项目四　果蔬汁饮料加工技术

【必备知识】

果蔬汁类及其饮料产品的分类

按照我国国家标准GB/T 10789—2015中的规定，我国果蔬汁及其饮料产品主要分为以下几类。

1.果蔬汁（浆）

以水果或蔬菜为原料，从采用物理方法（机械方法、水浸提等）制成的可发酵但未发酵的汁液、浆液制品；或在浓缩果蔬汁（浆）中加入其加工过程中除去的等量水分复原制成的汁液、浆液制品，如原榨果汁（非复原果汁）、果汁（复原果汁）、蔬菜汁、果浆/蔬菜浆、复合果蔬汁（浆）等。

2.浓缩果蔬汁（浆）

以水果或蔬菜为原料，从采用物理方法榨取的果汁（浆）或蔬菜汁（浆）中除去一定量的水分制成的，加入其加工过程中除去的等量水分复原后具有果汁（浆）或蔬菜汁（浆）应有特征的制品。

含有不少于两种浓缩果汁（浆），或浓缩蔬菜汁（浆），或浓缩果汁（浆）和浓缩蔬菜汁（浆）的制品为浓缩复合果蔬汁（浆）。

3.果蔬汁（浆）类饮料

以果蔬汁（浆）、浓缩果蔬汁（浆）为原料，添加或不添加其他食品原辅料和（或）食品添加剂，经加工制成的制品，如果蔬汁饮料、果肉（浆）饮料、复合果蔬汁饮料、果蔬汁饮料浓浆、发酵果蔬汁饮料、水果饮料等。

【关键技能】

一、常见果汁及其饮料的生产工艺

（一）柑橘汁及其饮料

柑橘汁酸甜适口，色泽柔和，有柑橘的香气，含有多种人体所需的维生素和矿物质。这些特有感官、理化性质的结合，使柑橘汁生产成为世界上规模最大的食品行业之一。柑橘汁的加工季节较长，每年可达6～9个月。在柑橘汁加工中以甜橙汁为主要产品。

1.天然柑橘汁生产工艺

天然柑橘汁是指含果汁100%的原果汁，其生产工艺流程见图2-2。

2.工艺要点

（1）洗净与选果　原料经验收合格后，通过流水进行输送。由于与水相互接触，能除去原料中的泥沙和附着物。但是过长的流水道，会助长果实的污染，促进某些品种果实的果皮软化。因此，必须尽可能地供给新鲜的流水，使水中含适量的有效氯（30～50mg/kg），保持流水槽的清洁。

原料从流水槽通过提升机送到选果传动带。选果传动带两侧的操作人员将原料中的病害果、未熟果（青果）、枯果、过熟果、软果、伤害果等剔除。合格果抽样测定，在初期熟果较多，后期腐败果和变形果较多。

存放的原料可能污染有泥沙、尘土、农药等，必须洗净。洗净工序是原料在回转刷上一边回转一边机械洗净，洗涤剂采用食用脂肪酸系列的洗涤剂（0.2%），洗涤剂从回转原料的上部滴下来。原料经过回转刷后，立即采用新净清水反复淋洗以去除附着的洗涤剂，然后检查并剔除存放中出现的不合格果实。再通过第二次选果，分别送往榨汁机榨汁。

（2）榨汁　为了榨取优质的果汁，必须注意以下问题：①榨汁得率要高；②不得含有大量果皮油；③防止白皮层和囊衣的混入，这些物质如果研碎，苦味成分就混入果汁中，不仅增加了苦味，而且成为加热臭的原因；④可以适量混入果肉浆（砂瓤膜），附着在果肉浆上的色素能给予果汁适当的色泽；⑤应该采用避免种子破碎的榨汁方法，种子中含柠碱，如混入果汁中会增加苦味；⑥榨汁成本要低。柑橘榨汁最早采用手工榨汁器和半机械化榨汁机榨汁，榨汁效率低。目前柑橘榨汁用的机械有美国FMC公司的线上榨汁机、布朗榨汁机等。

