果汁加工研究进展

张宏康，李笑颜，吴戈仪，刘芯如

（仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州 510225）

《GB/T 31121—2014果蔬汁类及其饮料》中标明，果蔬汁即用水果和（或）蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果实）等为原料，经加工制成的饮料。按照国际分类惯例主要分为三大类：浓缩果蔬汁（浆）、果蔬汁（浆）、果蔬汁（浆） 类饮料；按照我国饮料分类标准则分为9类：果蔬汁（浆）、浓缩果蔬汁（浆）、果蔬汁饮料、果蔬汁饮料浓浆、复合果蔬汁（浆）及饮料、果肉饮料、发酵型果蔬汁饮料、水果饮料、其他果蔬汁饮料。果汁加工起源于19世纪末的欧美地区，我国的果汁饮料加工行业则开始于20世纪80年代，自20世纪90年代起至今发展迅猛。果汁中有水果所含的各种营养组分，并且便于保存。

1 果汁加工技术

果汁属“碱性食品”，果汁中含有糖、酸、微量元素、维生素等及芳香成分，并且有一定的附加功效。果汁加工的成品根据工艺分类大致分为以下几种：①澄清汁，澄清和过滤；②果蔬肉饮料，预煮与打浆、均质和脱气；③混浊汁，均质和脱气；④浓缩果蔬汁，浓缩；

1.1 果汁饮料的工艺流程

果汁饮料的工艺流程主要有原料清洗与预处理，破碎和压榨提汁、酶处理，澄清、过滤、吸附与离子交换，浓缩、杀菌与灌装。具体流程如下：

原料选择→洗涤→预处理→取汁→粗滤→原果汁。

1.2 破碎和榨汁

依据不同水果的大小、外观及其他特性，选择适合的设备与工艺进行破碎。主要工艺可分为热破碎和冷破碎[1]。热破碎是指破碎前用加热或者在破碎后即刻加热。热破碎可以抑制酶活性、软化果肉、降低汁液黏稠度。一般情况，希望得到黏度适中的果汁，使用热破碎为宜。冷破碎应用不广泛，但冷破碎可以有效解决破碎过程中营养组分受到破坏的问题，尤其是果汁中的维生素受到破坏的问题。

果汁的压榨过程也分为冷榨、热榨与冷冻压榨，果汁中所含有的果胶、糖类、纤维素等能够影响果汁的出汁率，致使出汁率下降。要想提高果汁的出汁率，可在压榨过程中加入榨汁助剂，一般常用的榨汁助剂有稻糠、人造纤维、硅藻土等。

1.3 澄清和过滤

澄清按照其机理可以分为几类，常见的有自然沉降澄清、酶法澄清、吸附澄清、超滤澄清和壳聚糖澄清。自然沉降澄清最为简单，低温密闭静置即可。酶法澄清主要是通过酶来分解果汁中的一些大分子物质及胶系，使之沉降以达到澄清目的。澄清的结果取决于反应的时长、温度、原果汁的种类、酶的活性和用量等[2]。吸附澄清是通过外加吸附物质来吸附果汁中的蛋白质一类的物质，常用吸附剂有硅溶胶、膨润土。超滤澄清则是利用膜结构进行分离，将大小分子分隔开。壳聚糖澄清通过中和果汁中的电荷，打破果汁电荷平衡使悬浮物聚集在壳聚糖上，从而达到澄清目的[3]。其余的还有加热凝集澄清、冷冻澄清、明胶单宁澄清等，现在在果汁加工中应用广泛的方法是复合法澄清，利用几种澄清方法叠加起来，以达到更好的澄清效果。

过滤就是把澄清过程中产生的沉淀从果汁中除去的步骤。常用的过滤方法有压滤法、真空过滤法、超滤法、离心分离法等，其中压滤法常用板框压滤机进行过滤，除了板框压滤还出现了新的过滤法，即利用不锈钢分离膜对原果汁进行过滤[4]。除此之外，超滤也是很有前景的方法，Heatherbell应用超滤得到澄清果汁后，超滤应用越来越广泛，而且产品品质高、经济效益好[5]。运用超滤膜对澄清十分有利，能够改良工艺、节约成本、提高果汁品质[6]。

1.4 均质

均质应用于混浊果汁的生产，这一步骤能够将小颗粒的果肉进行进一步破碎，使之更加细小，果肉被破碎为更加细小之后，可使果肉中胶类物质溢出与果汁相融合，保持果汁的均一度，得到均一稳定的混浊汁。实际应用的设备有高压均质机、胶体磨。高压均质机的工作机理是原果汁在9.80～18.62 MPa的压力作用下经过均质阀，因压力差和冲击力的作用，迫使原果汁中果粒破碎得更细。胶体磨是利用离心力让果粒与机器内壁作用及果粒间相互作用进行再破碎，所得均在2μm以下的均一果汁[7]。

1.5 脱气

脱气又称为脱氧。脱气能够起到护色、保护果汁中的香气成分和营养成分的作用，除去悬浮物质保证果汁的品质，保持优质的感官效果[8]。脱气方法有真空脱气、抗氧化剂、气体交换、酶法脱气4种。真空脱气法是将果汁通入脱气机，将其分散成极小的雾状，使气体脱出以达到脱气目的[9]。气体交换则是利用氮气，将氮气充入果汁中把氧置换出来。抗氧化剂法和酶法脱气都是外加助剂排除氧，以达到脱气目的[10]。

