第一章 果蔬加工原理及原料预处理

第一章果蔬加工原理及原料预处理［提要］介绍果蔬的品质因素如色素类物质、风味物质、营养成分和质地因子对果蔬加工工艺及加工品的质量关系；果蔬加工保藏的物理方法、化学方法和生化方法原理；果蔬加工原料选择的原则；果蔬加工预处理方法和处理注意事项。［教学目标］(1)了解果蔬原料的品质因素与加工保藏的关系。(2)理解食品败坏的原因及食品加工保藏方法及其基本原理。(3)掌握果蔬加工原料预处理的目的、基本工艺方法和注意事项。(4)掌握工序间护色和半成品保存的方法及其原理。第一节果蔬的败坏及加工保藏措施一、果蔬原料的加工特性1.营养丰富，感官品质优良，具加工和鲜食的双重特性。2.新鲜果蔬是活的有机体，属易腐原料。3.果蔬生产具有季节性、地区性。4.加工利用的多样性。5.原料的色泽、风味、营养及质地在加工中易发生变化。二、果蔬败坏的原因变质变味果蔬的败坏，包括变色等不符和要求的变化。分解腐烂微生物败坏败坏的原因化学败坏二、果蔬败坏的原因1.微生物败坏果蔬营养丰富，极易滋生微生物。微生物的生长繁殖是果蔬败坏的主要原因。表现为生霉、酸败、发酵、软化、腐烂、产气、变色、混浊等。对果蔬的危害轻则变质，重则不堪食用，甚至误食造成食物中毒。引起果蔬及其制品败坏的微生物新鲜果蔬主要是霉菌果酱、糖渍制品中主要是耐渗透压的酵母属乳酸杆菌罐头制品中主要是杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌凝结芽孢杆菌酵母菌果汁中（pH＜3.7）乳酸菌醋酸菌果酒中主要是蹼酵母菌、醋酸菌2.化学败坏引起化学败坏的原因是氧化、还原、分解、合成、溶解等作用。表现为变色、变味、软烂、维生素损失等。结果导致产品感官品质下降和营养物质损失，甚至丧失食用价值。2.化学败坏酶促褐变非酶褐变变色胡萝卜素的氧化叶绿素或花青素在不良处理条件下的变色或褪色金属离子与原料中的化学成分发生化学反应香味物质损失变味异味产生氧化酸败软烂原果胶水解、细胞壁等骨架受损维生素损失氧化；光、热分解三、果蔬加工保藏方法按保藏原理，可将果蔬加工保藏技术大致划分成五大类。1.维持果蔬最低生命活动的保藏方法采收后的新鲜果蔬生命活动越旺盛，果蔬内贮存物质的分解越快，组织结构也就随之而迅速瓦解或解体，不易久藏。若采用低温(0～5℃)、一定湿度和适宜的气体比例下贮藏，就能抑制果蔬呼吸作用和酶的活力，并延缓储存物质的分解，延长果蔬贮藏期。2.抑制果蔬生命活动的保藏方法在某些物理化学因素的影响下，微生物和酶的活动也会受到抑制，从而也能延缓其腐败变质，这类保藏方法有冷冻保藏、高渗透压保藏(如干制、腌制、糖渍等)、烟熏及使用添加剂等。速冻品：水分活度降低，微生物和酶的活动受到抑制；腌制品：15%食盐使腐败球菌停止发育；糖制品：糖浓度60%～65%即可抑制微生物的活动；干制品：果干含水≤20%，菜干含水≤5%。3.运用发酵原理的食品保藏方法利用某些有益微生物进行发酵活动，建立起能抑制腐败菌生长活动的新条件，以延缓食品腐败变质的保藏措施。乳酸发酵、醋酸发酵和酒精发酵等主要产物－酸和酒精就是抑制腐败菌生长的有效物质。如泡菜、酸黄瓜等就是采用这类方法保藏的食品。4.利用无菌原理的保藏方法利用热处理、微波、照射、过滤等方法处理，将食品中腐败菌数量减少或消灭到能长期贮藏所允许的最低限度，并维持这种状况，以免贮藏期内腐败变质。密封、加热杀菌和防止再次污染是保证罐藏食品长期贮藏的技术关键。5.应用防腐剂的保藏方法（主要用在半成品保存上）苯甲酸类：苯甲酸、苯甲酸钠(＜0.1%)、对氯苯甲酸、对氯苯甲酸钠、对羟基苯甲酸甲酯(乙酯、丙酯、丁酯，果汁中＜0.05%)。苯甲酸+甘氨酸马尿酸（从体尿中排出）苯甲酸+葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸苯脂（从肝脏排除，肝功不好的人，不能去毒，影响健康）山梨酸类：山梨酸、山梨酸钾。微溶于水，其钾、钠盐易溶于水。可妨碍脱氢酶系统，在酸性条件下效果好，抑制霉菌及酵母菌比细菌效果好。