果蔬加工技术 第7章 果蔬汁、粉加工技术.ppt
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1、果蔬汁、粉加工技术果蔬汁、粉加工技术第七章第七章 果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术 第一第一节节 果蔬汁种果蔬汁种类类第二第二节节 果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术 第三第三节节 果蔬汁中常果蔬汁中常见质见质量量问题问题及控制措施及控制措施第四第四节节 发发酵蔬菜汁制造技酵蔬菜汁制造技术术 第五第五节节 果蔬汁、粉生果蔬汁、粉生产实产实例例 第六第六节节 果蔬汁加工的主要机械果蔬汁加工的主要机械设备设备 果蔬汁果蔬汁种类种类第一第一节节 果蔬汁种果蔬汁种类类 一、果蔬汁分类一、果蔬汁分类1果汁依其形状和浓度分类。(1)原果蔬汁 又称天然果蔬汁,是由新鲜水果蔬菜直接制取的汁液(或原汁)。
2、按其透明与否可分为澄清果蔬汁和浑浊果蔬汁两种。澄清果蔬汁。澄清果蔬汁也称为透明果蔬汁,透明果蔬汁体态澄清、无悬浮颗粒。浑浊果蔬汁。浑浊果蔬汁的外观呈混浊均匀的液态,果蔬汁内含有果肉微粒,同时又保留了一定数量的植物胶质所致。果蔬汁果蔬汁种类种类(2)浓缩果蔬汁 原果蔬汁经蒸发或冷冻,或其他适当的方法,使其浓度提高到20oBx以上的浓厚果汁不得加糖、色素、防腐剂、香料、乳化剂及人工甜味剂等添加剂。浓缩16倍不等,可溶性固形物有的可高达60%75%。(3)果饴(加糖果蔬汁、果蔬汁糖浆)果饴是在原果蔬汁中加入大量食糖或在糖浆中加入一定比例的果蔬汁而配制成的产品,一般含糖高,也有含酸高者。通常可溶性固形
3、物为45%和60%两种。(4)果蔬汁粉 果蔬汁粉是浓缩果蔬汁或果蔬汁糖浆通过喷雾干燥法制成的脱水干燥产品,含水量1%3%。果蔬汁果蔬汁种类种类2按产品中果蔬汁加入的比例分类。(1)果汁 我国果汁及其饮料有9类,分别是果汁、果浆、浓缩果汁、浓缩果浆、果肉饮料(果浆含量不低于20%30%)、果汁饮料(果汁含量不低于10%mV)、果粒果汁饮料(果汁含量不低于l0%mV,果粒不低于5%mV)、水果饮料浓浆(以稀释复原后果汁含量不低于5%)、水果饮料(果汁含量不低于5%)。(2)菜汁 蔬菜汁及蔬菜汁饮料(品)类,包括蔬菜汁、蔬菜汁饮料、复合果蔬汁、发酵蔬菜汁饮料、食用菌饮料、藻类饮料、蕨类饮料。果蔬汁果
4、蔬汁种类种类二、果蔬汁工二、果蔬汁工业发业发展展趋势趋势 1鲜果汁产品不经浓缩,直接由水果榨汁后配制,果汁从果实中获得后立即进行巴氏杀菌,热处理时间短,温度低,较好地保留了果汁的原有风味和营养成分。2浓缩果汁糖度高,体积小,贮运方便,可以节省大量的贮运包装成本。在国际贸易中仍然是最受欢迎的产品。3特色果蔬汁果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术第二节第二节 果蔬汁、粉加工技术果蔬汁、粉加工技术 一、果蔬汁一、果蔬汁对对原料的要求原料的要求 加工果蔬汁的原料要求美好的风味(酸甜适口)和香味;无异味;色泽美好而稳定;糖酸比合适,并且在加工贮藏中能保持这些优良的品质。要求出汁率高,取汁容易。果蔬汁加工
5、对原料的果形大小和形状虽无严格要求,但对成熟强度要求较严,未成熟或过熟的果品、蔬菜均不合适。此外,果蔬汁原料特别要强调新鲜、无霉变和腐烂。常见果汁原料有柑橘类、苹果、凤梨、葡萄、桃、热带水果(番石榴、芒果)、其他水果(猕猴桃、山楂)。常见蔬菜汁原料有番茄、菠菜、胡萝卜等。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术 二、榨汁理二、榨汁理论论基基础础 榨汁是果蔬汁生产的关键环节,原料破碎、打浆后,要进行榨汁前处理,然后进入榨汁和浸提工艺。果蔬的出汁率取决于原料的种类、品种、质地、新鲜度、成熟度、榨汁方法及榨汁效能等。出汁率还受挤压压力、果蔬破碎度、挤压层厚度、预排汁、挤压温度及时间、挤压速度等影响。在榨
