫外线辐射杀菌。化学方法常采用H2O2杀菌，浓度为25％~30％，温度为60℃~65℃。动画：利乐无菌砖的包装材料塑料容器常用的是PET瓶和HDPE瓶。采用容器成型后H2O2杀菌或成型时灭菌，并立即灌装。衬袋盒（箱）。美味源生物科技有限公司成品灌装⑶包装系统设备及操作环境的杀菌方法包装系统设备的杀菌处理一般采用CIP原位清洗系统实施。CIP（Cleaninginpalace）工艺流程：热碱水洗涤稀盐酸中和热水冲洗清水冲洗高温蒸