果汁饮料加工技术.ppt

果品饮料的加工制作技术 主讲人 李凤英 第一节果蔬汁概况 我国饮料行业发展概况我国果蔬汁行业发展概况果蔬汁的定义及营养价值 一 我国饮料行业发展概况 以可乐为代表的碳酸饮料风靡市场 1988 2002年 特别是非典之后 茶饮料 功能性饮料异军突起 2002年 2006年 健康型 特别是果汁类天然饮料受到追捧 2006年 至今 绿色 健康 天然将成为饮料行业发展的必然趋势 发展历程 中国饮料市场已成为中国食品行业中发展最快的市场之一 图2002年 2009年我国饮料产量发展趋势 2009年全国饮料总产量突破8 000万吨 增幅达29 8 中国成为世界第二大饮料生产国 中国饮料市场已成为中国食品行业中发展最快的市场之一 数据来源 国家统计局2010 中国饮料市场的主要品类 中国市场上的饮料品类 碳酸类饮料 饮用水 果汁 果蔬类饮料 茶饮料 植物蛋白饮料 含乳饮料 固体饮料 图2000与2007年我国饮料品种结构变化对比 数据来源 国家统计局2008 12 从2007年与2000年中国饮料市场品类结构对比可以看到 碳酸饮料比重有明显的下滑 饮用水保持稳定 而其他饮料品类有较大的增长 包括果汁果蔬类饮料 茶饮料以及含乳饮料等 中国饮料生产商概况 我国饮料行业还存在着企业地区分布不均衡的现象 年产量超过30万吨的省市多数为东部沿海省市 二 果蔬汁的发展概况 1 世界发展状况果蔬汁的加工始于19世纪末 以瑞士巴氏杀菌苹果汁为最早 1920年以后才有工业化生产 果蔬汁的加工生产以果汁生产为主 蔬菜汁的生产量不大 但是随着消费者的意识转变 蔬菜汁的销量逐年增长 其中最具代表性的是美国的v8蔬菜汁 近年来日本蔬菜汁的生产和销售发展迅速 2 我国果蔬汁加工业发展 我国的果蔬汁加工业发展经历了三个发展阶段 1 1949 1979年 中国果蔬汁工业的空白阶段 果蔬汁饮料的生产量很少 几乎接近于零 2 1980 1989年 缓慢发展阶段 3 1990年至今 加速发展期 果蔬汁饮料产量逐年上升 并且大量出口创汇 2000年我国果汁年产量为97 42万吨 到2006年 达到143 69万吨 到2011年 达到196 65万吨 果汁饮料产量达到1347万吨 中国饮料制造行业规模以上企业达到1371家 出现了包括汇源 农夫山泉 娃哈哈 安德利 国鲁中投 海升等国产品牌 近年我国苹果浓缩汁出口量 世界苹果汁产量分布图 3 我国果蔬汁产业存在巨大的发展空间 丰富的原料资源我国水果 蔬菜资源丰富 据农业部统计 2011年我国水果总产量达到1 42亿吨 蔬菜总产量达6 77亿吨 均居世界首位 且人均水果和蔬菜占有量分别为92和440多公斤 丰富的果蔬资源为我国果蔬汁加工业提供了丰富的原料 果蔬汁饮料市场总量偏小 表现为市场占有率相对其它饮料较低 美国人年均果汁消费量为45公升 德国为46公升 日本和新加坡为16 19公升 世界人均消费量已达7公升 与此同时 中国人年均果汁消费量还不到1公升 差距十分明显 果汁饮料市场竞争格局 1 果汁饮料市场的竞争存在三股竞争力量 台湾系 代表企业统一和康师傅 