紅棗濃縮清汁生產(chǎn)工藝的探討

印建鋼

(中國(guó)中輕國(guó)際工程有限公司研發(fā)中心，北京，100026)

紅棗是優(yōu)質(zhì)滋補(bǔ)果品，素有“營(yíng)養(yǎng)保健丸”和“木本糧食”之稱。棗果中除含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分外，還含有一些具有很高生理活性的特殊成分，如多糖、環(huán)磷酸腺苷、黃酮類(lèi)化合物、五環(huán)三萜類(lèi)化合物和生物堿等，這些功能成分成就了紅棗特有的保健功能。

隨著我國(guó)紅棗產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和食品加工技術(shù)的創(chuàng)新，在我國(guó)主要的紅棗產(chǎn)區(qū)不斷涌現(xiàn)紅棗深加工企業(yè)，積極開(kāi)展紅棗保健食品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，有利推動(dòng)了紅棗深加工領(lǐng)域科研工作的開(kāi)展和生產(chǎn)技術(shù)裝備水平的提高。目前國(guó)內(nèi)紅棗的深加工制品主要有紅棗汁、紅棗果酒、紅棗醋、紅棗保健茶飲料、紅棗果蔬復(fù)合飲料、紅棗固體飲料等。文中則就紅棗濃縮清汁的工業(yè)化生產(chǎn)加工進(jìn)行了探討。

1 生產(chǎn)工藝

1.1 濃縮紅棗清汁的生產(chǎn)流程

紅棗→流送→檢果→清洗→破碎→復(fù)水→打漿分離→酶解→離心分離→滅菌→超濾→真空蒸發(fā)→無(wú)菌灌裝→入庫(kù)

1.2 操作步驟

1.2.1 檢選、清洗

將收購(gòu)的原料紅棗倒入果池后用水流送至車(chē)間，同時(shí)除去果實(shí)表面泥土，通過(guò)提升機(jī)送入人工檢選臺(tái)，挑選出有病蟲(chóng)害、霉?fàn)€和破碎的紅棗，然后送入紅棗清洗機(jī)通過(guò)高壓水噴淋、旋轉(zhuǎn)毛刷清洗，除去附著在紅棗表面的泥沙等，最后用處理水進(jìn)行清洗;

1.2.2 破碎、復(fù)水

清洗后的紅棗送入破碎機(jī)，破碎后送入復(fù)水罐，按照料水比1∶(3～5)的比例，在溫度為50～90℃的條件下，維持60～90 min。

1.2.3 打漿、分離

將復(fù)水后的紅棗漿送入雙道打漿機(jī)，第一道打漿機(jī)篩網(wǎng)上部排出棗核和大塊栆皮，第二道打漿機(jī)篩網(wǎng)上部排出小塊栆皮和碎渣，收集篩網(wǎng)下的棗漿備用。

1.2.4 酶解

將收集到的紅棗漿送入到酶解罐中，加入0.05%～0.08%的復(fù)合酶，在溫度為45～50℃的條件下酶解60～90 min。

1.2.5 離心分離

酶解完成后，將紅棗漿送入臥螺離心機(jī)進(jìn)行固液分離，收集清汁送入貯存罐中。

1.2.6 滅酶

將紅棗清汁送入巴氏殺菌機(jī)進(jìn)行滅酶，終止酶解反應(yīng)，同時(shí)達(dá)到殺菌的目的，以保證超濾膜不被微生物污染。

1.2.7 超濾

將滅酶后的紅棗汁送入超濾循環(huán)罐，經(jīng)過(guò)超濾得到的紅棗清汁送入到清汁罐。

1.2.8 濃縮

將清汁罐中的紅棗清汁送入真空濃縮設(shè)備進(jìn)行濃縮，濃縮到固形物含量70%時(shí)，送入成品罐中，得到紅棗濃縮清汁。

1.2.9 無(wú)菌灌裝

紅棗濃縮清汁經(jīng)滅菌后通過(guò)無(wú)菌灌裝機(jī)灌入無(wú)菌袋中(外圍為保護(hù)袋和鋼桶)，然后送入4℃冷庫(kù)中貯存。

2 工藝難點(diǎn)和解決辦法的探討

在紅棗汁提取時(shí)，影響紅棗汁質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)成分的因素頗多，主要有原料的品種、提取方法和提取工藝參數(shù)等。

