果蔬加工工艺学：第九章 果蔬原料的综合利用

1、第九章 果蔬原料的综合利用苹果的综合利用葡萄的综合利用番茄的综合利用【目录】一、苹果的综合利用 苹果皮渣是苹果加工罐头、果汁、果酱和果酒等剩余的下脚料，主要是由苹果皮、果芯和部分果肉组成。我国是世界最大的苹果生产国，年产鲜果2600多万吨，目前约有15进行加工处理，加工数量逐年上升，出渣率20%30，总产量十分可观。苹果渣是一种用途很广，使用价值和经济价值很高的宝贵资源。（一）概述 苹果渣的营养价值较高，据分析，风干的苹果渣粉含粗蛋白质4.4、粗脂肪4.8、可溶性糖分62.8、Ca 0.11、P 0.10，此外还含有维生素B1、维生素B2和Fe、Mg、Mn等微量元素。 以苹果皮渣为原料可制作苹

2、果皮渣饮料、饲料，并可提取膳食纤维、果胶以及苹果多酚等高附加值的新产品，以皮渣及残次果为原料还可以加工出苹果醋等产品。（一）概述（一）概述 果胶是一种多糖聚合物，广泛存在于绿色植物中，与纤维一起具有结合植物组织的作用。果胶通常为米白色至淡黄色粉末、无毒、味微甜，且稍带酸味，易溶于水。苹果渣含果胶15-18(干基)，是制备果胶的良好资源。以苹果渣为原料，采用先进的加工技术，提取果胶，应用于食品、药品等领域，不仅可以极大地提高苹果的附加值，还可解决苹果加工企业苹果渣造成的环境污染，具有重要的意义。（二）苹果渣果胶提取技术1）工艺流程 苹果湿渣干燥粉碎酸液水解过滤浓缩不同产品的制备检验标准化处理成品

3、2）技术要点原料处理 苹果汁厂刚榨完汁的苹果渣含水量高达78。极易腐败变质，且苹果湿渣为粗渣，不易进行酸水解，故需先将苹果湿渣在6570条件下烘干，粉碎到80目大小。【工艺流程与技术要点】漂洗 原料中所含的成分，如糖苷、芳香物质、色素、酸类和盐类等在提取果胶前须漂洗干净，以免影响果胶的品质及胶凝力。抽提 果胶是原果胶经稀酸水解萃取而得，抽提包括果胶的水解与果胶的溶出两个过程。在整个过程中要掌握好温度、时间、酸度和加水量的关系。【工艺流程与技术要点】 果胶是一种高分子有机物，耐热性较差，温度过高，会引起果胶本身结构的破坏，温度过低，水解速度又会太慢，同时果胶溶液难于过滤，不易实现液渣分离。酸度高

4、，则需时较短；酸度低，则需时较长，需多次抽取才能提净果胶。加水量太低，果胶溶液过滤困难，提取率低；加水量太大，果胶提取率虽较高，但浓缩时间却很长、能耗高、设备投资大。综合考虑，认为抽提时，将绞碎的原料倒入抽提锅内，加水8倍，加H2SO4调节pH值至1.8-2.7，后通入蒸汽，边搅拌边加热到95，保持45-60min，即可抽提出大部分果胶。【工艺流程与技术要点】抽提液的处理 将抽提物料通过压滤机过滤，滤液用高速(7000rmin)离心机分离杂质，并迅速冷却到50左右、加入1-2的淀粉酶，使抽提液中淀粉水解为糖，当酶作用终了时，加热到77，破坏酶的活力。接着加入0.3-0.5%的活性炭，在55-6

