果蔬汁饮料加工工艺课件.ppt
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1、果蔬汁饮料加工工艺2023/5/26n 以新鲜或冷藏果蔬(也有一些采用干果)为原料,经过清洗、挑选后,采用物理的方法如压榨、浸提、离心等方法得到的果蔬汁液,称为果蔬汁,因此果蔬汁也有“液体果蔬”之称。以果蔬汁为基料,通过加糖、酸、香精、色素等调配而成的产品,称为果蔬汁饮料。1.1果蔬汁的定义2023/5/261.2果蔬汁的发展状况n 1.2.1世界发展状况n 果蔬汁的加工始于19世纪末,以瑞士巴士杀菌苹果汁为最早,1920年以后才有工业化生产;n 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;n 其中最具代表性的是美国的V8蔬菜汁,近年来
2、日本蔬菜汁的生产和销售发展迅速。2023/5/26n 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。n 丰富的果蔬资源为我国果蔬汁加工 业提供了丰富的原料。1.2.2我国果蔬汁加工业发展2023/5/261.2.2我国果蔬汁加工业发展n 我国的果蔬汁加工业发展经历了三个发展阶段:n(1)19491979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;n(2)19801989年,缓慢发展阶段;n(3)1990年至今,加速发展期,果蔬汁饮料产量逐年上升,并且
3、大量出口创汇。2008年苹果浓缩汁出口量达69.29万吨,2011 年苹果浓缩汁出口量54.13万吨,出口量已经占到世界浓缩苹果汁贸易量的近一半。2023/5/26近年我国苹果浓缩汁出口量2023/5/26世界苹果汁产量分布图2023/5/261.2.3果蔬汁的营养价值与产品特点n 果蔬汁是果蔬的汁液部分,含有果蔬中所含的各种可溶性成分,如矿物质、维生素、糖、酸等和果蔬的芳香成分,因此营养丰富、风味良好,是一种无论在营养或风味上,都是十分接近天然果蔬的制品。2023/5/26n 果蔬汁一般以提供维生素、矿物质、膳食纤维(混浊果汁和果肉饮料)为主,其营养成分易为人体所吸收,除一般饮用外,也是很好
4、的婴幼儿食品和保健食品。n 果蔬汁中含有丰富的矿物质,是一种生理碱性食品,具有重要的生理作用。1.2.3果蔬汁的营养价值与产品特点2023/5/261.2.4果蔬汁的分类n 1.2.4.1 果汁(浆)及果汁饮料(品)类n 果汁(fruit juices)n 果浆(fruit pulps)n 浓缩果汁(concentrated juices)采用物理方法从果汁中除去一定比例的天然水分制成具 有果汁应有特征的制品。n 浓缩果浆(concentrated pulps)用物理方法从果浆中除去一定比例天然水分 制成具有果浆应有特征的制品。2023/5/26n 果肉饮料(nectars)n 果汁饮料(fr
5、uit drinks)在果汁(或浓缩果汁)中加入水、糖液、酸味剂等调制而成的清汁或混汁制品。成品中果汁含量不低于10。n 果粒果汁饮料(fruit juices with granules)n 水果饮料浓浆(fruit drink concentrates)n 水果饮料(fruit drinks)1.2.4果蔬汁的分类2023/5/26n 1.2.4.2 蔬菜汁及蔬菜汁饮料(品)类n 蔬菜汁(vegetable juices)n 蔬菜汁饮料(vegetable juice drinks)n 复合果蔬汁(fruit/vegetable juice drinks)n 发酵蔬菜汁饮料(ferment
