果蔬汁饮料加工技术研究进展_夏天

调 研 综 述
果蔬汁饮料加工技术研究进展 JIANG SU SHI PIN YU FA JIAO
2008年第 4 期 总第 135 期
摘 要：文章主要介绍了果蔬汁饮料加工中的一些关键技术的研究进 展，并指出未来的发展方向。
关键词：果蔬汁；加工；技术
GB10789 -1996 中 对 果 蔬 汁 饮 此外，还有软化和改进组织结构，除去
料进行了定义。 用新鲜或冷藏水果为 果蔬不良气味， 降低果蔬中污染物和
原料， 经加工制成的制品称为果汁 微生物数量的作用。 常用的烫漂方法
（浆）及果汁饮料（品）类产品，主要分 有热水烫漂、 蒸汽烫漂和微波烫漂三
为果汁、果浆、浓缩果汁、浓缩果浆、果 肉饮料、果汁饮料、果粒果汁饮料、水
［1,2］
种。
果饮料浓浆及水果饮料。 而对蔬菜汁 及蔬菜汁饮料的定义则是以新鲜或冷 藏蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果 实，食用菌，食用藻类及蕨类）等原料， 用机械方法将蔬菜加工， 在制得的汁 液中加入食盐或白砂糖等调制而成的 制品，可分为蔬菜汁饮料、复合果蔬汁
8 结语
杀菌等。这里主要介绍超高压杀菌、辐照杀菌和高压脉冲
综上所述，随着科技的发展，果蔬汁饮料加工技术已
［11］
电场杀菌在果蔬汁生产中的应用 。 7.2.1 超高压杀菌
超高压能破坏细菌蛋白质的氢键、 二硫键和离子键 的结合，使其结构破坏，基本物性变异，产生蛋白质的压 力凝固及酶的失活； 还能使菌体内的成分产生泄露和细
［1］
和发酵果蔬汁饮料三类 。
1.2 护色 在生产中引起果蔬汁色泽改变的
原因主要有三类：本身所含色素改变、 酶促改变和非酶褐变。 1.2.1 本身所含色素改变
对于绿色蔬菜，可通过在稀碱、稀 铜盐或稀锌盐浸泡， 或稀 NaOH 沸腾 溶液烫漂的方法护色； 对于橙黄色饮
21
果蔬汁饮料无论从口感和营养 料可采取避光包装或避光储存的方
7.1 热杀菌技术
［11］
的死亡 。 Kiss 的研究表明 13 kGy 剂量的辐照处理不会
传统的热杀菌技术主要有巴氏杀菌、 饱和蒸汽加热 影响苹果汁浓缩物的风味和香气成分， 并能确保室温下
［5］
杀菌和超高温(UHT)/无菌处理 等 。 它 们虽 然 能 起到 杀 菌的作用，但是会导致果蔬汁中某些营养成分(如 VC)的 损失 ，破 坏 色 泽，甚 至 引 起褐 变 ，使 产 品的 质 量 下 降。 近 年
人 把 2 mmol/L 的 CO2充 入 橙 汁 ， 用 500 MPa 的 压 力 处 理。 果胶甲酯酶的活性比单独用 500 MPa 压力的能更进
互融合、取长补短、集成发展，这是果蔬汁饮料加工技术
的一个必然发展趋势。
(下转第36页)
［1］
胞膜破裂等多种菌体损伤，从而致死微生物 。 超高压灭 菌技术可分为超高压静态灭菌与超高压动态灭菌两类。 前者造价昂贵， 只能适合小批量固体或液体食品饮料生
［12］
产；而后者只适合液体食品，容易实现产业化 。 试验表 明，柑橘类果汁在 300~400 MPa 压力下保持 10 min,果汁 中易生长的酵母、霉菌及一般细菌（如乳酸菌）完全死亡。 另外，将高压技术和其他技术相结合，能更有效地杀灭果
另外， 应结合生物技术与已成熟的技术用于果蔬汁 饮 料 加工 。 目 前 已 有应 用 生 物 技术 改 善 饮料 加 工 原 料、生 产饮料添加剂和功能因子以及去除饮料不良性状的研 究， 但生物技术要真正实现大规模地运用于果蔬汁饮料 加工还有待进一步研究与完善。
总之，果蔬汁饮料的各种加工技术需要相互贯通、相
［1，5］
热敏性液态食品 。
调 研 综 述
果蔬汁饮料加工技术研究进展 JIANG SU SHI PIN YU FA JIAO
2008年第 4 期 总第 135 期
7 杀菌技术
一步钝化。 在 500~800 MPa 下，CO2同样能显著地降低多
酚氧化酶的活性。
饮料的安全问题是饮料加工中的关键问题，因此，杀 7.2.2 辐射杀菌
