1.工艺流程

世界各国生产的果蔬汁有柑橘汁、菠萝汁、苹果蔬汁、葡萄汁、番石榴汁等。果蔬汁生产的基本原理和过程大致相同。主要的生产过程都是原料选择、洗涤、取汁、粗滤、调配、杀菌、灌装等工序。同时,不同的果蔬汁品种需要增加特定的工序。比如澄清果汁需要澄清和过滤,浑浊果汁需要均质和脱气,果肉饮料需要预煮和打浆,浓缩饮料需要脱水、浓缩等。其生产的一般流程如下:

2.操作要点

(1)原料选择

大部分果品及部分蔬菜适合于制汁,如苹果、葡萄、菠萝、柑橘、柠檬、葡萄柚、杨梅、桃、山楂、番石榴、番茄、胡萝卜、芹菜、菠菜以及野生果品沙棘、刺梨、醋栗、酸枣、猕猴桃等均能用来制取果蔬汁。

一般要求原料具有较好的感官品质和营养价值,较高的出汁率;成熟度适中、糖酸比适宜、耐贮运及商品价值高;新鲜、无损伤、无病虫果、无腐烂霉变果。

(2)原料的洗涤

榨汁前原料首先要充分清洗干净,并除去腐烂发霉部分,洗涤一般采用浸泡洗涤、鼓泡清洗、喷水冲洗或化学溶液清洗。采用鼓泡清洗、喷水冲洗和化学溶液洗涤的方式,一般用0.5%~1.0%的稀酸溶液、0.5%~1.0%的稀碱溶液或0.1%~0.2%的洗涤剂处理后再用清水洗净,洗涤效果较佳。某些原料还需要用漂白粉或高锰酸钾等杀菌剂进行消毒处理。果实原料的洗涤方法,可根据原料的性质、形状来选择设备。

(3)取汁

果蔬的汁液被包含在果蔬的细胞结构中,只有破坏果蔬组织,才能使细胞结构中的汁液流出。为了提高出汁率和果蔬汁的质量,取汁前通常要进行破碎、加热和加酶等预处理。某些果蔬原料根据要求还要进行去梗、去核、去籽或去皮等工作。取汁方式通常使用压榨法取汁或浸提法取汁。

①原料的破碎。

除了柑橘类果汁和带肉果汁外,一般在取汁前都先进行破碎,以提高原料的出汁率。果蔬的破碎程度直接影响出汁率,要根据果蔬种类、取汁方式、设备、汁液的性质和要求选择合适的破碎度。破碎后的果块要大小均匀。果块过大,影响出汁率,果块过小,会造成榨汁时外层果汁被迅速榨出,剩余果渣形成一层厚皮,使内层果汁难以流出。不同果蔬原料品种和成熟度对破碎程度要求不同。对于压榨取汁的果蔬,例如苹果、梨、胡萝卜和菠萝等质地较坚硬的水果,破碎后果块以3~4 mm为宜;樱桃、草莓和番茄等破碎后果块在3~5 mm。对于果汁含量较低的原料通常采用浸提取汁,如山楂等,浸提前也需要破碎,但不宜过度,否则细小果肉含量较高,增加过滤和分离困难。对于一些成熟度较高的原料,可直接破碎打浆取汁。果浆的破碎程度主要取决于打浆机筛孔,孔径一般10~20 mm。

破碎方法可根据原料是否加热分为热破碎、冷破碎两种方法。热破碎是在破碎前用热水或蒸气将果蔬加热,然后进行破碎。目前的热破碎大多是在破碎后立即将破碎物或浆体加热。对于果蔬浆等的生产,为了保留较多果胶,使果胶浑浊汁或果肉汁保持一定的黏稠度,增加浑浊汁的稳定性,采用热破碎方式是比较理想的。冷破碎是在常温下进行的,由于果蔬中果胶酯酶和半乳糖醛酸酶等果胶分解酶的活性较强,在短时间内就能降解果胶,从而使果蔬汁稠度降低。对于澄清汁型的果蔬,采用冷破碎具有明显的优越性。由于果蔬汁的黏稠性较热破碎低,因此有利于榨汁,同时更有利于过滤、澄清等操作,可以降低果蔬汁澄清所需的酶制剂的用量。

