编号：CYYJ00285

篇名：关于果蔬粉加工技术简述

作者： 徐杭庆

关键词： 果蔬粉 加工技术

机构： 北京创越联合科技有限公司

原文： 一、目前果蔬加工的途径 我国果蔬产业存在的问题是资源利用效率较低，总体加工能力低下，采后损失率高，与世界先进国家相比仍有相当差距，且滞后于自身产业的发展需求。美国等发达国家的果蔬采后损失率不到5%，而我国高达30%左右，特别是果蔬产后贮运、保鲜、深加工等方面技术差距更大，丰产不丰收，丰收不增值。这已成为制约我国果蔬产业快速发展的瓶颈。 国家食品工业“十五”发展规划中对果蔬采后加工重点发展思路是：果蔬贮运保鲜、果蔬汁、果酒、果蔬粉、切割蔬菜、脱水蔬菜、速冻蔬菜、果蔬脆片等产品及其果蔬皮渣的综合利用，大力提高果蔬资源的利用率。争取果蔬加工处理率由目前的20-30%增加到45-55%，采后损失率从25-30%降低到15-20%。 目前，国内外果蔬加工的途径主要有以下几方面： 1、 传统加工：罐头、蜜饯、果脯 2、 果蔬汁的加工 果蔬汁具有"液体果蔬"之称，因为其较好地保留了果蔬原料中含有的营养成分。目前世界人均果蔬汁年消费量为10~15kg，而中国只有1kg多，差距很大，因此在中国果蔬汁的发展潜力巨大。随着果蔬汁的进一步发展，目前果蔬汁的发展呈现出主要的趋势为：（1）浓缩果汁，具有体积小、重量轻，可以减少贮藏、包装及运输的费用，有利于国际贸易。目前我国的主要浓缩果汁为苹果汁，年产量为17万t左右，年出口量为14万t，而橙汁基本上为进口；（2）NFC果蔬汁，不是用浓缩果蔬汁加水还原而来，而是果蔬原料经过取汁后直接进行杀菌，包装成成品，免除了浓缩和浓缩汁调配后的杀菌，果蔬汁的营养高、风味好,是目前市场上最受欢迎的果蔬汁产品；（3）复合果蔬汁，利用各种果蔬原料的特点，从营养、颜色和风味等方面进行综合调制，创造出更为理想的果蔬汁产品；（4）果肉饮料，较好保留了水果中的膳食纤维，原料的利用率较高。 3、 果蔬功能成分提取 果蔬作为食品，不仅提供人体各种营养成分，如维生素、矿物质、膳食纤维等，而且随着研究的深入，发现许多果蔬中都含有生理活性物质，这些物质具有重要的生理活性,赋予果蔬功能作用。柑橘中含有类黄酮、类胡萝卡素等，能抑制血栓形成、抑菌、抑制肿瘤细胞生长；南瓜中含有环丙基结构的降糖因子，对治疗糖尿病具有明显的作用；大蒜中含有硫化合物，具有降血脂、抗癌、抗氧化等作用。总之,许多果蔬中均含有具有功能作用的生理活性成分，通过各种方法从果蔬中分离、提取、浓缩这些功能成分，再将这些功能成分添加到各种食品中或加工成功能食品，这已成为当前果蔬加工的一个新趋势。 4、 果蔬MP（最少）加工 随着社会竞争的激烈，生活节奏也在不断加快，人们的消费模式正在经历一场变革，最少加工食品正日益受到消费者的青睐，具有营养、方便、新鲜、可100%食用的特点，其加工过程称为最少加工(minimal process or minimal processing，简称MP加工)。果蔬的MP加工不对果蔬产品进行剧烈的热加工处理，果蔬原料经过适当的预处理包括去皮、切割、修整等，经过这一系列处理后的果蔬仍为活体，能进行呼吸作用。