6、ed vegetable juice drinks)n 食用菌饮料(edible fungi drinks)n 藻类饮料(algae drinks)n 蕨类饮料(pteridophyte drinks)1.2.4果蔬汁的分类2023/5/26n 1.2.4.3市场上果蔬汁的品种n 浓缩果汁:浓缩橙汁、浓缩苹果汁、浓缩菠萝汁、浓缩葡萄汁、浓缩黑加仑汁等;n 果肉饮料:桃汁、草莓汁、山楂汁、芒果汁、胡萝卜汁等;n 果粒果汁饮料:粒粒橙等;n 蔬菜汁:主要有胡萝卜汁、番茄汁、南瓜汁以及一些复合果蔬汁等;n 世界果汁消费量橙汁为第一位,苹果汁为第二位。1.2.4果蔬汁的分类2023/5/26第二节 果
7、蔬原料的化学成分 及其加工特性2023/5/262.1 果蔬的化学成分水果和蔬菜水分8090(有些果蔬可达9397)固形物1020可溶性固形物518不溶性固形物518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2023/5/262.1 果蔬的化学成分n 2.1.1 碳水化合物n 果蔬中存在的碳水化合物种类很多,可分为单糖(如葡萄糖、果糖)、二糖(如蔗糖)、多糖类(如淀粉和纤维素)和复合多糖类(如果胶物质),有些核果和仁果中还含有山梨糖醇。n 主要为人体生命活动提供能量,同时对产品的风味也有很大的影响,有些还具有特殊的生理作用。n 果胶
8、是半乳糖醛酸部分酯化的大分子聚合体,对果汁生产的影响较大。果胶含量大,榨汁时汁液黏稠,出汁困难;生产澄清果汁要破坏果胶对悬浮物的稳定作用,生产混浊果汁则需添加果胶。2023/5/262.1 果蔬的化学成分n 2.1.2 有机酸n 果蔬中含有若干有机酸,主要是柠檬酸和苹果酸,葡萄中主要是酒石酸,菠菜、甜菜叶、笋、甘薯中含量最大的草酸;n 酸在加工中会促使叶绿素脱镁,花色素变色,使单宁带色;n 酸的浓度是果胶形成凝胶的关键因素之一。2023/5/262.1 果蔬的化学成分n 2.1.3 单宁n 单宁是多羟酚的衍生物,具有收敛性涩味;n 在加工中单宁会发生酶促褐变,与酸共热生成红色,遇碱则生成黑色,
9、不同的单宁遇三价铁离子会生成蓝黑色或绿黑色;n 单宁能与蛋白质生成大分子聚合物而沉淀,加工澄清果汁时可加入单宁与明胶,使之沉淀并吸附其他悬浮体共沉。2023/5/262.1 果蔬的化学成分n 2.1.4 色素n 2.1.4.1 花色素 n 花色素是花、果实中呈红、蓝、绿色的水溶性色素的统称,有多种类型。花色素随环境pH值变化而变色,pH 3时呈红色,pH45为无色或黄色,pH78呈紫色,pH11以上呈蓝色。遇强碱发生氧化分解。n 花色素与不同金属离子结合显示不同颜色:遇铁呈灰紫色,遇锡呈紫色。温度、光线对花色素的衰变有很大的影响,如草莓酱色素的半衰期38时为20时的1/5。2023/5/262
10、.1 果蔬的化学成分n 2.1.4 色素n 2.1.4.1 花色素 n 热处理时花色素遇抗坏血酸很容易分解褪色。n 花色素可因水洗而流失,因酚酶催化而氧化褪色,因SO2而褪色,除去SO2后又能恢复颜色。丹宁在酸性环境中受热会生成花色素,使无色制品带上颜色。n 2.1.4.2类黄酮n 类黄酮是柑橘类水果和白色蔬菜中含量较丰富的色素,有黄酮、黄烷酮、黄烷酮醇、黄酮醇等;n 在自然状况下,类黄酮呈浅黄色至无色,遇碱变成明显的黄色,遇酸颜色又会消失。遇铁离子变成蓝绿色,遇铝离子螯合成暗颜色。2023/5/262.1 果蔬的化学成分n 2.1.4 色素n 2.1.4.3 类胡萝卜素 n 类胡萝卜素是不溶
