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发布时间:2020-05-19 13:00:58

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作者:刘玉田,孙祖莉

出版社:山东科学技术出版社

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果品深加工技术问答

果品深加工技术问答试读:

一、水果主要成分及其加工特性

1.水果的主要化学成分有哪些?

了解和掌握水果中化学成分及其在加工过程的变化情况,是研究和改进加工技术,提高产品质量的科学依据。水果在加工过程中的技术要求,很大程度上取决于水果原料的化学构成。

水果加工过程所涉及的主要成分由两部分组成。第一部分是水溶性成分,包括单糖和双糖、果胶、有机酸、单宁物质及水溶性矿物质、维生素、色素、含氮物质、风味物质等。第二部分为非水溶性成分,包括淀粉、纤维素和半纤维素、原果胶、脂类、脂溶性维生素及非水溶性色素、含氮物质、矿物质、风味物质等。

不同水果其化学成分不同,构成了各自的风味。同一水果不同品种之间,其化学组成也有较大的差别。通过对化学成分在加工过程变化影响因素的了解,可以有针对性地控制生产过程,得到质量优秀的加工产品。

2.水果中的水分有什么特性?

除去谷类和豆类等种子之外,作为食品利用的大多数动植物含水量都在60%~90%之间,是食品中含量最高的成分。水果也是如此,水分含量一般在65%~90%,大多数在80%以上。其中浆果类水分含量为78%~90.3%;仁果类水分含量为75.2%~88.1%;核果类中除枣的水分含量为63.3%~65.1%以外,其余为81%~91.5%;坚果类中的银杏、板栗水分含量为42%~57.9%,核桃水分含量只有2%~4%。几种水果的水分含量见表1。

水果中的水分有结合水和游离水两种。结合水一般含量为0~7%,与蛋白质、多糖类等胶体微粒结合在一起,是包围在胶体微粒周围的一层水膜。这部分水分不能作为溶剂,不能流动,不能供微生物利用,很难被提取出来。游离水主要存在于组织的液泡中,水中溶解了糖、有机酸、维生素、无机盐等多种成分,具有水溶液的一般性质,可以自由流动,易被蒸发掉。

各类水果含水分不一样,加工工艺也大不相同,例如在制果汁或果酒时,含水分多的葡萄、苹果等水果,适合通过自流和压榨取汁;含水分少的山楂、红枣等水果,则需要加适量水浸提取汁。

水分是影响水果的嫩度、鲜度和味道的极重要的成分,同时又是水果贮存性差、容易变质和腐烂的原因之一。

3.水果中的碳水化合物有什么特性?

水果干物质中最主要的成分是碳水化合物,主要包括单糖、双糖、淀粉、纤维素、果胶物质等。(1)水果中的单糖和双糖:水果中的单糖主要是葡萄糖和果糖,双糖主要是蔗糖。其他单糖和双糖的含量较少。部分水果的含糖量如表2表示。

各种糖在果实中的比例,因种类不同而异。同一种类不同品种间也有差异。果实内的不同部位,糖浓度也不同。

糖分是甜味物质,既是水果甜味的来源,又是微生物较好的营养物质。在加工中,糖的种类不同,表现出不同的感官性质。首先,所表现出的甜度不同。为了分别甜度的大小,以及其他的呈味效果,可以用“域值”进行判断。所谓“域值”,即为感觉到某一特定的味道所需某一物质成分的最小浓度。在进行域值的测定时,往往因为个人情况的不同和试验条件的差别而有所出入,因此,域值的确定要求多数人参与,以出现刺激反应数为50%时,作为域值的浓度数值。糖的甜度还受构型、糖酸比的影响。如葡萄糖的α型与β型的甜度比约为1.5∶1,果糖的α型与β型的甜度比大约是1∶3,且α型和β型的比例受糖溶解时间、浓度、温度等的影响,刚刚溶解的较甜,随时间延长,甜度有所降低。低温高浓度情况下,α型占有的比例较小,如10%果糖溶液在0℃时,其α∶β=3∶7;而在80℃时,其α∶β=7∶3,浓度越高,β型越多,甜度也越高。适当的甜度是形成各种水果特有风味的重要基础之一。(2)糖对制品色泽有一定的影响:糖色的形成有两个可能的途径,即焦糖化作用和美拉德反应。焦糖化作用是糖在高温下发生的脱水、裂解、再聚合等的一系列反应,是使制品颜色变为黑褐色的一种反应。该作用同时生成香气,低温时有芳香感,高温时则有焦臭感。美拉德反应是食品加工中非酶褐变的主要反应,是羰基和氨基的反应,反应程度受羰基、氨基化合物本身的结构及pH、浓度、温度、氧等环境的影响。五碳糖中的反应程度是核糖>阿拉伯糖≥木糖,六碳糖中的半乳糖>甘露糖>葡萄糖。pH在3以上时,随着pH的升高,褐变速度加快。含羰基和氨基的化合物浓度越高,则美拉德反应进行的速度就越快。温度对美拉德反应的影响十分明显,温度相差10℃时,其反应速度相差3~5倍。在室温贮藏时,有氧存在会促进褐变;在80℃以上加热时,氧对褐变无明显影响。(3)水果中的多糖:水果中的淀粉、纤维素等多糖由单糖聚合而成,淀粉是以α葡萄糖苷键组成的多糖,纤维素是由β葡萄糖苷键组成的多糖。纤维素和半纤维素一起存在于植物细胞壁中。成熟的水果,其淀粉全部或绝大部分水解为单糖和双糖。一般地讲,苹果、梨等在适宜采收期已不含淀粉,即使存在也是极少量。香蕉在成熟过程中也有淀粉到糖的转化,但柑橘、葡萄生长过程中未见淀粉的积累。纤维素是植物细胞壁的主要构成成分,其本身虽然不是一种被人体直接利用的营养成分,但能够刺激肠道蠕动,有利于对其他物质有选择的消化吸收,也有助于废物排泄。摄取一定量的纤维素、木质素等,对消化道癌症的防治有一定意义。(4)水果中的果胶物质:水果组织内的果胶物质一般有3种形态,即原果胶、果胶、果胶酸。原果胶存在于未成熟水果细胞间的胶层中,不溶于水,常和纤维素结合使细胞粘结,所以未成熟果实显得脆硬。随着水果的成熟,在果实中果胶酶或有机酸的作用下,原果胶水解成为果胶,与纤维素分离。根据果胶甲酯化程度,将其分为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶。含甲氧基在7%以上者为高甲氧基果胶,也称普通果胶;含甲氧基在7%以下者为低甲氧基果胶。果胶溶于水后,细胞间结合力松弛,水果质地随着变软。当水果由成熟向过熟转化时,果胶受果胶酯酶的作用,转变为果胶酸和甲醇,果胶酸没有胶粘力,水果呈软烂状态。果胶酸进一步分解成半乳糖醛酸时,果实也就软化解体了。

果胶在果汁、果酱、果冻类制品加工过程中具有重要意义。由于果胶是高分子化合物,在生产清果汁时,果胶物质的存在会使汁液黏稠而造成出汁困难,影响出汁率,因此需要破坏果胶对悬浮物的保护作用;在生产混浊果汁时,又需要果胶作为稳定剂防止悬浮颗粒沉淀,还要防止产生果胶凝冻或结块问题。而果酱、果冻的生产中,利用的正是果胶的这种凝胶能力。

水果品种不同,果胶物质含量有很大不同。山楂果实中的果胶含量最高可达6.4%,梨、杏、桃的果胶含量一般0.5%~1.2%,苹果的果胶含量多在1%~1.8%范围。

果胶在人体内不能被吸收,属于食物纤维的范畴,有降低血中胆固醇的作用,是果品中有重要功能的成分。

4.水果中的有机酸有什么特性?

