华南农业大学园艺学课件第三章

1第三章果蔬制汁FruitandvegetablejuicetechnologiesMaincontent概述原果蔬汁加工工艺果蔬汁饮料加工工艺生产中常见的质量问题第一节果蔬汁的概念与分类一、定义以优质新鲜水果、蔬菜为原料，经预处理后，采用压榨或其它方法取得的汁液称为果蔬汁。以果蔬汁为基料，再加入水、甜味剂、酸味剂、色素、香精等食品添加剂调配而成的饮料称为果蔬汁饮料。二、果蔬汁饮料的特点营养成分含量高，容易被人体吸收，与其他加工品比较，在风味、营养上更接近新鲜果蔬，有的还有医疗保健作用。三、果汁饮料的分类按GB10789－98《软饮料的分类》标准，果汁饮料可分为以下几种：(1)果汁（原果汁）(2)果浆－将果肉打成浆汁(3)浓缩果汁(4)浓缩果浆(5)水果汁－原汁含量不低于40％(6)果肉饮料－包括用浓缩果浆调制，成品果浆含量30％或用新鲜果实调制，果浆含量20％。(7)高糖果汁饮料（原果汁）(8)果粒、果汁饮料－果汁含量不低于10％,果粒含量不低于5％。(9)果汁饮料－果汁含量不低于10％(糖浆)(10)果汁水－果汁含量不低于5％日本的果汁饮料分类标准（日本农林水产省标准JAS）（1）天然果汁－－果汁含有率100％（2）浓缩果汁－－浓缩度为1/3～1/7（3）果汁饮料－－果汁含有率50％，100％（4）果肉(果浆)饮料－－果肉含有率20％～50％，不溶性固形物19％以上。（5）果汁清凉饮料－－果汁含有率10％，50％(10％～50％)（6）加果粒的果肉（果浆）饮料－－果粒含有率5％、30％（5％～30％），果肉含量15％23、发酵蔬菜汁蔬菜经乳酸发酵后所得的汁液，加食盐等配料调制而成的制品。四、蔬菜汁饮料类1、蔬菜汁以新鲜蔬菜汁（或冷藏蔬菜汁），加食盐、糖等配料调制而成的制品。2、混合蔬菜汁用两种或两种以上的新鲜蔬菜汁（或冷藏蔬菜汁），加食盐、糖等配料调制而成的制品。第二节果蔬汁加工工艺原料预处理取汁澄清均质精滤脱气浓缩干燥杀菌灌装冷却成品成分调整成分调整粗滤一般工艺流程：橙类所用品种要求含糖量和含酸量较高、Vc含量高、香味浓、出汁率高、苦味物质含量低；柑桔类风味平淡，香气较差，不宜单独制汁，一般榨汁后与橙汁调配制汁；苹果要求含糖量高、酸味和涩味适当、香气浓、褐变轻的品种；番茄一般选择皮薄、籽少、肉厚的红色品种。要求番茄红6mg/100ml以上，可溶性固型物含量在5%以上。一、原料的选择3二、预处理主要操作有原料拣选、洗涤、加热灭酶（软化）、破碎等。加热的作用：改变细胞机构，使果肉软化；水解部分果胶，降低黏度；抑制酶的活性。破碎目的：提高出汁率。要求：破碎程度适当、大小均匀。苹果、梨3~4mm，草莓、葡萄2~3mm，樱桃5mm。三、取汁选择合适的压榨设备，常用的榨汁设备有连续螺旋式压榨机、带式压榨机、序列式压榨机等。要求：快速、压榨量大；机构简单、体积小、易清洗。螺旋式压榨机与序列式压榨机工艺性能比较序列式压榨机螺旋式压榨机设备占地面积大、不易清洗设备占地面积小、使用后易清洗8果籽可自动分离果籽与果内皮一起被压榨，易引起果汁异味7精油含量高于螺旋式果汁精油含量较低5密闭式榨汁、可减少空气混入榨汁时带入较多空气、影响果汁颜色4榨汁前需按分大小分级与果实大小无关2果汁较清澈果汁混浊度大6榨汁率较低（约45～50％）榨汁率较高（约55％）3全果榨汁方式，不需剥皮，省工先剥皮后榨汁，可防止来自果皮的异味或异臭混入果汁1四、粗滤主要目的是除去粗大悬浮颗粒，一般用50-60目的筛滤机进行，既可在榨汁机中完成，也可单机操作。无论澄清果汁还是混浊果汁，均需进行粗滤工艺。浸提（萃取）主要用于果汁含量少的干果类及一些含有特殊成分的干原料。一般用热水浸提，有的用酒精萃取。五、果菜汁的澄清压榨后的果菜汁经过澄清处理，成为透明、清澈的清汁，即澄清型果菜汁。1、果汁混浊的原因榨汁后组织碎块进入果汁，尤其是一些具有水合能力的聚合物或混浊物，使溶液体系成为稳定混浊液。