果蔬汁加工技術(shù)的研究進展.doc

果蔬汁飲料現(xiàn)狀及加工技術(shù)研究摘要：果蔬制汁后較原果易于貯藏, 發(fā)展果蔬汁產(chǎn)業(yè)有利于減少果蔬原料損失且提高了附加值。近年來，我國果蔬汁的加工技術(shù)取得了一定的進步。本文綜述了近年果蔬汁飲料加工領(lǐng)域的新技術(shù)和果蔬飲料行業(yè)現(xiàn)狀，以及果蔬加工的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：果蔬汁；加工技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展方向引言 GB107891996 指出，用新鮮或冷藏水果為原料，經(jīng)加工制成的制品稱為果汁及果汁飲料類產(chǎn)品，主要分為果汁、果漿、濃縮果汁、濃縮果漿、果肉飲料、果汁飲料、果粒果汁飲料、水果飲料濃漿及水果飲料；蔬菜汁及蔬菜汁飲料的定義則是以新鮮或冷藏蔬菜 （包括可食的根、莖、葉、花、果實，食用菌，食用藻類及蕨類）等原料，用機械方法將蔬菜加工，在制得的汁液中加入食鹽或白砂糖等調(diào)制而成的制品，可分為蔬菜汁飲料、復(fù)合果蔬汁和發(fā)酵果蔬汁飲料3類。 據(jù)美國全球行業(yè)分析公司的報道，由于消費者的健康和營養(yǎng)意識增強，全球果蔬汁消費持續(xù)增長。北美和歐盟將是果蔬汁主要消費市場，約占全球消費總量的 60%，但增幅最大的消費市場將在亞太地區(qū)。在眾多飲料品種中，果蔬汁成為最有競爭力的種類之一。 我國果汁與蔬菜汁飲料行業(yè)均起步于20世紀80年代初期，作為一種新型飲品, 既具水果和蔬菜所含的豐富營養(yǎng)成分，又易于保藏 。由于果蔬汁產(chǎn)業(yè)具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，國家在“十五”，“十一五”科技攻關(guān)重大專項和國家 863 項目中，專門設(shè)置了果蔬汁加工的課題。例如：蘋果深加工關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備的研究開發(fā)；蔬菜汁產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵工藝技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)；優(yōu)質(zhì)鮮榨蘋果汁和渾濁型蘋果汁加工關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)；濃縮果汁質(zhì)量控制技術(shù)研究等。1果蔬汁的加工技術(shù)1.1 果蔬飲料的工藝流程 果蔬原料選果清洗破碎榨汁調(diào)配過濾均質(zhì)脫氣滅菌灌裝封口噴淋殺菌裝箱成品。1.2 護色技術(shù)果蔬加工過程中的色澤變化統(tǒng)稱為褐變，一般根據(jù)褐變過程有無生物酶的參與而劃分為酶促褐變和非酶褐變。生產(chǎn)加工過程中控制褐變產(chǎn)生的常用方法：物理方法，主要有燙漂、超濾、超聲波處理、超臨界CO2 處理等；化學(xué)方法，硫酸鹽處理、硫處理、氯化物處理、食鹽水處理酸化劑處理等。目前，對于果蔬產(chǎn)品的護色，化學(xué)抑制劑處理居多。1.3 破碎和榨汁技術(shù) 破碎是為了提高出汁率，但破碎程度要適當，大小要均勻。目前常用的方法有機械破碎、熱力破碎、冷凍破碎、超聲波破碎、酶法破碎等。其中，酶法破碎是目前應(yīng)用較廣泛的破碎方法。因為無論是蘋果、梨等核果類水果，還是香蕉等熱帶水果，或是胡蘿卜、南瓜等蔬菜的細胞壁中，均含有大量果膠、纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，破碎后的果漿十分黏稠，壓榨取汁非常困難，且出汁率很低。 應(yīng)用酶解技術(shù)則可以克服以上缺點。