其主要特点为产品线比较长 以包装的创新和口味取胜 汇源 娃哈哈 养生堂等国内知名企业 在渠道上具有优势 本土系 两可乐巨头斥巨资进入中国果汁饮料市场 比如可口可乐的美之源和酷儿 都获得了巨大的成功 并且积极收购汇源 国际巨头 4 我国果蔬汁产业发展的热点 纯天然 高果蔬汁含量的饮料汇源是高浓度果汁的代表品牌 其次是一些区域品牌 复合果汁及复合果蔬汁以农夫果园为代表品牌在消费者心目中主要以补充维生素的健康饮品 功能型果蔬汁饮料花卉饮料 富碘果汁饮料 高纤维饮料等果蔬汁奶饮料发展潜力巨大 果蔬汁饮料是果汁 果汁饮料与蔬菜汁 蔬菜汁饮料的统称 是指水果和蔬菜在采收后经挑选 清洗消毒 榨汁 配制 包装制成的产品 它是继瓶装水 碳酸饮料之后第三大产量的饮料 三 果蔬汁的定义和营养 果蔬汁的营养价值 1 营养丰富 风味良好 2 易为人体所吸收 3 具有重要的生理作用 果蔬的化学成分 水果和蔬菜 水分80 90 有些果蔬可达93 97 固形物10 20 可溶性固形物5 18 不溶性固形物5 18 糖 酸和糖苷类物果胶和酚类物质含氮物质矿物质水溶性维生素等 纤维素和半纤维素原果胶和淀粉脂溶形维生素色素等 第二节果蔬汁的分类 果蔬汁 未添加任何外来物质 直接从新鲜果蔬中榨取的汁液 果蔬汁饮料 以果蔬原汁为基料 加水 糖 酸 香料等调配而成的汁液 软饮料分类标准 gb10789 89 果汁饮料 1 果汁 100 原果汁 2 浓缩果汁 除去原果汁中部分水分后的浓果汁 3 原果浆 打浆制得的带果肉浆状制品 4 浓缩果浆 脱除原果浆中部分水分后的产品 5 水果汁 用原果汁 浓缩果汁调配饮料 果汁含量 40 6 果肉果汁饮料 用原果浆 浓缩果浆调配的饮料 原浆 35 可溶性固形物 13 7 高糖果汁饮料 在果汁或浓缩果汁中加水 糖 酸等调配而成的 含糖较高的 稀释后方可饮用的制品 8 果粒果汁饮料 在果汁或浓缩果汁中加入水 柑桔类的囊胞或其它水果经切细的果肉 糖 酸等调配而成的制品 如 粒粒橙 果粒橙 美汁源果粒橙 可口可乐 9 果汁饮料 原果汁含量 10 如 麒麟橙汁 三得利橙汁 鲜的每日c橙汁 10 果汁水 原果汁 5 果汁饮料市场竞争格局 2 低浓度果汁 混合果汁 纯果汁 汇源果汁 茹梦 大湖等 农夫果园系列 屈臣氏果汁先生 百事可乐的果缤纷 统一鲜橙多 康师傅每日c 美之源果粒橙 酷儿 蔬菜汁饮料 1 蔬菜汁 一种蔬菜汁调配而成 如番茄汁 胡萝卜汁等 2 混合蔬菜汁 两种以上蔬菜汁调配 3 发酵蔬菜汁 经乳酸发酵后调配制得 根据工艺分类 1 澄清汁 透明 不含悬浮物质的汁液2 混浊汁 带有悬浮颗粒 不透明的汁液 3 浓缩汁 经浓缩脱水后的浓果汁 苹果汁 第二节果蔬汁加工工艺 果蔬汁加工工艺流程 原料 预处理 分级 清洗 挑选 热处理 酶处理 榨汁 澄清过滤均质脱气干燥 果蔬粉 浓缩 浓缩汁 成品 冷却 灌装 杀菌 一 果蔬汁对原料的要求 同其它加工品一样 加工果蔬汁必须用优质的原料 结合合理的工艺 才能生产出优质的果蔬汁 加工果蔬汁对原料的要求主要是三个方面 品种对路新鲜完整成熟适度 一 品种对路 