我國(guó)紅棗資源豐富，品種多，不同品種的紅棗生產(chǎn)出來(lái)的紅棗汁風(fēng)味不同，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也不同;紅棗產(chǎn)地和干制的程度和方法不同，會(huì)直接影響到紅棗汁的提取質(zhì)量，只有品質(zhì)好、含糖高量、營(yíng)養(yǎng)成分豐富而且具有一定種植規(guī)模的品種，如木棗、金絲小棗、駿棗、油棗、灰棗、贊皇大棗等適宜于工業(yè)化生產(chǎn)紅棗汁。

紅棗與一般水果相比，具有更多的保健功能成分，所以紅棗濃縮清汁的生產(chǎn)需根據(jù)紅棗的特點(diǎn)來(lái)針對(duì)性的確定工藝條件。目前越來(lái)越多的科研院所開(kāi)展了紅棗濃縮清汁科研課題的研究，推動(dòng)了紅棗深加工行業(yè)生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備水平的提高。雖然紅棗濃縮清汁的生產(chǎn)工藝日趨完善，特別是整個(gè)生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但是在實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，在此提出供大家共同探討。

2.1 原料輸送方式選擇

目前紅棗濃縮清汁的生產(chǎn)方式主要是參照水果濃縮清汁(如濃縮蘋(píng)果清汁)生產(chǎn)工藝進(jìn)行的，原料輸送基本采用的都是水輸方式。由于輸送方式劇烈，造成部分紅棗破裂，使得可溶性物質(zhì)在輸送和清洗過(guò)程中部分流失，降低了原料的回收率，特別是對(duì)一些易破碎且含糖高的紅棗品種影響更大。建議原料輸送選擇機(jī)械除雜和提升的方式，減少棗的破碎，保證原料的提取率。

2.2 復(fù)水提汁條件的選擇

紅棗與普通水果不同，雖含有大量的可溶性固形物、還原糖等營(yíng)養(yǎng)成分，但汁液含量少，因而不能采用直接壓榨取汁，必須采用復(fù)水加熱提取工藝。在一定溫度下進(jìn)行復(fù)水提汁，可使?fàn)I養(yǎng)成分較多地轉(zhuǎn)移到提取液中。

在一般條件下，溫度越高，紅棗在水中的軟化也就越充分，有利于可溶性固形物的溶出，并使打漿更為容易，因此隨著加熱溫度的升高，紅棗的浸提率會(huì)隨之升高。但試驗(yàn)表明，高溫復(fù)水軟化不但會(huì)加重紅棗汁的蒸煮味道，還會(huì)導(dǎo)致褐變反應(yīng)的加速發(fā)生，從而使紅棗汁的透光率下降，增加其澄清的難度。隨著復(fù)水軟化時(shí)間的延長(zhǎng)，紅棗的浸提率不斷升高，但上升速率緩慢，而隨著加熱時(shí)間延長(zhǎng)，紅棗汁透光率卻下降很快。所以復(fù)水溫度的高低和時(shí)間的長(zhǎng)短，會(huì)影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量［2］。

另外，在紅棗中有某些具有生理活性的物質(zhì)在提取時(shí)卻需要采用較高的溫度并且維持一定的時(shí)間。因此，需根據(jù)紅棗的特點(diǎn)，采用不同溫度和時(shí)間的提取工藝，并且對(duì)于不同的紅棗品種，有針對(duì)性的確定復(fù)水提汁的溫度和時(shí)間，在保證棗汁色澤、風(fēng)味、澄清度和成品穩(wěn)定性的同時(shí)，最大限度的提取紅棗中各種豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和具有生理活性物質(zhì)，是紅棗深加工行業(yè)要認(rèn)真研究的一個(gè)課題。