（3）过滤　榨汁的方法不同，过滤方法也不相同。榨出的果汁中含有果皮的碎片和囊衣、粗的果肉浆等。不同榨汁方式所含的夹杂物也不相同。为了除去这些夹杂物，必须进行粗滤（筛滤）。手工和半机械化榨出的果汁，用20目振荡筛分离果汁和果渣。榨汁与过滤对甜橙汁的柠碱含量有所影响，甜橙汁的苦味是由磨碎和浸渍白软皮、中心维管束和芯皮膜所致，同时果汁与这些组分接触时间长短对苦味也有关系。一般地说，榨汁机均附有果汁粗滤设备，榨出的果汁经粗滤后立即排出果渣及种子，因此无需另设粗滤器。

经粗滤的果汁立即送往精滤机进行精滤，筛孔的孔径为0.3mm。果汁的质地可由调节精滤机的压力与筛筒的筛孔大小加以控制。

（4）果汁的调和　调节了果肉浆含量后的果汁，放入带搅拌器的不锈钢容器中进行调和，使其品质和成分一致。

果汁的糖酸比，各国、各地区要求并不相同。日本农林省食品研究所对温州蜜柑天然果汁的嗜好所作的调查认为，最佳的糖酸比是12∶5。但是由于地区不同，要使所有产品都和这种糖酸比一致是很困难的。美国最好的糖酸比为13∶5，根据不同等级可以在（12∶5）～（19∶5），实际上大多数产品为（13∶5）～（17∶5）。一般地说，甜橙汁呈橙黄色，如需加深色泽，可用红玉血橙调和。

（5）脱油和脱气　调和后的果汁含有过量的甜橙油，需要用脱油机脱油，以除去多余的一部分甜橙油。甜橙汁中所含少量甜橙油可使果汁具有愉快的香气，并增加风味；但在某种条件下，也会产生不愉快的气味。在贮藏过程中，甜橙油中的主要成分氧化是果汁变味的主要原因。脱油防止果汁变味的方法，过去是选用合适的榨汁机和调整榨汁机来进行；或先把果实放在85～90℃热水中浸1～3min，使果皮软化后榨汁。现在生产上采用类似小型真空浓缩蒸发器的脱油器进行脱油，果汁喷入到真空度为90.65～93.31kPa的脱油器中，并加热到51℃，多余的甜橙油被蒸发，并随蒸气而冷凝。此时果汁中有3%～6%的水分也被蒸发掉。冷凝液通过离心机分离出甜橙油，留在下层的水重新返回到果汁中。果汁中的甜橙油以容量计，宜保持在0.015%～0.025%。美国A级橙汁规定其中甜橙油含量为0.035%以下。

调和后的果汁中含有多种气体，特别是空气会使果汁氧化，是果汁品质劣化的原因。其中与品质劣化最有关系的是氧气。氧气在榨汁中也会混入，由于过度的搅拌或桨叶的回转而增加，除溶解在果汁中之外，还吸附在果肉浆和胶体粒子表面。

通过脱气可以防止维生素C损失；防止香味和色泽变化；防止好氧性微生物繁殖；防止果肉浆和气体悬浮物悬浮在果汁的上部；防止杀菌和装填时产生气泡；对于镀锡薄钢板罐等罐装果汁，有防止腐蚀的作用。脱气的缺点是会损失一部分香气成分。

为了去除果汁中的气体，脱气时的果汁温度要比真空室中饱和蒸汽压相应的温度稍高些，这样果汁发生突沸，就能迅速地除去气体。从脱气效果、机器大小、清洗难易程度来看，在真空室内使果汁呈薄膜状流下的脱气方式被最广泛地采用。脱气时有2%～3%的水分蒸发。在进行真空脱油的同时也可以起脱气作用，因此，脱油与脱气可以在同一设备中进行。