②加热处理。

由于在破碎过程中和破碎以后果蔬中的酶被释放,活性大大增加,特别是多酚氧化酶会引起果蔬汁色泽的变化,对果蔬汁加工极为不利。加热可以抑制酶的活性,使果肉组织软化,使细胞原生质中的蛋白质凝固,改变细胞膜的半透性,使细胞中可溶解性物质容易向外扩散,有利于果蔬中可溶性固形物、色素的提取。适度加热可以降低果蔬汁黏度,提高出汁率。一般热处理条件为温度为70~75℃,时间为10~15 min。也可采用高温瞬时加热方式,加热温度为80~90℃,时间为1~2 min。

③加果胶酶处理。

在果蔬汁加工中,果胶不仅影响出汁率,还影响果汁稳定性。果胶含量较少的果蔬容易取汁,果胶含量较高的如苹果、樱桃、猕猴桃等果实黏度大,不易出汁,需要在榨汁前添加果胶酶处理。果胶酶可以有效地分解果肉组织中的果胶物质,使汁液黏度降低,容易榨汁过滤,缩短挤压时间,提高出汁率。因此在榨汁前有时需要在果浆中添加果胶酶,对果蔬浆进行酶解。酶解处理的效果取决于加酶量、酶解时间与温度。果胶酶制剂的添加量一般按果蔬浆质量的0.01%~0.03%加入,酶反应的最佳温度为45~50℃,反应时间为2~3 h。若酶量不足或时间过短则达不到目的,反之分解过度;保持作用时的温度不仅影响分解速度,而且影响产品质量。为了防止酶处理阶段的果蔬浆过度氧化,通常将热处理和酶解处理相结合,先将果浆在90~95℃下杀菌,然后冷却至45~50℃加酶酶解。

④压榨与浸提。

在预处理过程中通过破碎、加热等操作,破坏了原生质的生理功能,使果蔬细胞中的汁液及可溶性物质渗透到细胞外面。根据原料和产品形式的不同,主要的取汁方式分为压榨、浸提等。生产上对含果汁丰富的果实,大都采用压榨法提取果汁;含汁液较少的果实,如山楂等可采用浸提的方法提取汁液。

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。大多数原料都可以通过压榨取汁。但是某些水果有一层厚皮如柑橘类水果,直接压榨会使果皮、囊皮、种子中包含的苦味物质进入果汁中,影响成品质量,因而需要逐个榨汁。同样具有厚皮的石榴,由于果皮中含有大量单宁物质,因而先去皮才可榨汁。果实的出汁率受原料种类、品种、质地、成熟度、新鲜程度、加工季节、榨汁机效能、挤压力、挤压速率、果蔬破碎程度和挤压料层厚度等多种要素影响。

浸提就是将破碎的果蔬原料浸泡在水中,由于原料中可溶性固形物含量与浸提溶剂之间存在着浓度差,可溶性固形物透过细胞进入浸提溶剂中。

与压榨法相比,用浸提法提取的果蔬可溶性物质更加充分,而且浸液中还含有色素、芳香性物质等,因而色泽较鲜艳,芳香性成分高,而且浸液中单宁含量高,便于澄清。热浸提溶解性氧降低,果蔬汁受氧化程度也降低,热处理还具有巴氏杀菌和灭酶作用。(www.daowen.com)

(4)粗滤

粗滤或称筛滤。目的是去除果蔬汁中的粗大颗粒或悬浮粒。不同果蔬汁产品质量要求不同。对于澄清果汁,要求去除全部悬浮粒,因而粗滤后还需精滤或先行澄清再过滤;对于浑浊果汁要求保存色粒以获得色泽、风味和香气特性的前提下,除去分散在果汁中的粗大颗粒或悬浮颗粒。这些悬浮粒的存在会影响果汁的外观质量和风味,甚至会导致果汁变质,需要及时去除。柑橘类榨汁中的悬浮粒,含有苦味物质,可用低温沉淀法先行除去。

