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第七讲果汁和蔬菜汁综述
第七讲果汁和蔬菜汁
果汁和蔬菜汁是整个果蔬各部或局部细胞中液胞的汁液,是果品蔬菜中营养价值最高的成分,色泽自然、滋味芳香、清爽开口、风味独特、容易被人体吸收。
以果蔬汁为原料添加糖、酸、香精和水等配制而成的饮料成为果蔬汁饮料。
一.果蔬汁分类
1 果/蔬汁(浆)
采用机械、渗滤、浸提方法之一,将果/蔬加工制成的可发酵但未发酵的汁(浆)液;或在浓缩果/蔬汁(浆)中加入果/蔬汁(浆)浓缩时失去的等量的水,复原制成的制品。
果/蔬汁可以根据不同种类,使用少量的糖、酸、食盐等调整风味,但糖和酸不得同时使用。
符合本定义的果/蔬菜汁可称为100%果/蔬汁。
2浓缩果/蔬汁(浆)
采用物理方法从果/蔬汁(浆)中除去一定比例的水分制成,复原后具有果/蔬汁(浆)应有特征的制品。
3 果/蔬汁饮料
3.1 果汁饮料
在果汁(浆)[或浓缩果汁(浆)]中加入水、甜味料、酸味剂等调制而成的饮料,可加入柑桔类的囊胞(或其它水果经切细的果肉等)等果粒。
3.2蔬菜汁饮料
在蔬菜汁(浆)或浓缩蔬菜汁(浆)中加入水、甜味料、酸味剂等调制而成的饮料。
3.3果/蔬汁饮料浓浆
在果/蔬汁(浆)、或浓缩果/蔬汁(浆)中加入水、甜味料、酸味剂等调制而成的、稀释后方可饮用的饮料。
3.4复合果蔬汁(浆)及饮料
含有两种或两种以上的果汁(浆)、或蔬菜汁(浆)、或果汁(浆)和蔬菜汁(浆)的制品为复合果蔬汁;含有两种或两种以上果汁(浆),蔬菜汁(浆)或其混合物并加入水、甜味料、酸味剂等调制而成的饮料为复合果蔬汁饮料。
3.5果肉饮料
在果浆(或浓缩果浆)中加入水、甜味料、酸味剂等调制而成的饮料。
含有两种或两种以上果浆的果肉饮料称为复合果肉饮料。
3.6发酵果蔬汁饮料
水果、蔬菜,或果/蔬汁(浆)经发酵后制成的汁液中加入水、甜味料、食盐等之一种或几种配料调制而成的饮料。
3.7类水果饮料
在果汁(浆)或浓缩果汁(浆)中加入水、甜味料、酸味剂等调制而成,但果汁含量较低的饮料。
3.8其它果蔬汁饮料
符合果蔬汁类饮料的定义且在上述8类以外的制品。
二.果汁和蔬菜汁生产的基本过程
1.原料的选择和洗涤
1.1原料的选择
1)适宜的品种
2)品质要求
*原料新鲜度高,无发酵、霉变的个体,采后及时加工;
*汁液丰富,取汁容易,出汁率高;
*具有良好的风味和芳香,色泽鲜艳,成熟度好,便于储存。
1.2原料的洗涤
1)目的
减少微生物污染;去除杂质及泥沙;减少农药残留。
2)措施
常用设备—洗果机,结构和形式有多种,常见的形式为淋水式、鼓泡式,对于要求较高的果汁,在农药残留去除方面可采用稀酸或洗涤剂清洗、浸泡的方式进行;对于需要杀灭微生物的,可采用消毒液。
2.榨汁和浸提
取汁是制汁生产的重要环节,不同的果蔬原料采用不同的取汁方式。
2.1榨汁和浸提的选择
榨汁法—适用于含汁丰富的果实;
浸提法—含汁液较少的果实。
1)榨汁前的预处理
A.破碎
*目的:
提高出汁率;
*破碎度:
要适度、均匀,一般以3-5mm为宜。
品名
破碎度
苹果、梨、菠萝、芒果、番石榴
3-5mm
草莓、葡萄
2-3mm
樱桃
5mm
破碎度太大,出汁率降低;破碎度太小,出汁困难,汁液悬浮物多,影响澄清,减低了出汁率。
*常用设备:
辊磨机、锤式粉碎机、挤压破碎机、打浆机等。
*破碎的分类:
热破碎:
即在破碎前利用热水或蒸汽对果蔬原料进行加热,然后进行破碎,由于破坏了酶的活性,得到的果汁粘稠度较高,非常适合浑浊型果汁或果肉型果汁。
冷破碎:
即在常温下进行,酶活性较高,能迅速降解果胶,提高了出汁率,便于澄清、过滤,适宜于清汁型果汁生产。