用量＜0.1%,可在人体内参与代谢。SO2及亚硫酸：用在果汁半成品、干制品、果酒原料中。续表1-1果蔬加工对原料的要求加工品种类加工原料特性果蔬原料种类干制品干物质含量较高，水分含量较低，可食部分多，粗纤维少，风味及色泽好的种类和品种枣、柿子、山楂、龙眼、杏、胡萝卜、马铃薯、辣椒、南瓜、洋葱、姜及大部分的食用菌等罐藏制品糖制制品冷冻制品肉厚，可食部分大，耐煮性好，质地紧密，糖酸比适当，色香味好的种类和品种一般大多数的果蔬均可进行此类加工制品的加工果酱类含丰富的果胶物质，有机酸含量高，风味浓，香气足山楂，杏，草莓，苹果等，蔬菜类的番茄等品种好可提高产品的色香味等质量。不同品种的原料消耗量不同，影响生产成本。品种适宜有利于机械化生产，提高生产率及经济效益。对加工品种的一般要求：稳产、高产保证原料有较长的供应期便于机械化耕作，收获品种的色、香、味品质高(一致)品种抗病虫能力强，耐贮运，适应性强（二）原料的成熟度和采收期与加工的关系1.基本概念成熟（maturation）：果蔬在生长发育过程中，完成个体发育成长的历程。即从开花授粉后，完成细胞、组织、器官分化发育的阶段,达到可以采摘的程度，但不一定是食用最佳的阶段。完熟（ripening）：果实表现出特有的风味、香气、质地和色彩的最佳食用阶段。完熟可以发生在植株上，也可以在采后。后熟（post-ripening）：果实采后呈现特有的色、香、味的成熟过程。衰老：果蔬最佳食用阶段以后的品质劣变或组织崩溃阶段。(1)可采成熟度果实已充分膨大长成，体积停止增长，化学物质的积累已经完成，但风味尚未达到最佳，果实硬，糖酸比值低。生产上俗称六七成熟，果实类原料适宜做果脯、蜜饯，不宜做其他产品，因色泽、风味差而使产品品质低劣。(2)加工成熟度果实已具备该品种应有加工特性的阶段，分适当成熟与充分成熟。果实充分表现出品种应有的外观、色泽、风味和芳香，在化学成分含量和营养价值上也达到最高点，生产上常称为七至九成熟，是制作罐头、果汁、干制品、速冻食品和腌制品的良好原料。(3)生理成熟度是指生理上已达到充分成熟的阶段，种子具有繁殖能力，组织开始松弛，营养物质开始转化分解。此时可作果汁、果酒的原料，对于要求积累脂肪和淀粉的原料，如核桃、板栗等必须要在此时才开始采收。2.成熟度的不同阶段3.采收期与加工的关系果蔬的不同成熟阶段分为不同的成熟度，当成熟度达到一定的要求时就必须适时采收。采收过早，色泽较浅，香气弱，酸度大，风味淡，肉质生硬，影响产量。采收过晚，组织变软，酸度过低，不耐贮藏和加热处理，影响产品脆度。果蔬加工应根据不同的产品类型，确定适宜的采收成熟度，保证产品质量。4.果蔬成熟过程中的品质变化(1)甜味增加：淀粉水解为可溶性糖。(2)酸味减少：有机酸转变为可溶性糖或作为呼吸底物或被K+、Ca2+等中和成盐。(3)涩味减少：单宁等多元酚被过氧化酶氧化或转变为不溶性物质。(4)香味产生：果实成熟时产生酯、醛、酮等多种香味物质。(5)果实变软：果胶水解，胞壁软化，内含物水解。果实变软是果实成熟的一个重要标志(6)色泽变艳：叶绿素分解，呈类胡萝卜素的颜色或者是转变为红色的花色素。光照可促进花色素苷的合成。(7)维生素含量升高：果实中含有丰富的各类维生素，主要是VC。（三）原料新鲜度与加工的关系原料新鲜度下降，营养价值下降，果蔬质地变差，微生物侵染加剧，使腐损加大，杀菌负荷加重，产品品质下降。加工用原料越新鲜完整，成品的品质就越好，吨耗率越低。果蔬从采收到加工的时间应尽可能短，以保持原料的新鲜完整；果蔬运到工厂后，应及时加工；如来不及及时加工，应保存在适宜的条件下，以保证新鲜完整，减少腐烂损失。※果蔬加工对原料总的要求：适宜的种类、品种；适当的成熟度；良好、新鲜完整的状态。二、原料的预处理目的：降低损耗；保证质量；确保加工过程顺利进行。预处理：拣选、分级、清洗、去皮、切分、修整、烫漂、护色、硬化、抽空等。（一）拣选拣选是挑出腐败的、破碎的、未成熟的果蔬以及混在原料中的杂物，保证产品的质量。一般在拣选输送带上手工进行。