6、汁中,常常用汁液获得量与原果浆总重量的比值表示出汁率。在浸提法中,也有用可溶性固形物获得量与可溶性固形物总含量的比值表示出汁率的。简单的出汁率计算方法:出汁率 100%果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术三、各种果蔬汁加工技术三、各种果蔬汁加工技术1工艺流程原料预处理(挑选、清洗、破碎、热处理、酶处理等)榨汁 澄清精滤(澄清汁)打浆均质脱气(浑浊汁)杀菌灌装冷却成品 浓缩(浓缩汁)干燥(果蔬粉)果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术2榨汁前预处理(1)挑选与清洗 原料必须进行挑选,剔除霉变果、腐烂果、未成熟和受伤变质的果实。洗涤一般先浸泡后喷淋或流动水冲洗。对于农药残留较多的果实,洗涤时可加用稀
7、盐酸溶液或脂肪酸系洗涤剂进行处理。(2)破碎 许多果蔬榨汁前常需破碎,特别是皮和果肉致密的果蔬,更需要破碎来提高出汁率。果实破碎必须适度,过度细小,使肉质变成糊状,造成压榨时外层的果蔬汁很快地被压出,形成一厚饼,使内层的果蔬汁反而不易出来,造成出汁率降低。破碎程度视种类品种不同而异。果蔬破碎采用破碎机、磨碎机,有辊压式、锤磨和打浆机等。不同的果蔬种类采用不同的机械。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术(3)加热处理和酶处理 加热使细胞原生质中的蛋白质凝固,改变细胞的结构,同时使果肉软化,果胶部分水解,降低了果汁黏度;另外,加热抑制多种酶类,如果胶酶、多酚氧化酶、脂肪氧化酶、过氧化氢酶等,从而不
8、使产品发生分层、变色、产生异味等不良变化;再者,对于一些含水溶性色素的果蔬,加热有利于色素的提取。果胶酶和纤维素、半纤维素酶可使果肉组织分解,提高出汁率。使用时,应注意与破碎后的果蔬组织充分混合,根据原料品种控制其用量,根据酶的性质不同掌握适当的pH、温度和作用时间。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术(4)榨汁、打浆 果蔬榨汁有压榨和浸提法两种,制取带肉果汁或浑浊果汁有时采用打浆法,大多果蔬含有丰富的汁液,故以压榨法为多用。仅在山楂、李、干果、乌梅等果干采用浸提法。杨梅、草莓等浆果有时也用浸提法来改善色泽和风味。榨汁工艺要求时间短,以防止和减轻果蔬汁色香味和营养成分的损失。(5)澄清 澄清方
9、法a酶法 酶法澄清是利用果胶酶等来分解果汁中的果胶物质和淀粉等达到澄清目的。酶法无营养素损失,而且试剂用量少,效果好。常用的商品酶制剂有果胶酶,此外还有一定数量的淀粉酶等。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术酶制剂的用量依果蔬汁的种类及酶的种类而异。表7-1是几种常见果汁的酶制剂用量,准确用量还需做预试验。果汁种类用 量果汁种类用 量苹果汁30005000葡萄汁20003000草莓汁40008000黑穗壮醋栗汁40006000李 汁60008000乌饭树汁40006000树莓汁30005000甜、酸樱桃汁20004000表7-1 几种常见果汁澄清中酶制剂用量(聚半乳糖醛酸活性L果汁)果蔬汁、粉
10、加工技果蔬汁、粉加工技术术b明胶-单宁法此法适用于苹果、梨、葡萄、山楂等果汁,它们含有较多的单宁物质。明胶或鱼胶、干酪素等蛋白物质,可与单宁酸盐形成络合物,此络合物沉降的同时,果汁中的悬浮颗粒亦被缠绕而随之沉降。另外,果汁中的果胶、单宁及多聚戊糖等带负电荷,酸性介质中明胶、蛋白质、纤维素等则带正电荷,这样,正负电荷的相互作用,促使胶体物质不稳定而沉降,果汁得以澄清。影响此法澄清效果的主要因素为温度、果蔬pH及明胶的等电点。较酸性和温度较低的条件下易澄清,以310为佳。不足之处在于对含花色苷的果汁会发生部分褪色,高温下澄清时间过长,果汁易发酵。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术c皂土法亦称膨润
