6-仇农学-果汁榨前分离工艺研究与实践.

果汁榨前分离关键设备与工艺的研究和实践报告人：仇农学教授单位：陕西师范大学2011年8月16日主要内容浓缩果汁加工工艺现状及弊病二果汁榨前分离加工工艺的实践一三四总结榨前分离关键设备与工艺一.浓缩果汁加工工艺现状及弊病苹果一次压榨破碎果汁果渣浸提、二次压榨果渣护色、前巴杀酶解、澄清超滤、脱色多效浓缩巴杀、灌装•果皮、果籽、果肉混杂，难以分离利用；•含水量大，干燥能耗高•过氧化物酶，果胶酯酶含高；•难以灭活，褐变严重•农残、微生物毒素残留高；•影响风味因子难以去除二.榨前分离关键设备与工艺2.1关于冷提取（破碎）和榨前分离工艺冷提取（破碎）(coldextraction(pulping)）是指把经过清洗分捡过的水果输送至特别设计的涡轮式冷提取设备中,在常温下,从水果加工的初始阶段起就彻底去除那些对果汁产品后续质量有严重影响的成分,如果皮、果柄、果籽、木质素（称为皮渣）等。榨前分离(separationpre-pressing)工艺是基于冷提取设备的研制成功，提出的果蔬汁加工新工艺。总体思路是将冷破碎设备获得的果肉浆在较低的温度下进行灭酶，然后进行提汁，得到高品质的果汁（NFC果汁、浊汁、清汁等）和果肉渣。而果肉渣和皮渣再分别进行精深加工，获得高附加值的产品，实现水果加工零排放。•冷破碎机•转子与刀盘•冷破碎刮板•冷破碎筛网2.2榨前分离关键设备设备工作原理冷破碎分离机由进料搅龙、转子、破碎刀盘、按螺旋线排列的分离刮板和筛网等组成。果蔬由进料搅龙输送进破碎室进行破碎，进而，刀盘对果蔬碎块进行刮削，产生的混合物在分离刮板的带动下沿刮板与筛网之间的间隙移动，在筛网的截流作用下将果皮、果籽、果柄与果肉果浆分离，果肉果浆从出浆口排出，果皮、果籽、果柄等杂质从出渣口排出。2.2榨前分离需配置的关键设备套管式果浆加热器加热套管2.2榨前分离需配置的关键设备卧式离心式螺旋分离机带式榨汁机碟片式离心分离机2.2榨前分离需配置的关键设备一效蒸发温度，真空度二效蒸发温度，真空度研发的热水源浆、汁低温强制循环蒸发器2009年冷破碎设备研制成功冷破碎苹果皮与籽传统破碎皮与籽冷破碎猕猴桃浆冷破碎猕猴桃皮籽冷破碎大辣椒皮籽2.3部分研究结果冷破碎菠萝浆冷破碎菠萝皮渣冷破碎芒果浆冷破碎后的芒果核冷破碎设备主要性能指标已制定企业标准，设备通过第三方检测查新报告显示：创新性明确主要创新点1、在加工的初始阶段首先完成果汁果肉与影响产品品质的不良成分分离，然后再在较低的温度（76-80℃）下进行必要的钝化护色。2、冷破碎果蔬分离机可以实现在苹果榨汁前使果皮、果柄、果籽、木质素等不良成分与果肉果汁分离。该设备不但有效提高果汁质量，而且能够实现果皮、果籽、果肉的精细分离，有利于资源化利用。3、冷破碎果蔬分离机由进料搅龙、破碎刀盘，按螺旋线排列的分离打板和筛网等组成，一次性完成破碎和打浆。4、冷破碎果蔬分离机出浆率大于90%；果浆损失率小于0.6%，每吨苹果破碎能耗小于3KW/h；加工温升不超过5℃。三.果汁榨前分离加工工艺的实践苹果提汁冷破碎果汁果肉渣护色、前巴杀酶解、澄清超滤、脱色多效浓缩巴杀、灌装•果肉纤维•采用洁净干燥模式，可再利用•有效去除农药残留；•实现果皮、果籽的精细化分离•保留苹果的风味物质果皮、果籽•在较低温度下钝化大多过氧化物酶、果胶酯酶，减少褐变3.1榨前分离工艺试验•带式榨汁机•传统压榨的果渣•榨前分离后的果肉一渣•榨前分离后的果肉二渣3.2果汁榨前分离工艺的研究内容•冷破碎后果桨的钝化酶工艺与设备开发；•果桨的提汁工艺与设备选型；•果汁护色工艺；•果汁的酶解澄清工艺；•果汁过滤工艺；•果汁脱色工艺；•果汁浓缩工艺；•果汁加工副产品皮渣、肉渣的清洁干燥及资源化利用。