果蔬加工工藝學(xué)：第九章 果蔬原料的綜合利用

1、第九章 果蔬原料的綜合利用蘋果的綜合利用葡萄的綜合利用番茄的綜合利用【目錄】一、蘋果的綜合利用 蘋果皮渣是蘋果加工罐頭、果汁、果醬和果酒等剩余的下腳料，主要是由蘋果皮、果芯和部分果肉組成。我國是世界最大的蘋果生產(chǎn)國，年產(chǎn)鮮果2600多萬噸，目前約有15進行加工處理，加工數(shù)量逐年上升，出渣率20%30，總產(chǎn)量十分可觀。蘋果渣是一種用途很廣，使用價值和經(jīng)濟價值很高的寶貴資源。（一）概述 蘋果渣的營養(yǎng)價值較高，據(jù)分析，風(fēng)干的蘋果渣粉含粗蛋白質(zhì)4.4、粗脂肪4.8、可溶性糖分62.8、Ca 0.11、P 0.10，此外還含有維生素B1、維生素B2和Fe、Mg、Mn等微量元素。 以蘋果皮渣為原料可制作蘋

2、果皮渣飲料、飼料，并可提取膳食纖維、果膠以及蘋果多酚等高附加值的新產(chǎn)品，以皮渣及殘次果為原料還可以加工出蘋果醋等產(chǎn)品。（一）概述（一）概述 果膠是一種多糖聚合物，廣泛存在于綠色植物中，與纖維一起具有結(jié)合植物組織的作用。果膠通常為米白色至淡黃色粉末、無毒、味微甜，且稍帶酸味，易溶于水。蘋果渣含果膠15-18(干基)，是制備果膠的良好資源。以蘋果渣為原料，采用先進的加工技術(shù)，提取果膠，應(yīng)用于食品、藥品等領(lǐng)域，不僅可以極大地提高蘋果的附加值，還可解決蘋果加工企業(yè)蘋果渣造成的環(huán)境污染，具有重要的意義。（二）蘋果渣果膠提取技術(shù)1）工藝流程 蘋果濕渣干燥粉碎酸液水解過濾濃縮不同產(chǎn)品的制備檢驗標(biāo)準(zhǔn)化處理成品

3、2）技術(shù)要點原料處理 蘋果汁廠剛榨完汁的蘋果渣含水量高達78。極易腐敗變質(zhì)，且蘋果濕渣為粗渣，不易進行酸水解，故需先將蘋果濕渣在6570條件下烘干，粉碎到80目大小?！竟に嚵鞒膛c技術(shù)要點】漂洗 原料中所含的成分，如糖苷、芳香物質(zhì)、色素、酸類和鹽類等在提取果膠前須漂洗干凈，以免影響果膠的品質(zhì)及膠凝力。抽提 果膠是原果膠經(jīng)稀酸水解萃取而得，抽提包括果膠的水解與果膠的溶出兩個過程。在整個過程中要掌握好溫度、時間、酸度和加水量的關(guān)系?！竟に嚵鞒膛c技術(shù)要點】 果膠是一種高分子有機物，耐熱性較差，溫度過高，會引起果膠本身結(jié)構(gòu)的破壞，溫度過低，水解速度又會太慢，同時果膠溶液難于過濾，不易實現(xiàn)液渣分離。酸度高

4、，則需時較短；酸度低，則需時較長，需多次抽取才能提凈果膠。加水量太低，果膠溶液過濾困難，提取率低；加水量太大，果膠提取率雖較高，但濃縮時間卻很長、能耗高、設(shè)備投資大。綜合考慮，認(rèn)為抽提時，將絞碎的原料倒入抽提鍋內(nèi)，加水8倍，加H2SO4調(diào)節(jié)pH值至1.8-2.7，后通入蒸汽，邊攪拌邊加熱到95，保持45-60min，即可抽提出大部分果膠?！竟に嚵鞒膛c技術(shù)要點】抽提液的處理 將抽提物料通過壓濾機過濾，濾液用高速(7000rmin)離心機分離雜質(zhì)，并迅速冷卻到50左右、加入1-2的淀粉酶，使抽提液中淀粉水解為糖，當(dāng)酶作用終了時，加熱到77，破壞酶的活力。接著加入0.3-0.5%的活性炭，在55-6