11、土,有Na-膨润土、Ca-膨润土和酸性膨润土三种。在果汁的pH范围内,它呈负电荷,它可以通过吸附作用和离子交换作用去除果汁中多余的蛋白质,防止由于过量明胶而引起的混浊。它还可以去除酶类、鞣质、残留农药、生物胺、气味物质和滋味物质等。其缺点为释放金属离子、吸附色素和具有脱酸作用。d硅胶 在果汁中加入一定量的硅胶溶液。加温(4050)有利于加速澄清,此法可吸附和除去过剩的明胶。另外还可以吸附多酚物质和糠醛等。e酶、明胶联合澄清法 当果汁中单宁物质含量很高时,为了防止它们对果胶酶的抑制作用,也可先加入明胶。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术f物理澄清法a)加热澄清法 将果汁在8090s内加热至80
12、82,然后急速冷却至室温,由于温度的剧变,果汁中蛋白质和其他胶质变性凝固析出,从而达到澄清。但一般不能完全澄清,加热也会损失一部分芳香物质。b)冷冻澄清法 将果汁急速冷冻,一部分胶体溶液完全或部分被破坏而变成无定形的沉淀,此沉淀可在解冻后滤去,另一部分保持胶体性质的也可用其他方法过滤除去,但此法要达到完全澄清也属不易。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术澄清效果的检验A果胶检验从车间取酶解后的果汁(注意取样代表性)滤纸过滤清亮果汁每1份果汁加12份96%酸化酒精(用1%H2SO4或HCl酸化)混匀沉淀有果胶继续果胶酶解无沉淀进入下一道工序 B淀粉检验前述样品加热80上(未进行过加热处理的果汁)
13、冷却至室温取5mL果汁加24滴1%碘和10%碘化钾混合液 变蓝色:有淀粉 变褐色:淀粉降解不完全 变黄色:无淀粉进入下一道工序 果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术(6)过滤 目的在于除去细小的悬浮物质。过滤速度受到过滤器孔大小、施加压力、果蔬汁黏度、悬浮颗粒的密度和大小、果蔬汁的温度等的影响。硅藻土过滤机过滤。硅藻土具有很大的表面积,既可作过滤介质,又可以把它预涂在带筛孔的空心滤框中,形成厚度约1mm的过滤层,具有阻挡和吸附悬浮颗粒的作用。它来源广泛,价格低廉,过滤效果好,因而在小型果汁生产企业中广泛应用。硅藻土过滤机由过滤器、计量泵、输液泵以及连接的管路组成。过滤器的滤片平行排列,结构为两
14、边紧附着细金属丝网的板框,滤片被滤罐罩在里面。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术板框过滤机过滤。它的过滤部分由带有两个通液环的过滤片组成,过滤片的框架由滤纸板密封相隔形成一连串的过滤腔,过滤依所形成的压力差而达到。过滤量和过滤能力由过滤板数量、压力和流出量控制。离心分离。离心分离利用高速离心机强大的离心力达到分离的目的,在高速转动的离心机内悬浮颗粒得以分离,有自动排渣和间隙性两种。亦是澄清果汁生产的最常用方法,有离心过滤、离心沉降和离心分离三种。在果汁澄清中常用离心分离,主要有碟片式离心机、螺旋式离心分离机。真空过滤。主要利用压力差来达到过滤。滤筛上涂一层厚6.7cm的硅藻土作为助滤剂。果蔬
15、汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术膜分离技术。在果汁澄清工艺中所采用的膜主要是超滤膜,膜材料有陶瓷膜、聚砜膜、磺化聚砜膜、聚丙烯腈膜等。平板式超滤膜组件在目前使用的较为广泛。其优点是膜的装填密度高、结构紧凑牢固、能承受高压、工艺成熟、换膜方便、操作费用也较低。但浓差极化的控制较困难,特别是在处理悬浮颗粒含量高的液体时,膜常会被堵塞。另一种在果汁分离工艺中广泛应用的是陶瓷处理膜,该膜具有耐高温、耐酸碱、耐化学腐蚀、不需经常更换等优点,因上述优点。但该材料一次性投资较大,更换膜材料技术要求较高。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术(7)调整和混合 改进果蔬汁风味,增加营养、色泽。糖酸调整 先调糖后调