B.加热处理
*使蛋白质变性,过柔软化,粘度降低,从而提高出汁率;
*便于色素及风味物质的渗出;
*抑制了酶活性,避免了酶褐变的发生;
C.果胶酶处理
添加果胶酶的目的主要是为了分解果汁中的果胶,降低粘度,提高出汁率,主要用于清汁型果汁的生产。
在添加中重点掌握好以下几个参数:
温度、作用时间、加酶量。
对一般果汁而言,加酶量为0.01%-0.03%,酶作用时间2-3h,作用温度40-50度。
在实际操作中,通常将热处理与酶处理有机结合。
即将果浆加热到90-95度进行巴氏杀菌后,冷却到50度进行酶解。
2.2取汁
1)压榨法
A.榨汁机
种类较多,主要有杠杆式压榨机、螺旋式榨汁机、带式榨汁机、液压式榨汁机、离心式榨汁机、布朗400型榨汁机等,常用的有以下4种。
*液压式榨汁机
特点:
结构简单,适合多种果汁,并能达到固液分离的要求,间歇作业,不能实现连续化生产。
*带式榨汁机
国际常用的果汁榨汁设备,具有自动化程度高,连续式生产,占地面积少,动力消耗低的特点。
*离心式榨汁机
主要是利用离心力将果汁中的果肉和果汁分离。
常用设备有卧式螺旋沉降离心机。
*柑橘榨汁机
为了避免将囊瓣、脉络组织中的苦味物质进入果汁,常采用切半锥汁机
B出汁率
果实的出汁率是衡量果蔬加工技术水平得很重要的一个指标。
果实出汁率与果实质地、品种、成熟度、新鲜度、加工季节、榨汁机效能、破碎度等有关。
常见果蔬的出汁率见下表;
品名
出汁率%
品名
出汁率%
葡萄
75-85
番茄
65-75
草莓
70-80
桃
60-70
黑醋栗
75-80
树莓
65-70
苹果
70-80
杏
60-70
菠萝
70-75
柚子
40-60
梨
65-80
柑橘
45-60
樱桃
65-70
西番莲
32-35
2)浸提法
适宜于山楂、红枣、梅子等含水量少的果蔬。
A.浸提原理
利用破碎后的果蔬原料浸于水中,由于可溶性固形物之间的浓度差,形成一种果蔬可溶性固形物从高浓度向低浓度流动的趋势,完成对果蔬中可溶性固形物的提取工作。
浸提率是考核浸提效果的最好指标:
浸提汁浓度*浸提汁质量
浸提率=--------------------------------*100%
果蔬可溶性固形物含量*果蔬质量
影响浸提率的因素:
果蔬的压裂程度、浸提温度、浸提时间、浸提次数。
建议操作参数:
果水比为1:
2-3;浸提温度70-75度;一次浸提时间2h,多次浸提时间累计为6-8h。
B.浸提方法
*一次浸提法
浸提时间短、浸提汁果胶含量低、透明度高你、色泽风味佳,但出汁率低。
*多次浸提法
一般浸提2-4次为宜,出汁率提高了,但果汁浓度降低了,浓缩时能耗加大。
2.3粗滤
破碎压榨的果汁中含有大量的悬浮物、国肉颗粒、种子、果皮等,需要及时除去。
常用的方法有:
回转筛、振动筛等,筛网孔径根据工艺技术要求确定。
标准筛规格详见课本173页表97。
3.果汁的澄清和过滤
该工序主要针对澄清果汁而言。
3.1澄清、过滤的物质对象
*悬浮物:
种子、果芯、果皮、果肉
*胶体:
果胶质、蛋白质、树原胶等
3.2常用的澄清剂
明胶、皂土、单宁、硅溶胶等。
3.3澄清方法
1)自然澄清法
果汁密封容器长时间静置(悬浮物沉淀、果胶质水解、蛋白与单宁反应)自然澄清。
存在问题:
果汁经长时间静置易于出现变质;不适宜大规模生产。
2)明胶单宁澄清法
A.原理
*明胶与果汁中的单宁发生反应,形成络合物沉淀。
*明胶袋正电荷与果胶、纤维素、糖苷等带负电荷的物质发生正负电荷微粒相互作用,形成凝结沉淀。
B.应用注意事项
*明胶加量的确定
太多形成了胶体溶液,无法达到澄清效果;太少起不到澄清作用。