安全 的 特 点。 在 饮 料 的 过滤 中 ，常 用 到超 滤 技 术以 及 陶 瓷 膜技术。 1977 年 Heatherbell 等人就成功运用超滤技术制 成了稳定的苹果澄清汁。 邢卫红等开发的陶瓷微滤膜工 业化生产技术， 也已被成功地应用于甘蔗汁和草莓汁的 澄清过滤中， 并且探索出了比较合适的工艺操作参数及
分离法有锥形篮式离心机、螺旋沉降离心机。目前多用带 将得到广泛的应用。
［1］
式榨汁机或布赫式万能榨汁机 。 近年来，日本开发了针
真空脱气机是果蔬汁饮料生产中主要的脱气设备。
对高营养价值果蔬的抗氧化榨汁法， 从果蔬破碎到填充 主Βιβλιοθήκη Baidu用于调配后果汁饮料去除物料中的空气(氧气)，从而
整个过程都在氮的包围中进行，是很具潜力的榨汁技术。 防止与抑制氧化和褐变，延长果汁储存期；同时除去悬散
防止酶促褐变的方法有：加热处理，使 酶失活；降低 pH 值使酶失 活；隔 绝 氧 气 ； 用 NaCl 浸 泡 减 少 原 料 多 酚 类 物 质。 1.2.3 非酶褐变
1.1 烫漂 烫漂处理的目的之一就是护色，
非酶褐变是没有酶参与下所发生 的化学反应而引起的褐变， 包括美拉 德反应、 抗坏血酸的氧化及焦糖化作
［1］
并用离心或过滤的方法进一步处理 。 近年来，膜分离技术用于饮料的生产，使过滤和澄清
可能一步完成，且达到更好的效果。膜分离技术具有不易 发生相变、能耗低，分离效率高、效果好、操作简便、环保
浓缩是除去料液中部分水分的单元操作， 以便后续 加工、运输及储藏。 目前，饮料加工中应用的浓缩技术主 要有真空浓缩及冷冻浓缩。 真空浓缩是在 8~18 KPa 压力 下、以蒸汽间接加热，使料液在低温下沸腾蒸发，从而避 免高温对物料品质和色、香、味的影响。 此法比常压蒸发 的蒸发速率高。冷冻浓缩是利用冰与水之间的固-液相平 衡原理，从溶液到冰晶的相际传递实现排水，适用于浓缩
菌技术也就成为饮料加工中的关键技术。 将饮料中的所
辐照杀菌是利用一定剂量的波长极短的电离射线
有微生物及孢子完全杀灭的加工处理方法， 即可称为杀 (如 г 射线、x 射线电子射线)对食品进行杀菌。 其杀菌的
［1］
菌。 饮料杀菌方法可分为热杀菌和冷杀菌两类 。
基本原理是： 射线在照射过程中会产生直接和间接化学 效应，这两种作用能阻断胞内一切活动，从而导致微生物
7.2 冷杀菌技术
无显著差别，且处理后的苹果汁比处理前口味更好。
冷杀菌技术不仅能保证食品在微生物方面的安全，
此外， 过滤澄清中使用的膜分离技术也具有一定的
23
而且能较好地保持果蔬汁的固有营养成分、色泽、质构和 杀菌作用，可除去细菌、霉菌、酵母菌等。
新鲜程度，提升果蔬汁的质量。目前先进的冷杀菌技术包
括超高压杀菌、辐照杀菌、超高压脉冲电场杀菌、磁力杀 菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌、二氧化钛强催化杀菌、抗生酶
至少保藏 10 个月。Kanport 等人发现采用 0.4 kGy 的剂量
［14］
辐照可以杀死苹果汁和梨汁中的鲁氏酵母 。 7.2.3 高压脉冲电场杀菌
来兴起的微波杀菌技术，是一种较新的杀菌方法，具有加
脉 冲 电 场(PEF)杀 菌 是 利 用 强 电 场 脉 冲 的 介 电 阻 断
热耗时短、升温速度快、能耗少、杀菌均匀、食品营养成分 及风味物质破坏和损失少等优点， 微波杀菌的温度在 70~105 ℃之间，杀菌时间在 90~180 s，对山楂、胡萝卜浆
用等引起的褐变。 防止方法有：调节 pH 值、低温储藏、选 择蔗糖（非还原性糖类）做甜味剂以及避免长时间高温处 理和与金属容器接触等等。
2 破碎与榨汁技术
2.1 破碎 根据原料的形状、性质和加工需求，选用合适的破碎
设备，并结合相适宜的破碎工艺进行破碎。常用的破碎工
［1］
艺可分为热破碎和冷破碎 。 通常来说，为了生产组织形 态好、具有一定粘稠度的饮品，可以运用热破碎，抑制和 破 坏某 些 酶 的 活力 ，如 果 胶 分解 酶 、脂 肪氧 化 酶 。 相 反，则 采用冷破碎。 另外，还有微波破碎、酶法破碎和细胞破碎 等技术。
种特 殊 的 混合 操 作 ，包 含着 粉 碎 和 混合 双 重 作用 。 它 是 将 两种互不相容的液体进行密切混合， 使一种液体或胶体
