方修貴 黃洪舸 曹雪丹 趙 凱 章作波
(1.浙江省柑橘研究所 臺州 黃巖 318026;2.浙江省臺州一罐食品有限公司)
編者按:我國的柑橘產(chǎn)量居世界第一,柑橘加工業(yè)是柑橘產(chǎn)業(yè)鏈的重要延伸,發(fā)展柑橘加工業(yè)對提升我國柑橘產(chǎn)業(yè)競爭力具有重要意義。本文是作者根據(jù)多年試驗與實踐,并參考國內(nèi)外加工技術(shù)而集成,著重論述了各種柑橘加工產(chǎn)品如柑橘罐頭、柑橘果汁及果汁飲料、柑橘水果茶、柑橘果酒、柑橘果醋、柑橘精油、柑橘果膠及其他功能性物質(zhì)的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。由于篇幅較長,分期連載刊出,以饗讀者。
柑橘果汁飲料是目前世界上最大宗的果汁飲料品種。柑橘汁按照不同的制造原料可分為甜橙汁、葡萄柚汁、檸檬汁、寬皮柑橘汁等多種類型。其中甜橙汁是最重要的柑橘汁品種,占柑橘汁總產(chǎn)量的95%左右。全球甜橙汁的生產(chǎn)主要集中在巴西的圣保羅和美國的佛羅里達(dá)兩個地區(qū)。葡萄柚汁多數(shù)產(chǎn)于美國,檸檬汁在意大利和美國都有生產(chǎn),寬皮柑橘汁主要產(chǎn)自我國、日本和韓國。
表1 14個柑橘品種制汁物理性狀
我國目前大眾消費的主要柑橘汁產(chǎn)品為10%的柑橘汁飲料,高端消費有100%還原型橙汁與100%非還原型橙汁,100%橙汁的流通方式有冷鏈流通與非冷鏈流通二種。
柑橘品種制汁的物理性狀主要是指出汁率、果皮率與種子含量,表1為14個柑橘品種的制汁物理性狀匯總。
柑橘品種制汁化學(xué)性狀主要包括以下幾項。
2.2.1 可溶性固形物含量與含酸量。制汁以柑橘品種可溶性固形物含量大于10%,含酸量0.85%~1.0%,固酸比值以10~20為宜,糖、酸含量過高或過低在加工時均需進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
2.2.2 維生素C的含量。維生素C是柑橘果汁的特征性營養(yǎng)成分,但維生素C含量過高,則易使果汁褐變現(xiàn)象趨于嚴(yán)重。
2.2.3 苦味指數(shù)。苦味指數(shù)分為:極苦,較苦,微苦,不苦四級,極苦與較苦的品種不適宜于果汁加工。
表2為14個柑橘品種的制汁化學(xué)性狀匯總。
從表1和表2中可以看出,寬皮柑橘的出汁率高于甜橙類及雜種;早熟品種的含酸量低于晚熟品種。不同柑橘品種其維生素C的含量變化呈一定的趨勢:寬皮柑橘的維生素C含量相對較低,而甜橙類則明顯高于寬皮柑橘,而一些甜橙類與寬皮柑橘的雜種,比如紅柿柑、劉本橙等,其維生素C 的含量特別高,表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢。
表2 14個柑橘品種制汁化學(xué)性狀
當(dāng)今世界柑橘汁的主流產(chǎn)品是傳統(tǒng)的冷凍濃縮橙汁(FCOJ及FCTJ)和新興的非濃縮還原橙汁(not-from concentrate,NFC)二大類。
3.1.1 定義。冷藏濃縮型橙汁是大型橙汁加工企業(yè)的一種主要產(chǎn)品形式,這種類型的濃縮橙汁既能夠讓消費者加水稀釋飲用,也可以供下游的飲料生產(chǎn)廠家通過稀釋、調(diào)配以后制造橙汁類飲料。冷藏濃縮橙汁具有易于保存、利于貯運的優(yōu)點,但也有加工過程復(fù)雜、風(fēng)味物質(zhì)和營養(yǎng)成分損失較多、直接消費不方便等缺點。
圖1 柑橘果汁飲料的分類
3.1.2 生產(chǎn)工藝流程見圖2。
3.1.3 操作要點
3.1.3.1 品種的選擇。國外柑橘汁加工專用品種主要為橙類,包括早熟的哈姆林(Hamlin)、帕森布朗(ParsonBrown)、中熟的鳳梨(Pineapple)及晚熟的伏令夏橙(Valencia)、雜柑類的葡萄柚、寬皮柑橘類的溫州蜜柑。
3.1.3.2 清洗與消毒。在清洗池內(nèi)添加適量的表面活性劑和堿性劑,能有效去除柑橘表面附著的污物與農(nóng)藥殘留,清洗結(jié)束后,用一定濃度的消毒劑(如二氧化氯等)進(jìn)行果皮表面滅菌,滅菌結(jié)束后,用無菌水將果實沖洗干凈。
