果蔬提汁前的预处理
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第324页（5116字）
(一)破碎
果蔬的汁液成分包含在它的细胞结构中，必须破坏果蔬组织，使细胞壁发生破裂，细胞中的汁液才能流出，因此果蔬原料破碎后才能获得理想的出汁率。对于皮、肉致密和需要通过浸提法提汁的水果以及几何尺寸较大的果蔬，破碎尤为必要。
1．破碎方法与破碎程度
果蔬的破碎方法很多，有磨碎、打碎、压碎和打浆等。果蔬的破碎程度直接影响出汁率，因此要根据果蔬品种，提汁的方式和设备以及汁的性状和要求选择合适的破碎度。一般破碎过粗、块形太大时出汁情况不理想。而破碎过度、块形太小，又难以榨汁和过滤，出汁率反而降低，而且汁中的悬浮物质多，不易澄清。
(1)通过压榨取汁的果蔬 例如苹果、梨、菠萝、芒果、番石榴以及某些蔬菜，其破碎颗粒以3～5mm为宜，破碎机或磨碎机一般有两种型式，即锤式粉碎机和鼠笼式破碎机。锤式破碎机有立式和卧式两种型式，工作部件都由转子和固定的筛板组成，转子上装有多个打击锤，依靠打击力和摩擦力来破碎水果。卧式设备的底部为开孔板或为等距离排列的格栅，水果被锤片打击破碎后，通过筛孔从底部排出。立式设备的转子垂直放置，上面装有在圆周方向整齐交叉排列的打击锤，转子周围是圆筒筛。果浆的破碎程度主要取决于底筛或圆筒筛的孔径。孔径一般10～20mm。
鼠笼式破碎机用于水果的破碎，由转子和定子组成，圆筒定子是由很多不同形状的锯齿刀组成的，当转刀旋转时，水果被锯齿撕裂，破碎。果浆的颗粒细度由圆筒与转刀的距离来调节。锯齿刀损坏时可单个更换。我国进口的Bucher破碎机规格见表2－1－33，其中与C5－NE80和C6－NE100配套的锯齿刀见图2－1－2。
表2－1－33 鼠笼式破碎机规格
在制造浑浊型果汁时，某些水果，例如苹果中的多酚类物质会由于多酚氧化酶的作用，与氧结合产生褐变，为此在破碎时常常添加抗坏血酸溶液，防止或减少氧化作用的发生。
(2)山楂等含汁量少的水果及干果原料 一般都是用浸提法取汁的。浸提前这些原料也应破碎。破碎是为了破坏其细胞壁，便于出汁，同时还可以增大原料表面积，增加原料与水接触的机会，缩短扩散距离，加速浸提过程。但破碎不应过度，否则浸汁中含有较多的细小果肉，增加过滤困难，不利汁渣分离。对于山楂果，按工艺要求，宜压不宜碎，因此可以选用挤压式破碎机，将果实压裂而不使果肉分离成细粒时是合适的。
(3)葡萄等浆果 可选用挤压式破碎机，在合成橡胶辊或凹凸配合的破碎辊中，依靠挤压力将浆果破碎。破碎时葡萄粒被压破，而葡萄核不被挤碎。另一方面，葡萄的破碎与去梗是联机的，用去梗破碎机去梗、破碎，葡萄浆通过筛孔，与梗和皮分离，这样可防止果皮与核中的不利成分，如单宁等进入榨汁内。浆果类水果在榨汁前往往需经酶处理，对此，用挤压式破碎机挤破浆果可保证酶反应的充分进行。
(4)番茄 用去子机或打浆机，通过打浆和筛滤，使浆与子和皮分开。番茄的破碎应适度，打浆时如果成为极微小的果浆粒，将会影响汁的色泽。桃、杏、梨等水果在用破碎机破碎后，一般也用打浆机使果浆与核等分离。
2．破碎方式的选择
按破碎时是否加热，可以将破碎分为热破碎和冷破碎。热破碎是在破碎前用热水或蒸汽将果蔬加热，然后进行破碎。现行的生产方法大多是在破碎后立即将果蔬破碎物或浆体加热的。例如高稠度番茄汁的制造，是在番茄破碎成流动性的浆状物后立即用连续式预热器加热至80～85℃、保温5～10s。热破碎由于加热抑制了会引起稠度降低的酶类的活性，用这种方法得到的番茄汁较之冷破碎有较高的稠度，在饮用时倒入容器内不会出现浆汁分离现象。