11、于水的黄色或红色色素,有很多种类,其中胡萝卜素和玉米黄质有-紫罗宁环;n 类胡萝卜素对pH值、热、金属离子稳定,但对光敏感,发生光敏氧化反应,双键过氧化后裂解,失去颜色。n 2.1.4.4 叶绿素n 叶绿素在酸或热作用下脱镁,生成暗绿色;n 在碱或叶绿素酶作用下水解成脱叶醇基叶绿素、叶绿酸,具有绿色;受光作用裂解为无色产物;n 镁离子被铜代替转化为铜叶绿色,对热、光稳定,颜色鲜亮。2023/5/262.1 果蔬的化学成分n 2.1.5 芳香物质n 有很多芳香物质是构成果蔬风味的重要基础;n 芳香物质在果蔬中含量稀少,但种类繁多,组成复杂,主要有各种酯类、醇类、酸类、酮类;n 加热处理会使芳香物
12、质减少,甚至完全丧失,而呋喃醛、乙醛、二烯醛等醛类和甲硫醚、呋喃等生成,综合生成一种蒸煮味。2023/5/262.1 果蔬的化学成分n 2.1.6 蛋白质和脂肪n 果蔬中广泛存在着多种含氮物质,其中主要是蛋白质和氨基酸;n 与其它食品原料,尤其与肉类相比,水果和蔬菜所含的含氮物质很少;n 脂类含量极低。2023/5/26n 2.1.7 维生素n 维生素A 转化生成视黄醇的类胡萝卜素为VA元。n 维生素C 又称抗坏血酸,通常以氧化型和还原型二种形式存在。人体不能合成,必须从外界摄取,水果和蔬菜是主要来源。n 果蔬中还含有VB1、VB2和多种脂溶性维生素。n 2.1.8 矿物质n 果蔬中富含多种矿
13、物质,其中80是钠、钾、钙、镁等,进入人体呈碱性作用。n 作为“碱性食品”的果蔬汁等制品,随着人类动物蛋白摄取量的增加而需求量激增。2.1 果蔬的化学成分2023/5/26n 清凉、生津止渴作用n 营养生理作用n 保健和治疗作用n 抗变异功能、抗氧化性;n 促进细胞增殖的功能、促进抗体产生增强免疫功能、活化单芽球细胞或巨噬细胞的作用;n 具有坏死肿瘤细胞、阻碍紫外线及黑色素合成n 对循环系统疾病、过敏性疾病的治疗;n 减肥功能和增强血管抵抗力。2.2 果蔬汁的功能作用与生理意义2023/5/26第三节 果蔬汁的基本生产工艺n 3.1 果蔬汁加工工艺流程:n 原料选择清洗破碎榨汁粗滤澄清和精滤均
14、质与脱气浓缩调整与混合包装与杀菌成品2023/5/26果蔬汁加工工艺流程图3.带肉饮料2.混浊汁浸提预煮打浆均质脱气杀菌原料清洗取汁挑选破碎粗滤灭酶粗滤澄清浓缩杀菌调整过滤杀菌热灌装无菌灌装冷灌装4.浓缩汁(浆)1.澄清汁2023/5/26澄清果蔬汁工艺流程 混浊果蔬汁工艺流程2023/5/26果蔬汁浊汁的生产工艺2023/5/263.2.1 原料的挑选和清洗 果蔬原料的拣选和清洗是生产优质果蔬汁的必要步骤,若有少量霉变烂果或杂质混入,果蔬汁的色泽、风味和香气就会受到直接的影响,并可能引起果蔬汁发酵或霉变,影响果蔬汁保存期。3.2 加工基本工艺过程2023/5/263.2 加工基本工艺过程 清
15、洗效果受清洗时间、清洗液温度、机械作用方式以及清洗液的pH值、水硬度等因素的影响。残留农药的清洗效果取决于农药种类、残留量、果蔬种类和清洗工艺等因素,一般应首先在0.5%1%的盐酸或0.05%的高锰酸钾或600ppm的漂白粉溶液中浸泡后再冲洗。清洗工艺和设备选用应与自身特性相符,既能使原料表面上的污垢松动脱落,又要注意免受机械损伤,特别是浆果类和核果类水果,尽可能保持较低的水压喷淋清洗。2023/5/26 某些果蔬原料根据要求还要进行去梗、去核、去子或去皮等工序。3.2.2 榨汁和浸提 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。制汁是果蔬汁生产的关键环节。绝大多数