（6）加热杀菌　果汁中含有大量的微生物和酶。杀菌的目的就在于通过加热杀灭微生物，钝化果胶分解酶和抗坏血酸氧化酶。以风味和含抗坏血酸为主要特色的果汁对热极为敏感，过度加热易使风味和抗坏血酸受到破坏和损失，因此必须采用使这种破坏和损失达到最小限度的杀菌方法。

过去罐装饮料在常温下装填和真空封罐以后，进行回转杀菌。这种杀菌条件是罐头中心温度在85℃以上保持不少于5min，近来果汁饮料的杀菌几乎都采用瞬间杀菌。瞬间杀菌的理论是以杀菌温度上升10℃，杀菌效果上升10倍为依据，即80℃需要30min，90℃只需要3min即可达到同样效果。由于时间短，品质的劣化可以限制在最低程度，果实饮料风味的变化和抗坏血酸的损失较小。

瞬间杀菌法所采用的设备是板式热交换器，加热、保温及冷却可在同一设备中进行。脱气后的果汁通过杀菌器，在15～20s内温度可达93～95℃，保持15～20s后，热交换器中的温度降到90℃左右，送往装填。现在所使用的高速封口机、装瓶机都采用93～95℃杀菌后热装瓶（罐）的工艺，并尽可能缩短杀菌之后到冷却间的时间。

果汁本身存在的酶，有导致分离、澄清的果胶分解酶，在果汁生产中必须使之钝化。杀菌的同时也能使酶钝化。为了增加果汁的稳定性和保持浑浊度，加热杀菌温度必须达到93.3℃；保持果汁稳定性取决于加热的时间和果汁的pH值。

（7）装填和冷却　现在果汁饮料除纸质容器外几乎都采用热装填。装满的果汁冷却后容积缩小，其顶隙形成真空度。可以说这种方法是保持果汁品质的最好方法。但是，和脱气杀菌操作一样，挥发性芳香成分会有少量损失。

杀菌结束后，果汁的温度因作业线的长短而不同，一般要下降1～3℃。装填的果汁温度为90℃左右。灌装时，洗净的空罐进行自动定量灌装后立即密封。将密封后的罐头倒置30～60s，利用果汁的余热对罐盖进行杀菌，随之喷冷水，将罐快速冷却至38℃左右。对于温州蜜柑果汁来说，是否产生加热臭是特别重要的问题，缩短杀菌之后到冷却之间的时间，是防止果汁劣化的技术关键。

（二）浓缩苹果汁

浓缩苹果汁有清汁和混汁之分，浓缩苹果清汁的加工工艺见图2-3。浓缩苹果混汁比清汁缺少脱胶和精滤两道工序，其余与清汁相同。

1.原料的选择与成分分析

苹果在正式加工之前，原料按标准验收及测定成分。要用新鲜完好的苹果，严防混入腐烂苹果。原料的成熟度以成熟果或接近成熟为宜，禁止收购过熟果及不成熟果。这是因为成熟过度的苹果果胶溶出较多，对榨汁和脱胶不利；成熟度差的苹果不仅风味差，而且淀粉含量高，致使初滤排渣量大，不但损伤和缩短设备使用寿命，甚至导致无法加工，且大大降低了果汁风味和出汁率。

由于苹果品种不同及成熟度的差别，造成各种苹果的成分差异而给加工带来影响。此外，在原料收购后进入加工之前，还有一段存放期，此期间苹果的成分亦发生变化。为使加工工艺能适应原料的成分特性，对进厂原料及存放后的原料要测定果胶、淀粉、单宁及可溶性固形物等成分含量。

2.送料

原料贮存于流送台，输送时通过流送台下的流送沟以循环水将水果送入加工线。以水流送苹果减轻了劳动强度，又起到了洗涤作用。流送台应有较大的容量，若每天有100t的吞吐量，则流送台需300～500t的容量或更大些，兼有临时存放、催熟与送料的作用。

