饮料工艺学第5章果蔬汁饮料

1、第五章 果蔬汁饮料 第一节 果蔬汁的概念与分类 1. 定义 以新鲜或冷藏果蔬(也有一些采用干果)为原料，经过清洗、挑选后，采用物理的方法如压榨、浸提、离心等方法得到的果蔬汁液，称为果蔬汁。以果蔬汁为基料，通过加糖、酸、香精、色素等食品添加剂调制而成的产品，称为果蔬汁饮料。 2. 特点 是果蔬中最有营养价值的成分，容易被人体吸收，风味佳美，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，是一种高级饮品。 3. 分类 GB10789-2007,3.1 果汁(浆)及果汁饮料（品）类 3.1.1果汁 Fruit Juices （1）采用机械方法将水果加工制成未经发酵但能发酵的汁液

2、，具有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量。 （2）采用渗滤或浸取工艺提取水果中的汁液，用物理方法除去加入的水量，具有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量。 （3）在浓缩果汁中加入果汁浓缩时失去的天然水分等量的水，制成的具有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量的制品。 含有两种或两种以上果汁的制品称为混合果汁。 3.1.2果浆 Fruit Pulps （1）采用打浆工艺将水果或水果的可食部分加工制成未发酵但能发酵的浆液，具有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量。 （2）在浓缩果浆中加入果浆在浓缩时失去的天然水分等量的水，制成的具有原水果果肉的色泽风味的可性固形物含量的制品。,3

3、.1.3 浓缩果汁 Concentrated Juices 采用物理方法从果汁中除去一定比例的天然水分制成具有果汁应有特征的制品。 3.1.4 浓缩果浆 Concentrated Pulps 用物理方法从果浆中除去一定比例的天然水分制成具有果浆应有特征的制品。 3.1.5 果肉饮料 Nectars 在果浆(或浓缩果浆)中加入水、糖液、酸味剂等调制而成的制品，成品中果浆含量不低于30%(m/V)。用高酸、汁少肉多或风味强烈的水果调制而成的制品，成品中果浆含量不低于20%(m/V)。含有两种或两种以上果浆的果肉饮料称为混合果肉饮料。,3.1.6 果汁饮料 Fruit Drinks 在果汁(或浓缩果

4、汁)中加入水、糖液、酸味剂等调制而成的清汁或混汁制品。成品中果汁含量不低于10%(m/V)，如橙汁饮料、菠萝汁饮料、苹果汁饮料等。 3.1.7 果粒果汁饮料 Fruit Juices with Granules 在果汁(或浓缩果汁)中加入水柑桔类的囊胞(或其他水果经切细的果肉等)、糖液、酸味剂等调制而成的制品。成品果汁含量不低于10%(m/V)；果粒含量不低于5%(m/V)。,3.1.8 水果饮料浓浆 Fruit Drink Concentrates 在果汁(或浓缩果汁)中加入水、糖液、酸味剂等调制而成的含糖量较高、稀释后方可饮用的制品。成品果汁含量不低于5%(m/V)乘以本产品标签上标明的稀

5、释倍数，如西番莲饮料浓浆等。 3.1.9 水果饮料 Fruit Drinks 在果汁(或浓缩果汁)中加入水、糖液、酸味剂等调制而成的清汁或浑汁制品。成品中果汁含量不低于5%(m/V)，如桔子饮料、菠萝饮料、苹果饮料等。含有两种或两种以上果汁的水果饮料称为混合水果饮料。,3.2 蔬菜汁及蔬菜汁饮料（品）类 用新鲜或冷藏蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果实，食用菌，食用藻类及蕨类）等为原料，经加工制成的制品。 3.2.1 蔬菜汁 Vegetable Juices 在用机械方法将蔬菜加工制得的汁液中加入食盐或白砂糖等调制而成的制品，如番茄汁。 3.2.2 蔬菜汁饮料 Vegetable Juice

