果蔬汁饮料的研究现状和发展趋势.doc

.饮料工艺学课程论文果蔬汁饮料的研究现状及发展趋势 姓 名 ： 学 号： 班级： 成绩： 果蔬汁饮料的研究现状和发展趋势摘要：我国是水果和蔬菜生产大国，产量均居世界第一位。发展果蔬汁产业可以提高果蔬的附加值，具有明显的经济和社会效益。近年来，我国果蔬汁的加工技术取得了一定的进步。介绍了近年果蔬汁饮料加工领域的新技术，以及果蔬加工的发展方向。关键词：果蔬汁；加工技术；发展方向引言：果蔬GB107891996 指出，用新鲜或冷藏水果为原料， 经加工制成的制品称为果汁 （浆） 及果汁饮料（品） 类产品，主要分为果汁、果浆、浓缩果汁、浓缩果浆、果肉饮料、果汁饮料、果粒果汁饮料、水果饮料浓浆及水果饮料；蔬菜汁及蔬菜汁饮料的定义则是以新鲜或冷藏蔬菜 （包括可食的根、茎、叶、花、果实，食用菌，食用藻类及蕨类） 等原料，用机械方法将蔬菜加工，在制得的汁液中加入食盐或白砂糖等调制而成的制品，可分为蔬菜汁饮料、复合果蔬汁和发酵果蔬汁饮料 3 类1据美国全球行业分析公司 （Global Industry Ana-lysts，Inc）. 的报道，由于消费者的健康和营养意识增强，全球果蔬汁消费持续增长，预计到 2010 年全球果蔬汁消费量将达到 530108L。北美和欧盟将是果蔬汁主要消费市场，占全球消费总量的 60%，但增幅最大的消费市场将在亚太地区。在众多饮料品种中果蔬汁成为最有竞争力的种类之一2 20 世纪 80 年代初、中期，水果饮料浓浆是果汁类饮料的唯一产品。80 年代末 90 年代初，以山楂为原料的“果茶”果肉饮料在我国的河北省、天津市辽宁省和河南省等地迅猛发展，全国有几十家企业在生产“果茶”。90 年代中期，以芒果汁为主，菠萝汁为辅的果肉饮料、混合果汁饮料成为饮料的热点3我国蔬菜汁的发展是与果汁同时起步的，20 世纪 80年代对番茄汁、胡萝卜汁及白菜汁等蔬菜汁的加工工艺进行了探索性的研究工作。到了 90 年代，开始用酶法澄清、酶法液化和超滤等加工技术，对胡萝卜、冬瓜、萝卜、南瓜、芹菜、大蒜等清汁、混汁和复合汁进行工艺研究。现已形成果蔬、根茎菜、绿叶菜为主要原料的蔬菜汁、蔬菜浓缩浆、特种蔬菜饮料等 3 个系列产品的雏形体系4由于果蔬汁产业具有明显的经济效益和社会效益，国家在“十五”，“十一五”科技攻关重大专项和国家 863 项目中，专门设置了果蔬汁加工的课题。例如：苹果深加工关键技术与设备的研究开发；蔬菜汁产业化关键工艺技术研究与产品开发；优质鲜榨苹果汁和浑浊型苹果汁加工关键技术与产业化开发；浓缩果汁质量控制1果蔬饮料研制、生产及市场销售现状1果蔬饮料的分类、代表性产品种类1.1含碳酸气果汁饮料主要品种有柑橘、柠檬、杨梅、樱桃、香蕉、沙棘、猕猴桃、刺梨、醋栗等作原料的汽水以及加多种中草药和兴奋剂的可乐型饮料。1.2果汁饮料(不含碳酸气)主要品种有山楂汁、秋梨汁、乌梅汁、猕猴桃汁、刺梨汁、醋栗汁、哈密瓜汁、甘蔗汁等饮料和红茶、绿茶、菊花、豆奶饮料等。1.3浓缩果汁和果子露主要品种有柑橘、菠萝、苹果、山楂、乌梅、草莓等加糖的浓缩汁和杨梅露、香蕉露、仙桃露等加酸、加糖、加香精的果子露。14固体饮料主要品种有柑橘、柠檬、苹果、芒果、杏仁等作原料的颗粒型或粉状冲剂。2.果蔬饮料生产现状及存在的主要问题我国饮料市场经历了几个不同发展阶段。20世纪70年代,果味碳酸饮料(各种汽水)主宰着饮料市场;80年代,各种冲饮型饮料风行于饮料市场;进入90年代,以“可口可乐”、“雪碧”为代表的“可乐”型饮料占据了饮料市场,同时以山楂、芒果、菠萝汁为原料的“果茶”饮料在我国也开始起步,番茄汁、胡萝卜汁、浓缩苹果汁等饮料相继迅速崛起;到了90年代中后期,我国的浓缩苹果汁浓缩橙汁生产才得到快速发展。