5、0搅拌20-30 min，使果胶脱色，再加入1%-1.5的硅藻土，搅匀，后用压滤机压滤，获得澄清果胶液。【工艺流程与技术要点】果胶液的浓缩 将澄清的果胶液送入真空浓缩锅中，保持真空度8.89kPa以上，沸点50左右，浓缩至总固形物含量达7-9为止。 【工艺流程与技术要点】不同形式的果胶产品生产 果胶液体制品 浓缩完毕，将果胶液加热到70，装入玻璃瓶中，加盖密封，后置于70热水中加热杀菌30min，冷却后送入仓库，或将果胶液装入木桶中，加0.2% NaHSO3搅匀，密封，即成果胶液体产品。 【工艺流程与技术要点】果胶粉 将果胶液中的水分除去,制成粉末粉，其方法如下。 a. 喷雾干燥法：将浓缩的果

6、胶液经高压喷头喷入干燥室，室内温度保持120一150，果胶细雾接触热空气后，瞬时便干燥成细粉落到干燥室的底部。并由螺旋输送器送到包装车间，立即通过60目筛筛分后装入聚乙烯薄膜袋中。 【工艺流程与技术要点】 用本法取得的果胶粉细度大，溶解度高，成本低，但与酒精沉淀法相比较，成品易返潮，并含较多杂质，因此，亦有将此法制成的果胶粉用含量为50一70的酒精处理，除去杂质，提高果胶粉质量。 采用本法加工时，应特别注意原料的漂洗，先尽量清除杂质，否则将因残留糖分过多而易返潮和长霉。【工艺流程与技术要点】b酒精沉淀法：将总固形物8左右的果胶浓缩液置于凝结器中，加入适量盐酸，搅拌半分钟，以促进果胶凝结，并可溶

7、解一部分盐类，以减少杂质沉淀。后慢慢加入含量为90%左右的酒精，边加边搅拌，每隔l一2min开动搅拌器一次，果胶即沉淀析出，继续用压榨机榨干汁液，汁液供回收酒精用。后将破碎的果胶加2倍的95酒精，开动搅拌器，洗涤半小时，再取出凝结果胶，榨干汁液，如此反复洗涤两次。榨干后，将凝结果胶送入真空干燥室中，于65-70下进行干燥，干燥到含水量达6以下为止。后把果胶粉研碎，通过60目筛筛分，并立即分装。 【工艺流程与技术要点】 酒精沉淀法制备果胶粉，每千克果胶耗乙醇量为7kg，乙醇耗量相对较大，综合成本相对较高，但所得果胶纯度高，色泽好，质量优，生产工艺容易控制，利于工业化大生产的实施。【工艺流程与技术

8、要点】c. 盐析法：是在果胶溶液中先加入铝盐使果胶沉析，然后再用乙醇沉析，从而可省去果胶溶液浓缩工序，每千克果胶耗乙醇量为4kg。乙醇用量小，能耗小，综合成本相对较低，但工艺要求严，难以控制，不利于工业化大生产的实施，并且如控制不好易生成低甲氧基果胶或者产品质量不好。【工艺流程与技术要点】 低甲氧基果胶 低甲氧基果胶的制法主要有碱化法、酸化法、酶化法等，碱化法：提取的果胶液经真空浓缩，使果胶液中果胶含量达4，然后把果胶液置于不锈钢锅中，加入氢氧化铵，调节pH值至10.5，保持果胶液温度15，3h，后加入等容积的95的酒精和适量盐酸，使pH值降到5，搅拌混合物，静置1h，捞出沉淀果胶，压干酒精，

9、打碎压榨物并使之悬浮于pH值为5.2的50酒精中，以便除去氯化铁。而后即沥干，压榨、破碎，摊于烘盘中，在65真空烘箱中烘20h，取出、磨细，用100目筛过筛、包装，即可获得低甲氧基果胶，得率为果胶量的90。【工艺流程与技术要点】 标准化处理 果胶的标准化处理是为了让用户使用方便，使果胶的凝胶强度、凝胶时间和温度、pH值一致化，使用效果稳定一致。而通常所说的标准化主要是对其凝胶强度而言的。凝胶度的标准化一般是通过混合工序来实现的，即在果胶中加入一定的蔗糖或葡萄糖混匀至预定的胶凝度。 糖的加入量(A/XG)一G式中 : A果胶原料的胶凝度X加糖后的胶凝度；G果胶质量。 包装、成品 根据生产用途，采