冷破碎是在常温下破碎的，由于果蔬中的果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶等果胶分解酶的活性较强，在短时间内就能降解果胶，从而使果蔬汁稠度降低。试验表明，冷破碎的番茄浆放置5min，盐酸可溶性果胶，即高分子果胶明显减少，接着水溶性果胶也显着减少。对于清汁型的果蔬汁采用冷破碎具有明显的优越性。由于果蔬汁的黏稠性较热破碎低，因此有利于榨汁，同时更有利于过滤、澄清等的操作，可以降低果蔬汁澄清所需的酶制剂的用量。
(二)加热(热烫)
在破碎过程中和破碎以后果蔬中的酶被释放，活性大为增加，多数酶，特别是多酚氧化酶会引起果蔬汁色泽的变化，对果蔬汁加工极为不利。因此，通过加热来抑制酶的活力，提高果蔬浆的黏稠度。另一方面，加热可以软化果蔬组织，破坏原生质膜，打开细胞的膜孔，使细胞中的可溶性物质容易向外扩散，有利于果蔬中可溶性固形物，以及色素和风味物质等的提取。适度加热可以使胶体物质发生凝聚，降低果蔬汁黏度，便于榨汁，提高出汁率。
榨汁前或浸提时的加热温度应根据果蔬汁的用途决定。采用果浆酶解方法榨汁的水果仅需加热至25～30℃，加工水果浓缩汁特别是清汁型浓缩汁加热温度不宜过高。果胶含量高的果浆加热会加速果胶质水解，变成可溶性胶体物质进入果汁内，增加汁的黏度，同时堵塞浆的排汁通道，难于榨汁，同时使过滤、澄清发生困难。一般加热温度为60～80℃，最佳温度70～75℃。加热时间10～15min。也可采用瞬时加热方式，加热温度85～90℃，保温时间1～2min，不仅灭酶、也有杀菌作用。对某些水果例如红葡萄可以将果浆短时间加热至80～85℃，以抑制果浆中的含氧成分，防止变色。
蔬菜的加热处理，例如有色蔬菜的热烫条件对其榨汁或浸汁的物理特性和风味影响极大，特别是菠菜、胡萝卜等，应严格控制热烫条件。蔬菜热烫后应注意用冷水迅速冷却至常温，一些有色蔬菜的热烫条件可参照表2－1－34。表中的热烫温度系指热烫时的蔬菜温度。淀粉含量高的蔬菜在制造汁时应选用各自合适的加工方法。
表2－1－34 有色蔬菜的热烫条件
破碎果蔬原料或果蔬浆一般采用间接加热方式，典型的设备有管式换热器和螺旋式煮果机(热破碎机)等。热破碎机是生产中常用的果蔬热烫和软化设备。
(三)果蔬浆酶解
果蔬，特别是某些水果中含有较多的果胶。果胶是维持水果和蔬菜组织的重要成分。果蔬质地的变化与酶互生的果胶密切相关。在果蔬汁加工过程中，果胶对榨汁和澄清均有很大影响，不仅影响出汁率，还直接影响果汁的稳定性。像浆果(黑醋栗)一类的柔性水果或过熟的水果，在果胶质去除以前是不容易榨汁的，因此在榨汁前有时需要在果蔬浆中添加果胶酶，对果蔬浆进行酶解。
对果蔬浆酶解多半是为了促进果蔬细胞中可溶性物质的提取，降低果蔬浆黏度，有利榨汁和过滤，提高出汁率，增加果汁产量。另一方面，通过酶解可以有效降解果蔬组织中的果胶，制得部分或全部液化的果肉，以生产果肉型饮料。
在果蔬破碎时，将酶液连续加入磨碎机中，使酶能均匀分布在果浆中，就可获得较佳的榨汁效果。对于固定的果浆贮罐，也可以用水或果汁将酶配成1%～10%的酶液，然后用计量泵将需要量的酶加入。