与此同时,菠萝、桃子、哈密瓜、葡萄的浓缩汁及杏仁露等也形成了一定生产能力。在我国,果汁饮料作为继碳酸饮料、矿泉水、茶饮料之后兴起的一种天然营养型饮料,总的来看发展缓慢,一直处于对市场的不断摸索阶段,而蔬菜汁饮料比果汁饮料发展得更为迟缓。进入21世纪,我国的果蔬饮料生产逐渐得到发展。2001年全国果蔬饮料产量为146 t,比2000年增长了49.87%。2002年全国果蔬饮料产量为210 t,比2001年增长了45%。呈现了良好的增长势头虽然果蔬饮料产量在逐年增加,但是它在我国36个大城市的渗透率仅为35%左右市场占有率较底,市场空间仍然十分广阔。据技术统计,目前我国每年人均年果蔬消费量仅1 kg左右,而发达国家果汁饮料的人均年消费量为:美国45 kg,德国46 kg日本和新加坡1619 kg,即使与世界平均水平问题是:2.1质量差。一方面是由我国生产果蔬饮料的原料品质差,通常选用不耐贮藏、鲜销不出去的产品为原料,同时,缺少适合加工的专用品种。如我国果蔬汁饮料市场中橙汁系列饮料的需求量最大,但国内橙浓缩汁生产还没有形成规模,适宜加工品种少,质量差。因此,大量进口橙浓缩汁,仅2001年就进口了14 431 t。我国苹果浓缩汁多用红富士、秦冠等酸度较低的品种生产,浓缩汁酸度低,一般在1.8%以下,而国外苹果浓缩汁采用专用品种,果汁含酸量在1.8%以上。另一方面,加工技术落后,酶制剂、超滤膜应用、香精回收技术、产品无菌储存及果汁的调配与标准化、原材料的综合利用等新技术没有被广泛采用,导致产品科技含量低,成本高质量差,不能有效控制棒曲霉毒素、农药残留和细菌含量。由于质量差,成本高,使产品在价格上难以与欧美果汁竞争。2.2品种单一。我国生产的果蔬饮料品种少而单一,主要是浓缩苹果汁、橙汁、桃汁、葡萄汁、番茄汁、胡萝卜汁等单一品种,缺少复配品种。2.3营养性和功能性差。国外果蔬饮料产品注重营养性和功能性,即使是单汁也要人工加入一些营养物质,配制成复配品种,以补充人体所需的各种营养成份。另外,针对不同消费人群,生产多种功能性果蔬饮料。2.4缺乏统一和完善的产品质量检验标准。国际标准对果汁纯度的规定较多,有判定果汁含量的各项指标,且多用数字量化表示,感官指标判定也用不同数字来表示。而我国标准中则多用文字描述,定性多,定量少,难掌握,判定内容很不完善,且没有统一的国家标准,只有1993年出版的行业标准,易出现人为判定偏差,使质量得不到的营养成分和易挥发的香气成分得到很好的保留，而且果汁中的酶也得到很好的控制，有利于防止新鲜果汁发生酶促褐变3 我国发展果蔬汁的优势及其原因我国发展果蔬汁拥有巨大的优势，主要表现在以下方面。3.1 我国有着得天独厚的果蔬原料优势，水果和蔬菜的产量均居世界第一位，在每个季节都有新鲜果蔬应市，而且很多水果和蔬菜都可以加工成果蔬料。果蔬型饮料的口味可以灵活配兑，以满足为数不少的特殊人群，如糖尿病人、老人或幼儿等对饮料的需求。 生产果蔬型饮料的成本低，收益大，具有良好的经济效益，同时可使消费者得到更多的好处。果蔬汁由于集环保、健康、营养和农工贸一体化等多种优势，得到越来越多的消费者青睐，果蔬汁产业化开发更是受到各级政府的大力支持据相关资料，谢红涛，等：果蔬汁加工技术进展 79农产品加工学刊 2010 年第 1 期近年来，APV 公司开发的 G 型 （一体成型式气缸座） 和 R 型 （三片气缸座） 高压均质机得到了广泛的应用。