2.3 破碎方式的選擇

目前生產(chǎn)企業(yè)對(duì)紅棗的破碎方式基本采用錘式粉碎機(jī)，定會(huì)造成棗核和栆皮破碎過(guò)度，使得在復(fù)水時(shí)皮和核中的一些不良物質(zhì)溶解到棗汁中，不僅給后處理帶來(lái)一定的困難，同時(shí)也給棗汁的風(fēng)味造成不良影響。破碎的目的是為了降低復(fù)水溫度、縮短復(fù)水時(shí)間、提高復(fù)水效果，但破碎的程度越細(xì)，給產(chǎn)品的口味和色澤帶來(lái)的影響越大。因此建議在原料破碎時(shí)要適度，盡量不要將棗核和栆皮打碎，破碎程度只要達(dá)到破壞了紅棗的表面完整性后即可。

2.4 復(fù)合酶處理的選擇

酶解是棗汁加工過(guò)程中最為重要的步驟之一，直接影響棗汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和可溶性固形物的溶出。

在紅棗濃縮清汁生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)添加酶制劑的方式，分解細(xì)胞壁中間層和不溶性高分子原果膠，降低黏度，并能使氨基酸、多肽、多糖、香氣、脂肪酸等功能成分充分溶解，提高了紅棗汁中可溶性固形物和總糖的含量。目前紅棗濃縮清汁生產(chǎn)中，酶制劑的種類(lèi)主要是果膠酶、果漿酶、淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶等，果膠酶能夠分解果膠，改善果漿的提取性能，果漿酶有利于可溶性固形物和多糖的溶出，提高浸提率;淀粉酶水解紅棗汁中含有的淀粉，提高了還原糖的含量，增加了產(chǎn)品的穩(wěn)定性;蛋白酶可使蛋白質(zhì)降解為氨基酸，避免渾濁和絮凝現(xiàn)象發(fā)生;纖維素酶破壞紅棗果肉細(xì)胞壁的組織結(jié)構(gòu)，溶出更多的紅棗中所含有多種營(yíng)養(yǎng)成分和生理活性物質(zhì)。而在實(shí)際生產(chǎn)中最常用的、并且使用最多的酶制劑是果膠酶，因?yàn)樵斐杉t棗汁渾濁的主要原因是紅棗汁中含有大量的果膠物質(zhì)，以及一些蛋白和多酚類(lèi)物質(zhì)，實(shí)踐證明，果膠酶的使用對(duì)于生產(chǎn)紅棗濃縮清汁十分重要，通過(guò)果膠酶的使用，降低了后續(xù)工藝處理的難度，改善了產(chǎn)品的色澤、提高了棗汁的透光率和質(zhì)量的穩(wěn)定性，對(duì)于生產(chǎn)高端紅棗深加工產(chǎn)品是一個(gè)不可或缺的手段。酶法工藝中，根據(jù)不同的紅棗品種，采用分別添加2種或多種酶制劑組成復(fù)合酶的方法。復(fù)合酶較單一酶酶解紅棗汁，原料提取率高，棗汁中的營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)含量高，而且香醇濃郁，無(wú)苦味，澄清透明，顏色為棗紅色，產(chǎn)品具有較好的穩(wěn)定性。