果膠酶不但能催化果膠解聚，有效降低黏度，改善壓榨性能，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，減少果渣產(chǎn)生，同時有利于后續(xù)的澄清、過濾和濃縮工序。 榨汁的方式根據(jù)榨汁溫度可分為冷榨和熱榨，需根據(jù)原料的特性來選擇適宜的方式。例如，芹菜冷榨汁的可溶性固形物含量、pH值和透光率均比熱榨汁；而冬瓜冷榨汁的可溶性固形物含量和總出汁率明顯高于熱榨汁；紅葡萄因需要提取出葡萄中的紅色素，采取熱榨汁工藝；白葡萄一般采用冷榨汁，榨汁后盡快殺菌、冷卻。另外，常用的榨汁方法還有壓榨法和離心分離法；運轉(zhuǎn)方式有間歇和連續(xù)2種。壓榨法有液壓式榨汁機、裹包式榨汁機、螺旋榨汁機、連續(xù)帶式榨汁機等；離心分離法有錐形籃式離心機、螺旋沉降離心機。目前大多用帶式榨汁機或布赫式萬能榨汁機。1.4 澄清和過濾技術(shù) 制造澄清果蔬汁時，必須通過物理、化學(xué)或機械方法除去果蔬汁中含有的渾濁物或易引起渾濁的各種物質(zhì)。這些混濁物主要來源于榨汁時直接進入汁中的細胞碎塊、酚類物質(zhì)和其他成分反應(yīng)形成的懸浮物、在濃縮和貯存過程中產(chǎn)生混濁或沉淀的蛋白質(zhì)、淀粉、金屬離子等。傳統(tǒng)的澄清方法有酶法處理和澄清劑處理，并用離心后過濾的方法進一步澄清。 近年來，膜分離技術(shù)在果蔬汁的澄清和過濾方面獲得了顯著的效果。已經(jīng)研究和開發(fā)的膜分離技術(shù)有微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、滲透蒸發(fā)和氣體分離等。超濾是目前膜分離技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的分離手段。采用超濾澄清法，能去除微生物和過量的酶，有助于產(chǎn)品的長期貯存而不會出現(xiàn)沉淀；可以降低操作和勞務(wù)費用，同時保留果蔬汁中的芳香和脂溶性成分，使其口感接近鮮食風(fēng)味，從而提高了產(chǎn)品品質(zhì)。由于采用了自動控制，操作更可靠，令產(chǎn)品質(zhì)量更均衡。 超濾膜分離技術(shù)已成功應(yīng)用在植物蛋白的分離、果汁的澄清、蔬菜汁的濃縮、酶精制、發(fā)酵液和菌體的濃縮及乳制品等方面。我國超濾技術(shù)的應(yīng)用也日漸廣泛，已成功應(yīng)用于猻猴桃汁、冬瓜汁、葡萄汁、南瓜汁、草莓汁、梨汁、蘋果汁等果蔬制品的澄清和濃縮中。1.5 均質(zhì)技術(shù) 均質(zhì)是生產(chǎn)混濁果蔬汁所特有的工序。均質(zhì)就是在一定壓力下使果蔬汁中的果肉顆粒進一步破碎，并使之均勻分布，促進果膠滲出，增加果汁與果膠的親和力，抑制果蔬汁分層并產(chǎn)生沉淀，使果蔬汁較為保持均一穩(wěn)定的狀態(tài)。目前常用的乳化均質(zhì)械有均質(zhì)機和膠體磨2種。1.6 脫氣技術(shù) 果實飲料的脫氣處理從原理上理解為脫去果實飲料中所含的氧氣及微量氧。其作用是：防止或減輕果汁中的色素、VC、香氣成分和其他物質(zhì)的氧化；防止飲料品質(zhì)變劣；去除附著于懸浮顆粒上的氣體，減少或避免微粒上浮，以保持良好外觀；防止和減少裝罐和殺菌時產(chǎn)生泡沫；減少馬口鐵罐內(nèi)壁的腐蝕。 常用的脫氣方法主要有真空脫氣法、氣體交換法、酶法脫氣和抗氧化劑法4種。從脫氣效果來說，真空脫氣法是果實飲料脫氣處理中應(yīng)優(yōu)先選擇的方法。通過對真空脫氣法采用的裝置進行比較得出，閃蒸脫氣裝置比離心式脫氣裝置的效果更好；但其設(shè)備造價也相應(yīng)較貴，使用維護成本也較高。酶法脫氣和抗氧化劑法通常結(jié)合真空脫氣法，共同在果實飲料生產(chǎn)線上使用。近幾年，膜分離技術(shù)迅速發(fā)展起來，由于該技術(shù)能耗低，產(chǎn)品質(zhì)量好，所以膜技術(shù)將是未來一個很好的發(fā)展方向。