果蔬汁饮料的制作.ppt

果蔬汁饮料的制作 第一节概述 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 1 1果蔬汁的定义 以果蔬汁为基料 通过加糖 酸 香精 色素等调制的产品 称为果蔬汁饮料 1 2 2我国果蔬汁加工业发展 我国的果蔬汁加工业发展经历了三个发展阶段 1 1949 1979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 2 1980 1989年 缓慢发展阶段 3 1990年至今 加速发展期 果蔬汁饮料产量逐年上升 并且大量出口创汇 2004年苹果浓缩汁出口量达到48 7万吨 价值3 25亿美元 出口量已经占到世界浓缩苹果汁贸易量的近一半 近年我国苹果浓缩汁出口量 我国水果 蔬菜资源丰富 其中水果年产量近7000万t 蔬菜年产量约5亿t 均居世界第一位 我国果蔬产业已成为仅次于粮食作物的第二大农业产业 预计到2010年 我国果蔬总产量将分别达到1亿t和6亿t 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 2004 05世界苹果汁产量 Source USDA FASAttach Reports 世界主要柑桔生产国 Source USDA FASAttach Reports 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 无论在营养或风味上 都是十分接近天然果蔬的一种制品 1 2 3果蔬汁的营养价值与产品特点 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 也是很好的婴幼儿食品和保健食品 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 1 2 4 1果汁 浆 及果汁饮料 品 类 果汁 fruitjuices 果浆 fruitpulps 浓缩果汁 concentratedjuices 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 浓缩果浆 concentratedpulps 用物理方法从果浆中除一定比例天然水分制成具有果浆应有特征的制品 1 2 4果蔬汁的分类 果肉饮料 nectars 果汁饮料 fruitdrinks 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 果粒果汁饮料 fruitjuiceswithgranules 水果饮料浓浆 fruitdrinkconcentrates 水果饮料 fruitdrinks 1 2 4果蔬汁的分类 1 2 4 2蔬菜汁及蔬菜汁饮料 品 类 蔬菜汁 vegetablejuices 蔬菜汁饮料 vegetablejuicedrinks 复合果蔬汁 fruit vegetablejuicedrinks 发酵蔬菜汁饮料 fermentedvegetablejuicedrinks 食用菌饮料 ediblefungidrinks 藻类饮料 algaedrinks 蕨类饮料 pteridophytedrinks 1 2 4果蔬汁的分类 1 2 4 3市场上果蔬汁的品种浓缩果汁 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 果肉饮料 桃汁 草莓汁 山楂汁 芒果汁 胡萝卜汁等 果粒果汁饮料 粒粒橙等 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 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 