1.6 浓缩

浓缩是指将原果汁中的一部分水分进行去除，增加可溶性固形物的百分比，以达到降低成本延长或假期的目的。目前，果汁浓缩的方法有蒸发浓缩、真空浓缩、冷冻浓缩[11]、膜浓缩、反渗透浓缩等。在现有的浓缩方法中膜浓缩是目前的研究热点。膜浓缩主要是利用膜的选择性和膜两侧的差异进行分离纯化的。自Loeb和Souriragin发现了这种不对称的膜，其应用成本低，能够保持果汁原有的色香味，现已运用在果汁加工业中[12-13]。现阶段研究出在早期膜技术基础上改革的新型膜技术，如渗透蒸馏、集成膜技术、膜蒸馏，它们共同的优点就是保持风味原始、营养无损伤且无杂菌货架期长[14]。

1.7 杀菌

杀菌主要分为热力杀菌和非热力杀菌。常用的热力杀菌的方法分有巴氏杀菌法、高温瞬时杀菌法。巴氏杀菌，果汁中主要的杀菌对象是酵母菌、霉菌，这2种菌均不是耐热菌，因此果汁在85℃下进行杀菌30 min即可。高温瞬时杀菌法，果汁均质后，迅速进入高温瞬时杀菌器，加热至93±20℃，维持15～30 s即可。非热力杀菌现阶段有超高压技术（HPP）、脉冲电场技术（PEF）、超临界CO2技术、臭氧杀菌技术等，其研讨的核心目的是要杀灭微生物。超高压（HPP） 是一项运用范围十分宽广的高新加工技术，适用的水果种类包含有桃子、雪梨、苹果、草莓、柑橘等。如今，超高压杀菌是果汁灭菌的重要方式之一。超高压灭菌是冷加工方式之一，是一种新的食品加工高新技术，能够保持果汁本来的色、香、味及营养成分，超高压（HPP）特有的优点：耗能很少、杀菌快速均一；可以改变局部食品物料的内部组织构造[15-17]。微波技术以灭菌时间短、效率高而闻名，20世纪70年代我国开始钻研微波技术，通过应用微波技术能够保护果汁的色、香、味及营养成分[18]。脉冲电场技术（PEF）灭菌关键在于灭菌耗时短，一般状况下经作用过的果汁在风味上没有变化，理化性质、营养物质等方面也没有显著改变[19]。25℃时CO2以气体的形态存在，但伴着温度与压力的变动，会变换物理状态和存在形式，CO2的临界条件为31℃和7.40 MPa，液体形态称为超临界CO2，相反的则称亚临界CO2。超临界CO2杀菌原理是其进入微生物细胞内电离，破坏内部pH值平衡，从而失活破裂[20]。臭氧是强氧化剂，其杀菌原理是细菌细胞壁中脂蛋白或细胞膜中磷脂质蛋白易受臭氧的作用而产生溶菌作用，细胞膜通透性增加，致使渗透压也改变，细菌死亡[21]。

2 果汁加工行业发展现状

现在日本、韩国及欧美国家等，重视饮料开发中的天然营养物质，将功能型饮料中加入果汁，进行不同组合与调配，以适应青年人的口味，越来越倾向于低添加剂的方向发展，也进一步作为碳酸饮料的重要代替物。人们的健康意识越来越强，追求天然无添加产品，将来100%鲜果汁饮料会成为饮料市场的重要角色。但是，果汁加工业发展并不顺畅，一方面果汁饮料主要消费点是便捷、健康、低添加，因此与之消费点相似的奶类饮品对于果汁饮料发展来说则是一个巨大竞争对手；另一方面，碳酸饮料以及茶类饮品并没有显示出明显的走低趋势，仍然是有力的市场竞争对手。因此果汁加工想要继续迅猛的发展并不容易。

我国现阶段消费量不足15 L/人，同欧美等发达国家相比较仍很低，并且国内人口众多，消费市场十分大。因此，各类国外饮料公司加快步伐希望能够尽快打入国内市场。所以，现在以及未来几年，国内市场是一块大蛋糕，国内的果汁加工企业面临一个巨大的机遇，可使我国果汁加工业更上一层楼。国内外果汁加工企业现正不断开发研究新品种果汁，目前市场上出现了许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、桂圆果汁等，开发消费者喜爱的水果口味，引导新的消费理念，扩大消费市场。

3 果汁加工的展望

我国的果汁加工饮料行业通过近些年来的不断发展，已经有了相当的规模，为了使果汁加工继续迅速发展打下良好的根基。但是，我国无论是果汁加工技术还是消费水平距离发达国家仍旧有一定的距离。未来，我国果汁加工的发展潜力是巨大的。伴随我国消费者的意识、知识和观念的改变，果汁加工饮料依然是未来的发展主流。就一些调研结果来看，我国果汁加工饮料市场展现出高速发展态势。现阶段，复合型果汁发展势头良好，同时功能型果汁的一些新概念、新营养型果汁增长迅速，这也为下一阶段果汁加工提供了新的方向与思路。果汁加工类别不断细化，能够给果汁加工带来新的出路，增加果汁利用率，带动与果汁加工相关行业不断发展壮大，不但增加了经济效益与社会就业，且加快解决社会问题。