送料过程应注意根据原料存放时间和成分变化情况有计划地存放和送料，避免苹果过度成熟和腐烂损失。对不太成熟的苹果要用冷库贮存，再出库催熟，然后送入加工线。

3.洗拣果

洗拣果按冲洗、消毒、喷淋、拣果顺序进行。通过长达几十米的流送槽送果，在流送的过程中洗掉苹果表面的污垢、农药及杂草，流送槽设专人拣除杂草。之后苹果进入水槽消毒，消毒剂一般用配成一定浓度的漂白粉溶液，定时补充和更换。消毒后苹果进入洗果机以自来水喷淋冲净药液。在拣果机上，弃去腐烂果、坏果、不成熟小果，对腐烂较小部分予以修整，使其不进入下道工序，这也是保证果汁品质和风味的一步重要操作。

4.磨碎和榨汁

苹果经传送带提升入果仓，再磨碎成浆，由螺杆泵将果浆泵入榨汁机榨汁。榨汁操作可在不同的设备中进行，有布赫液压水果榨汁机、带式榨汁机等。布赫液压水果榨汁机处理能力大，出汁率高，可自动压榨和自动排渣。在挤压室中设置了上百条似绳状的过滤元件，可以起到过滤、导流及疏松渣料的作用。压榨时间要根据品种及成熟度而变动，榨汁后排出的固体果渣水分含量应小于70%，若高于70%则应增加压榨时间。

5.加热

汇集于榨汁机贮汁槽的果汁用泵打入果汁收集罐（也称缓冲罐），先经过板式热交换器加热，再进行一级分离（初滤）。加热的目的是为了使果汁脱胶中酶制剂在最适温度范围内达到最大活力。不同酶制剂的最适温度是有差别的，如果胶酶为40～50℃，淀粉酶为55～60℃。两种酶制剂加入，就选择接近二者最适温度的50℃。加热温度稳定在50℃左右，切忌忽高忽低，尤其不能偏高。当温度超过55℃时，果胶酶活力大大降低；在60～65℃，果胶酶经2min就失去活性。

6.两级分离（初滤和精滤）

加热后的果汁要立即进行一级分离，以离心方法排出果汁中不溶性粗淀粉及较大的果渣。该分离机为碟片式离心分离机，转速高达6000r/min，能自动排渣，分离精度很高，分离果汁的流量必须控制好工艺参数，同时还要控制自动排渣的时间与排渣量，由于苹果的品种不同，成熟度不同，其粗淀粉的含量差别很大，如“红玉”比“国光”、“金帅”苹果淀粉量高。成熟度低的苹果淀粉含量也高。这就需要在一级分离时缩短排渣间隔时间，增加排渣量。但应注意，排渣间隔时间在不影响产品质量及设备正常运转的情况下，应尽量长一点，否则造成果汁浪费。排掉的液体果渣可继续发酵酿酒，以达到综合利用的目的。

二级分离在果汁脱胶工序之后进行。该工序采用离心澄清工艺，将脱胶罐的上清果汁进行第二次分离，使果汁澄清透明。经二级分离后的果汁（即苹果原汁）用分光光度计检测，10mm比色杯，波长625nm时，透光率可达92%以上，最高可达98%；若低于90%，说明澄清效果不理想，应立即采取措施。二级分离的排渣量与排渣时间、排渣间隔时间均不同于一级分离。果汁脱胶罐中的沉淀物要返回一级分离机，以回收沉淀物中的果汁。

7.脱胶（澄清）

果汁澄清是浓缩苹果清汁加工整个生产线上最关键的工序。

（1）脱胶中加入的材料　脱胶中加入果胶酶、淀粉酶、明胶、硅溶胶和膨润土五种材料。加入酶制剂是为了水解果胶和淀粉，将其降解成可溶性小分子物质。加入明胶（与硅溶胶配对使用）是为了除去果汁中的多酚物质、其他带电悬浮物和部分中性悬浮物质。加入助滤剂膨润土可吸附蛋白质及其他悬浮物质，并加速沉降。