果汁和菜汁对原料品质的具体要求可以归纳为3点 1 风味好 具有美好的风味 没有不良风味 酸味适当 2 性状和色泽稳定 在加工过程中能够保持优良的品质和色泽 3 汁液丰富 取汁容易 出汁率高 相对而言 制汁对原料的要求比其它加工品高 二 新鲜完整 制汁的原料必须是健全完好的鲜果 轻度发酵或生霉的原料就会严重影响果蔬汁产品的品质 生长发育中或采后的任何伤害都降低产品的品质 因此 供制汁的果蔬原料采后应及时加工 力求原料的新鲜完好 三 成熟适度 制汁对原料的大小 形状无严格要求 但对成熟度要求较严格 原则上是要求果实达到适宜成熟度时采收加工 只有成熟适度才能表现出本品种的风味 品质 过熟或未熟会造成加工的困难或产品质量降低 二 取汁前的预处理 取汁前的操作都属于预处理 包括挑选 洗涤 破碎 热处理等 一 挑选与洗涤剔除霉变果 腐烂果 未成熟果和受伤变质果 清洗可减少杂质 微生物污染 降低农药残留 洗涤一般采用先浸泡后喷淋或流水冲洗 破碎的目的 破坏细胞壁 提高出汁率 破碎的程度 破碎时 破碎的程度要适当 如果破碎后的果块太大 出汁率较低 过小则榨汁时外层的果汁很快被榨出来 会形成一层厚皮 使得内层的果汁流出困难 也会降低出汁率 苹果 梨 菠萝等用辊式破碎机 粒度以3 4mm为宜 草莓 葡萄以2 3mm为宜 樱桃和桔瓣以5mm为宜 二 破碎 常见的果蔬破碎机 对辊式 锤式 刮板式 绞肉机 葡萄破碎 去梗机 等 对辊式破碎机 锤式破碎机 刮板式破碎 打浆 机 绞肉机 三 加热处理和酶处理 目的 1 加热使果肉软化 果胶部分水解 提高出汁率 2 抑制酶活性 避免产品变色 3 加热有利于水溶性色素的提取 果胶酶处理 果胶酶可以有效地分解果肉组织中的果胶物质 使汁液黏性降低 提高出汁率 果胶酶制剂的添加量一般为果蔬浆重量的0 01 0 03 酶反应的最佳温度为45 50 反应时间为2 3h 苹果浆在40 50 条件下用果胶酶处理50 60min 可使出汁率从75 增加到85 左右 三 取汁与打浆 果蔬取汁有压榨和浸提两种 带肉果汁可采用打浆法 大多数果蔬汁液丰富 一般用压榨法 称为 榨汁 只有汁液较少的果实才用浸提法 如山楂 李子 枣等 浆果类 直接打浆 压榨是利用外部的机械挤压力 将果蔬汁从果蔬或果蔬浆中挤出的过程 根据压榨前果浆是否进行热处理 将压榨分为热榨和冷榨 要求 榨汁时间短 防止和减轻榨汁过程中果蔬色 香 味的损失 防止营养物质的分解 减少空气的混入 一 压榨法 主要的压榨机 连续螺旋式压榨机 气动压榨机 卧篮式压榨机 水压机带式压榨机柑橘专用压榨机布朗压榨机安迪森压榨机 螺旋式榨汁机 带式榨汁机 离心式榨汁机 手动榨汁机 果品的出汁率 二 浸提取汁 就是把破碎后的原料在水中浸泡一定时间 使内溶物溶出 加水量根据要求的可溶性物质含量确定 如 山楂6 为原汁 枣8 为原汁 浸提前一般都要热处理 或再进行酶处理 目的是破坏细胞结构和降低粘度 提高提取率 四 筛滤 目的是去除果汁中粗大的颗粒和悬浮物 它们的存在会影响果汁的状态和风味 也容易使果汁变色 粗滤可结合榨汁一起进行 也可单独进行 滤孔直径一般0 