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NFC果汁生产新技术及其在柠檬汁加工中的应用

更新时间:2009-03-28

由于果蔬的原料产地距离加工工厂距离遥远,国内的鲜果蔬都在产地集中采摘、购入和保存,然后进行简单包装再运输到果汁加工厂。所以,在原果的包装、贮藏和运输等过程中,果实机械损伤严重。而且,果蔬汁加工工厂的果汁处理设施基本是固定的,对不同的新鲜果蔬不能针对其生产时节、果子特性来进行原汁制造。

1 NFC果汁

NFC果汁即非浓缩还原果汁(Not-From-Concentrate,缩写为NFC),是采用新鲜果蔬直接榨汁所获得100%纯鲜果的新型果蔬汁。NFC果汁是鲜果蔬经由榨汁之后再使用巴氏杀菌,在较低的温度条件下加工而成。因为这种鲜榨果蔬汁在加工过程中的受热时间很短,营养成分损失更少,能够更好地保持新鲜果蔬的成分和味道。但是由于这种果汁需要低温保存,货架期较短,成本却高,影响了NFC技术在果蔬汁中的应用[1]。现在,市场上大部分的鲜果蔬汁是将浓缩果蔬汁中兑以水等添加剂还原而成的果汁,但浓缩果汁的营养成分和口感无法同NFC果蔬汁相比较,近年来国内外消费者对NFC果汁的需求持续增长。

2 NFC果汁加工技术

NFC果汁加工技术即非热力果汁加工技术,是一类技术的统称,其共有的特点是采用非热力的方式对食品进行加工与处理,在这个过程中处理的温度几乎没有大范围的变动。现阶段,实验室的研究领域主要有脉冲电场技术(PEF)、高密度二氧化碳技术(SCCO2)、超高压技术(HPP)、振荡磁场技术(OMF)、臭氧技术(Ozonation),同时这些也是国内外的主要研究方向。灭菌是新鲜果蔬果汁生产加工中的关键步骤,关系着果汁的保质效果和货架期。现阶段,加工过程中核心的灭菌方式主要是热力灭菌,在热力灭菌过程中可能损坏果蔬汁的功能性等特异性能,造成异味。这种方法以牺牲果汁原有风味及新鲜特性为代价,因此运用非热力加工技术既能达到抑菌、灭菌的目的,又可以保留果汁的香气、营养素及其他新鲜特性[2]

3 NFC果汁加工技术对果汁品质的研究

3.1 NFC果汁加工技术对果汁品质影响

现阶段,NFC技术可处理的果蔬汁很多,主要包含有草莓、柳橙、桃子、荔枝、雪梨、胡萝卜等。超高压对色泽、质构、风味及养分等都有影响,经超高压处理过的果蔬汁,货架期可延长到6个月左右,果蔬汁的原有营养物质、色泽及风味等其他品质几乎没有变化。

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花色苷是鲜果蔬汁中的一种关键的营养成分,对果汁品质、身体健康都有重要作用。非热力技术在大部分情况中能够增加果蔬汁中色素的稳定性,适当的处理方法可提高其稳定性和保留率,如高压脉冲电场与HPP。需要注意的是,常温下这些方法对果蔬花色苷没有大的影响[7]。Ferrari G等人[8]将温度升高到50℃,压力提高到600 MPa,对石榴汁进行作用,得到石榴汁中的花色苷含量会有微量的增加。通过HPP作用对果蔬汁中花色苷起到一定的保护。Torres B等人[9]用条件为25℃,600 MPa的HPP作用橙汁15 min,在10 d内以4℃为基准低温贮藏橙汁,果汁内的矢车菊素葡萄糖苷减少率增加。高压脉冲电场(PEF)则能够明显增加葡萄汁产量,花色苷含量提高了3倍左右。PEF同时可以很好地保护果蔬汁中的花色苷不遭受损失,其主要作用是钝化酶的活性,并且可以伴着电场强度和时间增大而增加[10]

3.2 NFC果汁加工技术对果汁中花色苷的影响

通过超高压处理后的果蔬汁,其主要营养成分会减少,但依旧小于热处理形成的损失。伴着压力的增加,果汁中的蛋白质含量出现减少的趋势;经过超高压处理的挥发性香气成分也发生了变动,橙汁中酯、烃、醇等的总含量变动相对不大[3];于500 MPa,25℃下作用于芒果汁20 min,其挥发性组分有明显变化。果汁中的花青素成分[4]含量经过超高压处理后,花青素的保留率可以达90%以上。但对于不同种类的鲜果果蔬汁,超高压技术对其果蔬汁品质的影响也存在差别。赵光远等人[5]对苹果果汁的探究后发现,100~800 MPa,40~60℃处理,VC的保留率随着压力增加呈现出先降后升的V型趋势;总抗氧化力在400 MPa时出现显著降低,600 MPa时则呈现显著的提高[6]

3.3 NFC果汁加工技术对果汁中微生物的影响

柠檬浓缩汁可作为一种可食用饮料供直接消费,还能够作为一种食品添加剂来应用。一般的工艺均为原料→预处理→去皮→压榨过滤→离心→浓缩→灭菌→热灌装→冷却→成品。这些步骤中离心、浓缩、灭菌是工艺过程中的技术要点。离心步骤对总酚和VC含量有很大影响,浓缩步骤对总酚和VC含量的影响不如离心步骤,然而却对总糖含量有重要影响。灭菌步骤对果汁中的总酚、总糖、总酸、VC等的理化指标含量都有重大影响,因此杀菌工序在其中最为关键。普通的浓缩柠檬汁灭菌步骤使用多的是热力型灭菌,此步骤对柠檬汁品质的影响较大,如不进行改良则对浓缩柠檬汁的生产会造成不小的损失。