对于苹果和梨来说，酶解果浆只是在出汁率很低时，或者水果固形物阻碍压榨时，才考虑采用。果浆应在15～25℃温度下，在不搅动或间歇搅拌下，浸渍30～60min。过分搅拌对果浆的组织和压榨是不利的。所以，在浸渍过程中，最好间歇搅拌，把果浆泵的速度减到最小，否则果浆就根本不能压榨。对于冷破碎的果蔬浆，当其温度低于15℃时，需要将其加热至30℃左右。
对于浆果和某些核果来说，通过酶处理和热处理相结合以获得优质色素提取物时，工艺过程应当保证果浆加热器中的酶不失活。由于果胶酶的最佳反应温度为45～50℃，对于采用热破碎工艺或破碎后热处理的果蔬浆需要冷却至50℃左右。因此，可以用计量泵将酶液加到经过热交换器以后的果浆中，最好加到果浆输送管道中。如果可能，通过一个线性的混合装置混合，然后在50℃左右的浸渍槽中停留2h。特别是浸渍槽的搅拌，要视酶与果浆预先混合的程度而定。
为防止酶促反应阶段的过分氧化，现行办法是将果浆在90～95℃下进行巴氏杀菌，然后冷却到50℃再用酶处理。
在一定反应温度下，酶的作用效果取决于酶量和酶反应时间。果胶酶制剂的添加量一般为果蔬浆重量的0．01%～0．03%，反应时间2～3h。酶用量不足(低于推荐量)或作用时间短都会使果胶物质分解不完全。
果浆酶解用酶与果汁澄清用酶是不同的。果浆用酶，例如诺维信(Novozymes)Pectinex Ultra SP-L，活力范围大，对鲜果和贮藏果的出汁率及榨汁能力均有明显提高。可使果汁或浓缩汁澄清、透明，便于过滤等操作。Pectinex Superpress也是果浆处理专用酶，可以改善果浆压榨性能。而果汁澄清用酶例如液体果胶酶Pectinex 5XI(和3XL)活性范围适中，可迅速分解果汁中的果胶，有利于果汁的澄清。
上述果浆酶解方法是在水果破碎后，将果浆在15～25℃温度下酶解30～60min，酶解时不搅动，这种工艺称为最佳果浆酶解工艺(Optimized mash enzymation，OME)。通过酶水解细胞间的果胶膜，使果浆中的液汁容易从细胞中释放，可得到完整无损的细胞悬浮液，使出汁率提高5%～15%。同时可以提高压榨机生产能力，并使榨汁设备容易清洗。目前世界上65%的苹果浆采用OME方法，在生产梨浆、杏浆、桃浆等时采用OME方法也能取得类似效果。OME工艺流程见图2－1－3。
图2－1－3 OME工艺流程图
用OME方法还可以直接生产不加水就能饮用的胡萝卜汁。为了更好进行处理和改善浸软效果，胡萝卜浆在酶解之前，先用压榨汁液稀释，加热并冷却到50℃，然后酸化至pH4．2～4．8。浸软1．5～2h后再进行压榨。所得榨汁的30%左右用于胡萝卜浆的稀释，其余汁均质、脱气、巴氏杀菌、热灌装成为产品。
最新酶解果浆工艺称为现代水果加工技术(Advanced fruit processing-AFP)，工艺流程见图2－1－4，用果胶酶和纤维素酶使果蔬酶解并完全液化，果渣和果汁可以用旋转式真空过滤器分离，不仅可以省去压榨工序，减少果渣量，还可以降低酶的费用。AFP与OME的不同之处在于AFP的果浆酶解温度稍高(20～25℃)，酶解时间长(120min)，酶解时需要搅拌。
图2－1－4 AFP工艺流程图
目前在世界苹果汁生产中，有25%的苹果采用AFP工艺，并有推广之趋势。用这种方法加工的苹果汁总酸含量有所提高(主要增加半乳糖醛酸)，因而pH降低0．20%～0．25%。而且食物纤维含量等亦有增加。苹果浆不同处理工艺的效果参见表2－1－35。
表2－1－35 苹果浆不同处理工艺的效果