G 型均质机是气缸部件一体型的装置，可按用途选用适宜的抽气阀门，如用于奶酪和奶油等高黏度和高磨耗性食品时选用球阀；用于植物油、牛乳和冰淇淋等低黏度、低磨损性食品时选用提升阀。R 型均质机由三分型的气缸件构成，在气缸件内分为选择切割部、流动部和冲压打浆部 3 部分，当送入处理的液体物料在相对较差时下，或者在高于 50 MPa 压力下运转时，能够最大限度抑制气缸整体的破损和开裂，同样可以按照用途不同和物料物理性状的具体条件，分别选用球阀和提升阀3.2 脱气技术果实饮料的脱气处理从原理上理解为脱去果实饮料中所含的氧气及微量氧。其作用是：防止或减轻果汁中的色素、VC、香气成分和其他物质的氧化；防止饮料品质变劣；去除附着于悬浮颗粒上的气体，减少或避免微粒上浮，以保持良好外观；防止和减少装罐和杀菌时产生泡沫；减少马口铁罐内壁的腐蚀。常用的脱气方法主要有真空脱气法、气体交换法、酶法脱气和抗氧化剂法 4 种。从脱气效果来说，真空脱气法是果实饮料脱气处理中应优先选择的方法。通过对真空脱气法采用的装置进行比较得出，闪蒸脱气装置比离心式脱气装置的效果更好；但其设备造价也相应较贵，使用维护成本也较高。酶法脱气和抗氧化剂法通常结合真空脱气法，共同在果实饮料产线上使用3.3膜分离技术近几年，膜分离技术迅速发展起来，由于该技术能耗低，产品质量好，所以把膜技术应用到果汁脱气中将是一个很好的发展方向。朱雪琴等人针对果蔬汁脱气加工要求，分析了气体分离用膜复合膜的特点，阐明了复合膜对果蔬汁脱气加工的可行性。1.7 浓缩技果汁浓缩可以减少果汁容积，便于运输贮藏，能够提高果汁贮藏的稳定性。理想的果蔬浓缩工艺应保存新鲜水果的天然风味和营养价值，在稀释和复原时具备与原果蔬汁相似的品质。常用的浓缩方法有真空浓缩、冷冻浓缩及膜分离技术等。膜分离技术应用于果蔬汁的浓缩是目前研究的热点，它包括反渗透技术和联合膜分离技术。反渗透膜技术是利用反渗透膜来浓缩果汁，当膜两侧的压力差大于渗透压差，则水分可由浓向稀移动。反渗透法可在常温下进行，不需加热，但选择膜品种和质量至关重要。近年来，人们分别对橙汁、苹果汁、梨汁、葡萄汁、菠萝汁、番茄汁等进行了反渗透浓缩研究，重点探索膜的种类、操作条件对膜通量及果汁中风味物质截留率的影响。P 膜对橙汁进行浓缩，糖的截留率高达 98%，酸的截留率达 85%。研究发现，不同形式的膜同样影响利用螺旋平板式聚酰胺膜对苹果清汁进行浓缩，研究发现操作压力和料液流速越大，味物质的截留率也越大联合膜分离技术是最近几年发展起来的新技术，它将超滤和反渗透膜技术联合，对果汁进行浓缩。通常果汁中除含有糖、酸等可溶性成分外，还含有果胶、蛋白质、纤维素等悬浮性固形物，这样的果汁黏度大。直接用反渗透浓缩，易造成严重的膜污染和较低的透水速率，很难以一级方式把果汁浓缩到蒸发法所达到的浓度。一般而言，超滤适用于大分子 （如蛋白质、胶体、多糖） 与小分子 （无机盐及低分子有机物等） 溶液的分离；而微滤适用于对细菌和微粒等组分的分离。如果在反渗透以前，用超滤或微滤除去果汁中的果胶等悬浮性固形物，这样可降低果汁黏度，减少膜污染程度，从而显著提高反渗透的效率3.4杀菌技术果蔬汁的杀菌工艺能提高产品的保藏性，但也会影响产品的品质。杀菌方法有加热杀菌和冷杀菌两大类。加热杀菌因简便可靠，在现代果蔬汁加工中仍是应用最普遍的杀菌方式。但随着人们生活水平的不断提高，消费者对于食品的要求将朝着绿色、健康、营养和安全的方向发展。而传统热杀菌技术会破坏食品营养物质，加剧变色，损失挥发性成分。为了满足消费者的需求，研究工作者开始关注一些新型的冷杀菌技术。