5、0攪拌20-30 min，使果膠脫色，再加入1%-1.5的硅藻土，攪勻，后用壓濾機壓濾，獲得澄清果膠液。【工藝流程與技術(shù)要點】果膠液的濃縮 將澄清的果膠液送入真空濃縮鍋中，保持真空度8.89kPa以上，沸點50左右，濃縮至總固形物含量達7-9為止。 【工藝流程與技術(shù)要點】不同形式的果膠產(chǎn)品生產(chǎn) 果膠液體制品 濃縮完畢，將果膠液加熱到70，裝入玻璃瓶中，加蓋密封，后置于70熱水中加熱殺菌30min，冷卻后送入倉庫，或?qū)⒐z液裝入木桶中，加0.2% NaHSO3攪勻，密封，即成果膠液體產(chǎn)品。 【工藝流程與技術(shù)要點】果膠粉 將果膠液中的水分除去,制成粉末粉，其方法如下。 a. 噴霧干燥法：將濃縮的果

6、膠液經(jīng)高壓噴頭噴入干燥室，室內(nèi)溫度保持120一150，果膠細(xì)霧接觸熱空氣后，瞬時便干燥成細(xì)粉落到干燥室的底部。并由螺旋輸送器送到包裝車間，立即通過60目篩篩分后裝入聚乙烯薄膜袋中。 【工藝流程與技術(shù)要點】 用本法取得的果膠粉細(xì)度大，溶解度高，成本低，但與酒精沉淀法相比較，成品易返潮，并含較多雜質(zhì)，因此，亦有將此法制成的果膠粉用含量為50一70的酒精處理，除去雜質(zhì)，提高果膠粉質(zhì)量。 采用本法加工時，應(yīng)特別注意原料的漂洗，先盡量清除雜質(zhì)，否則將因殘留糖分過多而易返潮和長霉?！竟に嚵鞒膛c技術(shù)要點】b酒精沉淀法：將總固形物8左右的果膠濃縮液置于凝結(jié)器中，加入適量鹽酸，攪拌半分鐘，以促進果膠凝結(jié)，并可溶

7、解一部分鹽類，以減少雜質(zhì)沉淀。后慢慢加入含量為90%左右的酒精，邊加邊攪拌，每隔l一2min開動攪拌器一次，果膠即沉淀析出，繼續(xù)用壓榨機榨干汁液，汁液供回收酒精用。后將破碎的果膠加2倍的95酒精，開動攪拌器，洗滌半小時，再取出凝結(jié)果膠，榨干汁液，如此反復(fù)洗滌兩次。榨干后，將凝結(jié)果膠送入真空干燥室中，于65-70下進行干燥，干燥到含水量達6以下為止。后把果膠粉研碎，通過60目篩篩分，并立即分裝。 【工藝流程與技術(shù)要點】 酒精沉淀法制備果膠粉，每千克果膠耗乙醇量為7kg，乙醇耗量相對較大，綜合成本相對較高，但所得果膠純度高，色澤好，質(zhì)量優(yōu)，生產(chǎn)工藝容易控制，利于工業(yè)化大生產(chǎn)的實施。【工藝流程與技術(shù)