3.1.3.3 壓榨。目前使用的壓榨機有:(1)PJE榨汁機(FMC公司,美國)。該機的關(guān)鍵技術(shù)是進(jìn)行瞬間剝皮并把果汁從果實中瞬間分離出來,最大限度地縮短了果汁與囊衣、種子和中心柱的接觸時間,從而使果汁中的精油含量下降30%~80%,源自精油的不愉快組分(d-檸烯、檸檬苦素、己烯醛等)也相應(yīng)下降了40%,苦味及辛辣味也有所下降。采用這種榨汁機,確保了NFC 果汁的高品質(zhì)。(2)布朗榨汁機(Brown公司,德國)。該機原理是把柑橘橫向切為兩半,對果實切面研磨擠榨,因此所得果汁中基本不含有果皮成分,極大地保證了果汁的純正風(fēng)味和新鮮感,適用于NFC果汁的生產(chǎn)。
圖2 濃縮柑橘汁工藝流程圖
3.1.3.4 離心。這是濃縮果汁生產(chǎn)工藝與純果汁不同之處,離心工藝是盡量去除果汁的果肉碎屑,減少果汁黏度,防止?jié)饪s過程產(chǎn)生焦化現(xiàn)象。
3.1.3.5 脫苦。柑橘汁脫苦方法主要采用樹脂吸附和酶法分解技術(shù)。美國應(yīng)用Amberlite系列樹脂對果汁進(jìn)行脫苦減酸;日本應(yīng)用較多的還有HP-20吸附樹脂,并已設(shè)計制成吸附柱組合柑橘汁脫苦機。酶法脫苦采用柚皮苷分解酶,該酶制劑我國國內(nèi)尚屬空白,日本產(chǎn)品的價格為1200元人民幣/kg左右,按使用量以0.1%計,則每t 柑橘原汁的成本將上升1200元,我國企業(yè)難以接受。
3.1.3.6 脫氣。柑橘果汁中含有大量氣體,脫氣工藝能將果汁中大部分氧氣脫除,有助于防止柑橘果汁的氧化作用。一般采用真空脫氣法進(jìn)行,真空度要求在0.06~0.08MPa。
3.1.3.7 濃縮。柑橘汁的濃縮方法主要有冷凍濃縮機法、真空濃縮法及膜濃縮法。國內(nèi)生產(chǎn)上常用的為真空濃縮法,真空濃縮法采用的設(shè)備有離心薄膜蒸發(fā)器、板框式濃縮機、降膜式濃縮機等。目前國外先進(jìn)的濃縮方法有以下2種:
真空閃蒸濃縮法。該法的最大特點是果汁濃縮時接觸面大,熱交換效率高,采用該法可以防止果汁過度加熱,防止出現(xiàn)加熱臭(DMS,即二甲硫醚的氣味),并完全消除褐變現(xiàn)象,該法用于對DMS前體物質(zhì)MS 含量高的熱敏性柑橘汁(如溫州蜜柑汁)進(jìn)行濃縮,效果良好。在配置芳香物質(zhì)回收裝置的情況下,能最大程度地提高產(chǎn)品的色、香、味。
反滲透濃縮法和超濾濃縮法。該法可獲得澄清型果汁,美國FMC、DuPont 等三家公司已推出“Fresh Notes”膜濃縮柑橘汁專利技術(shù),把反滲透和超濾合理組合,在常溫下把12°Bx的柑橘原汁濃縮到45°Bx,已開始在生產(chǎn)中投產(chǎn)應(yīng)用。
我國目前常用的濃縮設(shè)備為三效降膜式真空濃縮機(圖3)。
目前國外柑橘濃縮汁的濃縮標(biāo)準(zhǔn)一般為65°Bx,國內(nèi)除了65°Bx的濃縮汁外,也生產(chǎn)32°Bx等的濃縮汁。
圖3 三效降膜式真空濃縮機
圖4 列管式超高溫瞬時滅菌機
3.1.3.8 殺菌。采用列管式超高溫瞬時滅菌器(圖4)進(jìn)行滅菌,滅菌溫度為110~115℃,時間為1~1.5min。
3.1.3.9 貯藏。貯藏分冷藏與凍藏二種,冷凍貯藏的產(chǎn)品不需要經(jīng)過殺菌工藝,冷凍溫度為低于-18℃,而冷藏產(chǎn)品必須經(jīng)過UHT滅菌,冷藏溫度則為-2~4℃。
濃縮柑橘汁生產(chǎn)設(shè)備流程見圖5。
圖5 柑橘濃縮汁、NFC 及果茸生產(chǎn)設(shè)備流程圖
3.2.1 定義。柑橘非濃縮冷涼果汁是將果實中壓榨出來的原汁通過排氣、滅菌等前處理工序,然后再直接進(jìn)行無菌包裝或無菌儲藏的原果汁。這種果汁風(fēng)味物質(zhì)和營養(yǎng)成分保留全面、銷售和飲用方便、更加耐貯運,但也有體積大、長途貯運成本高等不足之處。柑橘非濃縮冷涼果汁也可充當(dāng)柑橘汁飲料的原料。
