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猕猴桃果汁加工工艺钻研进展2023-10-10
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猕猴桃是猕猴桃科猕猴桃属藤本植物,果实多汁、味路鲜美,深受公共的喜欢,含有丰硕的VC及氨基酸、糖、蛋白质蹬仔机物和人体必须的矿物质元素,被称为“水果之王”。大量钻研证明,猕猴桃在提高人体免疫力、缓解便秘、抗肿瘤、降血糖、降血脂等方面拥有积极的作用。但由于其属于呼吸跃变型果实,采摘后贮藏期短、易腐臭变质。将猕猴桃鲜果进行果汁加工能够解决短期内供过于求的问题,有利于削减果实因腐臭而造成的浪费,同时,猕猴桃果汁加工能有效维持猕猴桃原有的营养成分和韵味,还能够作为果酒、果醋等饮料产品的出产原料,耽搁产业链,提高果品的附加值。近几年,国内表专家学者对猕猴桃果汁加工工艺进行了大量钻研,这些钻研成就可为高质量开发猕猴桃资源提供凭据和参考。

1 猕猴桃果汁的加工工艺流程

猕猴桃果汁重要蕴含清汁、浊汁和浓缩汁。清汁造备工艺流程蕴含:选果、洗濯、压榨取汁、灭菌、不变、过滤、灌装;浊汁造备工艺流程蕴含:选果、洗濯、脱皮、打浆、灭酶、调配、均质、脱气、灌装、杀菌、冷却;浓缩汁造备工艺流程蕴含:造原汁、杀菌、浓缩、冷却、灌装。脱皮、造汁、灭菌、提高果汁不变性和降低农药残留量是影响猕猴桃果汁品质的关键工序。

1.1 脱皮

由于猕猴桃鲜果表皮较厚且绒毛较多,这给后期精湛加工带来肯定难度,也给产品质量带来不利的影响,故必要钻研若何高效去除果皮的同时尽可能削减果内容量损失,维持原有营养。目前,猕猴桃脱皮重要有手工脱皮、机械脱皮、热烫脱皮、冻融脱皮、碱法脱皮、酶法脱皮等方式,其中手工和机械脱皮在出产中利用较为宽泛。

钻研批注:碱法脱皮最容易,其次为冻融脱皮和热烫脱皮,最难的是酶法脱皮及手工脱皮。碱法脱皮(将猕猴桃果实放入20%氢氧化钠溶液中微沸状态下浸泡135 s后用冷水冲刷至室温)的弊端是易过度脱皮,造成就肉损失,同时,碱液在肯定水平上会粉碎薄壁组织,使果肉熟化水平高、可溶性固形物及VC含量降低,从而造成就实品质降落,另表,碱法脱皮的废液处置睬造成水资源的浪费和环境影响;冻融脱皮(-20℃前提下速冻20 min后于100℃沸水中漂烫50 s,捞出用冷水冲刷)的质量损失率最低,对猕猴桃果肉内涵品质影响不大,但冻融处置时速冻和热烫工序会造成就肉中VC含量降低,同时还会加剧果肉熟化,影响果肉硬度,不利于后期加工;酶法脱皮(纤维素酶和果胶酶的质量比为3∶1,温度45℃,功夫35 min)固然对猕猴桃可溶性固形物、VC含量蹬装响较幼,但脱皮成效欠安、处置功夫长,且后续仍需人为辅助去皮,不能满足大批量出产的要求;手工脱皮由于果实长功夫露出在空气中导致VC粉碎最严沉;热烫脱皮效能高,对果实的品质影响较幼,尤其是短功夫的加热方式可能最大水平降低对VC的败坏。以上钻研结论关于分歧脱皮方式对猕猴桃产品品质影响的钻研了局根基一致。另表,分歧脱皮方式对猕猴桃产品韵味成分也会产生分歧的影响。钻研了局批注,在维持猕猴桃韵味品质方面,热烫脱皮和冻融脱皮处置的产品香气品质较好,其次为酶法和碱法脱皮,成效最差的为手工脱皮。