8、要點】c. 鹽析法：是在果膠溶液中先加入鋁鹽使果膠沉析，然后再用乙醇沉析，從而可省去果膠溶液濃縮工序，每千克果膠耗乙醇量為4kg。乙醇用量小，能耗小，綜合成本相對較低，但工藝要求嚴(yán)，難以控制，不利于工業(yè)化大生產(chǎn)的實施，并且如控制不好易生成低甲氧基果膠或者產(chǎn)品質(zhì)量不好?！竟に嚵鞒膛c技術(shù)要點】 低甲氧基果膠 低甲氧基果膠的制法主要有堿化法、酸化法、酶化法等，堿化法：提取的果膠液經(jīng)真空濃縮，使果膠液中果膠含量達4，然后把果膠液置于不銹鋼鍋中，加入氫氧化銨，調(diào)節(jié)pH值至10.5，保持果膠液溫度15，3h，后加入等容積的95的酒精和適量鹽酸，使pH值降到5，攪拌混合物，靜置1h，撈出沉淀果膠，壓干酒精，

9、打碎壓榨物并使之懸浮于pH值為5.2的50酒精中，以便除去氯化鐵。而后即瀝干，壓榨、破碎，攤于烘盤中，在65真空烘箱中烘20h，取出、磨細(xì)，用100目篩過篩、包裝，即可獲得低甲氧基果膠，得率為果膠量的90?！竟に嚵鞒膛c技術(shù)要點】 標(biāo)準(zhǔn)化處理 果膠的標(biāo)準(zhǔn)化處理是為了讓用戶使用方便，使果膠的凝膠強度、凝膠時間和溫度、pH值一致化，使用效果穩(wěn)定一致。而通常所說的標(biāo)準(zhǔn)化主要是對其凝膠強度而言的。凝膠度的標(biāo)準(zhǔn)化一般是通過混合工序來實現(xiàn)的，即在果膠中加入一定的蔗糖或葡萄糖混勻至預(yù)定的膠凝度。 糖的加入量(A/XG)一G式中 : A果膠原料的膠凝度X加糖后的膠凝度；G果膠質(zhì)量。 包裝、成品 根據(jù)生產(chǎn)用途，采

10、用不同規(guī)格的包裝形式【工藝流程與技術(shù)要點】二、葡萄的綜合利用 葡萄主要用于釀制葡萄酒，少部分用于制干和鮮食。我國鮮葡萄中，主要用于鮮食、釀制葡萄酒、制作糖水葡萄罐頭、葡萄干等。 葡萄酒下腳料的綜合利用：利用葡萄籽榨取食用油，提取葡萄籽提取物、葡萄色素、酒石酸及白藜蘆醇等，葡萄皮籽還可做餅粕飼料。開展葡萄皮籽綜合利用不僅可以變廢為寶，消除環(huán)境污染，而且還可降低生產(chǎn)成本，增加社會、經(jīng)濟效益。（一）概述 1. 葡萄籽的化學(xué)成分及營養(yǎng)價值表1 葡萄籽一般化學(xué)成分含量/%（二）葡萄籽油提取技術(shù)表2 葡萄籽的礦質(zhì)元素含量mgg-1表3 葡萄籽的氨基酸含量mg100 mg-1【葡萄籽化學(xué)成分】 占葡萄總量3

11、-4的葡萄籽，葡萄籽油具有營養(yǎng)腦神經(jīng)細(xì)胞、調(diào)節(jié)植物神經(jīng)、消除血清膽固醇、治療心血管疾病和潤膚作用，并且與洗凈劑和表面活性劑有良好的配伍性，可廣泛用于化妝品行業(yè)，用于頭發(fā)護理、造型，賦予頭發(fā)絲般光澤，并促進毛發(fā)生長。還可用于高級烹調(diào)油、調(diào)和油，提高亞油酸含量，并可作為保健食品和化妝品的基礎(chǔ)油等。 葡萄籽油的脂肪酸組成中不飽和脂肪酸達90以上，其中人體必需脂肪酸亞油酸占76.5，比核桃油、紅花籽油的含量還高?！酒咸炎延蜖I養(yǎng)價值】 葡萄籽油的制取方法主要有以下3種工藝：壓榨法、溶劑浸出法和超臨界CO2萃取法，壓榨法制油得率低，超臨界CO2萃取法是近幾年發(fā)展起來的一種新技術(shù)，目前多采用浸出法提取葡萄籽