國外的NFC 柑橘汁采用大罐貯存,貯藏罐的體積可以達(dá)到幾百t甚至幾千t,大罐貯存在-2~0℃的冷庫中,分裝時果汁從貯藏罐中泵出,直接進(jìn)行裝罐,也可以經(jīng)冷鏈遠(yuǎn)距離運輸后,再經(jīng)巴氏殺菌,裝罐消費。
國內(nèi)則多采用大無菌袋包裝,貯于-2~4℃的冷風(fēng)庫內(nèi),制作成品時,一般經(jīng)巴氏殺菌后進(jìn)行灌裝。
3.2.2 工藝流程如圖6所示。
圖6 NFC 柑橘果汁加工流程圖
3.2.3 操作要點。
3.2.3.1 原料選擇。選擇風(fēng)味濃,色澤好,無苦味或苦味較輕的柑橘品種,無籽品種更佳。采購水果原料前,要求對原料產(chǎn)地的農(nóng)藥使用情況進(jìn)行調(diào)查,并抽樣檢測農(nóng)藥殘留量,評估認(rèn)為安全的原料產(chǎn)地,方可采購。水果原料要求新鮮良好,成熟度適合,風(fēng)味正常,無腐爛及機械損傷,無病蟲害。原料驗收后,標(biāo)明產(chǎn)地、供方姓名、收購時間、數(shù)量。不同的安全原料產(chǎn)地及收購時間應(yīng)分開堆放。
3.2.3.2 清洗。利用表面活性劑、消毒劑對柑橘果實進(jìn)行脫毒與滅菌處理。
3.2.3.3 壓榨。國內(nèi)目前壓榨分剝皮壓榨與帶皮壓榨兩種榨汁方法,剝皮壓榨法雖然多耗人工,但榨取的果汁質(zhì)量好。同時可以對果茸進(jìn)行綜合利用,剝出的果皮潔凈度高,可作為精油與果膠生產(chǎn)的良好原料,剝皮榨汁法是今后綜合利用發(fā)展的方向。剝皮后的柑橘球可以用螺旋式壓榨機或刮板式打漿機進(jìn)行榨汁。
3.2.3.4 標(biāo)準(zhǔn)化。按產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對柑橘果汁進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,對糖酸度進(jìn)行調(diào)整,但不能同時加糖加酸。
3.2.3.5 均質(zhì)。均質(zhì)壓力:25~30MPa,均質(zhì)溫度50~60℃。
3.2.3.6 脫氣。脫氣真空度要求:0.06~0.08MPa。
3.2.3.7 UHT(Ultra-high temperature inst antaneous sterilization,超高溫瞬時消毒)。將濃縮后的橘汁過列管式超高溫瞬時滅菌機,滅菌溫度110~115℃,滅菌時間1~1.5min,殺菌結(jié)束后快速降溫至40℃以下。
3.2.3.8 無菌包裝。用聚乙烯·鋁箔雙層無菌袋進(jìn)行無菌包裝。
3.2.3.9 貯藏。于-2~4℃的低溫環(huán)境下冷鏈貯運,可防止果汁的褐變與維生素的損失。
3.2.3.10 包裝出運。按生產(chǎn)日期班次堆放無菌包,出運時逐一檢查,剔除胖包,對出貨的日期、批號進(jìn)行核對,將檢驗合格的無菌包進(jìn)行包裝裝箱。
柑橘NFC 生產(chǎn)設(shè)備流程見圖7。
圖7 柑橘飲料生產(chǎn)設(shè)備流程圖
澄清型柑橘果汁主要用于透明型柑橘砂囊飲料的制作,也可用于某些果汁雞尾酒的配制。澄清型柑橘汁由于除去了果汁中的果肉碎屑,其營養(yǎng)成份有所下降,但其制品澄清透亮,具有良好的感官效果。其制作方法如下。
3.3.1 酶解法。在柑橘果汁中添加適量的果膠酶,或果膠酶與半纖維素等的復(fù)合酶,將果汁溫度控制在45℃~50℃,酶解30~60min,經(jīng)120目以上濾布過濾,即可得到柑橘清汁。
3.3.2 下膠法。
3.3.2.1 瓊脂下膠法。按果汁總量0.015%~0.025%稱取瓊脂,用適量水化開,直接添加于柑橘濁汁中,劇烈攪拌,使瓊脂與果汁均勻混合,兩者產(chǎn)生凝聚反應(yīng),靜置后取上清液。也可將果汁與瓊脂的混合液速冷后,用高速離心機離心,實現(xiàn)在線澄清。
3.3.2.2 海藻酸鈉下膠法。按果汁總量0.03%~0.05%稱取海藻酸鈉,用適量去離子水加熱溶解,加入果汁中攪拌均勻,取適量氯化鈣溶解成水溶液,一邊攪拌一邊加入果汁混合液中,海藻酸鈉遇鈣離子發(fā)生強烈的析水反應(yīng),將果汁中的果肉碎屑等一起凝析,過120目以上濾布,即得柑橘澄清汁。