娃哈哈营养快线 第二节果蔬原料的化学成分及其加工特性 水分80 90 有些果蔬可达93 97 糖 酸和糖苷类物果胶和酚类物质水果和蔬菜可溶性含氮物质固形物矿物质5 18 水溶性维生素等固形物10 20 纤维素和半纤维素原果胶和淀粉不溶性脂溶形维生素固形物色素等2 5 2 1果蔬的化学成分 2 1 1营养物质2 1 1 1碳水化合物果蔬中存在的碳水化合物种类很多 可分为单糖 如葡萄糖 二糖 如蔗糖 多糖 如淀粉和纤维素 和复合多糖类 如果胶物质 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 有些碳水化合物还具有特殊的生理作用 2 1 1 2含氮物质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 与其他食品原料 尤其与肉类相比 水果和蔬菜所含的含氮物质很少 2 1果蔬汁的化学成分 2 1 1 3维生素维生素A转化生成视黄醇的类胡萝卜素为Va元 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 果蔬中还含有Vb1 Vb2和多种脂溶性维生素 2 1 1 4矿物质果蔬中富含多种矿物质 其中80 是钾 钠 钙 镁等 进入人体呈碱性作用 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果蔬汁的化学成分 2 1 2感官物质2 1 2 1色泽 色素 生产上也常以色泽作为衡量果蔬是否可以采收的重要标志 叶绿素 类胡萝卜素 花色素和花色苷 黄酮类色素 其它色素 2 1 2 2气味 芳香物质 多为挥发性物质 称 香精油 在果蔬汁的加工过程中极易损失 因而 加工中多采用 芳香物质回收 技术和设备 收集后再 反加入 来提高果蔬汁的香气 醇类 酯类 酸类 醛类 酮类和酚类 萜烯类 2 1果蔬汁的化学成分 2 1 2 3味道和质地甜味物质 酸味物质 苦味物质 涩味物质 涩味物质是单宁 主要是多元酚的衍生物 单宁物质分为水解性单宁和缩合性单宁 单宁物质是果蔬产生涩味的成分 是果蔬加工过程中变色的主要物质一 2 1果蔬汁的化学成分 清凉 生津止渴作用营养生理作用保健和治疗作用抗变异功能 抗氧化性 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 具有坏死肿瘤细胞 阻碍紫外线及黑色素合成对循环系统疾病 过敏性疾病的治疗 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 3 1果蔬汁加工工艺流程 原料选择 清洗 破碎 取汁 粗滤 澄清和精滤 均质与脱气 浓缩 调整与混合 包装与杀菌 图片 第三节果蔬汁的基本生产工艺 4 浓缩汁 浆 3 带肉饮料 2 混浊汁 1 澄清汁 果蔬汁加工工艺流程图 3 2 1原料选择要求 新鲜 成熟适度 3 2 2清洗包括流水输送 浸泡 刷洗 带喷淋 高压喷淋等四道工序 3 2加工基本工艺过程 3 2 3果蔬原汁的提取果蔬原汁的提取是果蔬汁饮料生产中的一个重要环节 可根据实际采用压榨法或浸提法 榨汁前要进行破碎处理 破碎与打浆为了提高出汁率 破碎必须 破碎使用破碎机 破碎机类型有 辊式破碎机和锤式破碎机 打浆有打浆机 3 2加工基本工艺过程 压榨取汁大多数果蔬的汁液包含在整个组织中 一般通过破碎 打浆就可榨取原汁 布赫榨机浸提取汁又称萃取法 主要是含汁液较少的果蔬 含果胶较多或干果提取汁液方法 3 2加工基本工艺过程 由于压榨取汁存在出汁率低的缺点 国内外目前正在研究新的取汁方法 即采用浸提法以提高出汁率采取分级浸提取汁的出汁率比压榨取汁高20 30 3 2 