3.3榨前分离对护色工艺的影响•过氧化物酶peroxidase(PO)、果胶(甲)酯酶pectinesterase(PE)——引起褐变的关键酶水果酶种类果肉中的活性U/g果皮中的活性U/g果皮中的活性/果肉中的活性苹果过氧化物酶0.00420.03097.36果胶甲酯酶0.3740.3460.93梨过氧化物酶0.0190.0482.5果胶甲酯酶1.7033.1351.84*苹果皮中过氧化物酶peroxidase(PO)的活性是果肉中的七倍，而果胶（甲）酯酶的值没有区别POoxidativeperoxidasecolourPEpectoliticpectinesteraseviscosity3.2榨前分离对护色工艺的影响•过氧化物酶peroxidase(PO)钝化曲线对比苹果的PO酶钝化曲线（直接破碎后）苹果的PO酶钝化曲线（榨前分离）*榨前分离后的苹果在86℃温度以下经过1分钟后就足以将PO的量降到分析极限以内。而对于直接破碎的苹果则需要在95℃下1分钟的时间（或86℃，7分钟。）3.2榨前分离对护色工艺的影响•果胶(甲)酯酶pectinesterase(PE)钝化曲线对比PE酶钝化曲线（直接破碎）PE酶钝化曲线（榨前分离）*对于PE，冷破碎的苹果在78℃需要1分钟已经足够，相比较未使用冷打浆技术仅破碎过的苹果需要在86℃下一分钟的时间3.4榨前分离对多酚物质的影响水果部位多酚/总多酚特有成分苹果果肉46.53%果皮53.47%槲皮素阿拉伯糖苷、槲皮素葡萄糖苷和半乳糖糖苷混合物•苹果多酚物质的分布特点多酚物质对果汁的色泽起重要作用，可参与酶促褐变或者自身发生氧化缩合反应而加深果汁色泽多酚物质含量过高，尤其是儿茶酸或者花青素含量较高时，会有涩感，产品易氧化，质量极不稳定。多酚物质可参与苹果浓缩汁的酶促褐变、非酶褐变和后混浊反应,导致果汁品质的劣变榨前分离技术有效避免了果皮中的多酚物质对果汁品质造成影响，缓解了浓缩果汁酶促褐变、非酶褐变和后混浊等问题。3.5榨前分离对农药残留的影响水果部位农药残留微生物毒素残留苹果果皮93.7%73.42%果肉6.3%26.58%•苹果农药、微生物毒素残留的分布特点农药敌百虫，多杀聚酯均可以和果汁中挥发油如己烯醛、己烯醇反应，破坏苹果风味农药乐果，毒杀蜱等均会和苹果多酚如花青素，根皮苷反应，破坏果汁的营养物质农药和微生物毒素的存在，降低成品率，危害健康榨前分离技术有效避免了农药残留对果汁品质造成影响，避免了果汁营养物质的破坏、苹果风味衰减和质量安全等问题。参数富士新红星容重（g/L）千粒重（g）含水量（%）含仁率（%）粗脂肪（%）粗蛋白（%）574.042.57.6574.323.6948.85529.735.59.3470.124.3249.55项目富士苹果籽油新红星苹果籽油水分及挥发物（%）相对密度（20/4℃）折光指数（n20）酸价（mg/g）皂化价过氧化价（I2%）碘价磷脂含量（%）0.0520.9021.47400.216187.6220.49115.24－0.0510.9011.47220.631191.0440.51117.31－3.6榨前分离的果渣开发（果籽）•苹果籽物理参数及成份含量•机械压榨法所得苹果籽油的