5mm左右 100 200目 粗滤之后的果汁 根据需要再分别进行不同处理 清汁 澄清 过滤 混汁 均质 脱气 五 果蔬汁澄清 澄清的对象澄清的方法 一 澄清的对象 1 悬浮物包括色粒和其它细小的颗粒 肉眼可见 是组织破碎后形成的颗粒 其成分主要是 纤维素 半纤维素 糖苷 苦味物质 酶等 2 胶粒是含有果胶质 树胶质和蛋白质的微粒 肉眼不可见 在果汁中可以暂时呈透明状态 但它们上面带有不同电荷 以后会渐渐聚集沉淀 使果汁变浑 二 澄清的方法 1 酶法澄清2 明胶 单宁澄清法3 酶 明胶联合澄清法4 其它澄清方法 1 酶法澄清 酶法澄清是利用果胶酶 淀粉酶等来分解果汁中的果胶物质和淀粉等达到澄清目的 酶法无营养素损失 而且试剂用量少 效果好 常用的商品酶制剂有果胶酶 此外还有一定数量的淀粉酶等 几种常见果汁澄清中果胶酶用量 2 明胶单宁法 原理 1 明胶 鱼胶或干酪素等蛋白质可与单宁形成络合物 络合物沉降的同时 也缠绕果蔬汁中的悬浮颗粒一起沉降 2 酸性介质中蛋白质带正电荷 而果胶 单宁及多聚戊糖等带负电荷 正负电荷相互作用 促使胶体物质不稳定而沉降 适用范围 苹果 梨 葡萄 山楂等含有较多单宁的果汁 不足之处 含花色苷的果汁会发生部分褪色 高温下澄清时间过长 果汁易发酵 3 酶 明胶联合澄清法 做法 在新鲜果蔬汁中先加入一定量明胶 使其与单宁形成络合物 一方面去除一部分杂质 另一方面去除单宁 避免单宁对酶的抑制作用 然后在果蔬汁中用酶制剂处理 使果胶物质水解 适用 仁果类果汁 4 其它 自然澄清法加热澄清法冷冻澄清法海藻酸钠 碳酸钙澄清法蜂蜜法 六 过滤 澄清后的果蔬汁必须过滤 除去细小的悬浮物 常用的过滤设备 袋滤器 纤维过滤器 板框压滤器 真空过滤器 离心分离机等 果蔬汁生产中常用硅藻土过滤机 板框过滤机 离心分离机和真空过滤 七 调整与混合 确定最低果蔬汁含量后 依据所要求的固酸比确定配方 进行糖酸调整 x w b c d b x 需加入的浓糖液量 kg d 浓糖液浓度 w 调整前原果蔬汁重量 kg c 调整前原果蔬汁含糖量 b 要求调整后的含糖量 八 均质 加工混浊汁或带肉果汁时 为防止产生固液分离 必须进行均质处理 均质 将果蔬汁在高压下通过均质机的阀座和阀杆间的缝隙 使细小颗粒进一步破碎 果胶和果蔬汁亲合 保持均一性 均质压力一般在15 40mpa 九 脱气 脱气的目的 脱除氧气 除去吸附在悬浮颗粒上的气体 减少装罐和杀菌时起泡 减少罐内壁腐蚀 脱气方法 1 真空脱气 间歇式 连续式 连续式离心喷头 喷雾式 离心式和薄膜式 2 置换法吸附气体通过n2 co2等惰性气体的置换被排除 3 化学脱气法利用抗氧化剂或需氧类的酶类作脱除剂添加在果汁中 如抗坏血酸 葡萄糖氧化酶 果蔬汁浊汁的生产工艺 十 浓缩 1 目的 1 容量减小 节省包装和运输费用 2 品质更加一致 3 糖 酸含量提高 增加产品的贮藏性 4 浓缩果汁用途广泛 可作为各种食品的基料 2 浓缩的方法 目前所采用的浓缩方法 按照所用设备原理 可分为真空浓缩 真空低温浓缩法 真空高温瞬时浓缩法 真空闪蒸浓缩法 反渗透 超滤浓缩 