果蔬汁生产工艺
赵瑞平
食品贮运教研室
第十二章 果蔬汁的制造
fruit and vegetable juice
果蔬汁是经挑选和洗净后的果品蔬菜，由压榨或提取所得的汁液，为一种保健饮料；而果蔬汁饮料是一果汁或蔬菜汁为基料，然后加入水、糖、酸及香料等调配而成，是嗜好性饮料。
第一节 果汁的种类
果蔬汁的生产在果蔬加工中的发展时间最短，基本发展历史如下：
1869年美国对瓶装葡萄汁第一次进行巴氏灭菌。
19世纪末，瑞士的巴氏杀菌苹果汁问世，开始了小包装非发酵性纯果汁的商品生产
1920年开始有工业化生产
1929年美国佛罗里达州生产了第一罐橙汁
1930年使用酶澄清法
1972年灭菌纸盒罐装
1982年连续压榨法
1985年膜技术应用于苹果汁浓缩
1990年玻璃器冷无菌灌装
目前的主要生产国：美国，澳大利亚，德国，南非，加拿大，英国等。
欧美人均消费40L以上，发达国际10L，香港14L，台湾17L，内陆不足。
世界果蔬汁产量1亿吨，贸易量1000-2000万吨；
我国果蔬汁出口1万吨，占贸易量的%；
果汁的发展从数量技术，资源，品种，趋势上：
技术上：冷冻浓缩、冷冻干燥、真空发泡干燥、反渗透浓缩
品种上：澄清汁—→混浊汁，一般果汁—→浓缩汁，鲜果汁（not form concentration ，NFC）；一般浓缩汁—→高密度浓缩果汁，以及特色果蔬汁
包装上：玻璃瓶、马口铁—→铝质易开罐、复合薄膜。
1985年9月在重庆召开全国饮料发展论证会，饮料专业协会提出饮料分为酒精饮料和非酒精饮料，后者又分十类：
1．碳酸饮料：果汁，蔬汁，果味，可乐型，苏打型，香型，花香型等
2．果蔬汁饮料：浓缩果蔬汁、原果蔬汁、一般果蔬汁、果肉饮料等
3．发酵饮料：乳酸发酵型、醋酸发酵型、真菌发酵型
4．蛋白饮料：含蛋白25%，如奶类、植物蛋白、微生物蛋白
5．矿泉水饮料：天然矿泉水、配制矿泉水
6．保健饮料：滋补、婴儿、抗衰老、航天、潜水等
7．茶类饮料：发酵茶、非发酵茶、部分发酵茶。
8．咖啡、可可类饮料
9．固体饮料
10．其它：菊花茶、复合饮料
本章所讲主要一般指天然果汁，而由人工加入它种成分的果汁称为饮料，前者为保健饮料，后者为嗜好性饮料；可分为不浓缩果汁、浓缩果汁、果饴和果汁粉四种：
1、不浓缩果汁（NFC），即直接果汁，也称原果汁，从果品榨出的原料略加稀释或加糖调整后的果汁，其成分与原汁相似。
①透明果汁：如一般的葡萄汁和苹果汁，其除去了果肉微粒，树胶质和果胶质，其稳定性好，但风味、色泽及营养差。
②混浊果汁：有果肉微粒和胶质物，呈均匀混浊状态。保持原有的风味、色泽和营养，因而制品质量好。
2、浓缩果汁：由果实原汁浓缩而成，含有较多的酸分和糖分，不加糖或加少量糖调整至符合产品标准。
3、果饴：在原果汁中加多量糖制取的产品，含糖60%、酸分低。
果饴和浓缩汁按原倍数稀释后可代替新鲜果汁用。
4、果汁粉：是浓缩果汁脱水而制成。
5、带肉果汁或浆状果汁：指含有果肉而质地均匀细致的一类果汁。
第二节 果汁制造工艺
一、工艺过程：
原料选择与洗涤——破碎或压榨——澄清、过滤、去氧——装罐——杀菌——成品
二、原料选择及洗涤
1、选择新鲜成熟，风味好，香气浓郁，色泽稳定，汁多，酸度适中的果实，而对果形大小和形状无严格要求，常见的有柑橘、苹果、凤梨、葡萄、桃、芒果、番石榴、猕猴桃、番茄、食用大黄、胡萝卜等，易除霉烂果、病虫果、未熟果和杂质，因为霉烂及机械伤果影响品质及风味，而且成熟度低，果汁风味不好，成熟度过高，则出现乳酸和乙醇，风味不正，且出汁率低。
2、洗涤：减少农药及微生物污染，可以加杀菌剂如氯、高锰酸，而且注意洗涤水的清洁度，不用重复水等
残留农药较高的果实，可用稀盐酸、氢氧化钠或洗涤剂处理
二、破碎与压榨
为了达到最大出汁率，果实必须适度破碎，破碎粒度大，出汁率低；粒度过小时，外层果汁很快压出而形成一层厚皮，使内层果汁流出困难。苹果、梨等破碎至，葡萄压破果皮，番茄可用打浆机破碎，破碎时可加入适量氯化钠作为抗氧化剂。