水果中的有机酸主要有酒石酸、苹果酸和柠檬酸,水果品种不同其含酸量及种类有很大差异。例如,苹果、桃、杏、樱桃等以含苹果酸为主;柑橘类果实以柠檬酸为主,其中橘子含1%的柠檬酸,柠檬含5%以上的柠檬酸;葡萄中的酸主要是酒石酸,其次是苹果酸。

新鲜的水果及其制品的风味及加工特性,在相当程度上取决于糖和酸的种类、含量和比例。酸的存在,特别是pH在4.6以下时,由于酸可以促进蛋白质的热变性,降低微生物细胞的耐热性,因此,可以适当降低制品加工过程中热杀菌的温度条件;可使维生素C受到保护,使制品的营养成分减小损失。水果中所含色素的色调,往往受酸碱度的影响,在一些变色的反应中,酸起了很重要的作用。如叶绿素在酸性情况下会变成黄褐色的脱镁叶绿素;花色素在酸性到碱性的变化时,会由红色逐渐趋向于紫色;单宁物质在酸性情况下受热会形成粉红色的“红粉”等。酸的存在会使蔗糖水解为转化糖,而对制品的质量产生影响。当有一定量的果胶和糖时,酸是形成凝胶的关键条件。但是,酸对金属容器有腐蚀作用。因此,在水果加工过程中,应从多方面考虑酸的作用效果。

5.水果中的单宁有什么特性?

单宁又叫鞣酸,在食品中并非单一的成分,主要是一些并不具有鞣革性质,却类同于单宁物质引起褐变和涩味性质的成分,如无色花色素等。根据分子构成,可将单宁分为水解型单宁和缩合型单宁两大类。

大多数种类的果实都含有单宁类物质。柿果中的单宁含量最高,为0.5%~2%,苹果、桃的单宁平均含量为0.1%,梨的单宁含量为0.015%~0.17%,杏的单宁含量为0.063%~0.1%。

单宁给果实及其制品带来苦涩感,在加工过程引起褐变及蛋白质凝固作用。涩是一种收敛性的感觉,是由于涩味成分引起味觉细胞蛋白质的变化,导致味觉神经麻痹所引起的一种感觉。适度的收敛对一部分食品是不可缺少的,它可以带给果实制品体厚的感觉,如茶中的儿茶素等。但强的涩味给人以不舒服的感觉。

单宁及多酚物质受不同的环境因素影响,发生变色现象。例如,焦性没食子酸型单宁遇三价铁离子变蓝黑色,与锡长时间共热变玫瑰红色,在碱性条件下单宁变黑,儿茶酚型单宁遇三价铁离子变成绿黑色。

单宁本身很不稳定,在接触空气的条件下,由于氧化酶的作用,极易氧化生成黑色物质。果实中单宁物质含量越高,氧化酶活性越强,与空气接触的时间越长,变色就越深。因此,在水果加工中经常需要采取加热或加酸性物质等方法,破坏氧化酶的活性,或通过隔氧来抑制或避免制品的褐变。

单宁与蛋白质反应生成大分子聚合物,又是果汁和果酒加工过程中被常常利用的特性,以达到果汁、果酒澄清的目的。通常将精制的单宁加入果汁、果酒后再加明胶,聚合沉淀时,果汁、果酒中的悬浮物亦被缠绕而随之下沉。

6.水果中的色素有什么特性?

水果中所含的色素分为水溶性和非水溶性色素两类。水溶性色素多为类固酮化合物,非水溶性色素多为类胡萝卜素和叶绿素。

类黄酮类色素又包括花青色素类和花黄色素类。花青色素类是形成水果色泽的一种重要成分,多存在于果皮和果肉中,一般表现为红色至紫色。花青色素易溶于水,且易受到pH、金属离子、光线、温度、酶的影响而变色。花黄色素类中的一大部分,具有维生素P的功能,即具有软化血管、维持毛细血管正常通透性的功能,多存在于果皮及叶中。

绿色果实中,除了叶绿素之外,还含有类胡萝卜素,在各类水果中从极微量到0.1%左右。类胡萝卜素是胡萝卜素、叶黄素、核黄素和番茄红素的总称。它们的颜色从黄到橙红,属于非水溶性色素。一般情况下,水果呈色的浓度与胡萝卜素的含量成正比,且在加工中一般不被破坏。

叶绿素是卟啉化合物的衍生物,在加工中会发生变色,其主要原因是生成脱镁叶绿素,还可能由叶绿素酶作用脱去叶醇基,生成脱叶醇基叶绿素。在适当的条件下,叶绿素分子中的镁离子可以被其他金属离子如铜所取代,生成铜叶绿素,对光和热都比较稳定。

7.水果中的含氮物质有什么特性?

存在于水果中的含氮物质种类很多,有蛋白质、氨基酸、酰胺以及少量的硝酸盐等。与其他食品比较,蛋白质和氨基酸的含量较少,但却是形成所谓“浓味”的重要成分。水果中的含氮物质一般在0.2%~1.2%之间,其中以核果类、柑橘类含量较多,仁果类、浆果类含量较少。含氮物质在加工过程中所产生的影响,首先是美拉德反应的变色现象。据研究,在变色中的作用首推水果中的游离氨基酸,尤以水溶性氨基酸最易发生反应。防止美拉德反应的褐变作用,最有效的方法是用亚硫酸盐,可以和抑制酶褐变结合进行。除使用亚硫酸外,尽可能控制低温、偏离开pH值中性范围、除氧、控制水分等。

含氮物质中的氨基酸成分有重要的呈味作用,番茄汁中的味就与其所含的谷氨酸有密切关系。若在番茄汁中添加0.5%的食盐,则可强化氨基酸的呈味效果,并使酸味具有圆润的感觉。

含氮物质是果汁在发酵过程中微生物的营养物质,其含量多少影响微生物的生长并使代谢产物的生成发生变化,不但影响发酵速度还左右制品的质量。

由于蛋白质的存在,在加工果汁、果酒类产品时,常会由于发生泡沫、凝固、沉淀等作用,对加工操作带来困难或对产品质量以不良影响。在生产中,一般采取短时间加热(77~78℃,1~3分钟)的办法来促进蛋白质的凝固,以加速果汁的澄清。此外,要注意水果中的硝酸盐对金属罐装食品有加速腐蚀的作用。

8.水果中的维生素有什么特性?

水果中含有多种维生素,其分布及含量因种类、品种、成熟度、部位和栽培条件不同而有差异。胡萝卜素、硫胺素、抗坏血酸在一些水果中的含量见表3。

维生素是维持生命所必需的有机化合物。生物体对维生素需要量很少,但维生素在生命的新陈代谢中起着极其重要的作用。缺乏维生素,会引起各种疾病。维生素可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。水果中主要含有维生素A原(胡萝卜素),维生素C,维生素B1、B2,维生素D,维生素P等。脂溶性维生素有维生素A、维生素D、维生素E、维生素K,它们不溶于水,而溶于脂肪和脂肪溶剂。维生素A促进生长发育并有抗癌作用。它的抗热性强,不怕高热,一般蒸煮不会受到破坏,但容易被空气中的氧所氧化,也易被太阳光中的紫外线所破坏。人体若缺乏维生素A会引起上皮组织角化,使皮肤粗糙而呈鳞片状;发生干眼病或夜盲症。维生素D有调节钙、磷代谢的功能。它能促进肠道对于钙、磷的吸收,促进人体对钙、磷的利用,调节肾脏对钙、磷的排泄,并能协助磷酸酶促进骨骼钙化。维生素D缺乏时可引起软骨病。维生素E易氧化,但对碱稳定。维生素E能防止不饱和脂肪分解,还能与维生素A、维生素C,核黄素协同作用,防止人体内的过氧化,从而延缓人的衰老过程。

水溶性维生素有维生素B1(硫胺素)、维生素B2(核黄素)、维生素B6、维生素B12、维生素B5(尼克酸)、泛酸、生物素、叶酸、维生素C(抗坏血酸)、维生素P等。维生素B1,易溶于水,在空气中稳定,不易被氧化,但在高热及碱性溶液中易被破坏。它是人体糖代谢过程中不可缺少的物质,若缺乏会引起脚气病。维生素B2的功用主要是促进细胞的正常氧化作用,帮助糖类物质在体内被吸收利用,促进生长发育。维生素B5,易溶于水,在热、酸、碱环境中稳定。维生素C是一种酸性化合物,极易溶于水和被氧化。它是人体合成胶原等细胞间质所必需的物质,还具有抗毒、健肌及生血功能。缺乏时易引起坏血病,使白血球吞噬功能减弱、生血功能不全,食物中铁的利用也受到影响。含维生素C多的食品中含维生素P也较多。

9.水果中的矿物质、芳香物质及酶有什么特性?