C、金属离子从容器或设备进入果汁中的金属阳离子，如Fe+2、Ze+2、Cu+2等，与果胶、淀粉产生化合作用，或与酚类物质反应，形成稳定的络合物。水合聚合物或混浊物的种类：A、果胶和淀粉果胶物质可以通过强烈的水合作用把细胞壁碎块带入有悬浮能力的混浊物胶粒中；淀粉是一种典型的强水合性亲水胶体，它能够包裹混浊物颗粒，使混浊物颗粒在溶液中呈悬浮状态。B、蛋白质和多酚类物质蛋白质很容易与酚类物质反应，形成混浊物和沉淀物。42、果蔬汁的澄清果蔬汁的澄清过程就是根据产生混浊的原因，通过物理或化学的方法，除去或破坏产生混浊的条件，使稳定的胶体体系变为不稳定，悬浮颗粒聚集而沉淀。澄清方法：自然澄清法明胶--单宁澄清法酶法澄清酶法、明胶联合澄清法冷冻（加热）澄清法硅藻土澄清法（1）自然澄清法经长时间的静置，可以促使果菜汁中的果胶物质逐渐水解，蛋白质和单宁逐渐形成不溶性的蛋白单宁盐，从而使悬浮物质沉淀。所需时间较长，仅用于亚硫酸或防腐剂半成品保藏的果蔬汁。（2）明胶--单宁澄清法澄清机理：◆明胶、鱼胶、蛋清等蛋白物质，可与单宁反应形成不溶性的单宁酸盐络合物，此络合物在沉淀的同时，果汁中的悬浮颗粒被缠绕而随之下沉。◆果汁中的果胶、维生素、单宁和多聚戊糖等带负电荷，而明胶、蛋白质、纤维素等在酸性介质中带正电荷，正负电荷相互作用，使胶体物质不稳定而沉淀，果汁得以澄清。注意事项：下胶前应先作小试，以正交试验确定明胶、单宁用量，下胶不足不能有效中和胶体电荷，不能澄清。下胶过量，形成新的胶体体系，也不能澄清。明胶能与花色苷类色素反应，会使单宁含量少的果汁变色。果汁中如含高铁金属离子，会影响明胶的沉淀能力。（3）加酶澄清法利用果胶酶将果胶物质水解成可溶性的半乳糖醛酸。果汁中的悬浮物质一旦失去果胶胶体的保护，即很易沉降。几种常用果胶酶制剂的用量（活性单位/L果汁）果汁种类用量果汁种类用量苹果汁3000-5000葡萄汁200-3000草莓汁4000-8000醋栗汁4000-6000李汁6000-8000乌饭树汁4000-6000树莓汁3000-5000樱桃汁2000-4000（4）冷冻澄清法将果汁快速冷冻，可破坏部分胶体形成不定形沉淀，通过解冻而除去。此法成本高，沉淀不彻底。（5）加热澄清法将果汁在80～82℃条件下，加热80～90秒，然后快速冷却至室温，由于温度剧烈变化，果汁中的蛋白质和其他胶体变性凝固析出，从而达到澄清目的。此法优点是可在巴氏杀菌的同时进行，但澄清不彻底。5六、澄清果蔬汁的过滤为了得到澄清透明且稳定的果蔬汁，无论采用哪种澄清处理后，都必须进行过滤（精滤），以分离沉淀和悬浮物质。常用的过滤设备有：袋滤器、纤维过滤器、棉饼过滤器、板框压滤机、真空过滤器、离心分离机、超滤机等。滤材（过滤介质）有帆布、不锈钢或尼龙滤布、纤维、石棉、木浆、纸板、硅藻土、反渗透膜（如醋酸纤维膜、芳香聚酰胺纤维膜）等。无论采用哪种过滤方式，过滤过程中均应避免果蔬汁被有害金属污染和尽量减少与空气接触。七、混浊果蔬汁的均质生产混浊型果蔬汁和带肉果汁时，为了防止溶液中的悬浮微粒下沉，出现分层现象，使果蔬汁呈稳定的混浊状态，需进行均质处理，尤其是瓶装果蔬汁。均质设备有胶体磨、高压均质机、超声波均质机等。胶体磨的工作原理：胶体磨具有两个磨盘，其中一个由转速为3000～15000rpm的转子带动而高速转动，另一个静止，两磨盘之间的缝隙为0.05～0.075mm。当果汁经过胶体磨的狭缝时，固体颗粒由于受到两个齿形面相对运动而产生的高速磨削和强烈的剪切作用而破碎，形成乳化、均匀的混合体系。高压均质机工作原理：物料通过柱塞泵的作用，在高压低速下进入阀座与阀杆之间的狭腔，获得极高的流速（200～300m/s），从而在均质阀里形成一个巨大的压力下跌，物料中的颗粒形成气泡，膨胀炸裂（空穴效应），并造成强大的剪切力和湍流效应，使原先比较粗糙的粒子细微化并均匀分散在果汁中。转子-定子均质机(高剪切均质机)待混合物料在高速旋转的转子带动下,作湍流运动,由于惯性力,液体进入由转子与定子形成的狭小剪切区,在该区域内转子旋转对液体实施剪切,从而达到细化目的。