(5)澄清和过滤

其目的是要除去新鲜榨出汁液中的全部悬浮物和容易产生沉淀的胶粒。悬浮物包括发育未全的种子、果心、果皮等,主要成分是纤维素、半纤维素、酶、糖苷和苦味物质等,对果汁的质量和稳定性有较大影响,必须予以去除。果汁中的亲水胶体主要包括果胶质、树胶质、多糖和蛋白质等。这些亲水胶体带有电荷,电荷中和、加热、与酸作用或脱水时,都会引起胶体凝聚沉淀。去除这些物质需要用酶法处理和澄清剂澄清。常用酶制剂有果胶酶、淀粉酶等,澄清剂有明胶、单宁、皂土和硅藻土等。它们在果蔬汁中主要发挥三种作用:酶法分解果胶、淀粉的高分子成分;破坏胶体电荷平衡发生凝聚沉淀;吸附除去蛋白质、多酚物质和其他成分。澄清果汁生产中常用的澄清方法有:酶法澄清法、自然澄清法、明胶单宁澄清法、冷冻澄清法、热凝聚澄清法和超滤澄清法。从成品质量来看,超滤是一种理想的果汁澄清法。为了提高膜的效率,同时提高汁的透过率,增加汁的稳定性,目前普遍采用酶法脱胶和超滤澄清相结合的生产工艺。除超滤以外,其他澄清方法得到的果蔬汁都必须进行过滤。悬浮物的分离可借助重力、加压或真空而被除去。常用的方法有压滤、真空抽滤和离心分离等。

(6)均质与脱气

均质目的是使果蔬汁中的悬浮果肉颗粒进一步破碎细化,大小均匀,促进果肉细胞壁上的果胶溶出,使果胶均匀分布在果蔬汁中,形成均一稳定的分散体系。常用的均质设备有高压均质机、胶体磨和超声波均质机等。

脱气目的就是脱除果蔬汁中的氧、氮和CO2等气体。脱气可防止或减轻果蔬汁中色素、维生素C、香气成分和其他物质的氧化,防止品质变劣,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,防止或减少装罐和杀菌时产生泡沫,减少马口铁罐内壁的腐蚀。然而脱气过程可能造成挥发性芳香物的损失,为减少这种损失,必要时可进行芳香物质的回收,加到果蔬汁中,以保持原有风味。柑橘类果汁,则需除去不良气味的外皮精油,一般用减压法去油,同时脱除气体。脱气方法有真空脱气法、气体替换法、酶法脱气法和抗氧化剂法等。

(7)浓缩及芳香物质的回收

新鲜果蔬汁的可溶性固体物质含量一般在5%~20%,通过脱水浓缩可以把果汁的固形物含量提高到60%~75%,能克服果实采收期和品种所造成的成分上的差异,使产品质量达到一定的规格要求。目前浓缩多采用在较低的温度下进行真空浓缩。一般浓缩温度为25~35℃,不宜超过40℃,真空度约为94.7 kPa。但是,在此温度下,很适合微生物的活动和酶的作用,因此,浓缩前应进行适当的瞬间杀菌。目前常用的浓缩方法有真空浓缩法、冷冻浓缩法和反渗透浓缩法等。

果蔬的芳香物质是指代表果蔬或果蔬汁典型特征的挥发性物质。各类果蔬的芳香物质是不同挥发成分的混合物。主要包括醇类、醛类、酮类、酯类、萜类及含硫化合物等。回收芳香物质,是果蔬汁浓缩过程中不可缺少的工艺环节,要使果汁具有原来的新鲜芳香,生产果汁时应在不损坏芳香物质的前提下,对它们进行分离提取,并以浓缩的形式保存,然后再回加到果蔬汁中,使之尽量接近果蔬在食用时所具有的香气。传统的分离方法有吸附法、蒸气蒸馏和溶剂提取等方法,但是这些方法存在一些会影响产品品质的问题,如提取剂和吸附剂在纯化、吸附过程中会造成污染,高温氧化作用会破坏芳香物质。膜分离技术应用于芳香物质的回收中可以克服这些问题,如采用反渗透法浓缩果汁时,芳香物质可保留30%~60%,且脂溶性部分比水溶性部分保留更多。目前,膜分离技术回收芳香物质的应用主要有反渗透和超滤技术。