4粗滤果蔬制备原浆果蔬原浆系由完整的果蔬或果蔬的可食部分直接打浆而制取的浆状制品 经过粗滤处理 3 2 4果蔬汁清汁的澄清与精滤生产果蔬清汁 必须经过澄清和过滤工序 以除掉果蔬汁中的全部悬浮物和一些胶体物质 3 2加工基本工艺过程 果蔬汁澄清工艺的常用澄清方法 自然澄清法加酶澄清法电荷中和澄清法吸附澄清法冷冻处理澄清法超滤澄清法明胶单宁澄清法蜂蜜澄清法 果蔬汁澄清后的精滤方法 压滤法真空过滤法离心过滤法膜技术过滤法 3 2加工基本工艺过程 果蔬汁的澄清方法 自然澄清法粗滤后静置沉淀 低温或加防腐剂 明胶澄清法利用单宁 明胶等大分子澄清剂 加酶澄清剂添加果胶酶制剂除果胶 蜂蜜澄清剂蜂蜜新用途 可澄清并抑制褐变 冷冻澄清剂冷冻能改变胶体性质 解冻可破胶体 热凝聚澄清剂胶体和物质可加热而凝聚沉降 3 2加工基本工艺过程 3 2 5果蔬汁浊汁的均质与脱气均质是混浊果蔬汁的特有工序 其目的是使混浊汁中的不同粒度和相同密度的果肉颗粒进一步破碎并均匀 促进果胶渗出 增加果汁与果胶的亲和力 抑制分层沉淀 保持均一稳定 脱气即除去果蔬汁中的空气 主要是除氧 防止或减轻果蔬汁中色素 Vc 芳香成分和其它成分的氧化而导致饮料质量下降 常用的脱气方法有 真空脱气法 气体交换法 酶法脱气 抗氧化剂法等 3 2加工基本工艺过程 果蔬汁浊汁的生产工艺 3 3 1浓缩汁的浓缩3 3 1 1浓缩的优点 果蔬原汁含水量高 易于腐败 且贮存运输不便 果蔬汁浓缩后 可以增加产品的保存性 若在冷冻条件下保存期更长 减少体积 减轻重量 显著降低包装 运输费用 解决生产季节性强问题 浓缩果蔬汁可加水还原 作为其他食品工业的配料 3 3果蔬汁的浓缩与调配 3 3果蔬汁的浓缩与调配 3 3 1 2浓缩汁的表示方法浓缩汁的固形物含量白利糖度 Bx 表示 浓缩倍数 果蔬汁重量 浓缩汁重量 浓缩倍数 果蔬汁固形物含量 浓缩汁固形物含量 3 3 1 3常见的果蔬浓缩汁产品 注意 在确定浓缩果蔬汁生产工艺时 必须考虑浓缩后果蔬汁在复原时能否保持原汁的色泽 风味以及成分含量等品质 同时还必须考虑不同果蔬汁的热稳定性 理想的浓缩果蔬汁在稀释复原后 应和原汁的色泽 口感 浊度及成分含量等品质没有显著差别 这关键是与浓缩温度以及汁液在蒸发器中的停留时间有关 3 3果蔬汁的浓缩与调配 3 3 1 4果蔬汁浓缩方法主要有 真空浓缩法真空浓缩法 即在减压条件下 使果蔬汁中的水分迅速蒸发 浓缩时间较短 能很好地保存果蔬汁的质量 真空浓缩的浓缩温度一般为25 35摄氏度 真空度为0 096Mpa左右 在真空浓缩前需进行适当的高温瞬时杀菌 3 3果蔬汁的浓缩与调配 冷冻浓缩法冷冻浓缩是将果蔬汁进行冷冻 当温度达到果蔬汁的冰点时 其中的部分水分形成冰晶 然后除去冰晶 使果蔬汁中的可溶性固形物得以浓缩 果蔬汁浓度得到提高 果蔬汁冰点下降 当继续降温达到果蔬汁的新冰点时形成的冰晶扩大 如此反复 果蔬汁浓度逐渐增大 冷冻浓缩过程 果蔬汁 冷却 结晶 固液分离 浓缩汁 3 3果蔬汁的浓缩与调配 浓缩汁工艺流程图 优点 特别适用于热敏性果蔬汁的浓缩 如柑桔汁 避免了热和真空作用 没有热变性 不发生加热臭 芳香物质损失极少 产品质量远高于真空浓缩的产品 热能消耗少 缺点 浓缩后的果蔬汁粘度高 常黏附在冰晶上 在分离冰晶时 易随冰晶被除去而损失 冷冻浓缩的效率比蒸发浓缩差 其浓缩浓度 55 3 3果蔬汁的浓缩与调配 反渗透浓缩 新型膜分离技术 主要是利用具有选择透性的膜 半透膜来处理果蔬汁 是果浆汁浓缩较理想的方法 反渗透是渗透的逆过程 施加一大于渗透压的压力于果蔬汁液上 使果蔬汁中水分通过半透膜而脱离果蔬汁 达到浓缩目的 3 3果蔬汁的浓缩与调配 Figure ReverseOsmosisDiagram 3 3 2果蔬汁饮料的调配果蔬汁饮料的调配即按消费者的需要对其色 香 味 