目前钻研批注,热烫处置是一种相对梦想的猕猴桃脱皮方式,但热烫处置时,温度和功夫的节造对猕猴桃果肉熟化水平、果肉色彩、果肉损失及脱皮难度蹬装响较大。试验批注,沸水100℃前提下热烫50 s的高温短时处置是一种高效轻便的脱皮方式。在通例热烫脱皮工艺的基础上,提出选取蒸汽热烫进行脱皮的工艺并设计了有关设备,该工艺道理是利用猕猴桃果切实高温蒸汽环境中短时热烫后瞬间放气,果实表皮层水分急剧蒸发而爆裂开,这样便可等闲剥除果皮而维持果肉无缺。蒸汽压力、蒸汽热烫功夫和冷却水温度是影响蒸汽热烫脱皮成效的重要成分。试验批注,6成熟的猕猴桃果实较佳脱皮前提为蒸汽压力0.6 MPa,热烫20 s,0℃水冷却20 s;8成熟果实选取蒸汽压力0.15 MPa,热烫50 s,0℃水冷却20 s的前提脱皮成效较佳。

在对分歧的脱皮方式成效钻研傍边,由于试验拔取的猕猴桃果实种类、成熟度分歧,其钻研了局与现实出产过程中的成效会有肯定差距,故在工业化利用前,应凭据情况进行预试验。

1.2 造汁

出汁率是衡量果汁饮料加工过程出产效能的沉要指标。目前,猕猴桃造汁多选取机械直接压榨的步骤,该操作单一方便,能够保留有效营养成分,但由于猕猴桃中富含果胶,果胶可使果汁变黏稠而影响出汁率。目前,常用果胶酶分化果胶的工艺提逾越汁率,其中果胶酶用量、p H、酶解温度和酶解功夫等成分对猕猴桃出汁率有着显著的影响。分析了分歧成分对出汁率的影清脆发现:果胶酶用量为0~0.06%时,其用量与出汁率之间呈显著正有关,由于酶用量越多,果胶分化越齐全,果浆黏性降落,出汁率随之显著提高,但当果胶酶用量为0.06%~0.12%时,出汁率则无显著差距;酶解温度在35~45℃时,随着温度的升高,酶解成效越好,在45℃时,酶解成效最好,出汁率达到78.19%,但温度持续上升,果胶酶活性产生变动,导致出汁率反而降落;酶解功夫为1~2.5 h时,酶解功夫的耽搁与出汁率呈显著正有关,达到2.5 h后,果胶物质已根本分化齐全,出汁率变动趋于平缓;酶活性在p H3.5时达到最大,此时出汁率最高(79.45%),p H越偏离3.5,出汁率越低;通过多成分正交试验优化了果胶酶提高红心猕猴桃出汁率的工艺参数,拔取天然p H前提下,活力单元为2万U/g的粉状果胶酶,用量0.06%、酶解温度47℃、酶解功夫170 min,红心猕猴桃果浆出汁率可达82.36%,比未增长果胶酶提高了32.06个百分点,成效显著。拔取野生猕猴桃进行出汁率钻研发现:使用活力单元不幼于5万U/g的果胶酶,增长量0.15%、酶解功夫90 min、酶解温度45℃左右时出汁率达到最高水平。由于试验选用的猕猴桃种类分歧,其成分存在肯定的差距,所以工艺前提也不尽一样,现实出产中可凭据具体情况进行试验验证。

1.3 澄清

猕猴桃造汁后必要经过澄清工艺以提高果汁的表观和品质。目前,猕猴桃果汁出产中提高澄清度通常选取热处置、冷冻、吸附、膜分离等步骤,这些步骤存在操作复杂、容易造成二次传染等不及。相对而言,酶法澄清与壳聚糖澄清拥有操作单一、高效无害、营养损失少蹬着点,近几年使用该步骤的钻研较多。

