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秋子梨帶肉果汁的生產工藝

0 前言

秋子梨(Pyrus Ussuriensis Maxim)是東北及華北地區栽培的地方優良品種梨。 據分析, 梨果實中含糖12%~15%, 有機酸1.10%~2.27%, 果膠 0.8%~1.0%,VC 170~250 mg/kg,并且富含礦物質[1,4]。秋子梨含酸量高,香味獨特,適合于加工果汁類制品。

1 材料設備及工藝流程

1.1 材料來源 秋子梨 購于河北省青龍縣; 輔 料 白糖、甜味劑、果膠酶、抗壞血酸及穩定劑(瓊脂、酸性CMC-Na)等,均達級。 1.2 試驗設備 組織搗碎機;小型打漿榨汁機;立式膠體磨;SHP-1型高壓均質機;高溫瞬時殺菌器;真空罐;灌裝封蓋機等。 1.3 工藝流程 秋子梨→清洗→破碎→榨汁→過濾→梨汁→調配(加穩定劑)→脫氣→均質處理→灌裝→密封→殺菌→冷卻→檢驗→成品 1.4 工藝要點 1)將梨果實清洗后破碎成1~1.5 cm3的小塊,加入0.2%的果膠酶制劑,然后壓榨分離、過濾,得到秋子梨汁。 2)在梨汁中加入一定量的甜味劑和穩定劑,同時為保持梨汁的色澤,需加入適量的抗氧化劑。 3)利用高壓均質機使不同粒度、不同密度的果肉顆粒均勻化,以增強帶肉果汁的懸浮穩定性;調至所要求的均質壓力和溫度,以使較高粘度的果漿均質微粒化過程順利進行;采用二次均質的方法,以提高帶肉果汁飲料的穩定性。 4)均質前先經86.7~93.2kPa的壓力、30~40℃溫度下的脫氣處理,以保持產品的營養成分和風味,防止氧化變色[2]。 5)定量灌裝預封后蒸氣加熱10min,排除瓶中頂隙部分的空氣,封蓋后高溫殺菌處理,分段冷卻。

2 工藝研究與分析討論

在秋子梨汁的生產中,著重研究:1)果汁飲料色澤的保護;2)帶肉果汁的穩定性;3)先脫氣后均質工序;4)殺菌與產品品質的關系。 2.1 果汁的色澤變化與護色措施 秋子梨果汁中含有較高量的單寧物質,屬不具備酯類性質的縮合型鞣質,受氧化酶系的氧化作用能縮合成更高分子的根皮鞣紅,變為暗褐色。該酶系主要是多酚氧化酶、過氧化酶等[1]。為此,加入適量的抗氧化劑抗壞血酸進行試驗,結果見表1.

表1 抗壞血酸對成品色澤的影響
抗壞血酸濃度/% 觀察結果 0 棕褐色,褐變嚴重 0.01 褐色,褐變較嚴重 0.02 淺褐色,有褐變發生 0.04 淡黃至黃白色,無褐變 0.08 淡黃至黃白色,無褐變

注:表中結果為成品放置7d后進行的觀察比較。

由表1可知,使用0.04%的抗壞血酸即可達到防止秋子梨汁氧化的目的。 2.2 帶肉果汁的穩定性研究 在帶肉果汁飲料中,果蔬微粒受到重力、阻力和浮力3個力的作用,處于熱力學和動力學不穩定體系[3]。據工程流體力學中的Stokes定律:V=(2/9)gd2(ρ液-ρ果)/η,飲料中微粒的沉降速度與果蔬顆粒直徑的平方、液體和果蔬顆粒的密度差成正比,與液體粘度成反比。沉降速度越小,懸浮的動力穩定性越大。因此,采取以下方法來提高果汁飲料中懸浮顆粒的穩定性。 2.2.1 果肉顆粒微細化處理 使果肉顆粒破碎,一般采用均質處理。均質是針對渾濁型果汁的特殊操作,目的在于使不同粒子懸浮微粒化,獲得不易分層或沉淀的果蔬汁飲料。均質是通過均質設備,使果蔬汁中所含的懸浮粒子進一步破碎,使其均勻、穩定地分散于果汁中。均質設備有高壓式、回轉式、超聲波式等。國內常用的高壓均質機在9.8~18.6MPa壓力下,使懸浮粒子受壓而破碎,通過均質閥的作用,使高壓下的果蔬汁從極其狹小的間隙通過,然后由于急速降壓而產生膨脹和沖擊作用,使粒子微細化并更均勻地分散。 為使均質達到理想效果,均質溫度與壓力要控制得當。現采用三因素三水平正交試驗設計。三因素為:第一次均質壓力、第二次均質壓力和均質溫度,每一因素包含的三水平為:第一次均質壓力(14.2MPa,16.4MPa,18.6MPa);第二次均質壓力(9.8MPa,11.8MPa,13.8MPa);均質溫度(40℃,50℃,60℃). 經過兩次均質后把樣品罐裝并進行后處理,在室溫下貯存2個月,測其分層厚度,試驗數據及分析結果見表2.