水果中矿物质是调节生理机能的重要来源。人类摄取的食物,按其燃烧后灰分的反应可区分为酸性和碱性。硫、磷含量高时,灰分呈酸性反应;钾、钠含量高时,灰分呈碱性反应。灰分的酸碱性反应,与食物状态下的体内氧化结果一致,从而可以灰分的酸碱反应来区分食品是酸性食品,还是碱性食品或者是中性食品。由于水果的种类不同,矿物质元素的组成比例也不相同。果汁中存在的铁一般为1.9~12.7毫克/千克,铜一般为0.3~2.6毫克/千克,浆果类果实中铁含量较高。这些金属元素往往和氧化、混浊、褐变以及抗坏血酸的损失有关。

水果中的芳香物质因水果品种而异,含量极少,但各有特点。柑橘的香气主要来自果皮表层部细胞分泌的精油;苹果香气成分以醇、酯、醛类为主;草莓的香气成分几乎全部是酯类,易发生变化;菠萝的特征香气是较高含量的已酸甲酯和已酸乙酯;桃子含量较多的γ癸内酯构成了桃子果实的特征香气。

水果中存在的酶与加工过程的各种变化有着密切的关系。根据加工的需要,有时要利用酶的作用,有时要破坏酶的作用。水果中重要的酶有果胶酯酶、聚半乳糖醛酸酶、多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、脂肪氧合酶等。

二、山楂深加工技术

10.山楂的营养与深加工制品有哪些?

山楂属约有1 000个种,作为果树栽培利用的仅有中国的几个种,其他主要供园林观赏。

山楂适应性很强,丰产,且易管理。果实营养丰富,保健功效明显。山楂每100克鲜果含碳水化合物22.1克、钙68毫克、磷20毫克、铁2.1毫克、胡萝卜0.82毫克、核黄素0.05毫克、抗坏血酸89毫克,还含蛋白质0.7克,脂肪0.2克及多种有机酸,尤其是所含单宁及果胶质对人体有良好的保健作用。

山楂的果实、根、茎、叶、皮、核均可入药。

同时,几乎再也找不出一种水果能有山楂那么多的加工产品。除用于医药产品外,还可加工成山楂脯、山楂饼、山楂果冻、山楂汁、山楂露、山楂酒、山楂醋、山楂冷饮等。近年,又开发出果茶、果冻粉等新产品。将来,山楂还能开发出更多的功能食品。

11.怎样加工山楂果丹皮?

山楂果丹皮是深得人们喜爱的传统食品,其制作方法如下:(1)煮果:选用新鲜山楂果,用水洗去表面泥沙及污物,放入锅中,再加入山楂果重量80%的水,加热煮半小时左右。(2)打浆:山楂果软化后捞出,倒入打浆机打浆。打浆机筛板孔径0.5~1毫米。没有打浆机时,人工把山楂捣碎后,倒入缸中,并把煮山楂的水倒入,搅拌成浆状。通过箩筛,把山楂浆中的籽、皮、粗纤维除去,得到山楂细浆。(3)加糖浓缩:在山楂浆里加入山楂重量30%~50%的糖,边加热边搅拌,糖溶解后继续加热,直到浓缩至山楂糖浆明显稠厚,用杯子舀起再倒入,可以看到上面成条、下面成滴即可。(4)刮成薄片:把浓山楂糖浆倒在玻璃板或搪瓷盘上,用刮板摊匀,厚度约3毫米。也可以制一木框,框的宽度20厘米左右,高约10厘米,长比玻璃板稍窄些,一般35~40厘米为宜,底边留有缝隙。把浓山楂糖浆倒进框内,由前往后拉动,就可以在玻璃板上铺上一层浓浆。(5)烘烤:把铺上山楂糖浆的玻璃板移入烘房,温度保持在60~65℃,温度过高,玻璃板易炸。一般干燥到6小时左右,玻璃板上的山楂果丹皮有了韧性时揭起,再放入烤盘或竹篦子上继续烘干表面水分,此时温度可以提高到80℃左右。(6)成型:按产品要求,切成一定形状的片状或卷成筒型等。再送进烘房,进一步干燥到产品标准中规定的水分含量。(7)包装:山楂果丹皮可以是片状,也可以卷成小卷,即成为山楂卷。在成品表面撒上糖粒,装入塑料袋封口。

在打浆时,加入山楂果重量20%~30%的熟地瓜,可以降低成本,增加得率。

12.怎样加工山楂果冻粉?

笔者研制成功的山楂果冻粉,为山楂制品增加了一个新品种。山楂果冻粉是用科学的浸提方法,提取山楂果中的有效成分,再与适当的糖、添加剂等配合,喷雾干燥而成。山楂果冻粉加入适量水加热化开,冷却即为果冻。由此得到的果冻,含有山楂果的全部营养和风味成分。山楂果冻粉易贮存,便于运输。既是成品,可以直接食用;又是原料,可以加工成果酱、果茶、果冻、果汁饮料等产品;还便于与其他原料混合,加工多种多样的新产品,如菜酱、果汁酸奶、山楂煎饼、夹心面包等。加工方法如下:(1)选果:选择无病虫的山楂果,除去果柄,充分洗净。(2)浸提工艺条件的选择:山楂果中所含营养、风味成分绝大多数是水溶性的,用水浸提较为方便。虽然以最大限量提取山楂果中成分是重要的,但还要注意提取成分的营养、功能保持。为此,以易氧化、不耐高温的维生素C的保留率为指标,选择水解和浸提工艺条件。在一定加热时间(20分钟)内,取15~60℃温度范围,随着温度升高,山楂果中维生素C保护率逐渐减小,即维生素C的破坏率增加。而在60~95℃区间,随着温度上升,保留下来的维生素C反倒增加。在较高的加热温度(90~100℃)下,随着加热时间的延长,山楂果中维生素C的保留率逐渐减小。这是因为山楂果中既含有维生素C,同时也含有维生素C氧化酶。当山楂果被破碎,暴露于空气或浸于水中,维生素C接触空气或氧化剂,就会被氧化,维生素C氧化酶会加速这一过程。氧化酶的活性随着温度的升高而增加,但温度超过一定限度,维生素C氧化酶活性被钝化。在上述试验条件下,可能60℃时正是维生素C氧化酶活性最高的时候,从而促进了维生素C的氧化。当温度再提高一点,维生素C氧化酶开始钝化,随着温度的提高,钝化的速度加快,酶活力降低,酶促反应速度减慢,维生素C保留率增加。加热强度进一步提高,非酶促反应的热破坏速度也增加。(3)水解:山楂果中的原果胶需水解成水溶性果胶后,才能用水浸提出来。果胶为直线型多糖,其单元结构主要是D-半乳糖醛酸,许多单元通过α1,4糖苷键连接在一起而成为多聚半乳糖醛酸,其部分羧基甲酯化。果胶在果实细胞间以胶态化合物的形式与纤维素结合,把细胞粘连在一起,从而使果实有一定的强度,这种果胶即是原果胶。原果胶在酸性条件下,可水解成可溶性果胶,同时与纤维素分离而渗出,加热可加速这一过程的进行。随着原果胶的水解,细胞间的结合力降低。细胞结合的松弛,表现为果实的软化。这就是山楂果在贮存期间逐渐变软的原因。原果胶水解的时间主要受pH及温度的左右,温度越高,pH越低,所需时间越短,反之则越长。兼顾水解程度适宜、浸提得率高和营养成分的破坏损失小三方面指标,经试验验证,以80~90℃,20~30分钟的热处理为宜。具体做法是:在300升夹层锅中再加入适量的水(150升),加热到90℃以上,倒入山楂果(200千克),快速加热到85℃,保温半小时。热处理的强度还应根据山楂果的品种、贮存引起的软化程度而做适当的修正。(4)破碎:软化的山楂果很容易破碎。把山楂果破碎是为了得到较高的浸提速度,随着破碎程度的增加,山楂成分在其内部的移动距离缩短;固液接触表面增加,传质速度必然增加。但也不可以过分破碎,否则,粘度太高,不利于过滤。(5)浸提:较高的温度会加快传质速度及降低溶液粘度,搅动有利于保持传质界面的浓度梯度。因此,这一操作应在有搅拌装置的保温罐中进行。浸提通常分数次进行,增加浸次数可以增加得率,但随着浸提次数的增加,浸提汁浓度下降,干燥耗能增加。经济效益是随浸提次数增加而上升到一定高度又下降的一个曲线。浸提次数可以利用试验结果通过理论计算来确定。以笔者所得到的试验结果(表4)为例,其计算方法如下:

利用真空浓缩蒸发每千克水分约需1.1千克蒸汽,折煤约200克(以每千克煤产生5.5千克蒸汽计),如果煤价200元/吨,则蒸发每千克水分约需0.04元,加上水、电、人工操作费用等,可达0.045元。由表4可知,每千克山楂果可得1、2次浸提汁2.2千克,1、2次浸提汁混合后的浓度为6%。当每千克山楂果购价为0.88元时,则每千克混合浸提汁由山楂果进入的成本为0.4元。0.4元钱用在真空浓缩水分上,可蒸发9千克左右的水分,这可以把原来浓度为0.6%的浸提汁浓缩到6.0%。

由上述计算得出的结论是:在设备生产能力容许的情况下,多次浸提的终点是浸提汁浓度下降到0.6%。在试验条件下,浸提5次即可,残渣弃掉或做别用。如果没有真空浓缩设备,采取直接喷雾干燥的工艺路线,蒸发每千克水分需3~4千克的蒸汽,折煤0.7千克左右,加上水、电及人工操作等费用,每千克蒸汽价值0.2元左右,在这种情况下,0.4元钱只能蒸发2千克的水分,只可以把原来浓度是2%的浸提汁浓缩到6%。因此,采取直接喷雾干燥,多次浸提的终点是浸提汁浓度下降到2%。在试验条件下,浸提3次即可。使用笔者设计的浸提罐进行浸提的具体操作步骤如下:浸提罐为0.5~1米3的圆柱型不锈钢罐,在浸提罐的底部放一筛板状假底,底与假底之间留有10~20毫米的空隙,假底起形成过滤层的作用。破碎后的山楂果(200千克)与锅中的水一起倒入浸提罐,再加入200升热水。浸提罐装有搅拌装置,每次加水后,搅拌10~15分钟,然后静置5分钟,打开滤液出口阀门,由假底与底之间的空隙流出滤液,把开始流出的混浊液倒回浸提罐,直到出清液为止。当出口不再有清液流出,关闭阀门,再进行下一次浸提。

为了提高浸提得率和减小蒸发消耗,笔者使用5个浸提罐串联,进行逆流浸提,其效果很好。即把第5罐流出的浸提汁加到第4罐,把第5罐的渣再加热水浸提一次,浸提汁作为煮山楂果的水使用,也就是第1罐的用水。第4罐得到的浸提汁加到第3罐,第3罐得到的浸提汁加到第2罐。第2罐得到的浸提汁与第1罐得到的浸提汁合并,浓度可高达8%~10%。(6)过滤:浸提汁的过滤设备有板框过滤机、离心过滤机、振动筛等。小规模生产,选用振动筛,投资小,使用方便。板框过滤机的生产能力大,过滤澄清度高,适合生产规模大、产品质量高的场合使用。中等规模生产,可选用硅藻土过滤机或离心过滤机,离心机的转速不宜高,否则,筛网很容易被滤渣糊满,使过滤不能进行。(7)配料:在浸提汁或浸提汁经真空浓缩之后得到的浓缩料中,加入适当数量的糖和有降低产品吸潮能力的添加剂。二段液化法制成的麦芽糊精的粘度较低,且随DE值的增大粘度下降。选择DE值为20左右的麦芽糊精作为添加剂,可以满足喷雾干燥及产品的抗吸潮要求。

加入的糖可以是蔗糖,也可以是葡萄糖、糊精、木糖、木糖醇等,根据需要把其中几种混合也行。加糖既是为了产品的需要,也有利于喷雾干燥过程香味成分的保留。加入量根据产品的类型而定,一般情况下,加入糖之后,所得产品与山楂果的重量相同为宜。(8)干燥:浸提汁的干燥一般分两步进行,即经真空浓缩到一定浓度后,再喷雾干燥成粉状。一方面,真空浓缩的热效率大大高于喷雾干燥,比起直接喷雾干燥,两步干燥虽然增加设备投资但可以降低成本。另一方面,在同样体积下,真空浓缩设备的生产能力大大高于喷雾干燥,因此两步干燥可以减小占地面积和降低建筑费用。很明显,利用真空浓缩达到的浓度越高,干燥耗能就越小,但浓缩所需的时间也就越长。虽然真空浓缩的温度较低(50~60℃),但在较长的时间里,也会使营养和香气损失增加。使用单效真空蒸发锅浓缩时这一问题较为突出,使用双效降膜式蒸发设备有所改善。但浓度越高,粘度也就越高,给后来的操作带来了困难。因此,一般浓缩到固形物达到20%左右即可。笔者试验验证,在浸提汁中加糖以后再浓缩,香气保留的效果更好一些。加糖后浓缩,以固形物达到40%(折光计)为宜。真空浓缩时,在0.080~0.93兆帕的真空度下进行,加热蒸汽压力为0.15~0.2兆帕。

直接进行喷雾干燥也有优点,即山楂成分受热时间短,热敏性营养成分损失小,香气成分保留多,其原理如下:Thijssen和Brocks等人于1965年提出,喷雾干燥浓厚液时,之所以能得到保留香气成分较多的粉末,是由于干燥时液滴周围迅速形成了膜的缘故,这种干燥膜具有选择性,可以透水,几乎不透过挥发性的有机成分。Ventning和Hoogstad等人于1967年接着推论:不仅仅在表面膜,就是内层的糖中,芳香分子和水分子扩散稳定时,其移动速度受糖浓度的影响,并为芳香分子的大小所左右,一般说,芳香分子的分子量比水大,分子小的水会被选择性地扩散移动到蒸发表面,首先蒸发。也就是说芳香分子扩散系数比水低。从而,芳香分子的扩散被抑制,导致选择性地蒸发水分。

为了提高产品质量,把第2次的浸提汁加糖后经双效蒸发浓缩后,与第1次的浸提汁混合,送去喷雾干燥,由此方法得到的产品取得了最好的风味。证实上述理论是符合客观实际的。

在喷雾干燥时,料液被喷雾成10~20微米的液滴,其单位重量的表面积很大,大部分水分在0.05~0.1秒的短时间内蒸发,热交换极其迅速地进行,虽然干燥空气的温度较高(120~140℃),但物料温度却不超过该状态下热空气的湿球温度。如果干燥室温度在100℃左右,物料温度一般在56~65℃,而且时间极短。因此,在喷雾干燥过程,从山楂果中提取的色、香、味及营养成分造成的损失极少。

调整进风温度和料液喷雾速度,把干燥塔内温度控制在一定范围内,才能得到干燥良好的粉末,试验结果见表5。提高进风温度和塔内温度,不但可以增加干燥速度,而且提高排潮能力,增加干燥效率,但也容易焦粉,降低产品质量。控制塔内温度低,有利于减小营养成分的损失,但干燥速度慢,雾滴在没有完全干燥时就落到塔底,产品含水分高,容易结块。虽然进风温度和塔内温度的确定受塔高及雾滴大小等多因素的影响,但从试验结果可以看出,通过改变进风温度和进料速度是可以达到较高的热效率和高产品质量这一目标的。

料液雾化是喷雾干燥的关键,雾化的方法常用的有以下两种:压力喷雾法。料液通过高压泵的往复运动,以7~20兆帕的压力,从带有0.5~1.2毫米喷孔的喷嘴中喷出而雾化,与热空气接触被瞬时干燥。离心喷雾法。料液进入水平方向作高速旋转的圆盘而产生离心力,被高速甩出形成雾滴,雾滴沿着圆盘切线方向运动,同时又受到地心引力的作用向下降落,与热空气接触而被干燥。圆盘的圆周速率一般采用100~160米/秒。

两种雾化方法的比较结果,以离心喷雾法好于压力喷雾法,离心盘的出料口不容易被堵塞,塔高有利于较大的雾滴干燥。

山楂果的浸提汁与糖混合后,温度为40~60℃,泵入高位罐,进入离心盘而被喷雾干燥,所获得的粉末状产品冷却后,人工从干燥室中取出,在清洁、干燥的成品室中,用不透水分的包装材料按规定重量包装封口。

用这种方法加工的山楂粉,可以直接食用,其酸甜可口,香气浓郁,如食山楂,却没有山楂的酸、涩。也可以用做加工其他食品的原料,例如:加到酸奶饮料中能增加滑爽、幽雅的特色。这主要是由于含有山楂果的精华,尤其较高的果胶含量(2%~5%)可以给其他食品带来细腻、滑润的感觉。这种加糖的山楂粉很容易加水制成山楂果酱和山楂果冻,尤其制山楂果冻不但方便,而且风味超过用山楂果直接制成的果冻。正因为如此,把这一产品称为山楂果冻粉。

13.怎样加工山楂果冻?