12、油。1）溶劑浸出法生產(chǎn)葡萄籽油工藝流程 葡萄籽烘干清理剝殼分離破碎軟化軋坯烘干浸出過濾脫酸脫色脫臭精制葡萄籽油 【葡萄籽油提取技術(shù)】操作要點預(yù)處理 葡萄釀酒下腳料擠壓去水后，經(jīng)曬干或烘干，通過分離設(shè)備分離出籽。葡萄籽經(jīng)篩選除去灰塵、磁性金屬物等雜質(zhì)，用剝殼機脫除30-60的硬外殼，殼可提取單寧，仁與部分殼用粉碎機破碎。含殼越少，出油率超高，因為含殼量越少，餅粕則少，因而餅粕中帶走的油也就越少，出油率愈高。另外，餅粕由于含殼少纖維素大大降低，相應(yīng)地蛋白質(zhì)含量提高，餅粕的營養(yǎng)價值也提高。 【葡萄籽油提取技術(shù)】 葡萄經(jīng)軋汁后去皮烘干的葡萄籽，經(jīng)清理篩選除雜質(zhì)后去破碎機破為2-4瓣，去軟化鍋軟化，軟化

13、水分控制在18-20，加溫至85，停留時間40-45min，然后進軋坯機軋坯，坯片的厚度保證在0.4mm，然后進平板烘干機去調(diào)節(jié)水分，使進浸出器的葡萄籽坯水分控制在12以下，采用平轉(zhuǎn)浸出器進行浸出提油，獲得毛葡萄籽油。 【葡萄籽油提取技術(shù)】浸出 采用四號溶劑浸出技術(shù)，四號溶劑主要成分為丁烷或丁烷和丙烷按比例組成的混合物。該技術(shù)是油脂工業(yè)新興的一項浸出制油技術(shù)，它是利用丁烷、丙烷沸點低，常溫常壓下是氣態(tài)，降壓、低溫下易與物料和油脂分離的特性，從植物油料中尤其是特種植物油料或香精中萃取、分離油脂?！酒咸炎延吞崛〖夹g(shù)】 浸出在常溫下進行，粕和混合油脫溶過程基本上也是在常溫或不高于40的條件下進行的，

14、不會對葡萄籽粕中的低聚原花青素(OPC)和油脂中多種微量元素造成破壞。生產(chǎn)工藝是間歇罐組式逆流浸出，一般采用四浸，即第一、二、三遍浸出用前一罐的二、三、四遍浸出的混合油，最后一遍用新鮮溶劑浸出?！酒咸炎延吞崛〖夹g(shù)】濕粕脫溶 濕粕脫溶是本工藝技術(shù)的關(guān)鍵步驟之一，利用壓力降低時四號溶劑由液態(tài)變成氣態(tài)，經(jīng)壓縮機壓縮冷凝后變成液態(tài)的性質(zhì)。在溶劑揮發(fā)過程中，需吸收潛熱，此過程需從外界補充一定熱量，維持脫溶溫度在40左右，保證粕中OPC有效成分不因受熱氧化而變性。 【葡萄籽油提取技術(shù)】混合油脫溶 混合油脫溶溫度控制在20-40，為了不使油脂中熱敏性物質(zhì)遭到高溫破壞，脫溶加熱不用蒸汽直接對蒸發(fā)設(shè)備(一般為蒸