在取汁前可以进行热处理和酶处理：进行热处理可以提高出汁率和品质，因为加热可使细胞原生质中的蛋白质凝固、改变细胞结构、使果肉软化、果胶水解、降低黏度，抑制酶活性，减少产品分层、变色、变味，利于色素提取，除去不良风味。而酶处理可使果肉组织分解、提高出汁率。
此外，打浆常用于带肉果汁、鲜果汁的一种破碎；此外，也可以采用浸渍法。
常用的破碎机型式有辊磨、锤磨和打浆机等
常用的榨汁机型式有水压机、辊压机、锤形榨汁机、连续提汁机、离心分离式榨汁机、刺辊榨汁机、控制式榨汁机等。
出汁率是指每100Kg果实获得果汁的Kg数表示，缩短压榨时间以利出汁率和质量，但开始压力不宜过大。
三、筛滤：
即粗滤：粗榨汁中含有的悬浮物，其类型和数量依榨汁方法和植物组织结构而异，粗大的悬浮粒来自细胞壁或周围组织尤其是来自种子、果皮和其他非食用器官，不仅影响果汁的外观状态和风味，也会使果汁很快变质。一般分粗滤（如2mm的震动筛即滤去粗渣及种子）和细滤（的刮板过滤机或离心机以去粗颗粒及粗纤维）。
对于混浊果汁在保存质体以获得风味、色泽和香味的前提下，去除果汁中的粗大颗粒或悬浮物。
四、不同果蔬汁的特有工序
1、澄清果汁：需进行澄清与过滤，主要去除物质有：一是悬浮物，如质体、纤维素、半纤维素、糖甙、苦味物质和酶（如来源于种子、果心、果皮）；另一是水性胶体，由果胶质、树胶质和蛋白质组成胶态颗粒，这些颗粒具有吸附作用、离子化作用及与其他胶体相互反应而影响稳定性，采取电荷中和、脱水和加热等方法可使其聚集并沉淀，也可用带有不同电荷的胶溶液混合，也可沉淀，利用这些原理，故常用的澄清方法有以下几种：
（1）澄清：
①明胶单宁法：果汁中含有的单宁可以与明胶、鱼胶、干酪素等结合而络合成不溶性的鞣酸盐而沉淀来澄清果汁
络合物沉降时，果汁中的悬浮物质缠绕而沉淀，同时果胶单宁等带负电荷而明胶等带正电荷相互作用。用量明胶100-300mg/L，单宁90-120mg/L，也有用浓度%、1%，一般在10-15℃下静置6-12h。注意明胶与单宁要求为食用级。
②热处理：加热而凝聚：77-78℃/1-3min，或80-82℃/80-90s。
③冷冻法：改变胶体性质（浓缩和脱水），解冻时形成沉淀而澄清，一般用于雾状混浊的果蔬汁。
④酶处理：果胶酶使果胶分解并使其他胶体失去果胶保护而沉淀，果汁澄清后经压滤或精滤而得清澈的果蔬汁。
多数果蔬汁含%的果胶，一般加入果胶酶和一定数量的淀粉酶，通常要求温度约50℃，可在新鲜果蔬汁中加入，亦可在杀菌后加入。
（2）澄清效果的检验：
A果胶检验：取澄清后的果汁1份加1-2份酸化酒精（酒精用1%的H2SO4或HCL酸化）若有沉淀说明需进一步酶解。
B淀粉检验：将果汁加热至80℃后冷却至室温，取5mL果汁加2-4滴1%碘和10%碘化钾观察结果：
变蓝有淀粉
变褐：淀粉降解不完全
变黄：无淀粉
C后混浊检验：果汁加热至80℃然后冻结至-18℃，解冻后观察若果汁混浊则有产生后混浊的危险。
（3）澄清果汁的过滤：即澄清后的过滤
①硅藻土过滤机：用于果汁、果酒及其他饮料中，表面积大即可阻挡又可吸悬浮颗粒。
②板框过滤机过滤：由滤纸板形成的过滤腔，尤用于超滤的前处理。
③离心分离：有自动排渣和间隙排渣两种，但易混入空气。
④真空过滤：真空度，类似于实验操作。
⑤膜分离技术：如聚砜膜和陶瓷处理膜等及超滤技术。
2、混浊果汁的均质与脱气（去氧）
A 脱气的目的是除去果蔬汁中的空气，抑制褐变及色素、VC、芳香物质和其他物质的氧化，除去果蔬汁中悬浮微粒上的气体，抑制微粒上浮，保持外观；减少装罐和高温杀菌时果蔬汁起泡，防止降低杀菌效果，减少对罐头内壁的腐蚀，方法有：
①真空脱气法：用真空脱气机，果汁被喷成雾状或注射成液膜，真空度680-700mmHg，此法有2-5%水分及少量挥发性香味物质损失。
②热脱气法：加热至50-70℃