酶法澄清中常见的酶造剂有果胶酶、纤维素酶、淀粉酶等。通过钻研发现:影响酶法澄清猕猴桃汁的重要成分为酶增长量、酶解温度、酶解功夫和p H,对这些成分进行优化后的最佳工艺为:酶解p H 4.5,酶解功夫3.1 h,酶解温度45.5℃,酶增长量6.4‰,此工艺前提下处置的猕猴桃果汁透光率可达到79.25%。关于壳聚糖的澄清机理,普遍以为是由于壳聚糖分子带有的正电荷可吸附果汁中的果胶和蛋白质而达到澄清主张,并且壳聚糖拥有安全性高,成本低,澄清过程中前提容易节造的利益,已成为果汁澄清工艺中的沉要澄清剂� ?蔷厶堑耐岩阴6取⒈N鹿Ψ颉⒗胄墓Ψ虻瘸煞侄遭ê锾抑吻宄尚Ь杏跋�。钻研了局显示:影响澄清成效的成分顺次为p H、壳聚糖质量浓度和温度;在p H 3时澄清度达到最高值;澄清成效随着壳聚糖质量浓度增长呈先上升后降落的趋向,在质量浓度为0.16 g/L时澄清度达到最大;温度的升高使澄清度呈上升趋向,在50℃时达到最高;经过正交试验优化后的工艺为:壳聚糖质量浓度0.12 g/L,温度55℃,p H 3,此工艺前提下猕猴桃汁的澄清度可达91.1%,澄清成效显著好于明胶,且经过测试比力发现,澄清前后总糖和可溶性固形物损失均较幼。

果胶酶用于果汁澄清时后期容易产生二次沉淀,单一澄清剂在澄清成效和不变性方面会存在肯定缺点,后续需加强既能够维持果汁中猕猴桃特有韵味、削减营养损失,又能提高澄清成效、降低成本的复合澄清剂钻研,以添补单一澄清剂的不及。

1.4 灭菌

灭菌是保障果汁加工质量的沉要环节。果汁灭菌步骤重要蕴含巴氏灭菌、超高温瞬时灭菌、热辅助超声波灭菌、射频灭菌、微波灭菌、增长防腐剂灭菌、超高压处置灭菌等,其中热灭菌技术在灭菌的同时由于温度的变动容易粉碎果汁中的热敏性物质和营养成分,非热灭菌技术无化学残留,对果汁的营养成吩炱坏较幼且根基不影响原有的韵味和感官品质。目前出产中多选取巴氏灭菌和增长防腐剂灭菌的方式。

1.4.1 热辅助超声波灭菌

热辅助超声波灭菌是一种声热结合的技术,其添补了单独超声波处置对微生物杀灭作用有限的短处,拥有安全性好、无毒副作用的特点。影响热辅助超声波灭菌成效的重要成分为温度、时长及超声功率,随着温度的升高、超声功率的增大及超声功夫的耽搁,灭菌成效也随之加强。通过钻研发现,在温度60℃,功夫30 min,超声功率420 W的工艺前提下,猕猴桃果汁灭菌率为95.68%,菌落总数切合尺度,同时还维持了果汁色彩及韵味。热辅助超声波灭菌技术在现实利用时还需进一步钻研其对食品结构和瓢荼鸶标的影响及对处置后食品的安全性进行评价。

1.4.2 壳聚糖(CTS)抑菌

目前果汁饮猜中常用的防腐剂重要是山梨酸钾和苯甲酸钠。近年来,壳聚糖及其衍生物拥有的广谱抗菌机能引起了宽泛关注,其在阻止微生物侵染的同时还有效削减了营养成分的损失,同时壳聚糖拥有无毒害、成本便宜蹬着点。比力了山梨酸钾、苯甲酸钠、壳聚糖与壳聚糖香草醛席夫碱等防腐剂对从猕猴桃果汁中分离得到的枝孢菌属、歧皱青霉菌、杂色曲霉菌、倔强芽孢杆菌的抑造作用,了局显示,壳聚糖香草醛席夫碱对果汁传染菌抑造作用较好,强于山梨酸钾、苯甲酸钠和壳聚糖。以壳聚糖为对照,灰霉菌为试验菌株,进一步对壳聚糖衍生物的抑菌成效进行了钻研,通过对合成的壳聚糖水杨醛希夫碱(CTS-Sal)、壳聚糖2-羟基-4甲氧基苯甲醛希夫碱(CTS-2Hy)、壳聚糖香草醛希夫碱(CTS-Val)、壳聚糖邻香草醛希夫碱(CTS-O-val)4种壳聚糖衍生物的抑菌活性进行比力发现,与CTS相比,4种衍生物的抑菌活性普遍加强,其中以CTS-2Hy的抑菌成效最好,抑菌活性由大到幼排序为:CTS-2Hy>CTS-O-val>CTS-Sal>CTS-Val。以上钻研均批注,经过化学建饰后的壳聚糖衍生物抑菌成效得到加强,拥有利用潜力。后续利用中需进一步钻研壳聚糖及其衍生物对分歧果汁传染菌的抑菌机理和成效,同时要加强对壳聚糖及其衍生物的安全评价。