在最近的10年左右MP果蔬在美国、日本、欧洲等到了很大的发展，目前工业化生产的MP果蔬品种有胡萝卡、生菜、圆白菜、韭葱、芹菜、马铃薯、苹果、梨、桃、草莓、菠萝等，虽然处于起步阶段但其前景广阔，因为MP果蔬产品免去了使用前的清洗、去皮、切割、去核等处理，消费者买回后可直接食用,节省了加工时间，同时减少了产品的运输和垃圾处理费用。果蔬经过MP加工后,组织结构受到伤害，原有的保护系统被破坏，容易导致褐变、失水、组织结构软化、微生物繁殖等问题，因此只能是速食产品。 5、冷干果蔬 真空冷冻干燥是干燥技术领域中科技含量高、涉及知识面广的应用技术，同时也是干燥方式中设备最复杂、能耗最大、成本最高的一种方法，它是将含水果蔬先冻结至冰点以下，使水份变成固态冰，然后在较高的真空度下，直接将冰转化为蒸气而除去，物料即被干燥。用该办法制得的食品也称冷干食品。由于该办法是目前保留新鲜果蔬色、香、味和维生素等营养物质的最好方式，且具有复水后易于恢复原有的性质和形状等无可比拟的特点，近年来逐步得到人们的青睐，并应用在附加值较高的果蔬产品上。如草梅、食用菌等，目前也有将果蔬冷干产品出口，如冷干蔬菜、冷干果片等 6、果蔬粉加工 新鲜果蔬直接加工成果蔬粉是近几年出现的一种加工方式，它以其独特的物质存在形式随着现代工业进步的需要而崭露头角，竟显其优势：（1）果蔬粉的低含水量达到微生物不能利用的程度，同时果蔬本身所含酶的活性也受到抑制，产品能够长期保存，降低贮藏、运输、包装等费用；（2）原料的利用率高，果蔬制粉对原料的要求不高，对原料的大小、形状没有要求，特别是对可食性的皮、核均可利用；（3）果蔬大部分营养成分均存在于细胞和纤维束中，通过超微细加工处理，可使细胞破壁、纤维束断离，其有效成分析出，以便人体充分吸收和消化；（4）加工成果蔬粉后,拓宽了果蔬原料的应用范围。果蔬粉几乎能应用到食品加工的各个领域,用于提高产品的营养成分、改善产品的色泽和风味、以及丰富产品的品种等,主要可用于面食制品、膨化食品、肉制品、固体饮料、乳制品、婴幼儿食品、调味品、糖果制品、熔烤制品、方便面等。 二、果蔬加工的优势优势对比 加工方式 工艺复杂程度 投资额大小 原料要求 成本高低 存期 市场容量 传统加工 简 小 低 小 长 窄 果蔬汁加工 繁 高 高 高 中 中 果蔬功能成分提取 繁 高 高 中 － 中 果蔬MP加工 简 小 中 低 短 中 果蔬冷干加工 繁 高 高 高 长 中 果蔬粉加工 中 中 低 中 长 大 传统加工方式的产品（罐头、果脯、蜜饯等）由于其产品的单一性和高糖度等特点，已不受消费者欢迎，在一定时期内虽然有一定的市场，但也是在缩小市场，甚至逐步淡出市场或被新产品替代。 果蔬汁的加工产品大部分是出口（主要是苹果汁、草莓汁、葡萄汁等，柑橘汁还是进口），由于果蔬汁对酸度、含糖量、色泽等要求高，所以对果蔬汁的原料和品种选择较为严格；再者果蔬汁加工中的技术难题（果蔬汁褐变、营养素损耗、芳香成分逸散、后浑浊沉淀等）还未真正突破，果蔬品加工废弃物未得到综合利用。 果蔬功能成分提取是以后果蔬加工的一大途径之一。但是，提取什么、如何提取、提取物干什么等都是较复杂的生物技术，其过程的研究和开发费用高、时间长，若提取物属于“药”字号或是“键”字号则批号和生产许可证的审批将又是另一个问题。 果蔬MP加工目前已较集中的在大城市食品配送加工业中开始推开，主要市场是各大超市的新鲜果蔬配送。 