冷杀菌是指在杀菌过程中食品温度不升高或升高很低的一种安全、高效的杀菌方法。杀菌条件易于控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高很低，既有利于保持食品功能成分的生理活性，又有利于保持其色、香、味及营养成分目前广泛研究的技术有超高压杀菌、超高压脉冲电场杀菌、微波杀菌和生物保藏等。超高压杀菌是将食品物料以某种方式包装以后，放入液体介质中，在 1001 000 MPa 压力下作用一段时间，使之达到灭菌要求。超高压杀菌的基本原理就是利用压力将微生物致死。高压可导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制，以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动功能，甚至使原有功能破坏，或者发生不可逆转的变化，导致微生物死亡。与巴氏杀菌等热力杀菌相比,超高压杀菌有杀菌速度快、营养损失少等优点。利用超高压处理新鲜果汁，不仅使果汁中的微生物得到有效的杀灭，同时使果汁中的营养成分，特别是热敏4果蔬汁的加工技术4.1 果蔬饮料的工艺流程果蔬原料选果清洗破碎榨汁调配过滤均质脱气灭菌灌装封口喷淋杀菌装箱成品。4.2 护色技术果蔬加工过程中的色泽变化统称为褐变，视其褐变过程生物酶的参与与否而划分为酶促褐变和非酶褐变。生产加工过程中控制褐变产生的常用方法：物理方法，主要有烫漂、超滤、超声波处理、超临界处理等；化学方法，硫酸盐处理、硫处理、氯化物处理、食盐水处理酸化剂处理等目前，对于果蔬产品的护色，化学抑制剂处理是占主导地位的措施。马晓珂等人对天然西瓜汁的研究发现，通过在西瓜汁中加入 0.15%琼脂，0.15%CMC，0.15%海藻酸钠作为稳定剂，添加 0.00375EDTA 作为护色剂，加工出的西瓜汁口感好，色泽红润，外观好。吴立根等人利用抗坏血酸和柠檬酸的混合溶液对浓缩苹果原汁进行护色，也取得了很好的效果4.3 破碎和榨汁技术破碎是为了提高出汁率，但破碎程度要适当，大小要均匀。在压榨过程中，果浆内部产生的果蔬汁要有足够的排汁通道。破碎不足，出汁率低；破碎过度，易造成压榨时外层果汁很快榨出，形成一层厚皮，使内层果汁流出困难，同样使出率下降、浑浊物含量增大等目前常用的方法有机械破碎、热力破碎、冷冻破碎、超声波破碎、酶法破碎等。其中，酶法破碎是目前应用较广泛的破碎方法。因为无论是苹果、梨等核果类水果，还是香蕉等热带水果，或是胡萝卜、南瓜等蔬菜的细胞壁中，均含有大量果胶、纤维素、淀粉、蛋白质等物质，破碎后的果浆十分黏稠，压榨取汁非常困难，且出汁率很低。 应用酶解技术则可以克服以上缺点。果胶酶不但能催化果胶解聚，有效降低黏度，改善压榨性能，提高出汁率和可溶性固形物含量，而且能增加果汁中的芳香成分，减少果渣产生，同时有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。4.4 澄清和过滤技术制造澄清果蔬汁时，必须通过物理、化学或机械方法除去果蔬汁中含有的浑浊物或易引起浑浊的各种物质。这些混浊物主要来源于榨汁时直接进入汁中的细胞碎块、酚类物质和其他成分反应形成的悬浮物、在浓缩和贮存过程中产生混浊或沉淀的蛋白质、淀粉、金属离子等。传统的澄清方法有酶法处理和澄清剂处理，并用离心后过滤的方法进一步澄清。，膜分离技术在果蔬汁的澄清和过滤方面获得了显著的效果。已经研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透蒸发和气体分离等。