1.4.3 射频灭菌

射频灭菌技术是一种非接触电磁加热技术,其穿透力大、加热急剧均匀。果汁厚度、射频功夫和射频极板间距是影响射频灭菌成效的关键成分:随着射频功夫耽搁、射频极板间距缩幼及果汁厚度增长,灭菌成效也随之显著增长。以沙门氏菌为受试菌的灭菌成效钻研批注:在固定频率27.12 MHz,极板间距105 mm,灭菌功夫210 s,猕猴桃汁厚度45 mm的灭菌前提下,沙门氏菌可降落8.1个数量级,与巴氏灭菌的成效相比,射频灭菌处置的猕猴桃汁中VC保留率提高4.9个百分点。目前,射频灭菌技术在猕猴桃果汁灭菌中的使用仍处于基础钻研阶段,还存在着一些问题,离大规模使用还有肯定距离,尤其在灭菌设备的开发和提高灭菌效能方面必要进一步钻研,以满足工业化、机械化出产的必要。

1.4.4 超高压灭菌

超高压技术是近几年钻研较多的非热灭菌技术,其能在常温下通过高压(100~1 000 MPa)扭转微生物细胞蛋白质和酶结构从而起到灭菌灭酶的作用,同时还能较好地维持食品的色泽、韵味成分及营养物质,近几年在果蔬汁加工中利用较为宽泛,在猕猴桃加工中可用于猕猴桃果汁、果肉饮料灭菌。

利用超高压技术对猕猴桃果汁饮料灭菌的工艺中,压力、保压功夫等成分会对灭菌成效产生关键性影响。钻研了超高压灭菌技术对冷破碎猕猴桃果浆的灭菌成效,发现针对冷破碎猕猴桃果浆,超高压灭菌的最佳前提为:压力497 MPa,温度27℃,保压功夫24 min,此前提下霉菌酵母杀灭率达100.00%,大肠杆菌和菌落总数杀灭率别离为97.46%、73.18%,灭菌成效比力显著,且对猕猴桃果浆营养物质粉碎不大。但钻研同时还发现,灭菌后的猕猴桃冷破碎果浆经过一段功夫的复原后,菌落总数、霉菌酵母数、大肠杆菌数会有肯定比例的增长。通过比力超高压(400 MPa,15 min)和高温短时(95℃,30 s)两种分歧灭菌方式处置的猕猴桃非浓缩还原汁(NFC)果汁贮藏期(4℃,28 d)的微生物指标变动后发现:相比高温短时处置,单纯超高压处置的灭菌成效略差一些,批注超高压灭菌有肯定局限性。由于每种微生物的致死压力分歧,超高压灭菌对分歧微生物的致死成效也分歧,利用时还必要与其他技术,如电解质水、超声波、紫表线、热处置、低温贮藏、脱气等结合利用以加强灭菌成效。同时,超高压灭菌与低温贮藏结合将更有利于灭菌后猕猴桃果汁的贮藏。但设备昂贵、技术成本较高、无法满足陆续化出产等不利成分是目前限度超高压灭菌技术工业化利用的重要瓶颈。