果蔬冷干加工由于投资大、成本高，应用受到一定的限制。 果蔬粉加工是近年来发展起来的新型加工行业，由于其对原料要求不高、综合利用率高、应用范围广而逐步受到应用领域和消费者的青睐。目前，国内较大果蔬粉的加工企业大部分是台湾、日本独资的，部分内资企业生产条件简单、产品粗糙，口感、风味逊色。有部分果蔬粉是采用喷雾干燥而得，该工艺出粉率低，使得价位偏高，市场应用受限。 三、果蔬微细化加工的应用 果蔬超微粉可作为食品原料添加到糖果、糕点、果冻、果酱、冰淇淋、奶制品、方便食品等多种食品中，增加食品的营养，增进食品的色香味，改善食品的品质，增添食品的品种。由于果蔬超微粉的溶解性和分散性好，容易消化吸收，在保健食品的生产中有广阔的应用前景，如补钙食品、高膳食纤维食品等。 果蔬超微细化有利于食物资源的充分利用。苹果皮、柑橘皮、小麦麸皮、玉米皮、豆皮、米糠、甜菜渣、甘蔗渣等，含有丰富维生素和微量元素，具有很好的营养价值，但由于常规粉碎的粒径大，影响食用口感，而使消费者难于接受。通过微细化加工处理，能显著改善食用口感和吸收，从而使果蔬资源得到充分的利用，且丰富了食品的营养和品种。 通过微细化处理能在保证有效成分完全吸收的情况下改变人们食（饮）用习惯。如传统的饮茶方法是用开水冲泡茶叶，但是人体并没有完全吸收茶叶的全部营养成分，一些不溶性或难溶的成分（如维生素A、K、E及绝大部分蛋白质、碳水化合物、胡萝卜素、部分矿物质等大量留存于茶渣中，大大影响茶叶的饮用质量，若将茶叶微细化至5µm，达到茶叶细胞破壁和纤维束离散，使有效营养成分析出，在饮用时易被人体直接吸收。茶叶超微细化不仅冲泡方面、利用率高，还可用于制作茶味冰淇淋、茶味雪糕、茶味糖果、茶味巧克力等食品。 另外，大部分果蔬皮、核均含有特定的营养成分，通过超微细加工可直接转变为食品原料。如柑橘皮核中含有较丰富的碳水化合物、矿物质、生物类黄酮等营养成分，而生物类黄酮中含有消炎、抑制异常毛细血管通透性增加及阻力下降、扩张冠状动脉、增加冠脉流量、影响血压、改变体内酶活性、改善微循环、解痉、抑菌、抗肝炎病毒、抗肿瘤等具有重要的生物活性，有很高的药用价值；芦笋超微细加工后，作为食品填充剂加在饼干中，增加酥脆性和营养性，加在奶糖中增进风味和营养；将胡萝卜渣微细加工后制成橙红色的蔬菜纸，可用于色彩丰富的食品包装，也可直接食用。 四、果蔬粉加工技术 食用果蔬是人们日常摄取各种维生素和营养成分的主要途径，在我国使用方式主要是新鲜食用，所以人们主要考虑如何提高保鲜技术措施，而对其进行工业化深加工和应用研究较少，加工成果蔬粉可在一切食用领域中得以应用。但传统的加工方法使得果蔬在使用中均受到一定限制（包括口感、滋味、保鲜、吸收、使用、储存、运输等）。如何进一步开拓新鲜果蔬应用领域，满足人们的生活习惯和消化系统的要求，至关重要的就是粉体微细化技术与食品学相结合。因为颗粒大小的微细化，不仅与食物的溶解释放、机体吸收与生物利用度等关系密切，而且也带来了粉体特性的质变而产生出许多新的性能。因此，粉体微细化技术与食品学结合，是提高果蔬品有效利用的关键，也是近代工业技术与食品科学迅速发展的必然结果。 同各种药物类似，食物的扩散释放速率(溶解度)基本上正比于扩散面积（比表面积）。因此需要对原料进行有效的超微细粉碎从而达到微粒细化、细胞破壁和有效成份析出的目的。