10、用不同规格的包装形式【工艺流程与技术要点】二、葡萄的综合利用 葡萄主要用于酿制葡萄酒，少部分用于制干和鲜食。我国鲜葡萄中，主要用于鲜食、酿制葡萄酒、制作糖水葡萄罐头、葡萄干等。 葡萄酒下脚料的综合利用：利用葡萄籽榨取食用油，提取葡萄籽提取物、葡萄色素、酒石酸及白藜芦醇等，葡萄皮籽还可做饼粕饲料。开展葡萄皮籽综合利用不仅可以变废为宝，消除环境污染，而且还可降低生产成本，增加社会、经济效益。（一）概述 1. 葡萄籽的化学成分及营养价值表1 葡萄籽一般化学成分含量/%（二）葡萄籽油提取技术表2 葡萄籽的矿质元素含量mgg-1表3 葡萄籽的氨基酸含量mg100 mg-1【葡萄籽化学成分】 占葡萄总量3

11、-4的葡萄籽，葡萄籽油具有营养脑神经细胞、调节植物神经、消除血清胆固醇、治疗心血管疾病和润肤作用，并且与洗净剂和表面活性剂有良好的配伍性，可广泛用于化妆品行业，用于头发护理、造型，赋予头发丝般光泽，并促进毛发生长。还可用于高级烹调油、调和油，提高亚油酸含量，并可作为保健食品和化妆品的基础油等。 葡萄籽油的脂肪酸组成中不饱和脂肪酸达90以上，其中人体必需脂肪酸亚油酸占76.5，比核桃油、红花籽油的含量还高。【葡萄籽油营养价值】 葡萄籽油的制取方法主要有以下3种工艺：压榨法、溶剂浸出法和超临界CO2萃取法，压榨法制油得率低，超临界CO2萃取法是近几年发展起来的一种新技术，目前多采用浸出法提取葡萄籽

12、油。1）溶剂浸出法生产葡萄籽油工艺流程 葡萄籽烘干清理剥壳分离破碎软化轧坯烘干浸出过滤脱酸脱色脱臭精制葡萄籽油 【葡萄籽油提取技术】操作要点预处理 葡萄酿酒下脚料挤压去水后，经晒干或烘干，通过分离设备分离出籽。葡萄籽经筛选除去灰尘、磁性金属物等杂质，用剥壳机脱除30-60的硬外壳，壳可提取单宁，仁与部分壳用粉碎机破碎。含壳越少，出油率超高，因为含壳量越少，饼粕则少，因而饼粕中带走的油也就越少，出油率愈高。另外，饼粕由于含壳少纤维素大大降低，相应地蛋白质含量提高，饼粕的营养价值也提高。 【葡萄籽油提取技术】 葡萄经轧汁后去皮烘干的葡萄籽，经清理筛选除杂质后去破碎机破为2-4瓣，去软化锅软化，软化

13、水分控制在18-20，加温至85，停留时间40-45min，然后进轧坯机轧坯，坯片的厚度保证在0.4mm，然后进平板烘干机去调节水分，使进浸出器的葡萄籽坯水分控制在12以下，采用平转浸出器进行浸出提油，获得毛葡萄籽油。 【葡萄籽油提取技术】浸出 采用四号溶剂浸出技术，四号溶剂主要成分为丁烷或丁烷和丙烷按比例组成的混合物。该技术是油脂工业新兴的一项浸出制油技术，它是利用丁烷、丙烷沸点低，常温常压下是气态，降压、低温下易与物料和油脂分离的特性，从植物油料中尤其是特种植物油料或香精中萃取、分离油脂。【葡萄籽油提取技术】 浸出在常温下进行，粕和混合油脱溶过程基本上也是在常温或不高于40的条件下进行的，

