果汁加工研究進展

張宏康，李笑顏，吳戈儀，劉芯如

（仲愷農業工程學院輕工食品學院，廣東廣州 510225）

《GB/T 31121—2014果蔬汁類及其飲料》中標明，果蔬汁即用水果和（或）蔬菜（包括可食的根、莖、葉、花、果實）等為原料，經加工制成的飲料。按照國際分類慣例主要分為三大類：濃縮果蔬汁（漿）、果蔬汁（漿）、果蔬汁（漿） 類飲料；按照我國飲料分類標準則分為9類：果蔬汁（漿）、濃縮果蔬汁（漿）、果蔬汁飲料、果蔬汁飲料濃漿、復合果蔬汁（漿）及飲料、果肉飲料、發酵型果蔬汁飲料、水果飲料、其他果蔬汁飲料。果汁加工起源于19世紀末的歐美地區，我國的果汁飲料加工行業則開始于20世紀80年代，自20世紀90年代起至今發展迅猛。果汁中有水果所含的各種營養組分，并且便于保存。

1 果汁加工技術

果汁屬“堿性食品”，果汁中含有糖、酸、微量元素、維生素等及芳香成分，并且有一定的附加功效。果汁加工的成品根據工藝分類大致分為以下幾種：①澄清汁，澄清和過濾；②果蔬肉飲料，預煮與打漿、均質和脫氣；③混濁汁，均質和脫氣；④濃縮果蔬汁，濃縮；

1.1 果汁飲料的工藝流程

果汁飲料的工藝流程主要有原料清洗與預處理，破碎和壓榨提汁、酶處理，澄清、過濾、吸附與離子交換，濃縮、殺菌與灌裝。具體流程如下：

原料選擇→洗滌→預處理→取汁→粗濾→原果汁。

1.2 破碎和榨汁

依據不同水果的大小、外觀及其他特性，選擇適合的設備與工藝進行破碎。主要工藝可分為熱破碎和冷破碎[1]。熱破碎是指破碎前用加熱或者在破碎后即刻加熱。熱破碎可以抑制酶活性、軟化果肉、降低汁液黏稠度。一般情況，希望得到黏度適中的果汁，使用熱破碎為宜。冷破碎應用不廣泛，但冷破碎可以有效解決破碎過程中營養組分受到破壞的問題，尤其是果汁中的維生素受到破壞的問題。

果汁的壓榨過程也分為冷榨、熱榨與冷凍壓榨，果汁中所含有的果膠、糖類、纖維素等能夠影響果汁的出汁率，致使出汁率下降。要想提高果汁的出汁率，可在壓榨過程中加入榨汁助劑，一般常用的榨汁助劑有稻糠、人造纖維、硅藻土等。

1.3 澄清和過濾

澄清按照其機理可以分為幾類，常見的有自然沉降澄清、酶法澄清、吸附澄清、超濾澄清和殼聚糖澄清。自然沉降澄清最為簡單，低溫密閉靜置即可。酶法澄清主要是通過酶來分解果汁中的一些大分子物質及膠系，使之沉降以達到澄清目的。澄清的結果取決于反應的時長、溫度、原果汁的種類、酶的活性和用量等[2]。吸附澄清是通過外加吸附物質來吸附果汁中的蛋白質一類的物質，常用吸附劑有硅溶膠、膨潤土。超濾澄清則是利用膜結構進行分離，將大小分子分隔開。殼聚糖澄清通過中和果汁中的電荷，打破果汁電荷平衡使懸浮物聚集在殼聚糖上，從而達到澄清目的[3]。其余的還有加熱凝集澄清、冷凍澄清、明膠單寧澄清等，現在在果汁加工中應用廣泛的方法是復合法澄清，利用幾種澄清方法疊加起來，以達到更好的澄清效果。

過濾就是把澄清過程中產生的沉淀從果汁中除去的步驟。常用的過濾方法有壓濾法、真空過濾法、超濾法、離心分離法等，其中壓濾法常用板框壓濾機進行過濾，除了板框壓濾還出現了新的過濾法，即利用不銹鋼分離膜對原果汁進行過濾[4]。除此之外，超濾也是很有前景的方法，Heatherbell應用超濾得到澄清果汁后，超濾應用越來越廣泛，而且產品品質高、經濟效益好[5]。運用超濾膜對澄清十分有利，能夠改良工藝、節約成本、提高果汁品質[6]。

1.4 均質

均質應用于混濁果汁的生產，這一步驟能夠將小顆粒的果肉進行進一步破碎，使之更加細小，果肉被破碎為更加細小之后，可使果肉中膠類物質溢出與果汁相融合，保持果汁的均一度，得到均一穩定的混濁汁。實際應用的設備有高壓均質機、膠體磨。高壓均質機的工作機理是原果汁在9.80～18.62 MPa的壓力作用下經過均質閥，因壓力差和沖擊力的作用，迫使原果汁中果粒破碎得更細。膠體磨是利用離心力讓果粒與機器內壁作用及果粒間相互作用進行再破碎，所得均在2μm以下的均一果汁[7]。

1.5 脫氣

脫氣又稱為脫氧。脫氣能夠起到護色、保護果汁中的香氣成分和營養成分的作用，除去懸浮物質保證果汁的品質，保持優質的感官效果[8]。脫氣方法有真空脫氣、抗氧化劑、氣體交換、酶法脫氣4種。真空脫氣法是將果汁通入脫氣機，將其分散成極小的霧狀，使氣體脫出以達到脫氣目的[9]。氣體交換則是利用氮氣，將氮氣充入果汁中把氧置換出來。抗氧化劑法和酶法脫氣都是外加助劑排除氧，以達到脫氣目的[10]。