形进行重新组合 调配即可消除天然果蔬汁原有的缺点 又能增加花色品种 适应不同消费需要 调配包括原汁和原浆用量的确定 糖酸比例的调整 不同种类果蔬汁的配合以及其他成分的调配等方面 糖酸比是决定口感和风味的主要因素 糖酸比例在16 40时 适合普通人的口味 果蔬汁饮料一般为20左右 3 3果蔬汁的浓缩与调配 3 3 2 1原汁 或原浆 用量的确定 3 3 2 2糖酸比的调整含糖量的调整 主要用于蔗糖或果葡糖浆 含酸量的调整 主要柠檬酸或苹果酸 3 3 2 3果蔬汁的配合不同果蔬汁具有不同的糖度 酸度 色泽和风味 如按适当比例混合 可以取长补短 从而得到风味较好的饮料 混合汁饮料是果蔬汁饮料加工的一个重点发展方向 3 3 2 4其他成分的调配主要是添加一些色素 香精 稳定剂等成分 3 3果蔬汁的浓缩与调配 果蔬汁饮料的杀菌与包装是产品得以长期保藏的关键 3 4 1杀菌的目的消灭微生物 以免饮料败坏 钝化酶的活性 3 4 2杀菌的指标杀菌主要采用热杀菌 杀菌温度和杀菌时间是两个主要参数 3 4果蔬汁饮料的杀菌与包装 3 4 3目前果蔬汁加热杀菌的方法主要有 巴氏杀菌法LTS果蔬汁中微生物的主要对象是酵母菌和霉菌 这两种微生物都不耐热 在80 85 下 30min就可达到杀菌目的 高温短时杀菌法HTST果蔬汁经脱气 均质后 迅速泵入高温瞬时杀菌器 快速加热到汁液温度达93 左右 维持15 30s 即可达杀菌的 此法生产中应用较普遍 超高温瞬时杀菌法 UHTS 杀菌温度 120 130 左右3 5s 适用低酸蔬菜汁 3 4果蔬汁饮料的杀菌与包装 3 4 4果蔬汁及其饮料的包装容器3 4 4 1包装容器发展过程玻璃罐 易拉罐 纸包装 塑料瓶3 4 4 2目前市场上直饮型 ReadyToDrink RTD 果蔬汁及其饮料的包装基本上是这4种包装形式并存 纸包装 外形有砖形和屋脊包形两种 包装材料由PE 纸 PE 铝箔 PE等5层组成 目前 广泛使用的是利乐包和康美包 塑料瓶 主要有PET和BOPP瓶 双向拉伸聚丙烯 玻璃瓶金属罐 以3片罐为主 3 4果蔬汁饮料的杀菌与包装 3 4 4 3果蔬汁饮料的灌装果蔬汁的灌装方式一般有热灌装 冷灌装和无菌灌装等3种方式 热灌装是果蔬汁经加热杀菌后 不进行冷却 而是趁热灌装 然后密封 倒置分段冷却 优点 利用果蔬汁的热量对容器内表面进行杀菌 缺点 杀菌之后到灌装密封需要3分钟 热引起品质下降 适用 马口铁罐和玻璃瓶 3 4果蔬汁饮料的杀菌与包装 3 4包装容器 利乐包 利乐包的复合层 3 4无菌灌装示意图 冷灌装是果蔬汁加热杀菌后 立即冷却至5 下灌装 密封 优点 热对果蔬汁品质的影响很小 可得优质产品缺点 要求使用无菌包装 防止污染 适用 各种包装无菌灌装是指果蔬汁经加热杀菌后 在无菌的环境条件下灌装 产品在常温下流通销售 可贮存6个月以上 优点 提高产品质量 产品质量稳定 有利于降低成本 适用自动化连续生产 缺点 机械设备故障率高 包装容器强度低 易受损害 适用 能连续杀菌或分别杀菌后再混合的液态食品 固液混合食品 具备条件 食物本身无菌 包装容器无菌 工作环境无菌 3 4果蔬汁饮料的杀菌与包装 3 4无菌系统示意图 3 4无菌冷灌装工艺流程图 3 5 1果蔬汁中的芳香物质果蔬汁中芳香物质的成分大多数为醇类 醚类和酯类等易挥发性物质 在浓缩过程中会挥发而损失 造成制品风味平淡 浓缩过程中一般要进行芳香物质的回收 回收后直接加回到浓缩果蔬汁中或作为果蔬汁饮料用香精 3 5果蔬汁加工中芳香物质的回收 3 5 2果蔬汁芳香物质回收图 果蔬汁 局部蒸发 水蒸气芳香物质 精馏 蒸馏水 芳香物质馏出物 冷凝 芳香物质浓缩液1 100 1 200 不含芳香物质的果蔬汁 4 1原料预处理机械与设备4 1 1原料输送机械与设备4 1 2原料清洗机械与设备 