冷冻浓缩 1 真空浓缩法 大多数果蔬汁是热敏性食品 若在高温下长时间的煮制浓缩 会对果蔬汁的色 香 味带来很大的不利影响 真空浓缩是在减压的条件下使果蔬汁中的水分迅速蒸发 浓缩时间很短 能很好地保证果蔬汁的质量 浓缩的温度一般为25 35 不宜超过40 有些耐煮的果蔬汁不能超过55 浓缩时的真空度为96kpa左右 浓缩时应注意 浓缩之前要进行适当的杀菌处理 因为果蔬汁在这样的浓缩环境下 正适合微生物的繁殖和酶的作用 浓缩时会造成果蔬汁中芳香物质的挥发 因此在浓缩前或浓缩中要进行芳香物质的回收 回收后的芳香物质可直接加入到浓缩果蔬汁中或作为果蔬汁饮料用香精 葡萄汁在浓缩时会出现酒石沉淀 导致葡萄浓缩汁混浊 因此在浓缩之前要进行去除酒石处理 2 反渗透浓缩 原理 依赖于膜的选择筛分作用 以压力差为推动力 水分透过 而其他组分不透过 从而达到浓缩的目的 反渗透必须具备的两个条件 一是必须有一种高选择性高透水性的半透膜 二是 操作压力必须高于溶液的渗透压 3 冷冻浓缩 原理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 其过程包括如下三步 结晶 冰晶的形成 重结晶 冰晶的成长 分离 冰晶与液相分开 特点 产品品质好 但耗能高 设备价格高 产品浓缩度低 酶没有被有效钝化 分离时有一部分损失 十一 芳香回收 目的 在加热浓缩过程中 果蔬中部分典型的芳香物质随着水分的蒸发而逸出 从而使浓缩产品失去原有的天然 柔顺风味 因此 有必要将这些物质进行回收浓缩 然后加入到果蔬汁中 芳香回收技术路线有两种 一种是在浓缩前 首先将芳香成分分离回收 然后加入到浓缩果汁中 另一种是将浓缩罐中蒸发的蒸汽进行分离回收 然后回加到果蔬汁中 十二 果蔬汁的干燥 目的 1 水分含量低 可以延长贮藏期 节省运输包装费用 2 加工制成果蔬粉后 拓宽了果蔬原料的应用范围 3 超细级的果蔬粉食用更方便 营养成分更易消化 口感好 干燥方式 1 真空干燥2 发泡干燥3 喷雾干燥4 流化床干燥 十三 包装 杀菌 一 果蔬汁杀菌目的 1 杀灭微生物 防止发酵 2 钝化各种酶类 避免发生不良变化杀菌的方式 高温短时杀菌 88 下保持60 90s 超高温瞬时杀菌 107 116 下2 3s 二 果蔬汁的罐装 1 传统罐装法将果蔬汁加热到85 以上 趁热装罐 然后密封 杀菌 冷却 优点 设备投入不大 要求不高缺点 加热时间较长 品质下降较明显 2 热罐装 将经过高温短时或超高温瞬时杀菌的果蔬汁趁热罐入已经预先消毒的洁净瓶内或罐内 趁热密封 之后倒瓶处理 冷却 适宜 高酸性的果汁 果汁饮料 茶饮料 特点 能较有效的保持产品的营养成分 色泽 风味等 3 无菌罐装 1 产品的杀菌 2 无菌包装容器及杀菌 3 罐装环境的无菌 三 果蔬汁的新颖包装材料 各种果蔬汁包装材料的比较 果蔬汁加工工艺特点 1 混浊果蔬汁加工 果蔬汁中带有悬浮细小颗粒 为了提高稳定性 工艺中必须进行均质处理 2 澄清果蔬汁加工 工艺中必须进行澄清过滤处理 无需均质 3 浓缩果蔬汁加工 工艺中必须经过真空浓缩处理 低温下脱除部分水分 