超滤是目前膜分离技术中应用最广泛的分离手段。采用超滤澄清法，能去除微生物和过量的酶，有助于产品的长期贮存而不会出现沉淀；可以降低操作和劳务费用，同时保留果蔬汁中的芳香和脂溶性成分，使其口感接近鲜食风味，从而提高了产品品质。由于采用了自动控制，操作更可靠，令产品质量更均衡5研究进展5,1利用天然食品防腐保鲜剂、抗氧化剂进行果蔬饮料防腐保鲜技术的研究随着人们对化学合成食品防腐剂安全性认识的提高,高效广谱及经济实用的天然食品防腐剂愈来愈受到人们的关注。(1)纳他霉素。新型天然食品防腐保鲜剂纳他霉素是一种多烯类抗菌素,能有效地抑制酵母菌和霉菌生长。但对细菌、病毒等其他微生物则无效。我国1996年建议批准使用,现已列入食品添加剂使用标准。经安全性检验,纳他霉素无过敏性反应,耐药性表明,未见霉菌和酵母菌对其有异常抗性。纳他霉素在苹果汁中加入30 mg/kg可防止果汁发酵长达6周,并保持果汁原有风味不变。(2)聚赖氨酸。天然防腐剂聚赖氨酸是一种广谱性防腐剂,对革兰氏阳性菌和阴性菌、真菌都有显著作用,对耐热芽孢杆菌和厌乙梭菌有抑制作用,热稳定性良好。聚赖氨酸制剂广泛应用在食品加工业各个领域,防腐保鲜效果很好。(3)乳酸链球菌素。天然食品防腐剂乳酸链球菌素是一种高效、安全、无毒副作用、热稳定性高的产品。果汁及果汁饮料在生产中添加适量的乳酸链球菌素,既可降低热加工程度,又可阻止酸土芽孢杆菌的生长,进而达到防止果汁和果汁饮料酸败的目的。5.2复合型功能性果蔬饮料成分、组成、配比、检测技术的研究(1)枸杞复合果蔬汁饮料。富含人体所需的维生素、矿物质、氨基酸、膳食纤维、枸杞多糖、胡萝卜素,是一种理想的保健饮料。该饮料是以鲜枸杞汁、山楂汁番茄汁、胡萝卜汁为原料,经对原料复合比较,果汁配比研究对照,确定枸杞复合果蔬汁饮料配方:枸杞汁3.8%,胡萝卜汁6.2%,山楂汁8.8%,番茄汁6.2%,蔗糖5%,柠檬酸0.2%,品质改良剂0.05%,黄原胶0.2%,其余的是水。(2)苦瓜菠箩复合饮料。是以苦瓜和菠萝为原料,苦瓜在防治糖尿病、癌症等方面有显著效果,菠萝味甘性平,把二者有机结合,可达到营养、保健、可口的效果。经正交试验,确定最佳配方:原汁含量为20%,原汁配比(苦瓜原汁菠萝原汁)为73,可溶性固形物含量为10%,饮料中添加0.2%海藻酸钠和0.005%黄原胶。(3)冬瓜复合饮料。是以冬瓜为主要原料,冬瓜具有一定药理作用,能辅助治疗高血压、动脉硬化等疾病。根据影响冬瓜复合饮料风味的主要因素:冬瓜汁含量、果汁含量、糖度和酸度,采用正交方法进行组合调配,确定最佳配方:冬瓜汁20%,果汁3%,蔗糖8.5%,柠檬酸0.085%,复合稳定剂(2)0.25%。枸杞复合果汁饮料、苦瓜菠萝复合饮料、冬瓜复合饮料都制定出相应的感官检测、理化检测微生物检测的标准指标。除以上三种复合果汁饮料外,研制成功或正在研制的复合型功能性果蔬饮料还有以下多种:越桔果汁果肉型饮料、越桔芦荟复合保健饮料、西瓜醋酸饮料、马齿苋功能饮料、红枣发酵复合茶饮料、芦荟苹果发酵饮料、冬瓜复合饮料、苦瓜菠箩复合饮料、金耳多糖营养饮料、枸杞复合果蔬汁饮料、果醋保健饮料、石榴山楂复合保健饮料、芦荟黄瓜复合饮料、纯天然胡萝卜枸杞甘草复合保健饮料、红景天保健饮料、乌梅苹果蜂蜜醋饮料、天然红枣山楂甘草复合保健饮料、乳酸椰子水保健饮料、莲子冬瓜绿豆保健饮料等。参考文献:1信力行,愈中.酶制剂在果蔬加工中的应用J.中外食品,2002(7):3839.2李正明,王兰君.实用果蔬汁生产技术M,北京:中国轻工业出版社,