理化性质脂肪酸相对含量（%）棕榈酸硬脂酸油酸亚油酸亚麻酸花生酸花生一烯酸棕榈一烯酸山俞酸6.081.8139.9846.560.311.420.530.120.45min2468101214pA100200300400500600700FID1A,(ZFSCF\23#00000.D)5.0575.3386.7767.2247.9718.9469.75410.41214.893•机械压榨法所得富士苹果籽油的脂肪酸组成3.6榨前分离的果渣开发（果籽）单酚种类秦冠富士粉红女士澳洲青苹儿茶原花青素B2表儿茶芦丁金丝桃苷异槲皮素槲皮苷根皮苷槲皮素根皮素未知物1未知物2未知物3没食子酸二羟基苯甲酸对羟基苯甲酸绿原酸咖啡酸对香豆酸阿魏酸鞣花酸邻香豆酸反式肉桂酸总酚318.9——114.525483.54397.09848.99704.199——215.36814.36243.17161.1335.4327.32400.15——12.26——5.29781.619——68.4624209.70188338.979179.2548845.3046284.4678—13.3008—————————————9939.471——125.0256.4857161.143321.1941139.508652.869—64.527924.982133.497662.865—45.9966.36735.342———93.16——11422.96—831.4845177.219419.2657585.242744.3031111.1421167.705——3743.691573.066877.542—5.78—120.76—343.28—3.940.5923408•单酚种类及含量3.6榨前分离的果渣开发（果皮）果胶酸或果胶酯酸的结构单元果胶形成胶冻的网状结构指标提取方法标准直接浸提超声波辅助提取微波辅助提取树脂提取半乳糖醛酸含量%干燥失重%灰分%砷mg/kgPbmg/kg甲氧基含量%色泽酯化度胶凝度pH值≥65%73.3178.2178.6975.46≤85.265.085.035.31≤54.364.314.094.01≤20.50.4910.4210.419≤151.81.911.771.6310±19.769.199.219.8760±559.8856.3856.5060.55米黄色淡黄色米黄色灰白色白色150±51501501521542.8±0.22.82.72.62.7提取率%-10.1212.1910.8114.23•不同提取方法的果胶品质比较3.6榨前分离的果渣开发（果皮）•高膳食苹果纤维酱：用冷破碎果肉渣制备高膳食纤维果酱•苹果膳食纤维片：用冷破碎苹果肉渣制备苹果膳食纤维片•改性苹果膳食纤维灌肠：常规灌肠中加入改性苹果膳食纤维1.5%使灌肠鲜嫩、滑爽•苹果香精保湿水：500倍苹果香精保湿液优于18.5%透明质酸3.6榨前分离的果渣开发（果肉）四.总结•与传统加工系统相比，废渣明显减少，甚至实现零排放。•增强果汁的鲜亮度和黄色调，降低红色调，使得水果制浆的质量更佳•大大降低了氧化酶的活性，因此可以保持水果的自然颜色•避免了多酚物质对果汁品质的影响•有效地减少了浓缩果汁的农药残留量•多酚氧化酶和果胶分解酶较低的的钝化温度，较短的钝化时间•保持果汁粘度稳定，改善浓缩果汁的口感农业部苹果产业技术体系苹果加工研究室西安鼎合机械制造有限责任公司无锡科安食品机械有限公司请各位批评指正并支持！提供支持