果蔬汁饮料加工技术研究进展

    GBl0789-1996中对果蔬汁饮料进行了定义。用新鲜或冷藏水果为原料，经加工制成的制品称为果汁(浆)及果汁饮料(品)类产品，主要分为果汁、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、复合果蔬汁和发酵果蔬汁饮料三类。

    果蔬汁饮料无论从口感和营养上．都十分接近新鲜果蔬，有些还具有一定的医疗价值和保健价值，深受消费者喜爱，因此开发果蔬汁饮料具有很好的市场前景。

虽然不同类型的果蔬汁饮料的加工技术各异，但是某些关键技术是相似的。本文主要介绍果蔬汁饮料加工中这些关键技术的研究进展。

1原料预处理技术

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。

1．1烫漂

烫漂处理的目的之一就是护色，此外，还有软化和改进组织结构，除去果蔬不良气味。降低果蔬中污染物和微生物数量的作用。常用的烫漂方法有热水烫漂、蒸汽烫漂和微波烫漂三种。

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：对于橙黄色饮料可采取避光包装或避光储存的方式；对于含花青素的果蔬饮料，应低温避光保存。且避免与金属离子接触，特别是铁离子。

1．2．2酶促褐变

酶促褐变是指原料中的酚酶催化内源性的酚类底物及酚类衍生物(如花青素)形成醌，醌的多聚化以及它与其他物质结合产生褐色或黑色的物质。酶促褐变的发生需要三个条件：酚类物质、酚酶和氧，缺一不可。因此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NaCI浸泡减少原料多酚类物质。

1．2．3非酶褐变

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。

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、透光率均比热榨汁高。而冬瓜冷榨汁其可溶性固形物和总出汁率明显高于热榨汁。红葡萄因需要提取出葡萄中的红色素，采取热榨汁工艺．而白葡萄一般采用冷榨汁，榨汁后尽快杀菌、冷却。另外，常用的榨汁方法还有压榨法和离心分离法．运转方式有间歇和连续两种。压榨法有液压式榨汁机、裹包式榨汁机、螺旋榨汁机、连续带式榨汁机等，离心分离法有锥形篮式离心机、螺旋沉降离心机。目前多用带式榨汁机或布赫式万能榨汁机。近年来，日本开发了针对高营养价值果蔬的抗氧化榨汁法，从果蔬破碎到填充整个过程都在氮的包围中进行，是很具潜力的榨汁技术。

对于某些流汁较少的果蔬，如山楂等，可采用浸提法提高出汁率，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

    在加工过程中，果蔬汁的过滤通常是使用过滤机。主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，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C02脱苦、膜分离脱苦、基因工程脱苦等。

5均质与脱气技术

    在饮料加工中。常需要采用乳化均质。乳化均质是一种特殊的混合操作，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，使一种液体或胶体颗粒粉碎成为小球滴而分散在另一种液体中，进而获得粒子很小且均匀一致的混合液料，常用于果蔬汁饮料中防止果肉分离与沉淀。常用的乳化均质机械有均质机和胶体磨两种。近年来，APV公司开发的Rannie(三片汽缸座)设计和Gaulin(一体成型式汽缸座)设计的新型均质机将得到广泛的应用。

真空脱气机是果蔬汁饮料生产中主要的脱气设备。主要用于调配后果汁饮料去除物料中的空气(氧气)，从而防止与抑制氧化和褐变，延长果汁储存期；同时除去悬散微粒附着的气体，防止微粒上浮，改善产品外观。

6浓缩技术

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一液相平衡原理，从溶液到冰晶的相际传递实现排水，适用于浓缩热敏性液态食品。

7杀菌技术

饮料的安全问题是饮料加工中的关键问题。因此．杀菌技术也就成为饮料加工中的关键技术。将饮料中的所有微生物及孢子完全杀灭的加工处理方法．即可称为杀菌。饮料杀菌方法可分为热杀菌和冷杀菌两类。

7．1热杀菌技术 

传统的热杀菌技术主要有巴氏杀菌、饱和蒸汽加热杀菌和超高温(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。近年来兴起的微波杀菌技术，是一种较新的杀菌方法．具有加热耗时短、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、胡萝卜浆饮料可使用此法。

7．2冷杀菌技术

冷杀菌技术不仅能保证食品在微生物方面的安全．而且能较好地保持果蔬汁的固有营养成分、色泽、质构和新鲜程度，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、抗生酶杀菌等。这里主要介绍超高压杀菌、辐照杀菌和高压脉冲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，能更有效地杀灭果汁中的微生物、破坏酶，从而延长货架寿命。Corwin等人把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压力的能更进一步钝化。在500-800 MPa下，CO，同样能显著地降低多酚氧化酶的活性。

7．2．2辐射杀菌

辐照杀菌是利用一定剂量的波长极短的电离射线(如r射线、x射线电子射线)对食品进行杀菌。其杀菌的基本原理是：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，从而导致微生物的死亡。Kiss的研究表明13 kGy剂量的辐照处理不会影响苹果汁浓缩物的风味和香气成分．并能确保室温下至少保藏10个月。Kanport等人发现采用0．4 kGy的剂量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

    脉冲电场(PEFl杀菌是利用强电场脉冲的介电阻断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数量。HodginstslL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，香味在脉冲前后无显著差别。且处理后的苹果汁比处理前口味更好。

此外。过滤澄清中使用的膜分离技术也具有一定的杀菌作用，可除去细菌、霉菌、酵母菌等。

8结语

    综上所述，随着科技的发展，果蔬汁饮料加工技术已达到一定的水平，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。

    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。

    夏天，马力（西华大学生物工程学院，四川，成都610039）

江苏食品与发酵2008年第4期总第135期