在日益升级的消费浪潮中,消费者对个性化、差异化的液态食品需求在加强,而添加了谷物、果肉等大颗粒物质的食品,以吃得爽、嚼得到的直接感受,逐渐受到消费者的青睐和认可,成为液态食品增长的新动力、新方向。目前比较常见的含颗粒食品的添加物主要有果蔬纤维、果肉、柔软/凝胶颗粒、谷物颗粒、果肉颗。虽然果酱、果粒添加逐渐成为大势所向,但颗粒添加还需要做到四个“确保”。四个“确保”分别是确保添加液态食品的安全,这是添加颗粒的前提;确保添加颗粒在液态食品中的完整性;确保添加颗粒在液态食品中分布的均匀性;确保添加颗粒杀菌的有效性,同时兼顾颗粒原有的营养、口感。四个“确保”是颗粒添加关键,同时也是液态食品企业工业化生产所面对的挑战,如何实现上述四个“确保”成为颗粒型液态食品加工的关键所在。
目前果粒、果酱的杀菌可以分为两大类,一类是批次式(非无菌处理),另一类是连续式(达到商业无菌)。批次式杀菌比较简单,设备上使用夹层锅、熬煮锅、夹套罐等即可。批次式杀菌有四大特点,一是间歇式热处理(巴氏非无菌杀菌);二是设备投资小,操作简便,但卫生及安全性差;三是能耗大,升温、降温缓慢,物料受热过度及高强度的搅拌,影响酱料等颗粒品质;四是产能处理量小,做不到连续生产、无菌输送、无菌灌装、常温储存。连续式杀菌可以做到商业无菌,连续式杀菌设备设计中需要面对的关键问题一是杀菌设备进料系统能够连续稳定的进料;二是选择合适的杀菌工艺(温度、时间组合),确保颗粒的杀菌有效性;三是升温杀菌、降温冷却等换热处理不能破坏果粒或果块的结构;四是针对不同的颗粒选择合适的杀菌形式;五是确保设备的清洗,无死角。综上所述,果粒、果酱超高温杀菌设备是果粒无菌添加工艺流程中最核心的设备之一,选型是否合理,将直接影响到产品的商业化生产的成败。
对于果粒果酱杀菌机设备,依托多年理论研究以及丰富的实际操盘,本优推荐刮板式杀菌机组、管式杀菌机组两种比较成熟的工艺及设备。刮板式杀菌机主要用于粘稠颗粒(酱料含颗粒物料——草莓、蓝莓、芒果等果酱)产品添加,管式杀菌机主要用于具有一定硬度的颗粒食品(椰果、黄桃、燕麦等),需要部分浆料混配输送。
刮板式杀菌机适用于低粘度料液(含果粒),同时也适合高粘度料液(果酱)、含颗粒料液(对热交换比较敏感的料液)。刮板式杀菌机的两大特点是瞬间高温杀菌和瞬间冷却处理,因此刮板式杀菌机很好的解决了高粘度料液粘度大、流动慢的问题,同时克服了换热器因换热导致的焦化膜和料液结晶的现象。
管式杀菌机通常用作不带颗粒的果酱(稀释)或者含颗粒的液体的生产。管式杀菌机针对果粒原料的特性,在常用的管式超高温设备的基础上进行了以下改进:一是增大管式换热器中物料内管的直径,主要是为了防止在内管中发生堵塞。一般用于牛奶、饮料普通杀菌机中的内管直径为12~16mm,而用于果粒、果酱的杀菌设备的内管直径为18~25mm或者更大。二是为了降低果粒在杀菌机内沉降,采用新式管式换热器,在换热器的末端安装蘑菇云状的扰流装置。
对于果粒、果酱的杀菌环节,着重介绍果粒、果酱输送泵的选择。为降低果粒在输送过程中的破损,果粒输送泵只能选择剪切力较小的泵,同时果粒原料是一种粘度高、固形物含量高的物料,因而输送泵只能选择容积式泵如转子泵,螺杆泵、正弦泵和双螺杆泵,其中正弦泵和双螺杆泵因其超低剪切,作为首选。
果酱、果粒的无菌添加工艺主要有三种方式,一是果粒、谷粒等颗粒杀菌前预混合,优点是工艺简单,投资成本低,当然缺点也很鲜明,杀菌机内无法均质、液态过度加热。二是果粒、谷粒等颗粒杀菌机均质机后添加。优点是可根据需求对液态基料进行脱气及均质,缺点是液态过度加热。三是无菌在线混合,优点是独立的杀菌温度及时间液态基料脱气及均质,确保产品有更好的口感及风味。综合而言,相比于前预混合工艺,无菌双线工艺适用于所有颗粒产品的生产。它具有独立的杀菌温度及时间,同时兼具了液体基料脱气及均质功能,能够让产品具有更为上乘的口感及风味,在适用范围与产品灵活性上都表现出色。
无菌双线法工艺是针对前混合工艺中存在的问题,采用两套独立的管式超高温设备,运用无菌添加技术而设计的,其主要的改进方面如下:
(1)依据料浆和果粒、果酱原料的物理特性不同,料浆和果粒、果酱原料采用不同杀菌工艺,确保料浆和果粒、果酱原料达到最佳杀菌效率。料浆的杀菌工艺仍采121~137℃,保温4s~15s,果粒、果酱原料的杀菌工艺则采用105℃,保温30s~120s。
(2)为防止果粒、果酱原料在杀菌过程造成破碎,一方面采用较低的杀菌温度,从而避免物料在杀菌过程中备压,同时降低果粒原料在杀菌机管路中的流速,降低果粒原料在杀菌机管路中摩擦造成的破损。
(3)为减少果粒在加工中的沉降,提高产品中的果粒含量均匀度,在后添加工艺中,采用无菌添加技术,利用两个无菌罐作为缓冲罐,保证果粒仅在灌装的时候才被添加,一边混合,一边灌装,最大可能缩短混合后的果粒在设备管路中停留的时间。
经过对前混合工艺和无菌双线法的对比,虽然后添加工艺流程在设备投资方面较大,但后无菌双线法基本上可以实现常温果粒饮料的乳品、饮料商业化生产。