生产要点
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590页(3944字)
(一)原料与提汁方法
水果有很多种类,即使同一种水果也会由于品种、产地和成熟度的不同而产生香气、滋味和色调方面的差异。因此果汁粉的加工首先要对原料水果的成分及其特征进行充分调查。不同水果原料选用不同的提汁方法,柑橘、柠檬、葡萄柚、葡萄、菠萝、苹果等一般采用压榨取汁。山楂等水分含量小或干制水果采取水浸提取汁。
番茄采用打浆方法,或在洗净、磨碎后用振动筛过滤去除种子、外皮和杂质。当直接使用果汁或浓缩果汁为原料时,为了提高果汁粉的综合价值,应选用高浓度和风味良好的果汁作主要原料,其中尤为重要的是浓缩果汁的质量。
(二)果汁的前处理
果汁干燥时应根据干燥方法和果汁种类,选择使用干燥助剂,有时还要进行黏度调整、透明化处理和使用疏松剂。此外,为了防止果汁在干燥时和果粉在保藏中的变质,也要进行某些预处理,例如果汁的灭酶。为了防止脂肪、类胡萝卜素、花色苷系色素的变质而添加BHA抗氧化剂和抗坏血酸、柠檬酸、聚磷酸盐等都是有效的。防止保藏中的结块,首先是降低水分的含量,其次添加防结块剂也是有效的。
(三)浓缩
果汁水分含量高,例如柑橘类果汁含水量88%~90%,而且果汁可溶性固形物的组成,例如糖酸比也有不同,因此不同品种果汁的干燥难易程度也不同。如果将果汁一次干燥成粉末,则所配备的真空干燥机和蒸发水分的冷凝器容积势必要很大,也不经济。例如将12.3°Bx的果汁干燥需要去除果汁固形物量7.1倍的水,而将50°Bx的浓缩果汁干燥只需去除1倍量的水。因此果汁干燥首先在不降低果汁质量的条件下,在较高真空度下蒸发尽量多的水分,使之成为浓缩液,然后再用真空干燥装置除去剩余水分是经济的。而且浓缩汁在冷库内可以常年贮藏,干燥作业不受果汁加工季节的限制。
果汁浓缩有加热浓缩和非加热浓缩两种方法。加热浓缩可在短时间内获得高浓度制品,但加热会使香气损失,兑入原果汁或回收的香液可以提高浓缩汁的芳香。用非加热浓缩例如冻结浓缩、反渗透浓缩等方法获得的浓缩果汁,香气等质量优于加热浓缩果汁。
苹果汁冷冻浓缩时,固形物含量从17%提高至36%时,保香率显着提高,但进一步提高至44%时,保香率不再增加。可以将苹果汁在低温下冻结果汁中20%~70%的水分,提高非冻结部分的固形物浓度,在减压下浓缩后进行真空干燥,用这种方法生产的苹果汁粉末香气保持率可达75%。
(四)干燥
根据物料可选用不同干燥方法,主要有喷雾干燥、真空干燥、冻结干燥和泡沫干燥。
(1)喷雾干燥 柑橘、苹果等的浓缩汁采用喷雾干燥时,可以在浓缩汁中添加糊精,使果汁固形物含量为25%~50%,混合溶解,使浓度达到25%~50%,杀菌后进行喷雾干燥。为了保持风味,喷雾干燥时的热风温度应控制在130~150℃范围内,有条件时可使用常温除湿空气进行加热的喷雾干燥。
番茄汁用双效蒸发器浓缩至可溶性固形物含量30%~40%,然后用喷雾干燥制成含水量5%以下的干燥粉末。番茄粉原料消耗量为每吨产品20~22t。
(2)真空干燥 真空干燥适合高质量果汁粉的制造。
真空干燥的速率也与物料的含水量和真空干燥的时间、温度、真空度有关。果汁真空干燥时的真空度一般667~67Pa。实验表明,50°Bx的浓缩果汁,在真空干燥开始时,激烈沸腾,2/3的水分是在最初的30min内蒸发的。其余1/3的水分在恒速干燥期内,随着果汁温度上升,需要蒸发1~2h才能成为水分含量3%左右的干燥物。在降速干燥期,果汁黏度的上升和胶质性降低了蒸发速度,干燥速度减慢。实验表明,水分从3%降至1%需要长达50h的时间。因此,一般将成品果汁粉的含水量定为3%是较为经济的,而且在这种状态下也可以进行粉碎。在果汁干燥至规定水分,并于干燥机内冷却降温后取出粉碎,将粉末制品与干燥剂一起放入密闭容器内贮藏,可以减少残留水分,这种方法称为容器内干燥法(IPD法——In package disiccation)。