最佳使用量的确定必须建立在科学试验基础上。
*澄清时间
一般以静置6-8h为宜。
3)加酶澄清法
主要指果胶酶:
具体操作应注意加酶量、酶解时间、温度的控制。
一般果汁中加酶量为0.01%-0.03%,酶作用时间2-3h,作用温度40-50度。
如果将酶法澄清与明胶结合效果更好。
4)冷冻澄清法
利用冷冻可改变胶体性质的特点。
果汁冷冻解冻形成沉淀去除
5)加热澄清法
热敏性物质受热凝聚
常用方法:
在80-90秒内将果汁加热到80-85度,保持1-2分钟,然后快速冷却,静置沉淀。
6)目前最常用的方法
果汁灭酶(加热凝聚法)冷却到50度加酶澄清
明胶单宁法澄清过滤、分离澄清果汁
3.4过滤
1)影响过滤的因素
*过滤器滤孔大小*果汁温度
*过滤压力*果汁中悬浮物密度、大小
*果汁浓度、粘度
2)常用的过滤方法
A.压滤法
硅藻土过滤—利用硅藻土具有高度多孔性、低重力的特点,与果汁混合、预涂、过滤。
设备架构有立式和卧式两种。
薄层过滤--利用过滤板过滤,过滤板有棉饼、纤维、膜等各种结构和形式。
B.真空过滤法
过滤筛内产生真空,利用压力差使果汁渗过助滤剂,得到澄清果汁。
常见的设备是真空吸滤机。
C离心分离法
利用离心力进行分离。
常用设备有卧式螺旋沉降离心机、蝶式离心机。
4.果汁的均质和脱气
该工序主要针对浑浊型果汁
4.1均质
1)均质的目的
使果蔬汁中所含的悬浮颗粒进一步均匀化,保持果蔬汁的浑浊度,获得不易分离和沉淀的果汁。
2)均质的原理
通过均质设备,使果汁中的悬浮粒子进一步破碎,使微粒大小均匀,促进果胶的渗出,使果胶和果蔬汁亲和,均匀而稳定地分散在果蔬汁中,保持果蔬汁的均匀浑浊度和稳定性。
3)常用的设备
胶体磨、均质机(高压均质机、超声波均质机)
4.2脱气
1)目的
*通过脱气可防止或减轻果汁中色素、维生素C、香气成分和其他物质的氧化,防止品质下降。
*脱气可去除果汁中附着在悬浮物上的气体,避免悬浮物上浮,有利于产品均一稳定性。
2)存在问题
易于形成香气成分的损失,补救措施----香气回收。
3)常用的脱气方法
*真空脱气法
可通过控制适当的真空度、果汁温度;延长脱气时间;加大果汁表面积(雾化)来达到最佳脱气效果。
*氮气交换法
氮气对产品品质影响不大,可利用氮气置换果蔬汁中的氧气。
常用的设备是脱氧塔,氮气从下部通入,与上部落下的果汁充分接触,用氮气置换出氧气,达到脱气目的。
*酶法脱气法
在果汁中加入葡萄糖氧化酶。
葡萄糖氧化酶
葡萄糖+O2+H2O葡萄糖酸+H2O2
过氧化氢酶
H2O2H2O+1/2O2
总反应式:
葡萄糖氧化酶.过氧化氢酶
葡萄糖+1/2O2葡萄糖酸
*抗氧化剂法
通过添加抗氧化剂达到抗氧化的效果。
5.果汁的糖酸调整及混合
5.1糖酸及其它成分的调整
1)甜酸比的调整
果蔬汁饮料的甜酸比是决定其口感和风味的主要原因。
可以通过调整总甜度和总酸度来实现。
2)其它成分的调整
如防腐剂、香精、色泽、稳定剂等。
5.2果蔬汁的混合
此过程也叫混合天然果汁。
在果汁混合中一般考虑色泽匹配及风味协调。
常用的混合果汁有:
橙汁、柠檬汁、苹果汁、梨汁、菠萝汁、胡萝卜汁、桃汁等。
6.果汁的浓缩
6.1浓缩果汁的特点
体积小;浓度高;节约包装和运输费用;便于储存。
6.2理想的浓缩果汁应达到的要求
稀释、复原时与原果汁的风味、色泽、浑浊度、成分基本一致。
6.3选择浓缩设备时应注意的事项
加热和浓缩温度;果汁在蒸发器内停留时间。
6.4常见的浓缩果汁的方法
1)真空浓缩法
即在减压条件下迅速蒸发果蔬汁中的水分。
具体浓缩方式分为:
A强制循环式浓缩
也叫外加热式蒸发器。
详见课本183页图95.