1.6 濃縮

濃縮是指將原果汁中的一部分水分進行去除，增加可溶性固形物的百分比，以達到降低成本延長或假期的目的。目前，果汁濃縮的方法有蒸發濃縮、真空濃縮、冷凍濃縮[11]、膜濃縮、反滲透濃縮等。在現有的濃縮方法中膜濃縮是目前的研究熱點。膜濃縮主要是利用膜的選擇性和膜兩側的差異進行分離純化的。自Loeb和Souriragin發現了這種不對稱的膜，其應用成本低，能夠保持果汁原有的色香味，現已運用在果汁加工業中[12-13]。現階段研究出在早期膜技術基礎上改革的新型膜技術，如滲透蒸餾、集成膜技術、膜蒸餾，它們共同的優點就是保持風味原始、營養無損傷且無雜菌貨架期長[14]。

1.7 殺菌

殺菌主要分為熱力殺菌和非熱力殺菌。常用的熱力殺菌的方法分有巴氏殺菌法、高溫瞬時殺菌法。巴氏殺菌，果汁中主要的殺菌對象是酵母菌、霉菌，這2種菌均不是耐熱菌，因此果汁在85℃下進行殺菌30 min即可。高溫瞬時殺菌法，果汁均質后，迅速進入高溫瞬時殺菌器，加熱至93±20℃，維持15～30 s即可。非熱力殺菌現階段有超高壓技術（HPP）、脈沖電場技術（PEF）、超臨界CO2技術、臭氧殺菌技術等，其研討的核心目的是要殺滅微生物。超高壓（HPP） 是一項運用范圍十分寬廣的高新加工技術，適用的水果種類包含有桃子、雪梨、蘋果、草莓、柑橘等。如今，超高壓殺菌是果汁滅菌的重要方式之一。超高壓滅菌是冷加工方式之一，是一種新的食品加工高新技術，能夠保持果汁本來的色、香、味及營養成分，超高壓（HPP）特有的優點：耗能很少、殺菌快速均一；可以改變局部食品物料的內部組織構造[15-17]。微波技術以滅菌時間短、效率高而聞名，20世紀70年代我國開始鉆研微波技術，通過應用微波技術能夠保護果汁的色、香、味及營養成分[18]。脈沖電場技術（PEF）滅菌關鍵在于滅菌耗時短，一般狀況下經作用過的果汁在風味上沒有變化，理化性質、營養物質等方面也沒有顯著改變[19]。25℃時CO2以氣體的形態存在，但伴著溫度與壓力的變動，會變換物理狀態和存在形式，CO2的臨界條件為31℃和7.40 MPa，液體形態稱為超臨界CO2，相反的則稱亞臨界CO2。超臨界CO2殺菌原理是其進入微生物細胞內電離，破壞內部pH值平衡，從而失活破裂[20]。臭氧是強氧化劑，其殺菌原理是細菌細胞壁中脂蛋白或細胞膜中磷脂質蛋白易受臭氧的作用而產生溶菌作用，細胞膜通透性增加，致使滲透壓也改變，細菌死亡[21]。

2 果汁加工行業發展現狀

現在日本、韓國及歐美國家等，重視飲料開發中的天然營養物質，將功能型飲料中加入果汁，進行不同組合與調配，以適應青年人的口味，越來越傾向于低添加劑的方向發展，也進一步作為碳酸飲料的重要代替物。人們的健康意識越來越強，追求天然無添加產品，將來100%鮮果汁飲料會成為飲料市場的重要角色。但是，果汁加工業發展并不順暢，一方面果汁飲料主要消費點是便捷、健康、低添加，因此與之消費點相似的奶類飲品對于果汁飲料發展來說則是一個巨大競爭對手；另一方面，碳酸飲料以及茶類飲品并沒有顯示出明顯的走低趨勢，仍然是有力的市場競爭對手。因此果汁加工想要繼續迅猛的發展并不容易。

我國現階段消費量不足15 L/人，同歐美等發達國家相比較仍很低，并且國內人口眾多，消費市場十分大。因此，各類國外飲料公司加快步伐希望能夠盡快打入國內市場。所以，現在以及未來幾年，國內市場是一塊大蛋糕，國內的果汁加工企業面臨一個巨大的機遇，可使我國果汁加工業更上一層樓。國內外果汁加工企業現正不斷開發研究新品種果汁，目前市場上出現了許多新型加工方式以及新型口味的果汁，如NFC荔枝果汁、番石榴果汁、桂圓果汁等，開發消費者喜愛的水果口味，引導新的消費理念，擴大消費市場。

3 果汁加工的展望

我國的果汁加工飲料行業通過近些年來的不斷發展，已經有了相當的規模，為了使果汁加工繼續迅速發展打下良好的根基。但是，我國無論是果汁加工技術還是消費水平距離發達國家仍舊有一定的距離。未來，我國果汁加工的發展潛力是巨大的。伴隨我國消費者的意識、知識和觀念的改變，果汁加工飲料依然是未來的發展主流。就一些調研結果來看，我國果汁加工飲料市場展現出高速發展態勢。現階段，復合型果汁發展勢頭良好，同時功能型果汁的一些新概念、新營養型果汁增長迅速，這也為下一階段果汁加工提供了新的方向與思路。果汁加工類別不斷細化，能夠給果汁加工帶來新的出路，增加果汁利用率，帶動與果汁加工相關行業不斷發展壯大，不但增加了經濟效益與社會就業，且加快解決社會問題。