6、Drinks 在蔬菜中加入水、糖液、酸味剂等调制而成的可直接饮用的制品。含有两种或两种以上蔬菜汁的蔬菜汁饮料称为混合蔬菜汁饮料。 3.2.3 复合果蔬汁 Fruit/Vegetable Juice Drinks 在蔬菜汁和果汁中加入白砂糖等调制而成的制品。,3.2.4 发酵蔬菜汁饮料 Fermented Vegetable Juice Drinks 蔬菜或蔬菜汁经乳酸发酵后制成的汁液中加入水、食盐、糖液等调制而成的制品。 3.2.5 食用菌饮料 Edible Fungi Drinks （1）在食用菌子实体的浸取液或浸取液制品中加入水、糖液、酸味剂等调制而成的制品。 （2）选用无毒可食用的培养基

7、，接种食用菌菌种，经液体发酵制成的发酵液中加入糖液、酸味剂等调制而成的制品。 3.2.6 藻类饮料 Algae Drinks 将海藻或人工繁殖的藻类，经浸取、发酵或酶解后所制得的液体中加入水、糖液、酸味剂等调制而成的制品，如螺旋藻饮料等。 3.2.7 蕨类饮料 Pteridophyte Drinks 用可食用的蕨类植物(如蕨的嫩叶)，经加工制成的制品。,第二节 果蔬汁的生产工艺 一般工艺流程：,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、 原料选择 1. 果 品 原 料 1.1 橙类 要求含糖量和含酸量较高、Vc含量高、香味浓、

8、出汁率高、苦味物质含量低的品种。国外常用伏令夏橙、哈母林甜橙、帕逊布郎橙、菠萝橙等；国内主要有锦橙、先锋橙、晚生橙、化州橙等。 1.2 宽皮柑桔类 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。 1.3 柠檬 以尤力克、里斯本、法兰根等品种为佳。 1.4 苹果 要求含糖量高、酸味和涩味适当、香气浓、褐变轻的品种。大多数中、晚熟品种均可制汁，但以小国光、红玉为佳。 1.5 葡萄 要求糖、酸、风味物质含量丰富，色泽艳丽而稳定，涩味较轻的品种。首推美洲种的康可，克林顿、玫瑰露、渥太华亦佳；欧洲种雷司令较好；我国以玫瑰香、黑虎香为佳。,2. 蔬菜原料 2.1 番茄 是蔬菜中最重要的制汁原

9、料之一，一般选择皮薄、籽少、肉厚的红色品种。要求番茄红素6mg/100ml以上，TSS5%以上。我国大多仍是酱、汁和鲜食兼用种。以浙江1号、罗城1号、龙溪7号、扬州红、渝红1号、渝红2号等较好。 2.2 胡萝卜 要求根肉呈鲜红色或橙红色类胡萝卜素含量高，皮薄、肉厚、心柱细小、纤维少的品种。以常州胡萝卜、江津石门胡萝卜较好。 2.3 其它 芦笋、菠菜、芹菜、黄瓜、食用菌等均可制汁，要求各异。,二、预处理 参见果蔬加工工艺学 三、取 汁 1. 压榨法 1.1 榨汁前的处理 破碎：为了提高出汁率，榨汁前尤其是对皮肉致密的果蔬原料，需要进行适度破碎。如苹果、梨以3-4mm粒径为宜。草莓和葡萄以23 m

10、m 为好，樱桃以5mm较为合适，破碎粒度的大小因原料品种而异。破碎时由于果肉组织接触空气，会发生氧化反应，破坏果蔬汁的色泽、风味和营养成分等，需要采用一些措施防止氧化反应的发生，如破碎时喷雾加入维生素C或异维生素C，在密闭环境中进行充氮破碎或加热钝化酶活性等。 热处理：许多果蔬破碎后，榨汁前须行热处理，以提高出汁率。 酶处理：果胶酶、纤维素酶可使果肉组织分离，可酌情使用。,1.2 榨汁 是生产中广泛应用的一种取汁方式，通过一定的压力取得果蔬中的汁液，榨汁可以采用冷榨、热榨甚至冷冻压榨等方式。主要榨汁机有： 带式榨汁机：目前苹果浓缩汁广泛采用这种榨汁机，该机自动化连续工作，生产能力大，但由于开放