15、發(fā)罐)加熱。而是用蒸汽加熱水，再用熱水通過盤管加熱混合油。最終控制在40以下。先用壓縮機脫溶，隨著混合油濃度升高，蒸發(fā)罐壓力越來越低，待壓力降到0.1MPa后，改用真空泵脫出殘溶，最終毛油溶劑殘留量達到1mg/kg?！酒咸炎延吞崛〖夹g(shù)】精煉 葡萄籽毛油含有色素，顏色呈綠色或黃綠色，并含有脂溶性雜質(zhì)和其他雜質(zhì)而略顯渾濁，還含有游離脂肪酸等。上述雜質(zhì)直接影響著油品質(zhì)量和食用價值，必須對其進行精制加工，才能得到有益于人體健康的營養(yǎng)油。一般采用如下工藝精制葡萄籽油： 毛油過濾脫酸水洗干燥脫色脫臭精制葡萄籽油【葡萄籽油提取技術(shù)】 脫酸方法為：取毛油，測定酸價。按酸價稍過量加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4NaOH溶液，將毛

16、油打進煉油鍋中進行脫酸，電動攪拌，離心，清油用溫水洗至pH值中性，加熱揮發(fā)凈水分即可達到脫酸的目的。脫酸后的毛油按油重加入4活性炭與活性白土，80-90進行保溫脫色，過濾，濾液高溫真空脫臭，得到淺黃色精煉葡萄籽油?！酒咸炎延吞崛〖夹g(shù)】2）葡萄籽油超臨界CO2萃取技術(shù) 采用超臨界CO2萃取葡萄籽油的工藝技術(shù)如下：葡萄籽經(jīng)干燥、粉碎后進入萃取釜，CO2由高壓泵加壓至28MPa，經(jīng)過換熱器加溫至35左右，使其成為既具有氣體的擴散性而又有液體密度的超臨界流體，該流體通過萃取釜萃取出葡萄籽油后、進入第一級分離柱，經(jīng)減壓至10MPa，升溫至65，由于壓力降低，CO2流體密度減小，溶解能力降低，葡萄籽油便被

17、分離出來。CO2流體在第二級分離釜進一步經(jīng)減壓，葡萄籽中的水分，游離脂肪酸便全部析出，純CO2由冷凝器冷凝，進入儲罐后，再由高壓泵加壓，如此循環(huán)使用，如圖1所示。 【葡萄籽油提取技術(shù)】 圖1 超臨界CO2萃取裝置工藝流程圖1CO2鋼瓶；2一儲罐；3一第一分離柱；4第二分離柱目；5冷凝器；6，9，10換熱器；7萃取釜；8一高壓泵【葡萄籽油提取技術(shù)】 超臨界CO2流體技術(shù)萃取葡萄籽油的最適條件為：粉碎度40目、水分含量4.52、濕蒸處理、萃取壓力28MPa、溫度35、C02流容比8-9、萃取時間80min。【葡萄籽油提取技術(shù)】3)葡萄籽油的質(zhì)量指標(biāo) 目前葡萄籽油還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)可以參

18、考國際標(biāo)準(zhǔn)，見表4?！酒咸炎延吞崛〖夹g(shù)】表 4 葡萄籽油的國際標(biāo)準(zhǔn)/%1.白藜蘆醇的性質(zhì)與分布1）結(jié)構(gòu) 白藜蘆醇(resveratrol)，最早是從秘魯?shù)亩箍浦参镂褰菦Q明根的甲醇提取物中發(fā)現(xiàn)的一種化合物。分子式為C11H12O3(相對分子質(zhì)量228.2)，其化學(xué)名稱為3,4,5-三羥基-12-二苯乙烯(3，4，5-trihydroxystilbene)，有順式和反式兩種異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)見圖。圖 白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)1反式；2順式（三）葡萄白藜蘆醇提取技術(shù)2) 性質(zhì) 純白藜蘆醇對光不穩(wěn)定，在完全避光條件下穩(wěn)定性較好。反式白藜蘆醇可在乙醇中穩(wěn)定存在數(shù)月，但在高pH值(10)下穩(wěn)定性較差；順式白藜蘆醇僅能在中