1.7濃縮技術(shù) 果汁濃縮可以減少果汁容積，便于運輸貯藏，能夠提高果汁貯藏的穩(wěn)定性。理想的果蔬濃縮工藝應(yīng)保存新鮮水果的天然風(fēng)味和營養(yǎng)價值，在稀釋和復(fù)原時具備與原果蔬汁相似的品質(zhì)。常用的濃縮方法有真空濃縮、冷凍濃縮及膜分離技術(shù)等。 膜分離技術(shù)應(yīng)用于果蔬汁的濃縮是目前研究的熱點，它包括反滲透技術(shù)和聯(lián)合膜分離技術(shù)。反滲透膜技術(shù)是利用反滲透膜來濃縮果汁，當膜兩側(cè)的壓力差大于滲透壓差，則水分可由濃向稀移動。反滲透法可在常溫下進行，不需加熱，但選擇膜品種和質(zhì)量至關(guān)重要。近年來，人們分別對橙汁、蘋果汁、梨汁、葡萄汁、菠蘿汁、番茄汁等進行了反滲透濃縮研究，重點探索膜的種類、操作條件對膜通量及果汁中風(fēng)味物質(zhì)截留率的影響。 聯(lián)合膜分離技術(shù)是最近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)，它將超濾和反滲透膜技術(shù)聯(lián)合，對果汁進行濃縮。通常果汁中除含有糖、酸等可溶性成分外，還含有果膠、蛋白質(zhì)、纖維素等懸浮性固形物，這樣的果汁黏度大。直接用反滲透濃縮，易造成嚴重的膜污染和較低的透水速率，很難以一級方式把果汁濃縮到蒸發(fā)法所達到的濃度。一般而言，超濾適用于大分子（如蛋白質(zhì)、膠體、多糖）與小分子（無機鹽及低分子有機物等）溶液的分離；而微濾適用于對細菌和微粒等組分的分離。如果在反滲透以前，用超濾或微濾除去果汁中的果膠等懸浮性固形物，這樣可降低果汁黏度，減少膜污染程度，從而顯著提高反滲透的效率。1.8殺菌技術(shù) 果蔬汁的殺菌工藝能提高產(chǎn)品的保藏性，但也會影響產(chǎn)品的品質(zhì)。殺菌方法有加熱殺菌和冷殺菌兩大類。加熱殺菌因簡便可靠，在現(xiàn)代果蔬汁加工中仍是應(yīng)用最普遍的殺菌方式。但隨著人們生活水平的不斷提高，消費者對于食品的要求將朝著綠色、健康、營養(yǎng)和安全的方向發(fā)展。而傳統(tǒng)熱殺菌技術(shù)會破壞食品營養(yǎng)物質(zhì)，加劇變色。為了滿足消費者的需求，研究工作者開始關(guān)注一些新型的冷殺菌技術(shù)。 冷殺菌是指在殺菌過程中食品溫度不升高或升高很低的一種安全、高效的殺菌方法。殺菌條件容易控制，受外界環(huán)境影響小，由于殺菌過程中食品的溫度并不升高或升高很低，既有利于保持食品功能成分的營養(yǎng)成分，又有利于保持其色、香、味。目前廣泛研究的技術(shù)有超高壓殺菌、超高壓脈沖電場殺菌、微波殺菌和生物保藏等。超高壓殺菌是將食品物料以某種方式包裝以后，放入液體介質(zhì)中，在 1001 000 MPa 壓力下作用一段時間，使之達到滅菌要求。超高壓殺菌的基本原理就是利用壓力將微生物致死。高壓可導(dǎo)致微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物化學(xué)反應(yīng)、基因機制，以及細胞壁膜發(fā)生多方面的變化，從而影響微生物原有的生理活動功能，甚至使原有功能破壞，或者發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，導(dǎo)致微生物死亡。與巴氏殺菌等熱力殺菌相比,超高壓殺菌有殺菌速度快、營養(yǎng)損失少等優(yōu)點。利用超高壓處理新鮮果汁，不僅使果汁中的微生物得到有效的殺滅，同時使果汁中的營養(yǎng)成分，特別是熱敏性的營養(yǎng)成分和易揮發(fā)的香氣成分得到很好的保留，而且果汁中的酶也得到很好的控制，有利于防止新鮮果汁發(fā)生酶促褐變。 超高壓脈沖電場殺菌是把液態(tài)食品作為電介質(zhì)置于電場中，食品中微生物的細胞膜在強電場作用下被電擊穿，產(chǎn)生不可修復(fù)的穿孔或破裂，使細胞組織受損，導(dǎo)致微生物失活。