4 NFC果汁加工技术的杀菌应用及其特点

柠檬属于芸香科柑橘属柠檬种,其味奇酸,肝虚孕妇最喜食,故称益母子或益母果。柠檬作为药用价值极高的水果之一,含有丰富的水溶性维生素、脂溶性维生素和生长素,如VC,VE,VP,以及钙、锌、镁、磷等多种人体必需的微量元素和黄酮类化合物,柠檬可以加快胃肠蠕动、促进消化,还可以预防“三高”及治疗口腔溃疡、VC缺乏症等多种疾病,还可以美白[16]。目前,我国柠檬加工产品种类很多,但基本上还没有形成规模化的生产能力。

5 柠檬汁的加工及NFC果汁加工技术的应用

NFC果汁加工技术所研讨的核心目的是要杀灭微生物。超高压(HPP)是一项应用范围十分宽广的高新加工技术,适用的水果种类包含有桃子、雪梨、苹果、草莓、柑橘等。如今,超高压杀菌是NFC果蔬汁灭菌的重要方式之一。超高压灭菌是冷加工方式之一,是一种新型食品加工技术,能够保持果蔬汁本来的色、香、味和营养成分,超高压(HPP)特有的优点是耗能较少、杀菌快速均一,可以改变局部食品物料的内部组织构造[12-13]。微波技术以灭菌时间短、效率高而闻名,20世纪70年代我国开始钻研微波技术,通过应用微波技术能够保护食物的色、香、味及营养成分[14]。脉冲电场技术(PEF) 灭菌关键在于灭菌耗时短,一般状况下经作用过的食品与新鲜食品在风味上没有变化,理化性质、营养物质等方面也没有显著改变[15]。在25℃条件下CO2以气体的形态存在,但伴着温度与压力的变动,会变换物理状态和存在形式,CO2的临界条件为31℃和7.40 MPa,液体形态称为超临界CO2,相反的则称亚临界CO2。超临界CO2和脉冲电场等在果蔬汁加工中应用的实例尚不多见。

5.1 浓缩柠檬汁

超高压大多应用于破坏微生物的细胞,以此来杀死微生物。从研究结果表述中可看出,高压处理能够增强果蔬汁中微生物的稳定性和安全性。研究结果得出果蔬汁在300~400 MPa时能够达到商业无菌,并且随着压力增加菌落总数会逐步降低[11]。不同种类的微生物对压力的耐受水平也存在差异。

安吉县位于浙江省西北部,全县林业用地13.53万hm2,其中竹林6.73万hm2,占林地面积的49.8%,毛竹总立竹量1.7亿株,被誉为“中国竹乡”。

5.2 NFC柠檬汁

柠檬作是柑橘类别中一个小的种类,NFC柠檬汁也是NFC果汁中很小的分支,但是NFC果汁加工技术能够保持鲜果蔬的色、香、味和营养成分,并且能够应用在生产其他饮料,有助于扩大消费市场,进而实现NFC果汁的规模化生产[17]。NFC柠檬汁与传统浓缩柠檬汁的最大差别在于热力杀菌,柠檬汁一旦经过热处理,产品的受欢迎程度显著降低,热处理的强度越大,相应的感官分数越低,按照常用的果汁杀菌所采用的高温短时杀菌来进行热处理,果汁的品质将降低到不受欢迎或者勉强可以食用但不愿购买的程度。

“股份制”合作统一经营模式使横溪坞村竹林逐步走向规模化、集约化、效益化、品牌化的现代林业经营道路,实现了生态、经济、社会效益的和谐统一,对当地乡村振兴发挥了更为积极有效的作用。

6 NFC果汁加工技术应用的未来展望

NFC果汁非常适宜于现代都市生活的流行趋势,并且可以迅速成为人们的新宠。NFC技术能够以杀菌方式作为加工技术主要创新点。但非热杀菌技术却并没有大规模应用,就如现阶段,NFC技术在柠檬汁加工中的运用几乎没有,这是柠檬汁加工的一个技术缺失。如果可以将NFC技术更好地应用到柠檬汁加工中,使得柠檬汁的品质风味与其他功能性更上一层,柠檬汁的使用范围与销路会更大,同时可以促进柠檬种植业,惠及多方。

由图9分析可知,随着浸出温度的升高,金的浸出率增加。当浸出温度为70℃时,溶液中金的浸出率仅为60.71%,说明有较多的金未被氧化成离子,从而未被浸出;当浸出温度为75~80℃时,溶液中金的浸出率增幅较大,说明有较多的金被氧化;当浸出温度继续增加,金的浸出曲线趋于平缓,此时浸金反应已充分进行。综合考率金的浸出率和试验成本,最佳浸出温度为80℃,此时金的浸出率为98.23%。

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[3]黄丽,孙远明,潘科,等.超高压处理对荔枝果汁品质的影响 [J].农业工程学报,2007,23(2):259-262.

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李笑颜,张宏康,曾晓房,冯卫华,白卫东
《农产品加工》 2018年第10期
《农产品加工》2018年第10期文献

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