11、式压榨，卫生程度差，产生大量废水，而且出汁率较低，因此往往需要加水浸提果渣进一步压榨。 HP/HPX 卧式榨汁机：为瑞典Bucher-Guyer产品，为卧式圆筒结构，通过活塞的往复移动进行压榨，自动化、封闭式、卫生，但不能连续化压榨，该机带有CIP就地清洗系统，1992年后我国引进多台用于浓缩苹果汁生产。,气囊式榨汁机：为瑞典Bucher-Guyer产品，卧式圆筒结构，通过压缩空气将气囊膨大对浆料压榨。 螺旋榨汁机：结构简单，能连续化工作，果汁中的固形物含量很高，不封闭、出汁率低，而且果汁呈浆状，生产能力较小，目前生产中使用较少。 裹包式榨汁机：一般是果蔬浆用尼龙布包裹起来，浆厚10cm左右，

12、层层累起。层与层之间有隔板，便于果汁的流出，通过液压增压使果汁流出。目前一些小型工厂还在使用； 柑桔类果实榨汁机：专用性很强，有FMC的在线榨汁机(In-line Extractor )、Brown系列榨汁机(Brown 400, Brown 700, Brown 1100, Brown 2503)、安德逊榨汁机等。有关各种榨汁机的工作原理，请参阅本章指定参考书。,2.离心法 通过卧式螺旋离心机来完成，利用离心力的原理实现果汁与果肉的分离。料浆通过中心送料管进入转筒的离心室，在高速离心力作用下，果渣甩至转筒壁上，由螺杆传送器将果渣不断地送往转筒的锥形末端而排出，果汁通过螺纹间隙从转筒的前端流出

13、，见图4-3。 3.浸提法 主要适用于干果如酸枣、乌梅、红枣等或水果中果胶含量较高通过上述方法难以取汁的果蔬原料如山楂，有分批式和连续式两种浸提方式。一般用热水浸提。,4. 打浆法 在果蔬汁的加工中这种方法适用于果蔬浆和果肉饮料的生产。凡果蔬原料中果胶含量较高、汁液粘稠、汁液含量低，压榨难以取汁，或者因为通过压榨取得的果汁风味比较淡者，需要采用打浆法，果肉饮料均采用打浆法，如草莓汁、芒果汁、桃汁、山楂汁等。 果蔬原料经过破碎后立即在预煮机内预煮，钝化酶活性，防止褐变，然后进行打浆。生产中一般采用三道打浆，筛网孔径的大小依次为1.2mm、0.8mm、0.5 mm，经过打浆后果肉颗粒变小有利于均质

14、处理。如果采用单道打浆筛眼孔径不能太小，否则容易堵塞网眼。,四、粗滤 除打浆法之外，其他方法得到的果蔬汁液中含有大量的悬浮颗粒如果肉纤维、果皮、果核等，它们的存在会影响产品的外观质量和风味，需要及时去除，一般用50-60目的筛滤机进行。 粗滤可在榨汁过程中进行或单机操作，生产中通常使用振动筛，进行粗滤。对澄清汁粗滤后还需澄清与过滤，对于混浊汁和带肉饮料则要均质与脱气。 无论澄清果汁还是混浊果汁，均需进行粗滤工艺。,五、澄清果蔬汁的澄清 1. 澄清的对象 1.1 悬浮物质：包括细小的果肉粒子，破碎的种子、果皮、果心、维管束等微粒以及色素颗粒。这些物质除色粒外，主要成分是纤维素、半纤维素、糖苷（苦

15、味物质）和酶等。 1.2 胶体物质：主要有果胶物质和蛋白质等。 2. 澄清的方法 2.1 自然澄清法：经长时间的静置，可以促进果汁中的悬浮物质沉淀，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。但所需时间较长，仅用于亚硫酸或防腐剂半成品保藏的果蔬汁。,2.2 明胶-单宁澄清法 2.2.1 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。 2.2.2

16、 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。,2.3 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。而果汁中的悬浮物质一旦失去果胶胶体的保护，即很易沉降。,2.4 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。 2.5 加热澄清法：将果汁在80-820C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