果蔬品大多为植物茎、叶、果、根等，这些物料一般都含有较高的木质素、纤维、胶质、脂肪、淀粉和糖类等混合组份。深度干燥后的果蔬品多成坚韧特性、粉碎难度大，且容易出现团聚、高温降解裂变等现象。近年来，日本、德国相继开发出此类超细粉碎设备，并以昂贵的价格倾销我国。为此，加速这一领域的研究与开发工作迫在眉睫。 从粉碎机理上分析，强烈的冲击、剪切、研磨、撞击等粉碎作用都可以达到微细化目的，由于果蔬植物结构的复杂性，多种方式的组合才是有效实现微细化粉碎的理想工艺。为保持物料的理化特性不能改变。需要在研究开发中采取一系列有效措施，形成了系列果蔬食物粉碎的工艺系统软件（包括干燥温度和速度参数、粉碎工艺参数、粉碎加工时的温度及其变化、外加剂的添入方式、粒度大小和形貌、粒度分布和比表面积等之间的对应规律，从而获得特定果蔬种类的具体微细化工艺技术参数）。 例如：我们研究开发了适用于果蔬品类物料的涡流冲击式超细粉碎设备，产品平均细度可达到10－70μm（200－1000目），且能达到细胞破壁的目的。它是依靠转子高速旋转所产生的湍流，将物料在气流中形成高频振荡，使物料的运动方向和速度在瞬间发生剧烈变化，物料颗粒间发生急速撞击、磨擦，经过很多次的反复碰撞而裂解成微细粉。该机冲击线速度达到140m/秒，撞击频率每秒钟达30万次。粉碎过程中均有介质气体通过，借助于介质气体将粉碎过程中的热量移出，以保证粉碎过程中物料的理化特性不变。然后，对物料进行研磨、剪切和高压撞击等作用力，使物料不断微细化。在这个过程中必要时可以添加功能料剂，防止果蔬微细物料的吸水和团聚，同时保护颗粒内成份避免氧化；或是改善产品的色香味和溶液的悬浮程度。 五、果蔬微细化加工中的问题 果蔬的超微细加工是一个系统工程，它绝对不是简单地将果蔬进行细化处理（大部分果蔬不是随便用台粉碎机即可做微细粉碎的）。 果蔬微细化工艺中将有很多需要解决的问题：某些成份在高温下的破坏、挥发，植物纤维粉碎、皮核粉碎、果蔬物粉碎的粘附、粉碎分级过程中成份的分离、不同细度下粉料特性的变化。上述问题都需要现代高新技术和系统概念的支持来解决。 果蔬微细化前后的处理是一个不容忽视的问题，如：降低果蔬酶变的活性、高含糖果实的干燥、高含油果实的脱脂、热敏成分的低温处理、微细化果蔬粉的高均匀度混合等等。 果蔬微细化工艺需要全面考虑下列问题：超细加工细度的表征原则、粉碎氛围的选择、一机多用简化系统、粉碎能耗与降低加工成本、选择更合适的流程等。 六、加工果蔬粉工艺分析 （一）湿法生产工艺 工艺过程： 清理——打浆——过滤——浓缩——干燥——包装 优点——速溶性好，可直接做饮品冲剂，无沉淀产生 缺点——有废渣排放； 采用喷雾干燥瞬间温度高（喷口处温度达200℃），成分损失；出粉率低，成本高。 （二）干法生产工艺 1、工艺过程： 清理——切片——干燥——粉碎——包装 2、干燥方式 冷冻干燥：投资大成本高，适合高附加值产品，优点是完全保存营养成分且复水性好； 热风干燥：传统干燥设备，适合于高含水量果蔬的前期干燥； 微波干燥：新型干燥设备，兼有杀菌功能，适合于含水量低（<30％）果蔬的干燥。 3、微细粉碎加工 目前市面上见到的基本上是普通加工果蔬粉，细度一般在40－100目左右，口感粗糙拉碴，不受消费者欢迎，主要是干燥过程中部分表面形成“硬壳”现象和长纤维硬化造成，实际是细胞和纤维干体的团聚物。