果胶物质的存在使果汁黏度增加，因而为果汁澄清和浓缩增加了困难。而浓缩果汁作为原料加工制成饮料，则可因果胶与水中的钙离子、镁离子结合形成沉淀，所以果胶又是饮料浑浊沉淀的原因之一。加入果胶酶使果胶降解成小分子产物，同时使果汁中其他胶体及悬浮物失去保护作用而沉淀，达到澄清效果。

淀粉颗粒的存在使果汁浑浊，淀粉酶水解淀粉的最终产物为麦芽糖、葡萄糖。

果汁中过多的单宁物质使果汁涩味过重，也是果汁浑浊的因素。加入明胶，可形成明胶单宁配合物沉淀，果汁中的悬浮物质亦被缠绕而随之沉淀。另外，明胶带正电荷，果汁中的单宁、果胶、纤维素及多缩戊糖等带负电荷，正负电荷的微粒相互作用可达到凝集沉淀的效果，加明胶以后还要加带负电荷的硅溶胶，它可与果汁中带正电荷的粒子作用，也与明胶作用，形成大粒的中性物质沉淀。由于明胶、硅溶胶的作用，果汁中的多酚物质及其他杂质则一起生成大片絮状物质，加速了沉降过程，缩短了果汁的澄清时间。

加入膨润土可吸附果汁中的蛋白质及其他胶体，沉降其他悬浮物质，是非常好的果汁澄清助滤剂。

（2）酶制剂的作用条件及加入量　果胶酶、淀粉酶是具有很高活力的生物催化剂，其反应速度、作用效果与果汁的温度、pH值等有关。

经加热后输入脱胶罐的果汁温度保持在50℃，选择的是接近两种酶最适温度的温度。果胶酶、淀粉酶的适宜pH值为3.0～5.5，而苹果汁的pH值一般为3.0～4.0，正好在这个范围。个别时候，有的苹果品种酸度高，造成果汁的pH值小于3时，酶的活力则下降50%，这时应加低酸果汁或加水稀释混合，调整pH值达3以上。果汁的pH值在3.5左右时，酶的活力最高。

酶制剂的加入量要根据果汁中的果胶、淀粉含量来确定，同时也要根据不同厂家生产的酶制剂的活力大小来确定。

（3）辅助材料的处理、加入顺序与反应时间　用于果汁澄清的五种辅助材料加入前要进行浸泡处理，方法是：果胶酶、淀粉酶以50℃果汁浸泡30min；膨润土以果汁浸泡2h，不得有块状物；明胶以冷水浸泡1h成蓬松状。

加入顺序：先将果胶酶、淀粉酶同时加入，反应30～40min后，再加入明胶、硅溶胶，8～9min后加入膨润土，沉降、静置50min。加入辅料的同时进行搅拌。从加入辅料到澄清完毕约需要90～100min，若超过2h，则会影响整个加工线的连续性和产量。

（4）脱胶过程中的化验检测　脱胶罐中的果汁在加入酶制剂反应30min后，检查果胶、淀粉是否水解完全，要通过酒精试验、碘试验确定。明胶加入量则通过最佳剂量试验确定。车间设流程化验室逐罐检验，对个别仍残存果胶、淀粉者需补加酶制剂。辅料的加入量要准确、适量。脱胶罐上清果汁在进行二级分离后要进行透明度的检测，以判断是否达到了澄清要求。

8.提香兼巴氏杀菌

二级分离后的果汁通过板式热交换器进行瞬间高温杀菌，温度控制在95～105℃，杀菌时间为几秒钟，使果汁风味和维生素含量不遭破坏。苹果香料的提取经过三级蒸发器，三级蒸发器具有不同的压力、温度和流量，将苹果香料浓缩100～150倍。香料单独装桶贮存。