16、酸,一般用蔗糖和柠檬酸。加入比例因不同原汁、不同风味而异。按下式计算出糖浆和酸溶液的用量。X=W(B-C)(D-B)式中 X需加入的浓糖液(酸液)的量(kg);D浓糖液(酸液)的浓度(%);W调整前原果蔬汁的重量(Kg);C调整前原果蔬汁的含糖(酸)量(%);B要求调整后果蔬汁的含糖(酸)量(%)。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术混合 混合的目的为了改善风味、营养及色泽。混合后的产品需进一步均质,防止分层、褐变等现象。(8)均质 生产浑浊果蔬汁时,为了防止产生固液分离,降低产品的品质,常进行均质处理。均质是将果蔬汁通过一定的设备使其中的细小颗粒进一步细微化,使果胶和果蔬汁亲合,保持果蔬汁均
17、一稳定的外观。常用的均质设备有高压均质机、胶体磨等。(9)脱气 果汁中含有大量的氧气、二氧化碳、氮气等,这些气体以溶解形式在细微粒子表面吸附着,也许有一小部分以果汁的化学成分形式存在。这些气体中的氧气可导致果汁营养成分的损失和色泽的变差。脱气即采用一定的机械和化学方法除去果蔬汁中气体的工艺过程。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术真空脱气真空脱气原理是气体在液体内的溶解度与该气体在液面上的分压成正比。果汁进行真空脱气时,液面上的压力逐渐降低,溶解在果汁中的气体不断逸出,直至总压降到果汁的蒸汽压时,已达平衡状态,此时几乎所有气体已被排除。真空脱气设备由真空泵、脱气罐和螺杆泵组成。真空脱气机的喷头
18、有喷雾式、离心式和薄膜式三种。真空脱气的缺点是在脱气的同时有很多的低沸点芳香物质被汽化而除去,同时果蔬汁中的少量水分也被蒸发除去。因此,对于那些芳香的果蔬,可以安装芳香回收装置,将气体冷凝,再将冷凝液作为香料回加到产品中。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术图7-1 脱气罐的种类(1)离心式喷雾;(2)加压式喷雾式;(3)薄膜式喷雾 果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术置换法 吸附的气体通过N2、CO2等惰性气体的置换被排除,为了完成这一设想而专门设计的一种装置如图7-2所示。通过穿孔喷射(直径0.36mm),被压缩的氮气以小气泡形式分布在液体流中,液体内的空气被置换除去。液体流在旋流喷射容器
19、中,对着折流板冲去并以阶梯式蒸发形式形成薄层,从容器壁上流下来。图7-2 气体分配头1-氮气进入管;2-果汁导入管;3-穿孔喷雾 果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术化学脱气法 利用一些抗氧化剂或需氧的酶类作为脱气剂,效果甚好。如对果汁加入抗坏血酸即可起脱气作用,但应注意此药品不适合在含花色苷丰富的果蔬汁中应用。在果蔬汁中加入葡萄糖氧化酶也可以起良好的脱气作用,-D吡喃型葡萄糖脱氢酶是一种典型的需氧脱气酶,可氧化葡萄糖成葡萄糖酸,同时耗氧达到脱气目的。反应如下:葡萄糖+O2+H2O葡萄糖酸+H2O2 H2O2H2O+1/2O2 果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术(10)浓缩 浓缩果蔬汁由澄清
20、果蔬汁经脱水浓缩后制得。它容量小,可溶性固形物可高达65%75%,可节省包装和运输费用,便于贮运;糖、酸含量的提高,增加了产品的保藏性;浓缩汁用途广泛。真空浓缩法 a强制循环式。利用泵和搅拌桨机械地使果蔬汁循环,加热管内的流速为24m/s,在管内呈沸腾,液面高度控制到分离注入处,其水垢生成较少,传热系数大。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术b降膜式浓缩。物料从蒸发器入口流入后,在真空条件下扩散开,分布成薄层,同时分别流入排列整齐的加热管或板内,靠物料自身重力从上往下流动,部分水分便汽化成水蒸气逸出。为了减少蒸汽和冷却水的消耗,降低成本,生产上常选用多效系统。c离心薄膜式浓缩。离心薄膜蒸发器为