山楂果冻是把山楂汁提出后,加糖浓缩到一定浓度,冷却时形成的凝胶制品。加工过程要注意满足凝胶形成的基本条件,即一定的果胶含量、适当的pH范围和较高的糖浓度。在这三个因素当中,一个因素发生变化,其他两个因素也需要相应地改变。一般情况下,达到如下含量范围内为宜:果胶含量1.0%~1.5%,pH2.5~3.3,糖含量60%~65%。当果胶含量为1%时,pH3.2的凝胶最好;pH低于3.2,凝胶强度逐渐降低;pH降到2.5以下,有糖液析出;pH高于3.5,在通常的固形物浓度下,不能形成凝胶。适宜的固形物浓度是67.5%,浓度降低,胶冻软化。浓度太高,糖结晶析出。

关于果胶、糖与酸形成凝胶的理论解释是:多聚半乳糖醛酸甲酯在水合以后形成粘性溶液,这种高度亲水性溶液在中性范围内最稳定,并带有负电性,当溶液的pH值低于3.5和糖含量达到50%以上时,果胶即脱水,并因电性中和而形成凝胶,即果胶分子之间因氢键相连成网状结构,把糖分子和水分子包围在网格当中,即为胶冻状。酸含量越高,凝胶形成越快,形成时的温度越高。但过快的凝胶速度不利于制果冻的操作,也不适口。提高糖浓度和果胶含量有利于增加果冻的硬度和降低酸含量。但现在人们不喜欢高糖食品,因而需要用热价小、甜度低的糖类代替部分蔗糖。或用木糖醇取代蔗糖,为糖尿病人提供果冻食品。

果胶的凝胶能力还受果胶分子量和甲酯化程度的影响。分子量减小或甲酯化程度降低,都能削弱果胶的凝胶能力。但低甲酯果胶(指相当于50%的羧基游离存在)用糖很小,甚至不用糖,通过加入钙离子或其他二价、三价离子的方法,把果胶分子的羧基相连成凝胶,这是通过离子键结合而成的网状结构。把山楂果胶提取后经一定处理而得到的低甲酯果胶,可用于调制低糖或低热价果冻。

山楂果中的果胶分子量和甲酯化程度,随着山楂品种和贮存时间的长短而有差别。在贮存期间,果胶被缓慢水解,一部分果胶的分子量减小,其凝胶能力下降。

加工方法如下:(1)选果:选择果胶含量高的新鲜山楂果,一般是硬度比较高的果实。除柄洗净。(2)软化:在锅中加入山楂重量1.5倍的水,加热至沸后把山楂果加入,保持80~90℃,20~30分钟。(3)破碎:山楂果软化后,将其捞出破碎。小量生产时,人工压碎。生产量大时,采用双辊破碎机破碎。双辊破碎机的两个辊子直径200~300毫米,长度400毫米左右,用不锈钢或木制都可以,辊子的表面包一层食品用橡胶板,两辊的间距5毫米,可以调节。(4)浸提:破碎后的山楂果倒入锅中原来煮山楂果的水中,搅拌浸提10~15分钟。(5)降酸:由于山楂果中的有机酸含量高,往往能使浸提液的pH降到2以下,如此低的pH,在浓缩过程足以使山楂果胶水解,而且pH越低,浸提液的粘度就越高,而不利于过滤操作。此外,在果冻中,果胶含量要高于总酸,山楂果中的果胶与有机酸随品种和贮存条件有些不同(表6、表7),个别品种(滦红)除外,一般是总酸高于果胶含量,何况是总酸几乎可全部浸提出来,而果胶则很难浸提干净,如果浸提方法不对,还会由于果胶分解而造成较大损失。因此,如不降酸,酸与果胶的比例不能适合最终产品的要求。采用酸碱中和可以很简单地把酸降到需要的水平,加碱量可根据原料山楂的含酸量的不同而不同。加碱太多,也会使最终产品的酸不足而不凝冻。一般在浸提的同时,加入面碱(碳酸钠)或小苏打(碳酸氢钠)中和山楂果中2%左右酸(pH提高到2.5~3.0),加碱量为山楂果重量的0.4%~1%。(6)过滤:为了得到清亮透明的果冻,需要把山楂果中的不溶物过滤除掉。这里介绍一个简单的过滤方法:用一个木制筛子或者竹筐,铺上2层纱布或40目尼龙网,把山楂果浸提液倒入筛(筐)中,开始滤出的滤液倒回筛中,直到滤液清亮后,滤液接入浓缩锅。过滤结束,把滤渣倒回浸提锅中,加热水再浸提1~2次,用同样方法过滤。合并滤液,再用120~160目尼龙网压滤,滤液入浓缩锅。(7)浓缩:从表6与表7可知,山楂果中果胶含量随品种不同及贮存方法的不同而有较大的差别,从山楂果的果胶含量与果冻中果胶含量的比例可以看出,用高果胶含量的山楂果品种制果冻,可以制成山楂果重量2~3倍的果冻;用较低果胶含量的山楂果品种制果冻,只能制成山楂果1~2倍的果冻。果冻中水分含量为30%~40%,即用40%左右的山楂果浸提液加60%的糖,其成分符合果冻的需要。也就是说,需要把山楂浸提液浓缩到山楂果重量的0.4~1.2倍,加入山楂果重量0.6~1.8倍的糖,可以制成山楂果重量1~3倍的果冻。

可以先把山楂果浸提液浓缩到需要的量以后再加糖,其浓缩速度快,但香气损失大;也可以把所需糖全部加入浸提液后再浓缩,其香气损失少,但浓缩浓度慢,尤其是后期,由于粘度高引起操作困难。为了解决这一问题,可先在浸提液中加入部分糖,进行浓缩,有条件的采取真空浓缩,更有利于保持山楂果原有的风味及营养,浓缩到一定浓度后,解除真空,把剩余的糖加入,溶解后正好达到凝冻的条件为恰到好处。先加入的糖占全部糖的60%~70%为宜。(8)凝冻:浓缩结束,趁热倒入不锈钢盘或搪瓷盘中,随着温度下降,开始凝冻。如果不凝冻或硬度太低,有如下原因:没有达到浓缩要求,从果胶凝冻的基本条件可知,当固形物质浓度在55%以下,果胶含量不是特别高的情况下,是不能凝冻的。用折光计检测产品的糖浓度可以判定是否这一原因。为了避免这一问题的发生,应在倒盘前检测浓度,没有折光计时,可以用玻璃棒沾一点,待其冷却,看能否凝冻(表面不粘)来判定浓缩终点。此外,果酱沸点温度与其固形物浓度有对应关系(表8),用温度计测定浓缩液的温度达到105℃时,即为浓缩终点。

另一个原因是由于降酸太多而使浸提液的酸度过低或较低,酸度太低,pH超过3.5,则不能凝冻,酸度较低,凝冻在较低的温度下进行,所以很慢。在浓缩结束时,发现酸度太低,可加入小量柠檬酸,搅拌均匀,立刻倒盘。加酸太多,凝冻在较高温度时即能进行,不利于倒盘操作。

还有一个最容易发生的原因是果胶含量太低。一般情况下,果胶含量低于0.8%时,只能制成果酱。果胶含量不足的原因如下:山楂原料中果胶含量较低,或者加糖太多。浸提方法不得当,果胶浸提得率低。降酸不足,浓缩过程,果胶被水解破坏。(9)切块:凝冻达到要求的果冻,用刀切成3.3厘米左右的方块,或根据需要,切成其他形状的小块。(10)包装:用玻璃纸用切块包好,再装入其他容器里。

为了降低果冻的甜度和适应特殊需要,除了加入蔗糖以外,还可加入其他种类的糖,如葡萄糖、山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、糊精等。各种糖的甜味有较大的差别,以蔗糖为基准的相对甜度表示如下:葡萄糖的甜度是蔗糖甜度的70%,果糖的甜度是蔗糖甜度的173%,转化糖甜度是蔗糖甜度的123%~130%,麦芽糖甜度是蔗糖甜度的33%,乳糖甜度是蔗糖甜度的16%,木糖甜度是蔗糖甜度的40%,甘露糖醇的甜度是蔗糖甜度的70%,山梨糖醇的甜度是蔗糖甜度的48%,木糖醇的甜度与蔗糖的甜度相同。

山梨糖醇因其吸收缓慢,大部分可以到达肠下段,使肠道细菌丛发生改变,肠道B族维生素合成增加。但过量服用会引起腹泻,限量50克/日;木糖醇因其代谢与胰岛素无关,可用于为糖尿病人食用的果冻制品。

一般情况下,果冻的高糖浓度能起到防腐的作用。但如果制成的果冻糖度较低,或者在潮湿的环境里贮存,适当加入防腐剂还是必要的。山梨酸和其钠盐、钾盐或钙盐,是国际上公认最安全的防腐剂之一,食用后,经过人体的代谢作用,被分解成二氧化碳和水。山梨酸在低pH下的防腐作用较强,主要是抑制酵母和霉菌的生长。山梨酸较难溶于水,其钾盐易溶于水,因此,果冻中使用山梨酸钾为宜。

为了提高果冻的凝固能力,增加制品脆度和切面光滑度,可加入少量(0.1%~0.5%)的明矾。

14.怎样同时从山楂中提取果胶和山楂原酒?