9.浓缩

若采用真空薄膜式离心蒸发器，在50℃条件下1～3s即蒸发浓缩完毕。由于是低温浓缩，很好地保持了苹果的风味及营养成分。真空度一般控制在0.09MPa以上，在真空条件下当果汁喷射成膜状后，果汁中水分蒸发，气体逸出，这样可有效地抑制果汁褐变及防止色素和营养成分的氧化，但这种蒸发器的能耗很高。

10.灌装与贮存

浓缩汁送入浓汁贮罐中搅匀，冷却装桶。装桶后密封好，于0～4℃冷风库贮存。

11.清洗（CIP）

果汁加工线上有一套完整的清洗系统，包括对榨汁机、分离机、脱胶罐、芳香回收装置、浓缩机设备及管路等六大系统进行清洗。清洗系统为先清洗、再酸洗、再清水冲洗，各10min。碱液、酸液浓度均为2%，清洗液温度70～75℃。每24h中要有约4h进行清洗，以保证卫生要求。

二、常见蔬菜汁的生产工艺

（一）芦笋汁

1.工艺流程

2.操作要点

（1）原料选择　用于制汁的芦笋可以是新鲜芦笋，也可以是生产芦笋罐头的等外品整芦笋和下脚料，但必须新鲜，粗纤维少，无腐烂变质和病虫害现象，作为罐头厂的下脚料如芦笋皮、段等，滞留时间不超过24h，剔除杂质和烂笋。

（2）清洗　用流动水将原料表面泥沙及污物清洗干净，并滤去水分。

（3）破碎　用旋风式多刀破碎机将芦笋破碎成3mm左右的小粒。

（4）酶解　用纤维素酶与果胶酶的复合酶进行酶解，具有过滤快、汁液透明、营养丰富、成本低廉等特点。20%的芦笋复合酶的添加量为25～30μg/mL。

（5）榨汁　采用螺旋式压榨机，榨汁率在60%以上。

（6）过滤　压榨的汁液用网孔为0.4mm的过滤机过滤，去除纤维。

（7）酸化处理　天然芦笋原汁的pH在5.6～6.0，可用柠檬酸将原汁的pH调整为3.9左右。

（8）浓缩　将酸化的芦笋汁真空浓缩至24°Bx。

（9）杀菌　将芦笋汁升温至100℃，杀菌3min。

（10）灌装、封口、冷却　灌装温度在93℃以上，灌装后立即封口，并用流动水冷却至成品温度达40℃以下。

（二）胡萝卜汁

胡萝卜是一种具有较高营养价值和保健作用的蔬菜。胡萝卜中的胡萝卜素可在人体内转变成维生素A，它对保护视力、促进儿童生长发育、增强机体抗病能力均有重要作用。

选用橙红色或深红色、外形短粗、表面光滑、纹理细致，纤维较少的胡萝卜为制汁原料。原料的可溶性固形物在10%左右，可滴定酸为0.15%，pH为6.1左右。

将清洗和修整的胡萝卜输入磨碎机中粉碎，然后进行榨汁，也可用水压机压榨，不过用水压机压榨前，胡萝卜应用沸水漂烫15min，以提高出汁率。提取的汁液必须加热到82.2℃，使对热不稳定的物质全部凝固，再行均质，以防止以后工序中不可溶物絮凝。

压榨、加热、均质所得的胡萝卜原汁，添加一定量的糖及0.33%左右的酸适当调味，可以得到香味独特的胡萝卜汁。同时，可以和苹果汁、番茄汁、柑橘汁等混合，制成酸甜可口的胡萝卜汁饮料。

胡萝卜汁在装罐前预热至70℃左右，装罐封口后继续加热至121℃左右，高温处理30min，冷却得到成品。如果加入其他果汁或经酸化处理的胡萝卜汁饮料，可以采用常压杀菌。