高于热榨汁。红葡萄因需要提取出葡萄中的红色素，采取 颗粒粉碎成为小球滴而分散在另一种液体中， 进而获得
热榨汁工艺， 而白葡萄一般采用冷榨汁， 榨汁后尽快杀 粒子很小且均匀一致的混合液料， 常用于果蔬汁饮料中
22
菌、冷却。 另外，常用的榨汁方法还有压榨法和离心分离 防止果肉分离与沉淀。 常用的乳化均质机械有均质机和
法， 运转方式有间歇和连续两种。 压榨法有液压式榨汁 胶体磨两种。 近年来，APV 公司开发的 Rannie(三片汽缸
机、裹包式榨汁机、螺旋榨汁机、连续带式榨汁机等，离心 座)设计和 Gaulin(一体成型式汽缸座)设计的新型均质机
［9,10］
饮料可使用此法 。
［11］
原理对食品微生物产生抑制作用 。 有研究指出，将高 压脉冲与中等程度的热处理相结合或与天然抗微生物制 剂相结合处理苹果汁， 能有效地减少果汁中的大肠杆菌
［15］
数量。 Hodginstsl 等用脉冲电场结合天然抗微生物制剂
的方法处理苹果汁，可使货架寿命延长，香味在脉冲前后
［1］
脱苦、膜分离脱苦、基因工程脱苦等 。
2.2 榨汁
榨汁的方式根据榨汁温度可分为冷榨和热榨， 需根 5 均质与脱气技术
据原料的特性来选择适宜的方式。对于芹菜汁而言，有资
料表明：芹菜冷榨汁可溶性固形物 、pH、透光率均比热榨
在饮料加工中，常需要采用乳化均质。 乳化均质是一
［4］
汁高 。 而冬瓜冷榨汁其可溶性固形物和总出汁率明显
上，都十分接近新鲜果蔬，有些还具有 式；对于含花青素的果蔬饮料，应低温
一定的医疗价值和保健价值， 深受消 避光保存，且避免与金属离子接触，特
费者喜爱， 因此开发果蔬汁饮料具有 别是铁离子。
很好的市场前景。
1.2.2 酶促褐变
虽然不同类型的果蔬汁饮料的加
酶促褐变是指原料中的酚酶催化
工技术各异， 但是某些关键技术是相 内源性的酚类底物及酚类衍生物 （如
似的。 本文主要介绍果蔬汁饮料加工 花青素）形成醌，醌的多聚化以及它与
中这些关键技术的研究进展。
其他物质结合产生褐色或黑色的物
1 原料预处理技术
质。酶促褐变的发生需要三个条件：酚
［3］
类物质、酚酶和氧，缺一不可 。 因此
新鲜果蔬经过挑选、清洗、去皮、 切分、去核（心）、修整、破碎后，还需进 行进一步处理。 其中对成品果蔬汁质 量影响较大的是烫漂和护色。
作 者 简 介 ：夏 天 （1985-） ， 女 ， 硕 士 研 究 生 。
610039
果
蔬
汁
饮
料
（西
华
大
学
生
物夏
工
程 学
天
院 ，四
，马
川 成
力
都
加 工 技 术 研 究
进
）
展
果蔬汁饮料加工技术研究进展 JIANG SU SHI PIN YU FA JIAO
调 研 综 述
2008年第 4 期 总第 135 期
对于某些流汁较少的果蔬，如山楂等，可采用浸提法 微粒附着的气体，防止微粒上浮，改善产品外观。
提高出汁率，常用的有连续浸提法和连续逆流浸提法。
3 过滤与澄清技术
6 浓缩技术
在加工过程中，果蔬汁的过滤通常是使用过滤机。 主
［5］
要分为压力过滤器和真空过滤机 。 传统的澄清方法是 对果蔬汁进行酶处理，如果胶酶等，再用单宁、明胶、硅溶 胶、膨润土等澄清剂对其进行絮沉降处理，静置、取清液，
［13］
汁中的微生物、破坏酶，从而延长货架寿命。 Corwin 等
达到一定的水平，但仍存在着一些问题，例如在过滤、澄 清及杀菌工艺中应用的膜分离技术， 其本身就有一定的 局限性， 主要是膜通量随着分离时间的推移会大幅降低 且清洗困难， 膜耐高温耐腐蚀性能不强， 膜使用寿命短 等，故需要不断开发新型膜材料，提高膜的性能，拓宽膜 的品种，发展新品种的共混膜和复合膜，改进膜的清洗方 法， 发展新的膜分离技术及集成膜分离技术等来弥补膜 分离技术目前的不足。
［6,7］
膜的再生方法 。
4 调配技术
某些果蔬汁饮料的风味需进行调配， 才能满足消费 者 的 需求 。 比 如 柑 橘汁 、苦 瓜 汁 中苦 味 的 去除 也 是 饮 料业 面临 的 主 要问 题 。 目 前 主要 的 脱 苦 方法 有 屏 蔽脱 苦 、代 谢 脱苦、吸附脱苦、酶法脱苦、固定化细胞脱苦、超临界 CO2