众所周知,果胶是性能良好的增稠剂,用于多种果酱、冷饮食品中。更重要的是果胶对人体有明显的保健作用,长期食用果胶者,尽管其他饮食不作丝毫改变,血中胆固醇却明显降低。由美国学者凯默隆教授的实验得知,加喂果胶的实验动物的血清胆固醇水平较低25%~30%。他的另一实验证明,果胶有抗癌的功效。用含1%果胶的饲料喂养大白鼠,结肠癌的发生率降低50%。给实验动物饲以抗癌药氟脲嘧啶的同时,加喂果胶,可以防止抗癌药对胃粘膜的损害。果胶还能与重金属结合,是重金属中毒的有效解毒剂,平常食用有利于消化道废物及有毒物的排泄。

从前述已知,山楂果中含有2%~7%的果胶,有提取的价值。如果能同时把山楂果中的其他有效成分都利用起来,将获得更大的效益。山楂中含有的三萜类和黄酮类成分具有加强和调节心肌,增加心房心室运动振幅和冠心血流量,防止心律紊乱,改善心脏活力的作用。黄桐类化合物易溶于酒中,在用酒精析出果胶的同时,提取了黄酮类成分,因而具备了配制健身开胃酒的基础。生产方法如下:(1)选果:选择果胶含量高的品种,从中选择无病虫害的果实,除去果柄及杂质,充分洗净。(2)软化:在锅中加入山楂果重量1倍的水,加热至沸后加入山楂果,保持80~90℃,20~30分钟,使原果胶水解成水溶性果胶。(3)破碎:山楂果软化后,捞出破碎。小量生产时,人工压碎;生产量大时,采用双辊破碎机破碎。(4)浸提:破碎后的山楂果倒入锅中原来煮山楂果的水中,搅拌浸提10~15分钟,同时加入适量的碱以降低浸提液的酸度,也可降低粘度,避免果胶水解。(5)过滤:为了得到杂质含量小的果胶产品,首先要把山楂果浸提液中的不溶物过滤除掉。过滤分粗滤和精滤两步进行,粗滤的方法可用前述的简法进行。合并粗滤液后,用板框过滤机或硅藻土过滤机精滤。(6)浓缩:滤液用真空浓缩设备浓缩到果胶含量达6%。(7)降温:过滤清了的浸提液,用板式换热器以低温酒精为冷却剂将其冷却到0~5℃。(8)析出果胶:在浸提液中加入经过处理的精制食用酒精,使酒精度达到40%左右。搅拌均匀,放置低温处一夜,果胶析出沉淀到罐底。(9)过滤:把上清液虹吸到贮酒罐之后,有果胶的罐底部分倒入铺有尼龙滤布的筛网中,滤液通过滤布和筛网,流入贮酒罐。手工挤压滤布,尽量把酒液挤出。大量生产时,可采用特制的螺旋压榨机压滤。(10)清洗:把滤布中的果胶用酒精洗2~3遍。对果胶的纯度要求不高时,也可以不用酒精洗,直接干燥即可。洗果胶的酒精用于析出果胶,最终成为酒液。(11)干燥:含酒精的湿果胶很容易晾干,但如此处理酒精损失较大。把含酒精的湿果胶放进特制的真空干燥器内干燥,酒精蒸气通过冷凝器被冷凝下来,或者把酒精蒸气用水吸收后再蒸馏回收。(12)粉碎:把干燥的块状果胶粉碎,粉碎细度通过100目筛。

经过上述操作,既获得了果胶产品,也取得了酒精度为40%左右的山楂原酒。

15.怎样用山楂原酒配制健身开胃酒?

(1)贮酒:山楂酒装满酒罐,酒罐以木制或使用不锈钢材料制成。为防止酒的氧化,可添加亚硫酸或其盐,使二氧化硫含量达60毫克/升。密封放置半年以上,抽上清酒液入调配罐。把酒底子蒸馏回收酒精。(2)选择强化健身开胃的芳香植物与药材:山楂已有健身开胃的功效,为了强化这一效果及美化酒的风味,可以加入一些芳香植物或药材的浸提液。表9例举了一些经常使用的芳香植物和药材。(3)芳香植物的浸提:芳香植物的品种很多,有效成分的溶解情况多有不同,应根据各自特点选择浸提方法,才是最有效的浸提。因此,宜分别浸提,混合使用。花果类芳香植物可直接加10倍20%~30%的稀释酒精浸泡,常温下浸泡10天左右。其他芳香植物需要切碎或粉碎后加8倍30%~40%的稀释酒精浸泡,常温下浸泡30天左右。所用酒精应是经过处理的精制食用酒精,稀释用水最好是蒸馏水。不同特性的芳香植物所用的酒精度和浸泡时间应有所差别。如果急需使用,可适当加温,温度提高10℃,时间可缩短一半。也可在浸泡开始时,将其加热到50~55℃,保温5~10小时后,任其自然冷却至常温,再浸泡5~7天即可。浸泡期间每天搅拌1次,达到规定的浸泡时间后,抽出上清液。在余下部分中再加入同样浓度的稀释酒精,加入量是原来加入量的50%,继续浸泡7~10天,抽出上清液。余下部分压滤得到混浊液静置,沉淀后再抽取上清液。剩余沉淀蒸馏,馏出液与第1次、第2次和第3次抽出的上清液合并使用。(4)化糖:化糖锅洗刷干净,加入锅容量(或糖重量)30%~40%的蒸馏水,边加热,边加糖,边搅拌,使糖全部溶解。加热至沸时,加入小量的柠檬酸,继续保持沸腾10分钟后停止加热,加蒸馏水至刻度,冷却后使用。化成的糖液以每升糖液中含1千克糖为宜,以便于贮存和使用。(5)调配:按配方要求的用量,把山楂酒、糖液、芳香植物浸提液和去离子水送入配料罐,混合均匀后,测定、调整酸度和酒精度等指标到标准。也可以加入0.1%~0.3%的酒用糖色调整酒的颜色。(6)过滤:调配结束的山楂健身酒,用硅藻土过滤机过滤除去混浊。(7)热处理:过滤好的酒泵入板式换热器,用热水或蒸汽加热至72~75℃,进入保温盘管,经2~5分钟,用另一板式换热器降至40℃以下,送贮存罐贮存3~6个月。热处理起到杀菌和促进蛋白质凝结沉淀的作用,同时还有加速酒的成熟的作用。(8)冷处理:达到规定贮存期的山楂健身酒,送入冷冻罐,降温至-3~-5℃,冷冻5~7天,趁冷过滤,除去低温下析出的果胶、蛋白质及单宁等成分。(9)灌装:冷过滤的酒恢复常温后装瓶、封口。酒瓶用1%~2%的碱水浸洗杀菌,再用清水冲洗干净。(10)成品:装好酒的玻璃瓶贴上商标,每瓶外加玻璃纸或塑料纸包装,再用大纸箱包装,贮存条件5~35℃,保质期18个月。

产品标准:感官指标见表10,理化指标见表11,卫生指标见表12。(11)检验:产品须经工厂质检部门进行出厂检验,并保证出厂产品符合产品的标准要求。每批出厂的产品应附有产品说明书。

16.怎样从山楂核中提取香精?