16、果蔬采用压榨法取汁,对一些难以用压榨方法获汁的果实如山楂等,可采用加水浸提方法。3.2 加工基本工艺过程2023/5/26 破碎(Crushing)榨汁前的破碎是为了提高出汁率,但破碎程度要适当,大小要均匀,在压榨过程中果浆内部产生的果蔬汁要有足够的排汁通道。破碎不足出汁率低,破碎过度易造成压榨时外层果汁很快榨出,形成一层厚皮,使内层果汁流出困难,同样造成出汁率下降、混浊物含量增大等。果蔬的破碎除常用的机械破碎方法外,还有热力破碎法、冷冻破碎法、超声波破碎法等。3.2 加工基本工艺过程2023/5/263.2 加工基本工艺过程 破碎(Crushing)不同的原料种类,不同的榨汁方法,要求不同的
17、破碎粒度。苹果、梨、胡萝卜等质地较硬的原料要求果块粒度在34mm之间,草莓、葡萄等在23mm,橘子、番茄则可用打浆机破碎。加工带果肉的果蔬汁时也广泛采用打浆机,但果皮和种子不可破碎。破碎时加入适量的维生素C等抗氧化剂有利于改善果蔬汁的色泽。2023/5/263.2 加工基本工艺过程 榨汁前预处理(Pretreatment)果蔬原料经破碎后,组织被破坏,各种酶从破碎的细胞组织中逸出与底物混合,催化反应活性大大增强;破碎后果蔬表面积急剧扩大,大量氧气溶入果浆,各种氧化反应速率迅速上升;同时果浆是微生物生长繁殖的良好培养基,极易腐败变质。因此,果蔬破碎后必须及时处理,钝化果蔬原料自身含有的酶,抑制微
18、生物繁殖,保证果蔬汁的质量。2023/5/263.2 加工基本工艺过程 榨汁前预处理(Pretreatment)李、葡萄、山楂等水果破碎后采用热处理*使细胞原生质中的蛋白质凝固;*可增加细胞的通透性;*提高色素溶解和风味物质的溶出;*使果肉软化,果胶物质水解,汁液黏度降低,提高出汁率;*同时能杀死大部分微生物。2023/5/263.2 加工基本工艺过程 榨汁前预处理(Pretreatment)一般热处理条件为6070保持1530min。但是,加热会提高果浆中水溶性果胶含量,使果浆出汁率下降。制造澄清果蔬汁或采用果胶含量丰富的果蔬原料时一般不进行热处理。对于果胶含量丰富的核果类和浆果类水果,在榨
19、汁前添加一定量的果胶酶可以有效地分解果肉组织中的果胶物质,使果汁黏度降低,提高出汁率。但果胶分解过度,同样影响产品质量。2023/5/263.2 加工基本工艺过程 榨汁(压榨取汁)果蔬原料种类繁多,制汁性能各异,制造果蔬汁应依据果蔬的结构、汁液存在的部位和组织理化性状,以及成品的品质要求来选用相适应的制汁方法和设备。由于国际食品标准委员会的国际标准、国际推荐标准和各主要果蔬汁饮料消费国都规定,必须用机械方法制汁,因此绝大多数果蔬汁生产企业都采用压榨取汁工艺。出汁率=榨出的汁液重量/被加工的水果重量100%2023/5/263.2 加工基本工艺过程 榨汁(压榨取汁)果实的出汁率取决于果实的种类和
20、品种、质地、成熟度和新鲜度、加工季节、榨汁方法和榨汁效能;榨汁过程中的压力、温度、速度、时间等都影响出汁率,其中破碎度和挤压层厚度对出汁率有重要影响,对浆料先进行薄层化处理可使果汁排放流畅;另外,进行预排汁能够显著提高榨汁机的出汁率和榨汁效率。使用榨汁助剂如硅藻土、珍珠岩等能够改善果浆的组织结构,提高出汁率或缩短榨汁时间。2023/5/263.2 加工基本工艺过程 榨汁(浸提取汁)浸提是把果蔬细胞内的汁液转移到液态浸提介质中的过程,主要在多次取汁工艺中应用于浸提果浆渣中的残存汁液。在我国,对一些汁液含量较少、难以用压榨方法取汁的水果原料如山楂、梅、酸枣等采用浸提工艺。国外常用低温浸提(4065