4 蔬菜粉加工 使用浓缩汁进行真空喷雾干燥脱除水分成干粉状 第三节生产中常见的问题及处理方法 一 一般性问题及处理方法 一 果蔬汁的败坏现象 长霉 发酵 产生酒精和co2 醋酸等 原因 细菌危害 醋酸菌 丁酸菌 酵母 产co2 胀罐 霉菌 红曲霉 拟青霉 原料清洗不干净 二次污染和杀菌不彻底 二 风味和营养成分变化 风味变化 vc损失 色素氧化 蔗糖转化 以上变化主要受贮藏温度 时间 氧 光和金属的影响 三 罐壁腐蚀 有机酸对马口铁的腐蚀作用 二 混浊果汁的稳定性 带肉果汁或混浊果汁 保持其稳定性是相当重要的 要使混浊物质稳定 就要使其沉降速度尽可能为零 沉降速度一般遵循斯托克斯方程 v 2gr2 1 2 9 提高混浊汁稳定性的方法 1 降低颗粒的体积 均质 2 增加分散介质的粘度 添加食用胶 3 降低颗粒和液体之间的密度差 添加高酯化和亲水性果胶分子 脱气 三 绿色保持 1 稀碱液浸泡30min 水解生成叶绿酸盐 2 用稀naoh烫漂 沸水2min 3 用0 02 硫酸铜 ph8 0 浸泡8h 流水漂洗 使叶绿酸钠转变为叶绿酸铜钠 四 柑桔类果汁的苦味和脱苦 主要苦味成分 黄烷酮糖苷类 三萜类化合物 防止措施 1 选择优质原料 2 改进榨汁方法 减少种子破碎 3 酶法脱苦 柚皮苷酶和柠碱前体脱氢酶 4 吸附和包埋脱苦 聚乙烯吡咯烷酮 ny66 环糊精 蔗糖 新地奥明 二氢查耳酮 第五节果蔬汁生产加工实例 一 浓缩苹果汁 1 工艺流程原料 清洗 选果 破碎压榨 预杀菌 澄清 过滤 浓缩 杀菌 检验 无菌罐装个成品 冷库贮存2 工艺要点原料 要求可溶性固形物含量高 甜酸适度 香气浓郁 充分成熟 常用苹果品种如红星 元帅 红玉 倭锦 国光 富士等 清洗选果 原料首先进入洗涤设备充分洗净 输出后在运送带上进行选果 剔除腐烂 病虫害 严重伤和次果等 或将局部腐烂和伤口削除干净 破碎压榨 用辊式破碎机溃碎成3 4mm片状即进入榨汁机压榨 苹果汁的褐变比较严重 破碎时加适量抗氧化剂如vc或葡萄糖氧化酶 防止酶褐变 榨汁的同时完成粗滤 预杀菌 榨出的汁液立即进入板式热交换器进行灭酶和杀菌 防止褐变和发酵 一般条件为88 1min 预杀菌后输入贮藏罐 澄清过滤 用酶法澄清 在破碎时即加入酶制剂 澄清效果好 还能提高出汁率 其次采用明胶单宁法或热凝聚法 澄清处理后用压力过滤机或超滤设备进行精细过滤 真空浓缩 苹果汁比较耐热 浓缩沸点可高些 但不高于55 浓缩5 7倍 杀菌 浓缩后再进行瞬时杀菌 温度为90 95 时间30 60s 杀菌后冷却至常温 罐装 经检验质量合格 用无菌罐装工艺完成罐装 大桶 在冷库中贮存 二 柑桔汁 浓缩柑桔汁的工艺流程原料 贮存 洗净 选果 榨汁 离心 脱气 瞬间杀菌 浓缩 冷却 4 5 冷冻 5 8 装填 25 30 冷冻贮藏 原料验收 选果 洗净 榨汁等操作与天然果汁相同 但果肉浆含量应尽可能地少 否则高调度果汁浓缩效率降低 而且容易引起焦化现象 浓缩采用以低温短时间浓缩为主的方法 目的是使浓缩果汁在稀释食用时能保持原来鲜果汁的风味 片状浓缩机 薄膜流下式浓缩机和离心