61、果蔬汁中的空气来源◆果蔬组织本身含有的氧气以及呼吸产生的二氧化碳；◆加工过程中与空气接触频繁，增加了气体含量，如均质操作时，带入一定空气。◆果蔬汁中含有的氧气会导致果蔬汁营养成分的损失和色泽的劣变。◆除去果蔬汁中的气体这一工艺过程称脱气。八、果蔬汁的脱气与脱油2、脱气的作用减少果蔬汁中色素、维生素、芳香成分的氧化，防止品质的不良变化；除去附着在悬浮微粒表面的气体，减少或避免微粒上浮，以保持良好的外观；防止或减少装罐、杀菌时产生泡沫；减少马口铁罐内壁的腐蚀。3、脱气的方法★真空脱气法要点：控制适当的真空度和温度；尽可能增大果蔬汁在真空罐内的表面积；控制恰当的脱气时间。真空脱气的缺点：易造成2-5%的水分和低沸点芳香物质的损失，必要时可以安装芳香回收装置。★氮气交换法在果蔬汁中通入氮气，以氮气置换氧气。★化学脱气法利用一些抗氧化剂（如抗坏血酸）或酶制剂（如葡萄糖氧化酶）作为脱气剂。4、脱油主要用于橙汁，甜橙在取汁时难免带入或多或少的香精油。橙汁中香精油含量在0.015～0.025%时具有愉快的香气和风味，但超过0.03%就造成苦麻味，且还会在贮存过程中由于d-宁烯水解生成1,4桉树脑，出现类似松节油的不愉快气味。所以必须适度脱油，生产上一般采用真空脱油器进行。九、果蔬汁的成分调整为了使果蔬汁符合一定的规格要求和改进风味，常需要进行适当成分调整。调整时首先根据市场调查和有关标准确定原汁含量与糖酸比（一般为13～15:1），大多数果汁只进行糖酸调整，果汁饮料类则尚需进行色、香、味、形的调整。7果蔬汁饮料的常用辅料：必须成分：白砂糖、甜味剂、酸味剂、防腐剂、软化水等稳定剂：柠檬酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、抗坏血酸、异抗坏血酸等增稠剂：果胶、卡拉胶、黄原胶、CMC、海藻酸钠等食用色素：天然色素、合成色素香精香料糖酸调整先根据有关标准按制品的种类确定原汁的最低含量，再确定制品合适的糖酸比。X=W（B-C）/D-BX：补加的糖液重量B：调整后含糖量W：加入原汁的重量C：原汁的含糖量D：浓糖液浓度，一般D为60%~75%调整前的含糖量=调整后的含糖量原汁的含糖量+浓糖液的含糖量=制品的含糖量果汁含酸量（%）=V/N×0.064×100/50V：消耗的氢氧化钠标准溶液的体积(mL)M：氢氧化钠标准溶液浓度m2=m1(z-x)/y-xm2：加入的柠檬酸液的重量m1：果汁的重量Z：要求调整到的酸度Y：柠檬酸液的浓度x：果汁调整前的含酸量许多果蔬虽然可单独制汁，但与其他种类、品种混合则效果更好，可以取长补短，改善色泽、风味和营养。苹果汁常在品种间混合；欧洲种葡萄味甜少酸，常与美洲种葡萄混合；宽皮柑桔风味平淡，常与甜橙、凤梨混合；番茄常与菠菜、芹菜、胡萝卜混合；胡萝卜可与柑桔、苹果混合；南瓜可与苹果混合等。十、果蔬汁的罐装◆热罐装◆冷罐装◆无菌罐装十一、果汁的浓缩1、浓缩的作用浓缩果汁体积小，TSS高达65-68%，可节省包装和运输费用，便于贮运；果汁浓缩后糖度、酸度大幅度提高，在不加防腐剂的情况下也能长期保藏；浓缩果汁用途广泛，可以添加到许多食品中，以改善其风味和营养；可以常年提供果汁饮料生产的原料。浓缩程度一般为1/4～1/6，柑橘汁为1/5～1/6。8浓缩方法真空浓缩（减压蒸发浓缩）冷冻浓缩反渗透浓缩超滤浓缩常压蒸发浓缩2、浓缩方法（1）真空浓缩法常用的真空浓缩方式有升膜式浓缩和降膜式浓缩。真空浓缩装置主要由三部分组成；A、蒸发体――热交换器，使果汁被加热；B、分离体――将浓缩汁与水蒸气分离；C、冷凝器――使分离出来的水蒸气冷却浓缩温度一般控制在25-350C，对于耐热果汁（如苹果汁），也不宜超过550C。真空浓缩法的缺点：易造成芳香物质损失，应注意回收。冷冻浓缩的特点：完全不加热，芳香物质和维生素几乎不损失；色泽、风味优良；省能源。蒸发