14、不会对葡萄籽粕中的低聚原花青素(OPC)和油脂中多种微量元素造成破坏。生产工艺是间歇罐组式逆流浸出，一般采用四浸，即第一、二、三遍浸出用前一罐的二、三、四遍浸出的混合油，最后一遍用新鲜溶剂浸出。【葡萄籽油提取技术】湿粕脱溶 湿粕脱溶是本工艺技术的关键步骤之一，利用压力降低时四号溶剂由液态变成气态，经压缩机压缩冷凝后变成液态的性质。在溶剂挥发过程中，需吸收潜热，此过程需从外界补充一定热量，维持脱溶温度在40左右，保证粕中OPC有效成分不因受热氧化而变性。 【葡萄籽油提取技术】混合油脱溶 混合油脱溶温度控制在20-40，为了不使油脂中热敏性物质遭到高温破坏，脱溶加热不用蒸汽直接对蒸发设备(一般为蒸

15、发罐)加热。而是用蒸汽加热水，再用热水通过盘管加热混合油。最终控制在40以下。先用压缩机脱溶，随着混合油浓度升高，蒸发罐压力越来越低，待压力降到0.1MPa后，改用真空泵脱出残溶，最终毛油溶剂残留量达到1mg/kg。【葡萄籽油提取技术】精炼 葡萄籽毛油含有色素，颜色呈绿色或黄绿色，并含有脂溶性杂质和其他杂质而略显浑浊，还含有游离脂肪酸等。上述杂质直接影响着油品质量和食用价值，必须对其进行精制加工，才能得到有益于人体健康的营养油。一般采用如下工艺精制葡萄籽油： 毛油过滤脱酸水洗干燥脱色脱臭精制葡萄籽油【葡萄籽油提取技术】 脱酸方法为：取毛油，测定酸价。按酸价稍过量加质量分数为4NaOH溶液，将毛

16、油打进炼油锅中进行脱酸，电动搅拌，离心，清油用温水洗至pH值中性，加热挥发净水分即可达到脱酸的目的。脱酸后的毛油按油重加入4活性炭与活性白土，80-90进行保温脱色，过滤，滤液高温真空脱臭，得到浅黄色精炼葡萄籽油。【葡萄籽油提取技术】2）葡萄籽油超临界CO2萃取技术 采用超临界CO2萃取葡萄籽油的工艺技术如下：葡萄籽经干燥、粉碎后进入萃取釜，CO2由高压泵加压至28MPa，经过换热器加温至35左右，使其成为既具有气体的扩散性而又有液体密度的超临界流体，该流体通过萃取釜萃取出葡萄籽油后、进入第一级分离柱，经减压至10MPa，升温至65，由于压力降低，CO2流体密度减小，溶解能力降低，葡萄籽油便被

17、分离出来。CO2流体在第二级分离釜进一步经减压，葡萄籽中的水分，游离脂肪酸便全部析出，纯CO2由冷凝器冷凝，进入储罐后，再由高压泵加压，如此循环使用，如图1所示。 【葡萄籽油提取技术】 图1 超临界CO2萃取装置工艺流程图1CO2钢瓶；2一储罐；3一第一分离柱；4第二分离柱目；5冷凝器；6，9，10换热器；7萃取釜；8一高压泵【葡萄籽油提取技术】 超临界CO2流体技术萃取葡萄籽油的最适条件为：粉碎度40目、水分含量4.52、湿蒸处理、萃取压力28MPa、温度35、C02流容比8-9、萃取时间80min。【葡萄籽油提取技术】3)葡萄籽油的质量指标 目前葡萄籽油还没有国家标准，相应的质量指标可以参