17、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。,2.6 超滤澄清: 实际上是一种机械分离的方法，利用超滤膜的选择性筛分，在压力驱动下把溶液中的微粒、悬浮物质、胶体和大分子与溶剂和小分子分开。其优点是无相变，挥发性芳香成分损失少，在密闭管道中进行，不受氧气的影响，能实现自动化生产。 目前在果蔬汁的生产中主要是采用酶分解和超滤结合的复合澄清法，其他一些澄清方法都是一些辅助性方法，为了提高澄清效果需要结合使用，或一些小企业使用较多。,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

18、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 生产柑桔汁、番茄汁、胡萝卜汁等混浊果蔬汁和带肉果汁时，为了防止果汁中的悬浮微粒下沉，出现分层现象，保持果汁一定的混浊度，常进行均质处理，特别是对于瓶装果汁尤为重要。 均质设备有胶体磨、高压均质机、超声波均质机等。生产上最常用的是高压均质机，其原理是将物料通过柱塞泵的作用，在高压低

19、速下进入阀座与阀杆之间的狭腔，使物料迅速加速，然后在出口处迅速降压至常压，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，由此而使粒子细微化并均匀分散在果汁中。 果蔬汁一般先行成分调整，再行均质、脱气，但也可在调整前均质。,八、果蔬汁的脱气与脱油 1. 脱 气 果蔬细胞间隙存在着空气，在破碎、取汁、均质、搅拌和输送等工序中也要混入大量空气，因此果蔬汁中含有大量的氧气、二氧化碳、氮气等。其中的氧气会导致果蔬汁营养成分的损失和色泽的劣变，因此必须除去，这一工艺过程称脱气或去氧。 1.1 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

20、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。,1.2 脱气的方法 真空脱气法 要点有三：一是控制适当的真空度和温度；二是尽可能增大果蔬汁在真空罐内的表面积；三是控制恰当的脱气时间。真空脱气的缺点是会造成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。 2. 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

21、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、浓缩果汁的浓缩 1. 浓缩的作用 1.1 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； 1.2 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； 1.3 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。,2. 浓缩的方法 2.1 真空浓缩法：大多数果蔬汁是热敏性食品，在高温下长时间的煮制浓缩，会对果蔬汁的色、香、味带来不利影响。为了较好地保存果蔬汁的品质，多采用真空浓缩，即在减

22、压的条件下使果蔬汁中的水分迅速蒸发，浓缩时间很短，能很好地保存果蔬汁的质量，浓缩温度一般为2535，不宜超过40，真空度为0.096MPa左右。对于耐热果汁（如苹果汁），也不宜超过550C。但这样的温度适合微生物的活动和酶的作用，因此浓缩前应进行适当的杀菌。 真空浓缩法会造成芳香物质损失，一般在浓缩前或浓缩过程中要进行芳香物质的回收，回收后的芳香物质可以直接加回到浓缩果蔬汁中或作为果蔬汁饮料用香精。另外还可以添加一些新鲜果汁来弥补浓缩时芳香物质的损失。,2.2 冷冻浓缩法：冷冻浓缩法是利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理，将水以固态冰的形式从溶液中分离的一种浓缩方法。果蔬汁的冷冻浓缩就是将果蔬汁

23、进行冷冻处理，当温度达到果蔬汁的冰点时果蔬汁中的部分水呈冰晶析出，果蔬汁浓度得到提高，果蔬汁的冰点下降，当继续降温达到果蔬汁的新冰点时形成的冰晶扩大，如此反复由于冰晶数量增加和冰晶的扩大，浓度逐渐增大，及至其共晶点或低于共溶点温度时，被浓缩的溶液全部冻结。 与真空浓缩法相比，冷冻浓缩法避免了热力和真空的作用，没有热变性，芳香物质损失极少，产品的质量远远高于真空浓缩的产品，其次热能耗量少，理论上冷冻浓缩所需要的能量仅为蒸发浓缩需要的能量1/7。冷冻浓缩的主要缺点是：浓缩后产品需要冷冻贮藏或加热处理以便保藏，浓缩分离过程中会造成果蔬汁的损失，浓度高、黏度大的果蔬汁不容易分离，冷冻浓缩受到溶液浓度的