B降膜蒸发式浓缩
即果蔬汁在垂直加热管的内壁呈液膜流下,设有果蔬汁分配装置。
降膜式分为泵循环式和喷流薄膜式。
*泵循环式:
果蔬汁通过循环泵送到加热器顶部,再分配到加热管,从加热管上部沿管内壁呈液膜状流下,果蔬汁在管内壁蒸发,使浓度提高,浓缩液每次经过管道都与原汁混合,循环操作,直至达到规定浓度。
*喷流薄膜式:
一次流过,即达浓度。
加热时间短,流速快,管道细。
详见课本184页图96.
C片状蒸发式浓缩
它是将升降膜原理应用于板式换热器内部。
即在板式换热器内部实施升膜,直至顶部后,与加热蒸汽一起送入分离器,通过离心力进行果汁与蒸汽的分离。
详见课本185页图97.
D离心薄膜蒸发式浓缩
它是一种能同时进行蒸发和分离操作的特殊蒸发器。
传热效率高,蒸发强度大。
详见课本185页图98.
2)冷冻浓缩
A.工作原理
原果汁冻结形成冰晶分离浓缩果汁
冰晶
B.特点
*没有热变性,非常适宜于热敏性果汁;
*产品品质高。
C.常用工艺
原果汁片式预冷机到-2℃—5℃
融冰槽冰晶分离
加热、分离预冷
融冰槽冰晶分离
浓缩混合
浓缩果汁
3)反渗透浓缩和超滤浓缩
A.区别
*反渗透:
一般用于小的溶质分子的处理;膜孔径较小,操作压力高(3-15MPa);使用的半透膜是醋酸纤维膜。
*超滤法:
用来处理较大溶质的分离,主要处理溶质分子量比溶剂分子量大100倍的溶液;操作压力低,小分子可以透过。
B.优点
*无须受热,品质变化小;
*在密闭回路中操作,基本无氧化;
*产品品质高,基本无挥发性成分损失。
C.影响反渗透的因素
*渗透压
*渗透速度:
果汁温度、粘度、半透膜的密度均影响渗透速度。
常用的半透膜为醋酸纤维膜。
D.几种浓缩方式的比较
项目
热浓缩
冷冻浓缩
反渗透浓缩
能耗
1
0.15
0.075
设备投资
低
中
高
工业化程度
高
中
低
7.果汁的杀菌与包装
7.1果汁的杀菌
1)目的
*杀灭微生物防止败坏;
*钝化酶的活性防止各种不良变化的发生。
2)杀菌条件
*巴氏灭菌:
63℃-68℃,30min;80℃-85℃,15min。
*高温短时:
93℃,15-30s;121℃,3-10s
3)杀菌机的型式
板式或管式
7.2果蔬汁的包装及无菌灌装系统
常见的包装容器有马口铁、玻璃瓶、纸容器、铝箔复合袋等。
常见的包装方式有:
真空式灌装、重力式灌装、压力式灌装、热灌装、无菌冷灌装等。
*热灌装:
灌装温度在80℃以上。
*无菌冷灌装:
在无菌条件下进行常温灌装。
三.果蔬汁常见质量问题及其控制
1.果蔬汁败坏
*细菌的危害
常遇到的是乳酸菌,除产生乳酸外,还产生醋酸、丙酸、乙醇等,并产生异味。
该种细菌可以在厌氧条件下迅速繁殖,对低酸性果汁危害最大。
*酵母菌的危害
它是引起果汁败坏的重要菌类,可引起果蔬汁发酵产生乙醇和大量的二氧化碳,发生胀罐现象。
*霉菌的危害
主要侵染对象是新鲜果蔬原料,当原料受伤后,霉菌可迅速侵染造成果蔬霉烂。
2.果蔬汁的变味
*热杀菌
*氧化、褐变
*金属离子
3.果蔬汁的变色
*色素物质引起的变色
主要指果蔬中的花青素,它对氧气、光、热、PH均极不稳定,极易褪色;
*褐变引起的变色
非酶褐变---美拉德反应
4.果蔬汁饮料的浑浊与沉淀
A.澄清果汁的浑浊沉淀
原因多方面,如细菌污染、澄清过滤效果差、金属离子等
B.浑浊果汁的沉淀和分层
*微生物
*果肉颗粒不均匀
*稳定剂选择不合理
*金属离子
*空气的存在
C.降低浑浊果汁分层的措施
斯托克斯定律:
浑浊果汁稳定性与液体的粘度、果肉颗粒的粒径、温度以及液体与果肉之间的密度差有关。
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