山楂核经干馏,可以提取适合熏制肉制品用的香精,而山楂核只是上述山楂加工制品的副产物,用于提取香精有明显的经济效益。加工方法如下:(1)清杂洗净:将混杂有山楂核的加工副产物晒干,筛选,取山楂核清洗干净后,晒干或烘干。(2)干馏:把山楂核置于200~500升容积的不锈钢干馏锅中,用电加热器加热,蒸发物进入小型蒸馏塔,塔顶有二级列管式冷凝器,把蒸发物冷凝下来。调整加热温度和回流比,可以取得适合不同产品需要的烟熏香精。

三、苹果深加工技术

17.什么样的苹果适合加工苹果汁?

成熟的苹果果实含水分85%左右,总糖量10%~14.2%,苹果酸0.38%~0.63%;每100克果实含胡萝卜素0.64毫克,硫胺素0.08毫克,尼克酸0.8毫克,抗坏血酸40毫克,脂肪0.8毫克,碳水化合物122毫克,蛋白质1.6毫克,钙90毫克,磷74毫克,铁2.4毫克。苹果性味甘、凉,具有生津、润肺、开胃等功效。苹果耐贮存,是鲜食、加工的良好水果品种。

生产苹果汁用的苹果原料,总的要求是:富有苹果风味,糖分较高,酸度适当,香味浓郁,果汁含量高,取汁容易,酶褐变不甚明显等。此外,原料苹果要健全完好,果实以成熟为好。未成熟的果有生果味,果汁偏酸偏涩,且少甜味,浓度也较低;过熟果缺少风味,果汁品质低劣,压榨、澄清、过滤比较困难,出汁率低。作为制汁用的苹果最好是专用品种,稳定的原料来源可以保证果汁质量稳定。

苹果中以红玉、国光等脆性苹果为榨汁的优良品种。红玉果肉黄色致密,香气浓,果汁多,酸味稍强,贮藏期较长,榨汁率高,加工过程中褐变少,制成的混浊果汁、透明果汁、带果肉果汁色泽均佳,可以制得风味优良的产品。国光苹果果肉黄白色,酸甜适度,虽然其芳香较弱,在加工过程中容易产生褐变,遇空气变暗色,但榨汁率高,果汁的香味温和,还是属于较标准的原料。

苹果在贮藏中,由于水分的蒸发而减少了重量,而且由于代谢作用,糖和酸消耗,硬度、鲜度、榨汁率均下降,果汁的质量也恶化。因此,在生产前必须认真选择。以保证产品质量。

18.怎样加工苹果汁?

(1)原料的清选:选择优质的苹果原料,是果汁生产的重要环节。原料中有时混入病虫害果和腐败果,有时在贮藏过程中也会产生腐败果。这些腐败果除给产品带来腐败味外,也是微生物污染的根源。病虫害果是苦味的原因,还会使果汁的色泽恶化,因此,必须在清洗时剔除。(2)原料的洗涤:选果之后,还要将附着在果实上的泥土、微生物、农药洗净。一般采用喷水冲洗或流动水冲洗。对于农药残留量较多果实,水洗后,将果实放在1%氢氧化钠和0.1%~0.2%的洗涤剂混合液中,浸泡10分钟。使用盐酸溶液也有同样效果,但盐酸溶液对洗涤机有腐蚀作用,所以多采用氢氧化钠溶液。洗涤液的温度越高,洗涤效果越好,但温度过高时,苹果容易软化,会导致榨汁障碍。因此,洗涤液的温度控制在40℃以下。苹果用洗涤液浸泡后,进行水洗,充分洗去果实表面的洗涤液。(3)剥皮去芯:生产带果肉果汁处理原料时,为防止果皮中红色素的溶出和避免夹杂物的混入,一般采用苹果剥皮去芯机进行剥皮去芯。(4)破碎:将洗净的果实用苹果磨碎机或锤式破碎机进行破碎。在破碎机里,苹果受锤打击而破碎,并从底部排出。破碎粒子的大小,可以由底部带孔板的孔径大小来调节,但是,过熟的苹果,往往会破碎过度,造成榨汁困难。所以要根据苹果的硬度,改变锤碎机的回转速度。

生产混浊苹果汁时,苹果中的多元酚物质由于多元酚酶的作用,易产生褐变。为了防止褐变,破碎时可添加抗坏血酸。添加量为1吨苹果原料,添加1千克5%~10%的抗坏血酸溶液,用定量泵将溶液注入到破碎机中去。必须使抗坏血酸溶液保持一定的浓度,苹果原料的供应量也需要有效的控制。(5)榨汁:苹果的榨汁大致有压榨法和离心分离法两种。运转方式有间歇式和连续式两种。常用的榨汁机有水压压榨机、螺旋压榨机、圆锥过滤网离心分离机、滗析式离心分离机等。

果实的出汁率取决于果实的质地、品种、成熟度和新鲜度、加工季节、榨汁方法和榨汁的效能。压榨饼的孔隙度、果汁的粘度对出汁率也有较大的影响。果实的破碎和出汁,不论采用何种设备和方法,均要求工艺过程短,出汁率高,防止和减轻果汁色、香、味的损害,要最大限度地防止空气的混入。苹果采用破碎压榨取汁法的出汁率为70%~80%。(6)筛滤:经压榨得到的新鲜果汁中,含有的悬浮物的类型和数量,因榨汁方法和果实组织结构的不同而不同。粗大的悬浮物来自果肉组织或细胞壁。种子、果皮和其他悬浮物,不仅影响果汁的外观和风味,而且还会使果汁很快发生变质。

另外,果肉中氧化酶和果胶酶的含量要比果汁多。果汁中果肉含量过多,在杀菌和芳香回收操作时,往往会产生焦糊。因此,榨出的果汁,应立即通过筛滤分离出果肉浆。对于混浊果汁,应在保存色粒以获得最佳色泽、风味和香味特性的前提下,除去分散在果汁中的粗大颗粒和悬浮物。对于透明果汁,筛滤之后还需精滤,或先行澄清后过滤,务必除尽全部悬浮粒。

筛滤使用不锈钢的回转筛或振动筛,滤网以60~100目为宜。(7)澄清:对于果汁生产来说,通过澄清和过滤,不仅要除去新鲜果汁中的全部悬浮物,而且还需要除去容易产生沉淀的胶粒。苹果原料中存在的果胶,有很强的保护胶体作用,能保持稳定的混浊度。果胶溶液的粘度大,如果不加处理,会给过滤造成很大的困难,而且即使过滤之后,在贮藏过程中,果汁中的果胶和其他高分子物质,也会由于分解、与金属离子结合及其他原因,产生沉淀。因此,必须对果汁进行澄清。

澄清的方法一般采用加单宁、明胶、皂土处理、果胶分解酶处理和其他物理方法等。

①酶处理:加酶澄清法,是利用果胶酶水解果汁中的果胶物质,使果汁中其他胶体物质失去保护作用而共同沉淀,达到澄清的目的。通常所说的果胶酶是指分解果胶的多种酶的总称,例如果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶等。我国目前用于澄清果汁的酶制剂是用黑曲霉或米曲霉两种霉菌生产的,这些酶制剂需要在较低的pH环境下使用,所以适合于果汁的澄清。

果胶酶使果汁中的果胶物质水解,生成聚半乳糖醛酸和其他降解产物,而失去胶凝化特性后,果汁中的非可溶性悬浮颗粒会聚集在一起,形成一种可见的絮状物。果胶酶的反应速度与温度有关,在50~55℃以内,随温度升高而加速;超过55℃时,高温使酶钝化,反应速度减慢。

澄清果汁时,酶制剂用量根据果汁的性质、果胶物质的含量及酶制剂的活性而定,一般用量为0.2%~0.4%。一般在榨出的新鲜果汁中直接加入酶制剂即可。因榨出的新鲜果汁未经加热处理,直接加入酶制剂,可以和果汁中原有的酶协同作用,使澄清作用更快。有时由于苹果的品种不同等原因,用单一酶处理,很难澄清,这时可采取纤维素酶、淀粉酶和酸性蛋白酶并用的方法,提高澄清效果。果汁中含有大量的铜、铁等金属离子,有时会阻碍酶的作用,此时,可在加入酶制剂,作用20~30分钟后,加入微量的动物胶如明胶,可防止酶活性下降,在20℃下澄清,效果良好。

②明胶单宁澄清法:单宁和明胶或鱼胶、干酪素等蛋白质物质,可形成明胶酸盐的络合物,随着络合物的沉淀,果汁中的悬浮颗粒被缠绕而随着下沉。此外,果汁中的果胶、纤维素、单宁及多缩戊糖等带有负电荷,酸介质、明胶带正电荷,正负电荷微粒的相互作用,使凝结沉淀。