電磁場產(chǎn)生電離作用，阻斷了細胞膜的正常生物化學(xué)反應(yīng)和新陳代謝，使細菌體內(nèi)物質(zhì)發(fā)生變化。超高壓脈沖電場殺菌特點：殺菌時間短，處理過程中的能耗遠小于熱處理；在常溫、常壓下進行，處理后的食品與新鮮食品在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、營養(yǎng)成分上改變很小，風(fēng)味無太大差異。這種技術(shù)可避免加熱法引起的蛋白質(zhì)變性和對維生素的破壞。目前，該技術(shù)還沒有應(yīng)用與大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中。 生物保藏被認為是自然保藏法。其原理是利用抵抗微生物或天然殺菌素以控制食品中本身存有的致病菌生長以及霉菌毒素原生真菌的生長。辣椒、大蒜、生姜均含有多種植物殺菌素，特別是大蒜中殺菌素的殺菌能力極強。因此利用辣椒、生姜、大蒜中含有的植物殺菌素的抗菌作用，不加任何防腐劑，即可防止產(chǎn)品腐敗。乳酸菌是利用一些有益微生物及其代謝產(chǎn)物來抑制或殺滅有害微生物，從而延長食品貯藏期的最典型的例子。目前，在生物防腐劑中，開發(fā)比較成功的乳酸鏈球菌素能殺死或抑制革蘭氏陽性菌，已廣泛用于乳制品、罐頭、飲料等產(chǎn)品中，但對陰性菌、酵母和霉菌無效。2 果蔬汁飲料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國的飲料工業(yè)起步較晚, 起點也相對較低,但在現(xiàn)有食品工業(yè)中是發(fā)展速度最快的行業(yè)之一，從早期單一的碳酸飲料到現(xiàn)今的產(chǎn)品多元化，果蔬制汁行業(yè)也在近年來飛速發(fā)展。2003年是我國果汁飲料產(chǎn)業(yè)的一個新起點，實現(xiàn) 300多萬噸的果汁年產(chǎn)量, 和 152. 5億元產(chǎn)值, 比上年同期增長50.0%和 23.5%, 市場滲透率激增至36.5%, 在飲料行業(yè)排名第4位, 果汁飲料也由此掀起了我國飲料工業(yè)的第4次浪潮，成功成為了2003 年的行業(yè)聚焦點。果蔬汁飲料行業(yè)的興起也預(yù)示著我國的飲料行業(yè)更加趨向于營養(yǎng)化、療效化, 為含有豐富營養(yǎng)成分的復(fù)合果蔬汁的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。近年來, 果蔬制汁產(chǎn)業(yè)在眾多飲料產(chǎn)品中以極快的增速超越碳酸飲料而一躍成為高產(chǎn)量的飲料產(chǎn)品之一。截至2012年, 我國果蔬汁飲料全年總產(chǎn)量達2229.17萬噸, 占全國飲料總產(chǎn)量的 17.12%, 產(chǎn)量比上年同期增長 14.23%。其它飲料產(chǎn)品則呈現(xiàn)增長勢頭緩慢, 甚至負增長現(xiàn)象。 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開科技水平的進步, 通過引進國外先進的加工生產(chǎn)線, 采用先進的非熱殺菌、無菌包裝、膜分離等加工技術(shù), 使其更加經(jīng)濟有效地加工操作, 最大限度保存原料營養(yǎng)成分。現(xiàn)階段的果蔬汁生產(chǎn)加工技術(shù)雖距國外先進水平有一定差距, 但與我國果蔬汁行業(yè)發(fā)展初期相比已有很大提升。3果蔬汁的發(fā)展方向3.1我國發(fā)展果蔬汁的優(yōu)勢及其原因我國發(fā)展果蔬汁擁有巨大的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下方面。（1）我國有著良好的果蔬原料優(yōu)勢，水果和蔬菜的產(chǎn)量均居世界第一位，在每個季節(jié)都有新鮮果蔬應(yīng)市，而且很多水果和蔬菜都可以加工成果蔬飲料。