该产品的食品应用实际是粗粮制作。 只有通过微细粉碎工艺才能将“硬壳”团聚物打开，使细胞壁、纤维束断离，使其果蔬有效成分析出，一般细度在300－1250目，在彻底改善食用口感的基础上，使人体易吸收和消化。果蔬超细粉也能改善果蔬粉在水溶液中的悬浮状态，促进果蔬茶的开发。 目前超微细加工有以下几种形式： （1）以涡流冲击磨为主机的微细粉碎系统 涡流冲击式粉碎机是根据植物特点而专门设计的一种适合于柔韧性、纤维性和含水性物料的超微粉碎加工设备，该机能解决一般粉碎机难于粉碎的物料，粉碎效率高、粒度细，并具有除湿功能。该设备的工作原理是应用转子高速旋转所产生的湍流，将物料在气流中形成高频振荡，使物料的运动方向和速度在瞬间发生剧烈变化，物料颗粒间发生急速撞击、磨擦，经过很多次的反复碰撞而裂解成微细粉。该机冲击线速度达到14Om/秒，撞击频率每秒钟达30万次。粉碎粒度可达200－1000目。能保持各类植物原有的自然味道和生物的活性。该设备做为系统粉碎主机，与烘干机、粗粉碎机、分选机、收集器配套成的系统设备，即形成生产果蔬、保健品、中药等的制粉成套生产系统。平均细度在300－500目。 （2）以多筒振动磨为主机的微细粉碎系统 多级振动研磨机是根据植物纤维特点而专门设计的一种适合长纤维和纤维束紧密、高糖和高胶质物料的超微粉碎加工设备，该机能解决一般粉碎机难于粉碎的物料，同时粉碎效率高、粒度细，适用于脱水果蔬、中药、保健品的微细粉碎。该设备的工作原理是利用研磨介质作高频振动所产生的冲击、摩擦、剪切等作用力，来实现对物料颗粒的微细粉碎，并同时起到混合分散作用。该机根据植物物料特性一改传统振动研磨机的长而大容积（单筒）的做法，采用短而小容积（多筒串联）的设计思路，以增强物料在研磨腔内的流动性、研磨频率和有效研磨能量，粉碎效率是普通振动磨机的一倍以上。以该机为主机而形成的连续系统，产量大、自动化程度高、粒度可调。平均粒度可达500－1000目。该设备作为系统粉碎主机，与粗粉碎机、分选机、收集器配套成的系统设备，即形成生产脱水果蔬、保健品、中药等的制粉成套生产系统。 （3）以高压气流磨为主机的微细粉碎系统 气流粉碎技术是利用物料在高速气流的作用下，获得巨大的动能，在粉碎室中产生颗粒之间的高速碰撞、剧烈摩擦、剪切作用，从而达到粉碎物料的目的。由于该技术的常温和高纯特点，在食品、医药领域也占有特殊的地位。为适应果蔬类物料的特性（特别是部位成分的不同引发的粉碎难易程度的差别，如皮层、内核等），设计了以下量款机型： FM型流化床式气流粉碎机该机改变了传统机型的喷嘴设置形式，粉碎区由原平面域改为锥形域，使物料在粉碎腔内获得更多的碰撞、挤压和摩擦的机会，同时消除了粉碎下部的盲区，整个粉碎腔内能形成完整的流化状态。与传统机型相比，在能耗相同的条件下，提高效率50％以上。 HO型流化床式气流粉碎机该机型将传统圆型设计改为扁平型，是为食品医药行业易于更换品种而设计门式结构，可方便清理机腔。特殊的可互换喷嘴设计使其适用不同物料的特性，粉碎效率高于传统对应机型。 4、粉碎工艺的组合 根据物料的不同，如鲜果与干果，含水、糖（或胶质）量高低，热敏性能，细度要求，产品用途。对超微细加工的工艺配置将有所不同。