21、一回转圆锥体,需浓缩的果蔬汁,经进料口进入回转圆筒内,通过分配器的喷嘴进入圆锥体的加热表面,由于离心力的作用,形成了0.1mm以下的薄膜,瞬间蒸发浓缩,浓缩液收集。d真空闪蒸浓缩法。真空闪蒸浓缩法最大的特点是果汁浓缩时接触面大,热交换效率高。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术反渗透浓缩 它有如下的优点:不需加热,可在常温下实现分离或浓缩,品质变化较少;在密封回路中操作,不受氧气的影响;在不发生相变下操作,挥发性成分的损失相对较少;节能,所需能量约为蒸发浓缩的1/17,是冷冻浓缩的1/2。a.原理 反渗透是依赖于膜的选择性筛分作用,以压力差为推动力,水分透过,而其他组分不能透过,从而达到浓缩的
22、目的。通用的组件有管式、板框式、中空纤维式等。其优缺点相差很大,管式装置易控制浓差极化,而板框式和中空纤维式有投资低、产量大的优点。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术b.影响反渗透浓缩的主要因素有:a)浓差极化 它的产生使透过速度显著衰减,削弱膜的分离特性。工程上主要有加大流速、装设湍流促进器、脉冲法、搅拌法、流化床强化、提高扩散系数等方法。b)膜的特性及适用性 不同材质的膜有不同的适用性,介质的化学性质对膜的效果有一定的影响。c)操作条件 d)果蔬汁的种类性质 果蔬汁的化学成分、果浆含量和可溶性固形物的初始浓度对透汁速度影响很大。果汁中果浆含量提高不利于反渗透的进行,可溶性固形物含量高也同
23、样不宜。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术冷冻浓缩 果蔬汁的冷冻浓缩应用了冰晶与水溶液的固、液相平衡原理。冷冻浓缩具有最好质量的产品,但亦有一些问题,如能耗高、设备价格高、产品浓缩度低;酶没有被有效钝化;分离时一部分果蔬汁损失等。果蔬汁冷冻浓缩包括结晶(冰晶的形成)、重结晶(冰晶的成长)、分离(冰晶与液相分开)及果蔬汁回收四个步骤。结晶过程以两种形式进行,一为在管式、板式、转鼓式及带式设备中进行所谓的界面渐进冷冻法,另一种为搅拌的冰晶悬浮液中进行悬浮冻结。在冰晶成长期,要求冰晶尽可能大、大小尽量均匀一致、形状最好为球形。冰晶的分离主要有离心法、压榨法和过滤法几种。果汁的回收则主要有喷水清洗法
24、、反渗透法等。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术(11)干燥 果蔬汁含有85%的水分,制成粉末具有很多优点,但干燥并不能增进制品质量,只能最大限度地保留原有的色香味。常用的干燥方法有喷雾干燥、滚筒干燥等。(12)杀菌和包装 果蔬汁杀菌 杀菌的目的一是消灭微生物防止发酵;二是钝化各种酶类,避免各种不良的变化。果蔬汁杀菌的微生物对象为酵母和霉菌,杀菌方法有:巴式杀菌(6265、30min);高温短时杀菌HTST(8085、15s以上);超高温瞬时杀菌UHT(120以上、310s)。果汁的杀菌则依赖于热交换器,主要有管式、片式和刮板式几种。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术果蔬汁的灌装 现代生产
25、上的灌装方式有:a传统灌装法将果蔬汁加热到85以上,趁热装罐(瓶),密封,在适当的温度下进行杀菌,之后冷却。此法产品的加热时间较长,品质下降较明显,但对设备投入不大,要求不高,在高酸性果汁中有时可获得较好的产品。b热灌装将果蔬汁在高温短时或超高温瞬时杀菌,之后趁热灌入已预先消毒的洁净瓶内或罐内,趁热密封,之后倒瓶处理,冷却。此法较常用于高酸性的果汁及果汁饮料,亦适合于茶饮料。果蔬汁、粉加工技果蔬汁、粉加工技术术c无菌灌装 a)产品的杀菌 果蔬汁用高温短时杀菌,从而保持营养成分和色泽、风味。b)无菌包装容器及杀菌 容器依次有复合纸容器、塑料容器(先制成容器后杀菌罐装或同时成形杀菌罐装两种)、复合
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