(8)成分调整与混合

果蔬汁成分的调整俗称调配,其目的是实现产品的标准化,提高产品的风味、色泽、口感、营养和稳定性等。如番茄汁含酸太多,有的果蔬汁香气不足等,可以通过增加糖和香料量加以调整。调整的原则,应使果蔬汁的风味接近新鲜果蔬,调整范围主要为糖酸比例的调整及香味物质、色素物质的添加。调整糖酸比及其他成分,通常在特殊工序如均质、浓缩、干燥、充气以前进行,但澄清果汁常在澄清过滤后调整,有时也可在特殊工序中间进行调整。调整的办法除在鲜果蔬汁中加入适量的砂糖和使用酸等物料以外,还可以采用不同品种原料混合制汁的混合法进行调配。

①糖酸比例的调整。

非浓缩果蔬汁的糖酸比例在(13~15)∶1范围内,适宜于大多数人的口味。因此,果蔬汁饮料调配时,首先需要调整含糖量和含酸量。一般果蔬汁中含糖量在8%~14%,有机酸的含量为0.1%~0.5%。糖酸调整一般是将原果汁放入夹层锅内,然后先按要求用少量水或果蔬汁使糖或酸溶解,配成浓溶液并过滤,将溶化并经过滤的糖(酸)液,在搅拌的条件下加入果汁中,调和均匀后,测定其含糖(酸)度,如不符合产品规定,可再进行适当调整。

②其他成分的调配。

果蔬汁除调节糖酸含量之外,还需要对果蔬汁的色泽、风味、芳香物质、稳定性和营养性进行适当的调整,以符合产品的种类特征。如果肉饮料和浑浊汁中添加乳化稳定剂增加稳定性,添加维生素C防止果蔬汁氧化,添加防腐剂提高保藏性,强化膳食纤维、维生素和矿物质等。

许多果蔬虽然单独制汁有优良的品质,但与其他种类和品种进行混合则更好,可以起到取长补短的目的,制成品质良好的混合果汁,也可以得到具有与单一果蔬汁不同风味的果蔬汁饮料。如苹果、葡萄、柑橘、番茄、胡萝卜等,虽然能单独制得品质良好的果汁,但与其他种类的果实配合风味会更好。各类果品和蔬菜具有不同的糖度、酸度、色泽和风味,两种以上的果蔬汁混合时,首先要选择其风味、色泽等。

(9)杀菌和灌装

杀菌的目的:一是杀死果蔬汁中的微生物,二是钝化果蔬汁中酶的活性。由于热力杀菌对产品风味、色泽和营养成分等有较大影响,因此需要控制杀菌温度和时间。热力杀菌可分为巴氏杀菌和高温瞬时杀菌。巴氏杀菌采用80~85℃杀菌3 min左右。缺点是加热时间长,对果蔬汁的色泽和风味有较大影响,尤其对浑浊果蔬。高温瞬时杀菌就是将果蔬汁迅速升温到(93±2)℃维持15~30 s或者采用120℃以上保持3~5 s。目前果汁几乎都采用高温瞬时杀菌工艺。除热力杀菌外,冷杀菌技术也应用到实践中。其缺点是不能完全钝化果蔬汁中酶的活性。

果蔬汁杀菌原则上安排在灌装前进行。果蔬汁杀菌后,要立即灌装密封。灌装方法可分为热灌装、冷灌装和无菌灌装。热灌装是在果蔬汁杀菌后,处于热状态时进行灌装,并立即密封。冷灌装是在果蔬汁杀菌后,通过热交换器立即冷却至5℃以下,然后进行灌装、密封。无菌灌装是指在食品无菌、包装材料无菌和包装环境无菌的情况下进行灌装。对于一些容易产生异味的果蔬浓缩汁灌装以后可以进行冷冻贮藏,如冷冻浓缩橙汁等。