明胶的用量因明胶、果汁的种类不同而异,均需在使用前试验确定用量。试验方法是:取欲测果汁数份,每份100毫升,均加入定量(通常2~10毫升)1%的明胶溶液,混合均匀,置于刻度量筒风,观察澄清度及沉淀的体积和致密度,确定最适用量。新鲜果汁本身有少量的单宁,因品种而有差异,但不足于澄清果汁的需要。单宁加入量的确定方法与明胶相同。

将所需明胶用量(一般100升果汁约需明胶20克)和单宁用量(一般100升果汁约需单宁10克),配成1%溶液,按实际用量在不断搅拌下徐徐加入果汁中,要混合得均匀。明胶溶液的浓度不能过高,且必须在充分搅拌下慢慢加入。溶液加入后应在8~12℃室温下静置6~10小时,使胶体凝聚、沉淀。温度过高常导致澄清缓慢,温度过低则可导致出现混浊现象。澄清的果汁以虹吸取出,用泵送往过滤。

③冷冻澄清法:冷冻可改变胶体的性质,在解冻时形成沉淀。这种胶体的变性作用显然是由于浓缩和脱水复合影响的结果。

④加热凝聚澄清法:果汁中的胶体物质常因加热而凝聚,并容易沉淀。此法简便、效果好,所以应用较为普遍。此法是在80~90秒钟内,将果汁加热到80~82℃,然后以同样短的时间冷却至室温。由于温度的剧变,使果汁中的蛋白质和其他胶体物质变性,凝固析出,果汁得到澄清。由于加热时间短,对果汁的风味影响很小。为避免有害的氧化作用,并使挥发性芳香物质的损失降至最低限度,加热必须在无氧条件下进行,一般可采用密闭的管式热交换器或瞬间巴氏杀菌器进行加热和冷却。

过熟的苹果酸含量减少,pH较高,会造成澄清困难。为此,必须适当调整pH。澄清过滤后的果汁,经加热杀菌,有时还会再次出现混浊,这是由于澄清前没有进行加热处理或加热温度偏低时产生的现象。通过高温加热杀菌以后,再进行澄清就能够防止这种现象出现。透明果汁在贮藏中,有时也会产生二次沉淀,这种沉淀可能是果胶分解产物,与金属离子结合形成很大的分子,或多元酚类的聚合而产生的沉淀现象。(8)过滤:果汁不论采用哪一种澄清法,在澄清之后还须进行过滤,除去澄清出来的沉淀和悬浮物,使果汁清亮透明。常用的过滤设备有袋滤器、纤维过滤器、板框过滤机、真空过滤器、离心分离机等。滤材有帆布、不锈钢丝布、纤维、石棉、棉浆、硅藻土等。过滤速度受到过滤器的滤孔大小、果汁压力、果汁粘度、果汁中悬浮颗粒的密度和大小以及果汁温度的影响。不论采用哪一种类型的过滤器,都必须避免压缩性的果肉淤塞滤孔。在选择和应用过滤器及辅助设备时,必须特别注意防止果汁被金属离子污染,并尽量减少与空气接触。常用的过滤机和过滤方法如下:

①硅藻土过滤:对于非常混浊的果汁或从经济考虑起见,可以采用硅藻土进行预滤。硅藻土是一种具有高度多孔性、低重力的助滤剂。过滤之前,先要在滤网表面预涂一层硅藻土,然后泵入果汁和硅藻土的混合物。硅藻土由一只特殊类型的定量加液器加入到流动的果汁中。硅藻土的加入量,一般依果汁的悬浮颗粒数量和果汁的粘度而定。影响硅藻土过滤能力的因素有:果汁中非可溶性固形物的种类和数量、滤板表面积、滤框能负荷的硅藻土量。滤框负荷硅藻土的量取决于硅藻土滤框数量和大小,一个大小为40厘米×40厘米的硅藻土滤框约可负荷硅藻土1.4千克,60厘米×60厘米的滤框可负荷硅藻土约4千克。每1 000升苹果汁需用硅藻土1~2千克。应用硅藻土过滤机,须用一台有效的离心泵,以保持较高的滤压,保证理想的过滤速度。

②薄层过滤:薄层过滤的滤板是由石棉和纤维混合物构成的,使用时可根据过滤机框的大小,剪成40厘米2或60厘米2。每平方厘米滤板的孔数和大小,因滤板的种类和类型不同而不同。

③真空过滤:过滤前,在真空过滤器的滤筛上涂一层厚6.7厘米的硅藻土,滤筛部分浸没在果汁中。过滤器以一定速度转动,均一地把果汁带入整个过滤筛表面。过滤器的真空使过滤器顶部和底部果汁有效地渗过助滤剂。由一特殊阀门来保持过滤器的真空和果汁的流出。过滤器的真空度一般维持在84.6千帕。(9)均质:均质是混浊果汁生产上的特殊操作,其目的是使不同粒子的悬浮液均质化,使果汁保持一定的混浊度,获得不同分离和沉淀的果汁。当果汁通过均质机时,果汁中所含的悬浮粒子被破碎,均匀而稳定地分散于果汁中,使果胶和果汁亲和,保持果汁均匀的混浊度。否则,由于悬浮颗粒较大,在重力的作用下会逐渐沉淀而失去均匀性。

可采用的均质设备有高压式、回转式、超声波式。常用的高压式均质机是在9.8~18.6兆帕压力下,使悬浮粒子受压而破碎。主要是通过一个均质阀的作用,加高压的果汁从阀心与阀座间的极端狭窄的间隙中通过,较大的颗粒被挤碎,然后由于急速降低压力而膨胀和冲击作用,使粒子微细化并均匀地分散在果汁中。胶体磨也可用于均质,当果汁流经胶体磨定子和转子间可变环状间隙时(间隙为0.05~0.075毫米),受到强大的剪切力、摩擦力、撞击力、高频震动等复合力的作用,所含的颗粒相互冲击、破碎、分散、混合,从而达到均质的目的,微粒的细度可达0.002毫米。超声波均质机是利用强大的空穴作用力,产生紊流、摩擦、冲击等而使粒子破碎。(10)脱气:存在于果实细胞间隙中的氧、氮和呼吸作用产生的二氧化碳等气体,在果汁加工过程中进入果汁,或被吸附在果肉微粒及胶体颗粒的表面。同时由于果汁与环境空气接触的结果,增加了气体含量。果汁中存在的氧气,不仅会使果汁中的维生素C受破坏,而且与果汁中的其他成分产生反应使香气和色泽恶化,还会引起马口铁罐内壁腐蚀。这些影响在加热时将更加明显。

脱气亦称去氧或脱氧,即在果汁加工中除去果汁中的氧。脱氧可防止或减轻果汁中色素、维生素C、香气成分和其他物质的氧化,防止品质降低;由于除去附着于悬浮微粒上的气体,减少或避免微粒上浮,而保持良好外观;防止或减少装罐和杀菌时产生泡沫;减少马口铁内壁腐蚀;但可能造成挥发性芳香物质的损失。为避免这种损失,必要时可进行芳香物质的回收,再加回到果汁中,以保持果汁原有的风味。果汁的脱氧有真空法、氮气交换法、酶法脱气法和抗氧化剂法等。

①真空脱气法:将处理过的果汁用泵打到真空脱气罐进行抽气。操作要点是,一要控制适当的真空度和果汁温度。为了充分脱气,果汁温度应当比真空罐内绝对压力相对应的温度高2~3℃。热脱气的果汁温度为50~70℃,常温脱气的果汁温度为20~25℃。真空罐的真空度为90.7~93.3千帕。二要加大处理果汁的表面积,通常是使果汁分散成薄膜或雾状以利于脱气,方法有离心脱气、加压脱气和薄膜流下式三种。三要有充分的脱气时间,脱气时间取决于果汁的性状、温度和果汁在脱气罐内的状态。粘度高、固形物含量高的果汁脱气困难,因此脱气时间要适当增加。

真空脱气处理时,一般有2%~5%的水分和少量挥发性成分的损失,必要时可回收,收入果汁中。真空脱气机可与均质机、瞬间加热器连接,以保证生产过程连续化。

②氮气交换法:在果汁中通入氮气,使果汁在氮气泡沫流的强烈冲击下,失去所附着的氧,最后剩余的几乎都是氮气。脱氧的速度及

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