18、考国际标准，见表4。【葡萄籽油提取技术】表 4 葡萄籽油的国际标准/%1.白藜芦醇的性质与分布1）结构 白藜芦醇(resveratrol)，最早是从秘鲁的豆科植物五角决明根的甲醇提取物中发现的一种化合物。分子式为C11H12O3(相对分子质量228.2)，其化学名称为3,4,5-三羟基-12-二苯乙烯(3，4，5-trihydroxystilbene)，有顺式和反式两种异构体，结构见图。图 白藜芦醇的结构1反式；2顺式（三）葡萄白藜芦醇提取技术2) 性质 纯白藜芦醇对光不稳定，在完全避光条件下稳定性较好。反式白藜芦醇可在乙醇中稳定存在数月，但在高pH值(10)下稳定性较差；顺式白藜芦醇仅能在中

19、性pH值下较稳定。3) 功能 白藜芦醇是葡萄酒尤其是红葡萄酒中最重要的保健成分，它具有抗菌、抗炎、抗癌、抗血栓、降脂、保肝等多方面的作用。通过饮用葡萄酒摄取白藜芦醇被认为是法国人心血管疾病发病率低的重要原因。【白藜芦醇的性质与分布】 白藜芦醇也是一种天然抗氧化剂，在葡萄酒中与其他植物酚一起能清除体内的活性氧、抑制低密度脂蛋白氧化、抑制血小板聚结，从而防止动脉粥样硬化，降低心血管疾病的发病与死亡率。 白藜芦醇是葡萄酒中的一个重要保健功能因子，对很多疾病有预防和治疗作用，引起了科学家们的高度重视，根据最近澳大利亚科学家的研究，男子最好每天饮红葡萄酒1-4杯，女子最好每天饮红葡萄酒1-2杯，这些人的

20、心脏病死亡率约为不饮酒者的30。【白藜芦醇的性质与分布】 2. 白藜芦醇提取技术 葡萄各组织中白藜芦醇含量的趋势为：葡萄皮葡萄叶、梗葡萄籽葡萄果肉，且不同葡萄品种间差异很大。常采用HPLC与硅胶柱层析的方法提取分离白藜芦醇，但操作繁琐、得率低，用逆流色谱能够实现比HPLC更有效的制备和提纯。目前，工业化制备已经完成年产l t白藜芦醇的小批量生产。【白藜芦醇提取技术】 三、番茄的综合开发利用 番茄皮中含有类胡萝卜素，主要是番茄红素和少量的其它类胡萝卜素。番茄皮中含有很高的膳食纤维，膳食纤维现在己被列入第七营养素，番茄籽中含有较高的番茄籽油，含油量因番茄品种而异，一般在22以上。番茄籽油含有较多的

21、不饱和脂肪酸(如油酸、亚油酸)，是一种优质食用油。 番茄皮和番茄籽，可开发的产品有番茄红素，番茄膳食纤维、番茄籽油和番茄饼粕。 （一）概述综合加工的工艺路线如下：番茄粉溶解均质加入果胶酶、纤维素酶破壁超临界萃取旋转蒸发真空干燥（二）番茄皮和蕃茄籽的加工利用工艺路线番茄红素1以湿番茄皮为原料提取番茄油树脂 采用番茄浆(含水量80左右)提取番茄油树脂。由于有机溶剂正乙烷等与水不互溶，直接提取造成有机溶剂无法渗透到原料中，提取效率很低。可选用复合溶剂如正乙烷十丙酮十乙醇提取，提取液静置分层，含番茄红素的上层蒸发掉溶剂，得番茄油树脂。 也可选用不同的乳化剂，添加到有机溶剂中，可较好地提以番茄油树脂。 （三）番茄油树脂的提取2以干番茄皮为原料提取番茄油树脂 番茄皮经过除杂后，进行粉碎，然后在5560干燥后，用正乙烷提取3-4次，每次的时间是0.3-1.0h，溶剂物料为2-3。提取最好在搅拌的情况下进行，采用梯度提取，即用最浓的溶剂提取最新的原料，新鲜溶剂提取最后的原料。提取完毕后提取液进行过滤，分两步进行，先用较粗的滤网将大部分颗粒较大的杂质滤掉，然后用较细的滤网或滤布将所有细小的番茄皮粒子除去