表2 均質壓力、溫度對帶肉果汁穩定性的影響
序號 均質壓力/MPa 均質溫度/℃   分層厚度/cm 第一次 第二次 1 a1 14.2 b1 9.8 c1 40 2.7 2 a1 14.2 b2 11.8 c2 50 2.1 3 a1 14.2 b3 13.8 c3 60 2.2 14 a2 16.4 b1 9.8 c2 50 2.3 5 a2 16.4 b2 11.8 c3 60 1.6 6 a2 16.4 b3 13.8 c1 40 2.2 7 a3 18.6 b1 9.8 c3 60 2.8 8 a3 18.6 b2 11.8 c1 40 2.7 9 a3 18.6 b3 13.8 c2 50 2.6 R1   7.0   7.8   7.6   R2   6.1   6.4   7.0   R3   8.1   7.0   6.6   7-r.gif (80 bytes)1   2.3   2.6   2.5   7-r.gif (80 bytes)2   2.0   2.1   2.3   7-r.gif (80 bytes)3   2.7   2.3   2.2   R   0.7   0.5   0.3  

從表2的試驗結果可知,第一次均質,壓力在16.4MPa時,與另外兩個壓力相比,其分層厚度最小,平均值僅為2.0.因此建議第一次均質時采用16.4MPa的壓力。同理分析可得,第二次均質壓力為11.8MPa,均質溫度為60℃.從R值的大小分析,第一次均質的極差值最大,為0.7;第二次均質的極差值較小,為0.5;而溫度極差值最小,為0.3.這說明,兩次均質壓力的大小直接影響到帶肉果汁飲料的穩定性,特別是第一次均質,影響更大,而溫度較其它兩個因素對穩定性的影響最小。 2.2.2 添加穩定劑 由Stokes定律可知,果肉微粒的穩定性與分散介質的粘度成正比,故以添加穩定劑來提高梨汁飲料的穩定性。其機理在于穩定劑具有膠體保護性和粘性,可在果肉顆粒外面形成親水性的被膜,保護果肉微粒;又可提高分散介質粘度,增大沉降阻力[5]。據此,在處理后的果汁中加入一定量的瓊脂和酸性CMC-Na,裝入有密封蓋的100mL量筒內,分別置于4℃和室溫(20℃左右)下,在30d時觀察測量它們的粘稠度和自然分層率,結果見表3.

表3 不同貯存溫度下增稠劑對帶肉果汁穩定性的影響
增稠劑種類及用量/% 4℃ 室溫(20 ℃左右) 瓊脂 CMC-Na 粘稠度/s 自然分層率/% 粘稠度/s 自然分層率/% 0.05   9.4 6.1 7.4 10.2 0.10   13.2 0 10.8 6.2 0.15   半凝固態 0 12.6 0 0.20   凝固 0 半凝固態 0   0.05 7.4 8.3 6.6 11.2   0.10 9.6 5.7 7.8 9.8   0.15 12.7 0 11.1 5.9   0.20 14.2 0 12.9 0 0.05 0.05 12.8 0 9.7 6.4 0.10 0.10 14.1 0 12.3 0 對照 6.8 9.5 5.7 12.7