(3)冷冻干燥 果汁在冷冻干燥过程中冻结固化成玻璃状时,冰晶重新排列,并进一步在低温下完全冻结,这一温度称为非晶黏弹性固化温度或再结晶点。苹果汁、葡萄柚汁、葡萄汁及其他果汁都有这种现象,非晶黏弹性固化是含有糖等碳水化合物的溶液在冷却温度降低时,随着冰晶的析出,糖液浓度提高,在过冷却时,在某一时点达到共晶点,与整体冻结的温度大体一致。各种糖液与果汁的再结晶温度参见表2-6-6。
表2-6-6 糖液和果汁的再结晶温度
在果汁等冻结干燥中,被干燥物一直保持冻结状态是困难的,冷冻干燥不能顺利进行时,会出现干裂(Collapse)或发泡,或部分熔化等现象,冷冻干燥过程中引起干裂的温度与再结晶温度相接近。
试验表明,柑橘汁如果用液氮冷却至-196℃,并在-65℃温度下冷冻干燥,干燥速度快,已干燥部分不会破裂而且制品吸湿性小。
(4)其他干燥方法
①干燥助剂法:目前工业规模的固体饮料的生产大多采用喷雾干燥法,可是大部分天然果汁很难用热风喷雾干燥直接成为粉末,这是因为果汁可溶性固形物的黏结温度较低。在干燥机内,即使水分被蒸发,也会出现果汁的黏附现象。果汁粉的水分含量与黏结温度有关。果汁水分含量高,黏结温度低。例如番茄粉在干燥至含水量2%以下时,要从干燥机底部喷冷风,以降低黏结温度,有时还向风道内送入预先脱湿的空气。也可采用夹套式塔壁,夹套内通以常温空气或冷风进行冷却。一般生产中所用的方法是在果汁中加入干燥助剂,即赋形剂,以提高果汁粉末的黏结温度。将干燥助剂溶解在果汁中,随着液滴水分的蒸发,干燥助剂就会抱合果汁固形物,因此容易粉末化。干燥助剂可用天然胶类(阿拉伯胶、罗望子胶等)、淀粉、淀粉的中间分解物(糊精、玉米糖浆、粉末糖稀)、乳糖、麦芽糖、CMC、MC等。
干燥助剂使用方法举例如下:
例1 糊精混合法
按浓缩果汁60份,糊精(DE=7)70份、水270份的比例配料,搅拌混合,加热溶解,用热风喷雾干燥机干燥。热风进口温度130℃,热风出口温度80℃,可获得95份果汁粉,主要参数如下:
含水量 3.0%左右
粒度 80%过60目
果汁固形物含量 30%
维生素C75mg/100g (天然维生素C保持率90%~95%)
例2 葡萄糖混合法
将1份浓缩果汁,3~4份含水葡萄糖充分混合成粉状,筛分使粒度大小一致。然后用流化床干燥机,通过热风蒸发掉大部分残留水分,得到含水量2%~3%、果汁固形物含量15%~20%的粉末。
例3 固化粉碎法
将1份浓缩果汁与4~5份无水葡萄糖粉充分混合,加热至熔融状态后固化。此时,葡萄糖夺取浓缩果汁部分水分作为结晶水,使整体固化。将其粉碎后用热风干燥机干燥而粉末化。从理论上说,用50°Bx的浓缩果汁大致可获得含有10%果汁固形物的葡萄糖粉。
②薄片化法:在预先去除果胶的透明果汁,例如山楂、苹果、葡萄、樱桃等的清汁中,加糖,放入带有特殊构造的强制搅拌机的真空蒸发器中,加热蒸发,浓缩至含水量2%~3%,将这种高温下熔融的浓缩果汁用泵强制压出,混合高倍的香精后,通过两个冷却辊筒的间隙,在迅速冷却的同时,被粉碎成厚度0.38mm的脆的薄片状,这种方法加热时间短,对品质的影响较小。
③造粒化法:将果汁、浓缩果汁类单独或预先加入有机酸、香精、食用着色剂等调配后,按规定比例加入糖类和稳定剂、防结块剂后混合,使之产生较佳的物理特性,放入造粒机中挤出,用热风干燥机或流化床干燥机蒸发多余的水分。糖类可以防止干燥时颗粒之间相互黏结,可用单糖类、双糖类、寡糖或多糖类,以及天然胶质、盐类等。利用这些物质可以使果汁在干燥时一次粉末化。二次处理后,还可以颗粒化。