19、性pH值下較穩(wěn)定。3) 功能 白藜蘆醇是葡萄酒尤其是紅葡萄酒中最重要的保健成分，它具有抗菌、抗炎、抗癌、抗血栓、降脂、保肝等多方面的作用。通過飲用葡萄酒攝取白藜蘆醇被認(rèn)為是法國人心血管疾病發(fā)病率低的重要原因?！景邹继J醇的性質(zhì)與分布】 白藜蘆醇也是一種天然抗氧化劑，在葡萄酒中與其他植物酚一起能清除體內(nèi)的活性氧、抑制低密度脂蛋白氧化、抑制血小板聚結(jié)，從而防止動脈粥樣硬化，降低心血管疾病的發(fā)病與死亡率。 白藜蘆醇是葡萄酒中的一個重要保健功能因子，對很多疾病有預(yù)防和治療作用，引起了科學(xué)家們的高度重視，根據(jù)最近澳大利亞科學(xué)家的研究，男子最好每天飲紅葡萄酒1-4杯，女子最好每天飲紅葡萄酒1-2杯，這些人的

20、心臟病死亡率約為不飲酒者的30。【白藜蘆醇的性質(zhì)與分布】 2. 白藜蘆醇提取技術(shù) 葡萄各組織中白藜蘆醇含量的趨勢為：葡萄皮葡萄葉、梗葡萄籽葡萄果肉，且不同葡萄品種間差異很大。常采用HPLC與硅膠柱層析的方法提取分離白藜蘆醇，但操作繁瑣、得率低，用逆流色譜能夠?qū)崿F(xiàn)比HPLC更有效的制備和提純。目前，工業(yè)化制備已經(jīng)完成年產(chǎn)l t白藜蘆醇的小批量生產(chǎn)?！景邹继J醇提取技術(shù)】 三、番茄的綜合開發(fā)利用 番茄皮中含有類胡蘿卜素，主要是番茄紅素和少量的其它類胡蘿卜素。番茄皮中含有很高的膳食纖維，膳食纖維現(xiàn)在己被列入第七營養(yǎng)素，番茄籽中含有較高的番茄籽油，含油量因番茄品種而異，一般在22以上。番茄籽油含有較多的

21、不飽和脂肪酸(如油酸、亞油酸)，是一種優(yōu)質(zhì)食用油。 番茄皮和番茄籽，可開發(fā)的產(chǎn)品有番茄紅素，番茄膳食纖維、番茄籽油和番茄餅粕。 （一）概述綜合加工的工藝路線如下：番茄粉溶解均質(zhì)加入果膠酶、纖維素酶破壁超臨界萃取旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)真空干燥（二）番茄皮和蕃茄籽的加工利用工藝路線番茄紅素1以濕番茄皮為原料提取番茄油樹脂 采用番茄漿(含水量80左右)提取番茄油樹脂。由于有機溶劑正乙烷等與水不互溶，直接提取造成有機溶劑無法滲透到原料中，提取效率很低?？蛇x用復(fù)合溶劑如正乙烷十丙酮十乙醇提取，提取液靜置分層，含番茄紅素的上層蒸發(fā)掉溶劑，得番茄油樹脂。 也可選用不同的乳化劑，添加到有機溶劑中，可較好地提以番茄油樹脂。 （三）番茄油樹脂的提取2以干番茄皮為原料提取番茄油樹脂 番茄皮經(jīng)過除雜后，進行粉碎，然后在5560干燥后，用正乙烷提取3-4次，每次的時間是0.3-1.0h，溶劑物料為2-3。提取最好在攪拌的情況下進行，采用梯度提取，即用最濃的溶劑提取最新的原料，新鮮溶劑提取最后的原料。提取完畢后提取液進行過濾，分兩步進行，先用較粗的濾網(wǎng)將大部分顆粒較大的雜質(zhì)濾掉，然后用較細(xì)的濾網(wǎng)或濾布將所有細(xì)小的番茄皮粒子除去