注:1)粘稠度 采用特制漏斗式粘度計測定,以200g樣品自然漏下所需時間(s)表示。

2)自然分層率 果汁在100mL量筒內放置,測定其上清液高度,該高度與固液相總高度之比即自然分層率。 由表3可知,在秋子梨帶肉果汁中加入不同的增稠劑,對提高穩定性具有一定效果。單獨使用瓊脂或CMC-Na,濃度分別為0.15%和0.2%,在室溫條件下無分層和沉淀產生。 瓊脂作為穩定劑使用時,受溫度的影響較大,出現很強的溫度滯后現象,即在90℃以上溶解,在32~38℃時膠凝。試驗證明,瓊脂溶液濃度越低,膠凝溫度越低。作為秋子梨帶肉果汁的穩定劑,使用的濃度很低,僅為0.15%,因此需要充分冷卻和一定時間的靜置,膠凝作用才形成。在未充分冷卻之前,顆粒不能均勻懸浮而全部下沉,這給生產上的熱灌裝帶來困難。如采用冷灌裝,即等到果粒均勻懸浮時灌裝,則影響生產效率,同時影響產品的衛生指標。 試驗結果證明,瓊脂與CMC-Na具有良好的配伍性和增效性,0.1%的瓊脂與0.1%的CMC-Na配合,即可達到無分層、無沉淀的效果。因此,建議將0.1%的瓊脂與0.1%的CMC-Na配合使用,也可單獨采用0.2%的CMC-Na. 秋子梨帶肉果汁的貯存,溫度越低穩定性越好,貯存溫度升高,穩定性則降低,這可能與溫度升高時增稠劑粘度降低、承托力減弱有關。 2.3 先脫氣后均質工序 先脫氣后均質,對含VC較高的秋子梨汁的加工非常重要。均質過程不僅使果肉顆粒均一化,同時果汁中所含的空氣泡被微細化而均勻分散在果汁中,這種結合,必然增加空氣與果汁中各種成分的接觸機會,這對于含VC較高的秋子梨汁而言,如未經脫氣而先均質處理,恰好為VC的大量氧化提供了條件,從而使VC大部分甚至全部損失,并直接影響到果汁的色澤和風味,這將使秋子梨帶肉果汁富含VC的特點名存實亡。因此,采用先脫氣后均質的工序,這對最大限度地保持梨汁中VC的含量,提高果汁的品質起著重要的作用。 2.4 不同殺菌處理對產品品質的影響 2.4.1 對穩定性及營養成分的影響 熱殺菌工藝是飲料生產中的關鍵,選擇合理的殺菌方法對成品的感官品質及營養物質的保存有較大的影響,試驗結果見表4.

表4 不同殺菌方法對秋子梨帶肉果汁的影響
殺菌方法 樣品感官品質 殺菌后VC含量/(mg/L) 巴氏殺菌(85~90℃,15~20min) 樣品褐變,不穩定,有沉淀出現,風味較濃 54.4 高溫短時殺菌(112℃,2~4min) 樣品基本保持原色,有少量沉淀,風味較濃 92.6 高溫瞬時殺菌(121℃,30s) 樣品保持原色,汁液穩定,無沉淀,風味濃 97.2

由表4的試驗結果可知,采用超高溫瞬時殺菌,有利于梨汁的穩定并能保持梨汁原有的色、香、味和營養成分。 2.4.2 對產品保質期的影響 在不同溫度下對秋子梨汁處理15~20min,密閉貯存,定期質量檢查,試驗結果見表5. 秋子梨汁的pH值較低,在4.7~5.1范圍內,均不利于微生物的生長,因而即使不殺菌,短時間內也不易變質,但長期保存必須殺菌處理。試驗結果證明,112℃的處理溫度即可達到保質要求。

表5 不同殺菌溫度對產品保質期的影響
殺菌溫度/℃ 雜菌數/(個/mL) 變質時間/d 變質后雜菌數/(個/mL) 不殺菌 1 261 4 5200 80 147 7 4500 100 28 12 3900 112 0 180d不變質 0 121 0 240d不變質 0

3 結 論 3.1 果汁的護色處理 秋子梨提汁后,為防止其氧化變色,應迅速加入0.04%的抗壞血酸,以較好地保持原果汁的乳白色。同時,生產中采用先脫氣后均質的工序,為果汁色澤的保持及減少VC的損失起到了積極的作用。 3.2 果汁的穩定性 保持帶肉果汁的穩定性是本生產工藝的關鍵所在。結果證明,經過兩次均質處理并添加穩定劑后,可保持產品的懸浮穩定性。均質處理條件為:第一次均質壓力為16.4MPa,第二次均質壓力為11.8MPa,均質溫度為60℃.穩定劑以0.2%的CMC-Na單獨使用或0.1%的瓊脂與0.1%的CMC-Na配合使用效果較好。產品均勻穩定,貯存30d后觀察,自然分層率為0. 3.3 果汁的殺菌處理 秋子梨帶肉果汁的殺菌處理,以采用高溫瞬時殺菌為最佳,不具備條件的廠家也可采用高溫短時殺菌,盡量不采用常規的巴氏殺菌,以更好地保持果汁的色澤、風味、穩定性及VC含量,使產品保質期(6個月)內無變質現象,符合國家規定的果汁飲料標準。