2.5 吸附劑的選擇

紅棗因其果肉含水量低，且存在大量果膠物質(zhì)而不能直接采用壓榨工藝制汁，而是要采用水浸提工藝制汁。但水浸提工藝中的破碎和打漿，會(huì)產(chǎn)生與壓榨過(guò)程相同的效果，導(dǎo)致紅棗汁中出現(xiàn)渾濁和沉淀。引起渾濁的物質(zhì)主要是在破碎和打漿過(guò)程中直接進(jìn)入果汁中的果肉細(xì)胞碎片和其他不溶性成分，另外還有一些在制汁后才出現(xiàn)于果汁中的固體顆粒，如紅棗汁中的果膠、蛋白質(zhì)、多酚等成分相互作用形成的聚合物［2］。要生產(chǎn)出澄清的果汁，就必須采取有效措施，排除果汁中的渾濁物質(zhì)。果汁中大的細(xì)胞碎片可以通過(guò)臥式離心機(jī)進(jìn)行分離去除，但懸浮固體顆粒，則很難排除［3］。目前紅棗濃縮清汁的生產(chǎn)過(guò)程中常采用吸附的方法，通過(guò)吸附這個(gè)物理過(guò)程雖然可以除去果汁中縮合單寧、活性蛋白及多酚等物質(zhì)，但同時(shí)也吸附了部分生物活性物質(zhì)。因此在生產(chǎn)紅棗濃縮清汁時(shí)，為了保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性，是以損失部分紅棗中的營(yíng)養(yǎng)成分和具有生理活性的物質(zhì)為代價(jià)的。今后應(yīng)該加強(qiáng)研究紅棗濃縮清汁后渾濁產(chǎn)生的機(jī)理，在提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性的同時(shí)，最大限度的保留紅棗中各種營(yíng)養(yǎng)成分和具有生理活性的物質(zhì)。

2.6 超濾膜的選擇

超濾澄清是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的一種澄清技術(shù)，由于超濾澄清的分離選擇性好，可以根據(jù)要分離物質(zhì)的粒徑和分子質(zhì)量大小選擇不同截留分子質(zhì)量的超濾膜，而且分離過(guò)程中不需要加熱，因而不破壞被分離的物質(zhì)，因此在果汁生產(chǎn)過(guò)程中被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。近幾年，許多果汁生產(chǎn)廠家采用超濾法控制果汁后混濁，恰當(dāng)選擇超濾膜可以有效地去除影響果汁穩(wěn)定性的大分子酚類(lèi)化合物及蛋白質(zhì)等，同時(shí)保留了對(duì)營(yíng)養(yǎng)及風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)的化合物，是提高果汁產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵［4］。

在紅棗濃縮清汁生產(chǎn)過(guò)程中，普遍采用超濾方式來(lái)處理紅棗汁，能有效地脫除紅棗汁中的羥甲基糠醛，提高產(chǎn)品的安全性，改善棗汁的色澤，使棗汁在貯藏期間穩(wěn)定性得到了極大的改善。所以超濾是目前紅棗濃縮清汁生產(chǎn)過(guò)程中的一種有效手段。但由于超濾膜的選擇和使用都是基于生產(chǎn)其他水果汁的超濾膜，還不能完全滿足生產(chǎn)紅棗濃縮清汁的要求，通過(guò)超濾雖然有效降低蛋白質(zhì)和酚類(lèi)物質(zhì)的含量，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，但是在超濾前必須先對(duì)紅棗汁進(jìn)行處理后，才能使超濾正常運(yùn)行。而且棗汁中營(yíng)養(yǎng)成分的含量在通過(guò)超濾后均有不同程度的下降。因此研究開(kāi)發(fā)專門(mén)用于工業(yè)化生產(chǎn)紅棗濃縮清汁的超濾膜是十分必要的。

2.7 澄清方法的選擇

果汁的二次混濁現(xiàn)象在國(guó)內(nèi)濃縮果汁生產(chǎn)廠家普遍存在，出現(xiàn)二次混濁的比例相當(dāng)高，不僅影響果汁商品的感官品質(zhì)，而且會(huì)影響消費(fèi)者對(duì)果汁營(yíng)養(yǎng)素的吸收利用，是濃縮果汁加工生產(chǎn)中的一大技術(shù)難題。世界許多國(guó)家都展開(kāi)了控制果汁二次混濁技術(shù)的研究，但迄今為止，還沒(méi)有完全克服果汁二次混濁的技術(shù)難題。在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)學(xué)者的共同努力，現(xiàn)已證實(shí)酚類(lèi)物質(zhì)、蛋白質(zhì)、高價(jià)陽(yáng)離子、微生物、果膠、淀粉、阿拉伯聚糖等是造成果汁二次混濁的主要因素，其中蛋白質(zhì)與酚類(lèi)物質(zhì)形成的蛋白質(zhì)一酚類(lèi)化合物的大分子聚合物，是目前產(chǎn)生果汁二次混濁的最難控制的因素［5］。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)紅棗濃縮清汁比較成熟的生產(chǎn)工藝是采用復(fù)合酶處理、添加吸附劑和超濾相結(jié)合的方法，除去果汁中微小顆粒物質(zhì)，來(lái)提高紅棗濃縮清汁產(chǎn)品的穩(wěn)定性，并且在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于紅棗品種、工藝條件等原因，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)紅棗濃縮清汁放置一段時(shí)間后顏色發(fā)生變化，底部產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象，影響產(chǎn)品品質(zhì)及其貨架期。從我國(guó)紅棗產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，很有必要開(kāi)展這方面的研究，這些關(guān)鍵問(wèn)題的解決對(duì)提高紅棗汁的質(zhì)量，促進(jìn)紅棗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有十分重要的意義。