第四节果蔬汁生产的典型设备 第四节果蔬汁生产的典型设备 4 2破碎 榨汁机械与设备 破碎机械与设备预煮机械与设备螺旋式连续预煮机榨汁机械与设备 螺旋式连续榨汁机活塞式榨汁机锥盘式榨汁机带式榨汁机离心榨汁机 4 2带式榨汁机 4 2布赫榨汁机 4 3过滤 分离机械与设备 搅拌器过滤机械与设备双联过滤器板框式过滤机硅藻土过滤机离心分离机械 4 3板框式过滤机 4 3超滤设备 4 4真空浓缩设备 蒸发器中央循环管式浓缩锅升膜和降膜蒸发器板式蒸发器离心式薄膜蒸发器附属设备抽真空装置冷凝器 4 4真空浓缩设备 4 5打浆 均质 脱气机械与设备 打浆机胶体磨与均质机胶体磨高压均质机超声波均质机脱气机 均质机 4 5打浆 均质 脱气机械与设备 4 6杀菌设备 板式热交换器管式热交换器超高温瞬时灭菌机 热交换器示意图 4 6杀菌设备 包装容器与材料灌装机压盖机充填封袋机 4 7灌装与封口设备 4 7灌装与封口设备 4 8其它设备 泵清洗设备就地清洗装置 CIP CleaningInPlace 封闭就地清洗系统水处理设备 生产车间一览 果蔬汁及其饮料在贮藏 运输和销售过程中 常出现一些质量问题 尤其是果蔬汁的安全性 如致病菌 毒素 农药残留等已日益受到重视 要建立良好生产规范 GMP 和实行危害分析及关键控制点管理 HACCP 来防止这些问题 第五节果蔬汁饮料加工中存在的质量问题及预防 果蔬清汁要求清亮透明 果蔬浊汁要求有均匀的混浊度 但果蔬汁生产后在贮藏期间 容易出现混浊与沉淀 果蔬清汁的混浊与沉淀原因 微生物的污染 加工处理不当 措施 严格澄清和杀菌质量 果蔬浊汁的混浊与沉淀原因 残留果胶酶作用 微生物的污染 措施 榨汁前后灭酶要彻底 严格均质和脱气操作及灭菌 5 1混浊与沉淀 5 2变色主要是酶促褐变和非酶促褐变引起的 酶促褐变主要发生在破碎 取汁 粗滤 泵输送等工序中 措施 加热钝化酶 添加抗氧化剂 添加有机酸抑制酶活 隔绝氧气 非酶褐变发生在果蔬汁贮藏过程中 主要由还原糖和氨基酸之间的美拉德反应引起 措施 避免过度热处理 控制pH在3 2以下 低温贮藏或冷冻贮藏 第五节质量问题与预防 5 3变味主要由微生物生长繁殖引起腐败 由细菌引起的变味 酵母引起的变味和霉菌引起的变味 措施 控制加工原料 生产环境 采用合理的杀菌条件 5 4农药残留农药残留是果蔬汁国际贸易中非常重视的问题 是影响我国果蔬汁出口的重要因素之一 第五节质量问题与预防 措施 强化加工前清洗 关键是实施良好农业生产规范 GAP 加强果园或田园管理 减少或不使用化学农药 5 5果蔬汁掺假用低果蔬汁含量的产品添加一些相应的化学成分使其达到规定含量 措施 严格质量监督管理 第五节质量问题与预防 6 1果蔬汁的发展趋势营养 方便 新鲜 安全 经济已成为食品消费的主流 未来的果蔬汁市场将朝向浓缩汁 混浊汁 非还原汁 notfromconcentrate NFC果蔬汁 指取汁后直接杀菌灌装 复合果蔬汁 浆果类果汁等方向发展 浓浓缩汁仍是国际贸易的主要产品 第六节果蔬汁的发展趋势和加工新技术及综合加工 加工技术 酶处理技术 冷冻浓缩技术 无菌包装技术 膜技术 欧姆加热技术 微胶囊技术 无菌冷罐装技术 冷打浆技术等 杀菌技术 超高压杀菌 脉冲电场杀菌 紫外线杀菌等非热加工技术 优点 勿需加热 不污染环境 对产品的色 香 味和营养成分没有破坏 能保持产品的新鲜度 6 2果蔬汁的加工新技术 6 2膜技术 反渗透 Nanofiltration 6 2膜技术 我国果蔬加工业每年要产生数亿吨下脚料 基本上没有被开发利用 到处废弃 既浪费资源又污染环境 皮渣等下脚料中含有丰富的营养成分 可以综合利用 可固态发酵生产酒精 柠檬酸 可作青贮饲料 发展养殖业 可提取果胶 生产膳食纤维 可提取色素 香精及蛋白质等 6 3果蔬的综合加工