21、提取60min),浸提汁色泽明亮,易于澄清处理,氧化程度小,微生物含量低,芳香成分含量较高。但浸提液需进行浓缩处理,使果汁还原。2023/5/263.2 加工基本工艺过程 榨汁n 一般果汁工业要求果汁的出汁率为:n 苹果7780、梨7882、葡萄7685、树莓6670、甜橙及葡萄柚4045、宽皮橘5055。2023/5/263.2 加工基本工艺过程引起澄清果蔬汁混浊、分层的原因:引起澄清果蔬汁混浊、分层的原因:果蔬汁为复杂的多分散系统,它含有细小的果肉 果蔬汁为复杂的多分散系统,它含有细小的果肉粒子、胶态或分子状态的溶解物质,这些物质是果蔬 粒子、胶态或分子状态的溶解物质,这些物质是果蔬汁混浊
22、的主要原因。汁混浊的主要原因。3.2.3 澄清与过滤2023/5/263.2 加工基本工艺过程3.2.3 澄清与过滤 制造澄清果蔬汁时必须通过物理化学或机械方法除去果蔬汁中含有的混浊或易引起混浊的各种物质。这些混浊物主要来源于榨汁时直接进入汁中的细胞碎块、酚类物质和其他成分反应形成的悬浮物、在浓缩和贮存过程中产生混浊或沉淀的蛋白质、淀粉、金属离子。一些较大的固体颗粒可直接通过过滤和离心分离方法除去,非常细小却能够导致果蔬汁产生混浊的聚合物和固体颗粒如果胶物质等需要用酶法处理和澄清剂澄清。2023/5/26澄清和过滤的方法 n 果蔬汁澄清工艺的常用澄清方法:n 自然澄清n 加酶澄清n 澄清剂澄清
23、n 吸附澄清n 冷冻处理澄清n 超滤澄清n 明胶单宁澄清n 加热凝聚澄清n 果蔬汁澄清后的过滤方法:n 压滤n 真空过滤n 离心过滤n 膜技术过滤2023/5/26(1)加酶澄清法原理:果胶类物质是果蔬汁中主要的胶体物质。酶法澄清是利用果胶酶、淀粉酶等分解果汁中的果胶物质和淀粉等达到澄清目的。大多数果蔬汁中含有0.20.5%的果胶物质,会使果汁混浊不清,并且具有强烈的水合能力,特别是可溶性果胶以保护胶体形式裹覆在许多混浊物颗粒表面,起到保护其它物质的作用,阻碍果汁的澄清。果胶酶可使果汁中果胶物质降解,失去凝胶作用,促使混浊物颗粒相互凝集而形成絮状沉淀。2023/5/26多聚半乳糖醛酸酶(多聚半
24、乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,Polygalacturonase,简称 简称PG PG):):适宜底 适宜底物多聚半乳糖醛酸;物多聚半乳糖醛酸;果胶酯酶(果胶酯酶(Pectinesterase,Pectinesterase,简称 简称PE PE):):PE PE的功能是脱去聚 的功能是脱去聚半乳糖醛酸羧基上的甲基,从而有利于 半乳糖醛酸羧基上的甲基,从而有利于PG PG分解聚半乳糖醛 分解聚半乳糖醛酸链。酸链。PE PE果胶果胶果胶酸果胶酸PG PG半乳糖醛酸半乳糖醛酸果胶酶可由黑曲霉或米曲霉培养获得。果胶酶可由黑曲霉或米曲霉培养获得。果胶酶果胶酶2023/5/26 果胶酶反
25、应条件一般为:温度5055,最适pH因果胶酶种类不同而异,一般在pH3.55.5,用量为果蔬汁的0.20.4%。酶制剂可在鲜榨出的果汁中加入,也可在果汁加热杀菌后加入。鲜榨的果汁中含有天然果胶酶,可起协同作用,使澄清速度加快。但是,有些水果中氧化酶活性较高,鲜果汁在空气中存放易氧化而产生褐变,需将果汁经8085短时加热灭酶,并冷却至55以下再进行酶处理。果胶酶果胶酶2023/5/26 未成熟的仁果类水果原料含淀粉,常在榨汁时进入果汁中。果汁进入热交换器后,淀粉糊化并逐渐老化,以悬浮状态存在于果汁中而难以除去,灌装后以淀粉-单宁络合物形式出现而导致后混浊。对于这类果汁需要使用淀粉酶,反应条件一般
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