1.4.5 微波灭菌

微波灭菌拥有功夫短、操作方便的利益。微波灭菌技术的灭菌机理蕴含非热效应和热效应。热效应重要利用微波的高频个性使介质中极性分子相互摩擦而产生热量,起到急剧升温灭菌的作用;非热效应是利用微波使微生物蛋白质分子变性来实现灭菌的主张,在食品灭菌工艺中,非热效应通常作为热效应的补充。通过对微波灭菌(22 k W、2 450 MHz)与巴氏灭菌(90℃水浴加热30 s)处置的猕猴桃果汁比力发现,微波灭菌成效更为显著,灭菌率达到99.99%,二者处置后的果汁中可溶性固形物、总糖、总酸含量变动均不显著,但微波灭菌处置后的果汁中超氧化物歧化酶(SOD)和VC含量损失更少。以上了局批注,相比巴氏灭菌,微波灭菌拥有较好的灭菌成效,可有效削减对营养成分的粉碎,保障猕猴桃果汁原有的色泽和品质。但微波灭菌若是操作不当会存在微波泄漏的风险,对操作人员及出产环境造成影响。故研发相宜的装置和设备,探索灭菌工艺参数,加强设备不变性,提高灭菌安全性将是微波灭菌沉要的钻研方向。

1.5 提高果汁不变性

由于猕猴桃果实内种籽多且较幼,造汁后经过滤或离心并不能齐全去除,另表,果汁中不溶性物质在久置前提下易沉淀,所以提高不变性是猕猴桃果汁加工的关键工艺。

目前,常用的不变剂重要有琼脂、海藻酸钠、卡拉胶、食用明胶、羧甲基纤维素钠、黄原胶等。通过试验比力了几种不变剂对猕猴桃汁的不变成效,发现不变成效的曲直顺次为海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、琼脂,不变作用随果汁贮存功夫的耽搁而降落;通过正交试验筛选出复合不变剂的最佳配方为每100 m L猴桃汁中参与琼脂粉0.1 g,海藻酸钠0.25 g,羧甲基纤维素钠0.25 g,黄原胶0.25 g,此工艺前提下,猕猴桃果汁可在贮藏期间维持持久不变无沉淀。试验了局批注,复合不变剂的增长总量为0.10%,羧甲基纤维素钠∶卡拉胶∶果胶的复配质量比为2∶1∶1时,猕猴桃果汁不变成效较为梦想。

近年来,由两种或两种以上的果汁或果蔬汁作为原料并依照肯定比例调配而成的复合饮料日益受到消费者喜欢。复合饮料添补了单一饮料在营养上的缺点,同时拥有越发优良的韵味和口感,满足了现代人对饮料种类多样化、食用轻便化、营养保健化的消费理想。近几年,猕猴桃复合饮料的开发及不变性钻研较多。通过钻研羧甲基纤维素钠、黄原胶和海藻酸钠3种不变剂对猕猴桃椰汁复合乳饮料不变性的影响发现,黄原胶对猕猴桃椰汁复合乳饮料的增稠作用相对较强、不变成效最好,且发现复配不变剂肯定水平上能够削减单一不变剂的增长量,使复合饮料的黏度降低,经过试验钻研,确定合适的复配不变剂配方为:羧甲基纤维素钠、黄原胶、海藻酸钠增长量(质量分数)别离为0.022%、0.045%、0.075%,此时果汁离心沉淀率为2.61%。钻研了果胶、羧甲基纤维素钠和瓜尔豆胶3种不变剂对猕猴桃秋葵复合饮品不变性的影响,发现不变成效的曲直顺次为果胶、瓜尔豆胶、羧甲基纤维素钠,最佳混合配比为果胶用量0.05 g/L,羧甲基纤维素钠用量0.04 g/L,瓜尔豆胶用量0.02 g/L。另表,该钻研还发现,均质工艺前提对复合饮料不变性也有较大影响,试验了局显示,均质温度65℃,均质转速6 000 r/min,均质次数3次时,饮料不变性系数最高。相对单一种类饮料,复合饮猜中由于成分较多,是更为复杂的不不变系统,故应凭据果蔬种类的分歧进行不变性钻研。

1.6 氯吡脲(CPPU)的去除

氯吡脲是一种苯脲类植物成长调节剂,目前在猕猴桃种植中利用宽泛。合理使用氯吡脲能够达到增长产量的主张,但违规过量使用则容易影响猕猴桃韵味和营养成分,且猕猴桃中氯吡脲残留量较高可能会对人体带来潜在的健康风险。GB 2763—2021中划定,氯吡脲在猕猴桃中的最大残留限量为0.05 mg/kg。