2.8 生產(chǎn)方法的選擇

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)紅棗濃縮清汁比較成熟的方法還是以復(fù)水提汁、復(fù)合酶處理、高速離心、添加吸附劑和超濾相結(jié)合的生產(chǎn)工藝。當(dāng)原料品種和生產(chǎn)工藝改變時(shí)，生產(chǎn)出來(lái)的清汁型濃縮棗汁產(chǎn)品的色澤、風(fēng)味、口感和所含的營(yíng)養(yǎng)成分及生理活性的物質(zhì)的種類(lèi)和含量是有所變化的，甚至有時(shí)會(huì)差別很大。因?yàn)榧t棗汁中富含發(fā)生非酶褐變的前提物質(zhì)，所以對(duì)于成品紅棗濃縮清汁褐變的影響始終貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，在復(fù)水提汁、酶解、超濾、殺菌、濃縮工藝條件都會(huì)對(duì)成品的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，只是產(chǎn)生褐變的影響因素不同，目前通過(guò)對(duì)紅棗濃縮清汁褐變的研究，基本了解了褐變的機(jī)理［6］，但是針對(duì)一些具體問(wèn)題，特別是能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)的一些實(shí)際操作問(wèn)題還需要進(jìn)一步的探討和研究。特別需要提出的是目前國(guó)內(nèi)個(gè)別生產(chǎn)企業(yè)為了增加產(chǎn)品“所謂的”栆香味和色澤，采用高溫濃縮工藝，這樣不僅減少了紅棗本身固有的香味物質(zhì)，破壞了紅棗中營(yíng)養(yǎng)成分和有生理活性的物質(zhì)，增加了紅棗汁中的還原糖參與焦糖化褐變和美拉德反應(yīng)，從而產(chǎn)生黑褐色物質(zhì)，增加了成品中羥甲基糠醛的含量，影響紅棗濃縮清汁的品質(zhì)［7］。同時(shí)，濃縮棗汁的生產(chǎn)工藝，也應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)下游產(chǎn)品的要求，來(lái)制定相應(yīng)的生產(chǎn)工藝路線，滿足生產(chǎn)不同檔次和類(lèi)型產(chǎn)品的需要。

近年來(lái)，隨著紅棗產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)關(guān)于紅棗濃縮清汁的生產(chǎn)工藝研究的報(bào)道逐漸多了起來(lái)，但是新工藝、新技術(shù)、新材料和新裝備在工業(yè)化生產(chǎn)紅棗濃縮清汁中的使用，還需要在科研院所和生產(chǎn)企業(yè)的共同努力下，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有工藝過(guò)程、技術(shù)參數(shù)和相關(guān)設(shè)備不斷地改進(jìn)，進(jìn)一步完善紅棗濃縮清汁的生產(chǎn)工藝。特別是中國(guó)飲料工業(yè)協(xié)會(huì)正在組織相關(guān)單位起草制定《濃縮棗汁》產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，必將推動(dòng)整個(gè)紅棗深加工行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展，生產(chǎn)出真正具有紅棗風(fēng)味和特性的紅棗濃縮清汁。

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