对浆果类水果应增设磁选装置以除去带铁的杂物，以免损坏破碎机。（二）分级分级：按照加工品的要求，采用不同的标准将果蔬原料分为不同级别的操作。分级标准：按大小、成熟度、色泽、重量、比重等分级。分级方式：人工分级、机械分级。分级作用：合理的分级，不仅便于操作，提高生产效率，降低损耗，更能保证产品质量，得到均匀一致的产品。无需保持形状的制品不分级，如果蔬汁、果酒、果酱。（三）清洗目的：洗去表面附着的灰尘、泥沙和大量的微生物及部分残留的农药，保证产品清洁卫生。方法：根据原料被污染程度，耐压耐摩擦的程度，以及表面状态的不同，采用不同的方法及机械来进行。用水：除果脯、腌渍类用硬水外，一般最好用常温软水。去农残时，水中添加0.5～1.5％HCl溶液或0.1％KMnO4或600mg/kg漂白粉溶液。常温下浸泡数分钟，再洗去化学药剂。（四）去皮原因：果皮粗糙、坚硬，口感不佳如：桃、杏、梨、苹果、李含纤维素、原果胶及角质。果皮含不良风味物质，对产品风味有一定影响如：柿子、马铃薯、莲藕、柑橘类含味苦的糖苷。有些果皮不可食用如：菠萝、香蕉、板栗、猕猴桃有的原料因无法去皮、或制作果脯、蜜饯、果汁、果酒时一般不去皮，如：葡萄、草莓作用：提高产品风味、口感，利于后序加工。注意：去皮应适度，去掉不合要求的部分即可。去皮不足，不合要求，要增加工作量，去皮过度，原料消耗大，增加成本。方法手工去皮机械去皮碱液去皮酶法去皮化学去皮表面活性剂去皮热力去皮冷冻去皮真空去皮1.手工去皮应用刀、刨等工具人工去皮。优点：去皮干净、损失率少，并可有修整的作用，同时也可去心、去核、切分等同时进行，在果蔬原料质量较不一致的情况下能显示出其优点。缺点：费工、费时、效率低。常用的手工去皮刀具2.机械去皮主要用于一些比较规整的果蔬原料。(1)旋皮机：在特定的机械刀架上将果蔬皮旋去。优点：去皮效率高；缺点：去皮不完全，损失率高，还需修整。(2)擦皮机：利用内表面的金刚砂、表面粗糙的转筒或滚轴，借摩擦力的作用擦去表皮。※3.碱液去皮将果蔬在一定浓度的强碱液中处理适当的时间，果皮即被腐蚀，取出，立即用清水冲洗或搓擦，果皮即脱落，并洗去碱液。应用最为广泛。原理：碱液将果实表面腐蚀，使其变薄或溶解；碱液很容易穿透果皮，将果皮与果肉之间的中胶层溶解，使果皮与果肉分离。适用于：仁果类的苹果、梨；核果类的桃、杏、李；胡萝卜等。常用碱：NaOH、KOH、Na2CO3或NaHCO3。处理方法：浸碱法、淋碱法浸碱法：即将一定浓度、温度的碱液装入容器，将原料投入，不断搅拌，经过适当的时间捞起原料，用清水冲洗干净即可。淋碱法：主要要采取淋碱去皮机，用皮带传送原料，碱液加热后用高压喷淋，通过控制传送速度，达到去皮的目的。淋碱法可结合擦皮机进行去皮处理。影响碱液去皮效果的因素：碱液浓度、温度和作用时间。注意事项：根据原料特性控制适宜的浓度、温度和作用时间作用一段时间后需补充碱，维持碱液浓度去皮后应立即放入冷水中浸洗，防止碱液和高温对原料继续作用碱液去皮的优点：适应性广，几乎所有的果蔬都可以用碱液去皮，且对原料表面不规则、大小不一的原料也能达到良好的去皮效果；掌握适度时，损失率少，原料利用率高；节省人工、设备。但必须注意碱液的强腐蚀性。4.热力去皮果蔬经短时高温处理，表皮迅速升温而松软，果皮膨胀破裂而与果肉分离，迅速冷却搓洗或手工即可轻易去皮。适用于成熟度高的番茄、桃、杏、枇杷、甘薯等。5.酶法去皮柑橘的瓤瓣，在果胶酶(主要是果胶酯酶)的作用下，可使果胶水解，脱去囊衣。其关键是要掌握酶的浓度及酶的最佳作用条件，如温度、时间、pH等。6.冷冻去皮冷冻装置温度在-23℃～-28℃，这种方法可用于桃、杏、番茄等的去皮。7.真空去皮将果蔬先加热，使果皮与果肉易于分离，然后进入真空室，果皮下的液体迅速沸腾，皮与肉分离，最后离开真空室，冲洗或搅动即可去皮。此法适用于桃、番茄等的去皮。8.表面活性剂去皮原理：通过表面活性剂降低果蔬表皮的表面张力，利于低浓度的碱液渗透进入中胶层而达到去皮效果。0.05％的蔗糖脂肪酸酯，0.4％的三聚磷酸钠，0.