果蔬型飲料的口味可以靈活搭配，以滿足不同人群對飲料的需求。（2）生產(chǎn)果蔬型飲料的成本低，收益大，市場前景廣闊，具有良好的經(jīng)濟效益，同時可使消費者得到更多的好處。果蔬汁由于集環(huán)保、健康、營養(yǎng)和農(nóng)工貿(mào)一體化等多種優(yōu)勢，得到越來越多的消費者青睞，果蔬汁產(chǎn)業(yè)化開發(fā)更是受到各級政府的大力支持。據(jù)相關(guān)資料，2006 年在日本和歐美國家，果蔬汁的工業(yè)化生產(chǎn)在已形成了50多億美元的產(chǎn)業(yè)，并且仍在進一步擴展該類型產(chǎn)品的市場；而我國果蔬汁生產(chǎn)才剛剛起步，尚有很大的發(fā)展空間。因此，各地應(yīng)因地制宜，開發(fā)各類果蔬汁飲品。3.2目前果蔬汁飲料加工技術(shù)存在問題及發(fā)展方向 雖然果蔬汁飲料加工技術(shù)已達到一定的水平，但仍存在著一些問題。 （1）膜分離技術(shù)，其本身就有一定的局限性，主要是：膜通量隨著分離時間的推移會大幅降低，且清洗困難；膜的耐高溫和耐腐蝕性能低，膜使用壽命短等。因此需要不斷開發(fā)新型膜材料，提高膜的性能，拓寬膜的品種，發(fā)展新品種的共混膜和復(fù)合膜；改進膜的清洗方法，發(fā)展新的膜分離技術(shù)及集成膜分離技術(shù)等，以彌補膜分離技術(shù)的不足之處。 （2）果蔬汁護色所采取的措施都有一定的不足之處，有的會引起食品風(fēng)味的改變，有的使食品的營養(yǎng)損失，有的使色澤和質(zhì)地發(fā)生變化，有的會給人體健康帶來危害及副作用。因此，必須研究出一些防褐變效果好又安全的護色技術(shù)。 另外，應(yīng)結(jié)合生物技術(shù)與已成熟的技術(shù)，用于果蔬汁飲料的加工。目前已有應(yīng)用生物技術(shù)改善飲料加工原料、生產(chǎn)飲料添加劑和功能因子，以及去除飲料不良性狀的研究，但生物技術(shù)要真正實現(xiàn)大規(guī)模運用于果蔬汁飲料加工，還有待進一步研究與完善。參考文獻：1夏天，馬力. 果蔬汁飲料加工技術(shù)研究進展 J . 江蘇食品與發(fā)酵，2008（4）：21-23.2夏竹. 世界果蔬汁消費呈上升趨勢 J . 中國果業(yè)信息，2008，25（4）：50.3趙亞利 . 中國果蔬飲料生產(chǎn)與市場 J . 飲料工業(yè)，2002，5（3）：12-15.4霍清枝，李玉鳳. 我國蔬菜汁生產(chǎn)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景J. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2004（3）：7-8.5喬方，黃曉鈺，余?；? 果蔬酶促褐變機理及其抑制方法研究進展 J . 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（24）：7406-7408.6周家春 . 食品工藝學(xué) M . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.7吳立根，王岸娜，連東軍，等. 濃縮蘋果原汁的護色工藝研究 J . 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（5）：80-83.8石超, 呂長鑫, 馮敘橋,等. 果蔬汁飲料現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析J. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報, 2014(3):970-976.9王衛(wèi)東，孫月娥. 果膠酶及其在果蔬汁加工中的應(yīng)用J. 食品研究與開發(fā)，2006，27（11）：222-226.10王希敏，孟秀