③酶法脱气：用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶等，氧化葡萄糖以达到消耗内部的氧的目的。
④抗氧化剂法：用抗坏血酸等去除氧气，但要注意花色素的分解，即化学脱气法。
⑤气体置换法：用N2、CO2等置换其中的氧气。
B 均质在脱气之前，为了防止产生固液分离而降低产品的品质而进行的工艺，可使细小颗粒进一步细碎，使粒子大小均匀，促进果胶溶出和果汁亲和，保持果汁均匀浑浊度，压力100-190Kg/cm2或136-204个大气压（约15-40Mpa），也可以进行二级均质。主要的设备有高压均质机、超声波均质机及胶体磨。高压均质机的基本原理是物料通过高压均质机时速度增大、同时压力突然降低，于是在果粒中形成气泡而膨胀，引起气泡炸裂物料颗粒（空穴效应），同时造成强大的剪切力，由此得到极细而且均匀的固液分散体系；超声波均质机是依靠产生的高频率的振动而产生的空穴作用使果肉分散；胶体磨是果蔬汁受到强大的离心作用，颗粒在转齿和固齿之间的狭腔中摩擦、撞击而分离。
3、制浓缩汁：应进行脱水浓缩工序，而且在浓缩前进行过滤、脱气、杀菌和冷却等工序，以防止微生物及酶的影响。
浓缩的作用有：容量减少，便于贮运，浓缩和调整可克服因采收期和品种所造成的成份上的差异，达到一定的要求，酸和糖提高而增进了保藏性并适于冷冻保藏。
①加热真空浓缩：真空度710mmHg，温度25-35℃，不超过40℃。
②低温浓缩：9-23℃的蒸发器中进行。
③冷冻浓缩法：使果汁中的水先行结冰，然后将冰块分离出来，能保存芳香物质、色泽和营养成分。
④反渗透浓缩：利用压力差和膜的选择性进行分离（水分透过而其他成分留下），此外还有超滤。不加热、不受氧气的影响、挥发物损失少、节约能源。
⑤芳香物的回收：前两种方法应先将果汁中易挥发的50——100种不同的芳香物蒸馏回收，再行强化产品香味，以改进浓缩果蔬汁质量。
五、果蔬汁的调整与混合
为了符合一定规格的要求和改进风味，部分果蔬汁需进行糖、酸、可溶性固形物以及香料的添加调整，生产中可以加入糖（糖液）、柠檬酸、芳香剂、或用浓缩果蔬汁进行调整，一般可溶性固形物与酸分比例为13-15：1，
对于糖度调整可用下式计算：
X——需补加浓糖（kg）
W（B—C） D——浓糖液浓度（%）
X= C——调整前果蔬汁含糖量（%）
D—B B——调整后的果蔬汁含糖量（%）
W——调整前果蔬汁重量（kg）
对于酸度调整可用下式计算：
Z——要求调整的酸度（%）
M——原果蔬汁重量（kg）
m（Z—X） m——需加的柠檬酸液重（kg）
m= X——调整前汁的酸量（%）
Y—Z Y——柠檬酸液浓度（%）
六、果蔬汁的杀菌与包装：
罐装果蔬汁分冷包装和热包装
冷包装即指包装前后没有加热杀菌过程，主要用于冷冻浓缩果蔬汁。
热包装即指有加热杀菌的过程
果蔬汁杀菌的目的是杀死微生物和破坏酶类，以免引起果蔬汁的不良变化，杀菌条件：
①巴氏杀菌80℃、30分钟
②90℃下、短时30-90S杀菌
③高温瞬时杀菌：用于橙汁等107-116℃、2-3S。
此外有先进的无菌包装：
无菌包装系统包括产品以及与产品相接触的机器、包装等均在无菌状态下工作的系统。
主要有高温瞬时杀菌、快速冷却和各种软包装等装置组成。
七、果蔬汁常见的质量问题及原因
1、果蔬汁败坏，表面长霉、发酵（如产生CO2、醇及醋酸等）
①细菌的危害：如醋酸菌、丁酸菌等引起苹果、柑桔、葡萄汁的败坏，其可在嫌气条件下凡殖，对低酸性果蔬汁危害大。
②酵母：引起果蔬汁发酵，产生大量CO2，引起胀罐
③耐热性霉菌：红曲霉、绿衣霉、抑青霉等破坏果胶，改变果汁原有酸味，产生新酸使风味恶化。
注意：
①采用新鲜，无霉烂，无病害的原料
②注意原料的清洗，减少表面微生物
③严格车间、设备、管道等的清洁卫生
④防止半成品积压等
2、营养成分及风味、色泽的变化
加热、氧气、酶促、非酶、金属等
作业
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