目前,猕猴桃果汁中氯吡脲降解技术的钻研相对较少,重要有失活酵母吸附、超声波降解和射频低温等离子体技术。

钻研了失活酵母菌干粉对猕猴桃汁中氯吡脲的吸附成效,了局批注:失活酵母菌吸附果汁中氯吡脲的成效较好,使用安全,对果汁品质无影响。该钻研还发现,影响吸附成效的成分从大到幼顺次为酵母菌增长量、氯吡脲的初始质量浓度、吸附功夫;氯吡脲吸附率随着酵母菌增长量的增长而上升,当增长量达20 mg/m L后吸附率增长不再显著;氯吡脲吸附率随着吸附功夫的耽搁先增长后降低,吸附功夫2 h时吸附成效最好;氯吡脲初始质量浓度越大,吸附率则越低;经过优化的工艺参数为:氯吡脲初始质量浓度0.2μg/m L,失活酵母菌增长量28 mg/m L,经过3 h的吸附,吸附率达到97.02%;对吸附前后的猕猴桃汁检测发现,可溶性固形物含量、总酚含量、VC含量、总糖含量、p H、透光率等均无显著性差距。由于失活酵母吸附法存在吸附功夫长、成本高档短处,肯定水平上限度了其在工业化出产中的宽泛利用。

低温等离子体技术是利用食品周围介质产生光电子、离子和自由基等活性物质起到抑造食品中微生物和降解化学农药的作用,近几年在食品领域逐步得到利用。影响低温等离子体工艺对猕猴桃汁中氯吡脲降解成效曲直的成分顺次为电压、极距、处置功夫,并对工艺前提进行优化,最优了局为:电压170 V、极距2 cm、功夫4 min,在此工艺前提下氯吡脲降解率可达到87.5%,并可保留猕猴桃汁原有韵味及营养成分。后续必要开发成本便宜的等离子设备,探求相宜的工艺参数,将等离子体技术宽泛利用到现实果汁饮料出产中。

超声波处置能在有效去除猕猴桃果汁中氯吡脲的同时保留产品的营养成分,且其操作单一、成本低。在对超声波降解猕猴桃汁中氯吡脲的钻研中发现,超声功率、超声功夫和超声温度等成分对氯吡脲降解成效有显著影响,在超声功率600 W、超声温度45℃、功夫40 min时,降解率最大(72.01%)。

只管目前对猕猴桃果汁中氯吡脲去除成效的钻研获得了肯定进展,但这些钻研均别离基于分歧的工艺和试验前提,试验了局间会存在肯定的差距,因而还必要大量靠得住的数据堆集和不休的验证,以逐步实现工业化利用。

2 结语与瞻望

我国猕猴桃资源丰硕,但成熟猕猴桃果实易产生变质,难以贮藏。猕猴桃果汁加工是当前较为有效的深加工伎俩,其不仅解决了猕猴桃鲜果集中上市问题,同时还维持了猕猴桃原有的韵味和营养。随着人民生涯水平的提高和消费观点的提升,公共对果汁饮料的质量安全、营养成分及韵味等要求越来越高。近几年,国内表科研工作者在猕猴桃果汁加工工艺创新方面不休地索求和钻研,获得了大量的成就,蕴含超声波、射频、微波、超高压、低温等离子体、复合不变剂及防腐剂等新型食品加工技术的基础性钻研和利用设备的开发等,通过解决关键工序中存在的问题,优化工艺前提,有效提高了猕猴桃果汁品质。

通过对以上成就的总结,可以为猕猴桃果汁加工工艺进一步钻研及改进提供借鉴。但由于上述一些工艺技术尚处在基础钻研阶段,获得的数据也仅限于尝试室钻研成就,其工艺的合理性、合用性、安全性还不能满足工业化出产的必要,必须在实际中不休地验证美满。另表,后续要安身于我国丰硕的猕猴桃鲜果资源优势,着沉在提高果汁产品质量安全、削减营养损失、维持原有韵味、提高杀菌效能、降低出产成本、提高产品附加值方面加大钻研,这对于提高猕猴桃果汁饮料品质、创造更大的社会效益和经济效益拥有沉要的意思。


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