24、限制，浓缩浓度一般不超过55 oBx。,2.3 反渗透浓缩法：反渗透技术是一种膜分离技术，借助压力差将溶质与溶剂分离，其分离原理详见水处理一章，广泛应用于海水的淡化、纯净水的生产。在果蔬汁工业上可用于果蔬汁的预浓缩。 与蒸发浓缩相比，反渗透浓缩优点是：不需加热,在常温下浓缩，不发生相变，挥发性芳香成分损失少，在密闭管道中进行，不受氧气的影响，节能。反渗透需要与超滤和真空浓缩结合起来才能达到较为理想的效果。其过程为： 混 浊 汁 超 滤 澄 清 汁反 渗 透浓 缩 汁真空浓缩浓 缩 汁,十、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

25、查和有关标准确定原汁含量与固酸比（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。 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。如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。,十一、果蔬汁的杀菌与包装 果蔬汁的包装与杀菌是产品得以长期保藏的关键。在进行杀菌时，一方面需要杀死果蔬汁中的致病菌和钝化果蔬汁中的酶，同时要考虑产品的质量如风味、色泽和营养成分以及物理性质如黏度、

26、稳定性等不能受到太大的影响，因此杀菌温度和杀菌时间是两个重要的参数。 不同的果蔬汁pH差别很大，因而杀菌条件也会有很大的不同。主要杀菌方法有如下几种：,1. 二次巴士杀菌 主要用于瓶装和三片罐装的果蔬汁，即将果蔬汁加热到7080(第一次杀菌)后灌装，密封后再进行第二次杀菌。由于加热时间较长，对产品的营养成分、颜色和风味都有不良的影响，目前生产中使用较少。 2.高温短时杀菌( High Temperature Short Time, HTST ) pH 3.7的高酸性果汁广泛采用此法。一般温度为95，时间为1520s。 3.超高温杀菌( Ultra-hightemperature, UHT )。

27、 pH3.7的果蔬汁广泛采用此法。杀菌温度为120130，时间为36s。,果蔬汁及其饮料的包装容器经历了从玻璃瓶易拉罐纸包装 塑料瓶的发展过程。目前市场上直饮型果蔬汁及其饮料的包装基本上是上述四种形式并存。 纸包装：目前提供无菌纸包装的公司有瑞典的利乐公司( Tetra Pak )、德国的KF公司( KF Engineer GmbH )以及美国的国际纸业( International Paper )公司等。纸包装的外形有砖形和屋脊包形两种。包装材料由PE/纸/ PE/铝箔/ PE等五层组成。 塑料瓶：主要有PET瓶和BOPP（双向拉伸聚丙稀）瓶。 玻璃瓶：瓶形较以前有很大不一样，设计美观，以三

28、旋盖代替了皇冠盖。 金属罐：以三片罐为主，近年来也有在果蔬汁中充入氮气的二片罐装果蔬汁。,目前在果蔬汁加工的生产过程中，一般采用热灌装、冷灌装和无菌灌装等三种方式。 热灌装：果汁在经过加热杀菌后，不进行冷却，而是趁热灌装，然后密封、冷却。包装容器一般采用金属罐、玻璃瓶或PET塑料瓶等，在灌装前包装容器需经过清洗消毒，在常温下流通销售，产品不会变质败坏，可贮藏一年以上。 冷灌装：果汁经过加热杀菌后，立即冷却至5以下灌装、密封，包装容器一般采用PET塑料瓶，在灌装前包装容器需经过清洗消毒，在低温下( 10)流通销售，需要冷链，产品可保持两周不坏。,无菌灌装：无菌灌装的三个基本条件是食品无菌、包装材料无菌和包装环境无菌。果蔬汁的无菌灌装是指果蔬汁经过加热杀菌后，立即冷却至30以下，而包装材料经过过氧化氢或热蒸汽杀菌后，在无菌的环境条件下灌装，产品在常温下流通销售，可贮藏6个月以上。包装容器主要是纸包装和塑料瓶。目前广泛使用的纸包装是利乐包和康美包。,十二、果蔬汁的成品检验 从保藏原理来看，果蔬汁的与罐头属于同类，其成品检验方法与果蔬罐头相同，参见果蔬罐头成品检验。,第三节 果蔬汁常见的质量问题 一. 混浊和沉淀 混浊果汁，特别是瓶装带肉果汁，要