年产5万吨柑橘饮料加工厂设计开题报告

1.1 柑橘概述

柑橘隶属于芸香科（Rutaceae）、柑橘亚科(Aurantioideae)、柑橘族(Citreae)、柑橘亚族(Citrinae),是真正的柑橘果树类(thetrue citrus fruit trees group)^[1]。我国作为柑橘最重要的栽培国家之一，有甜橙、柚、柑、橘、葡萄柚、柠檬等栽培类型^[2]，柑橘以其独特的营养风味以及美观的外形，在农产品中占有非常重要的地位，而我国对于柑橘类食品的研究与开发也在不断改良与进步中。

1.1.1柑橘果实中的营养物质

营养物质即机体为了满足自身生理需要而从食物中摄取的具有营养作用的物质，现代营养学中的七大必须营养素分别为水、糖类、脂类、矿物质、蛋白质、维生素和膳食纤维 ^[3]。作为新鲜果品，柑橘中水分含量较高且大多分布于果肉中的砂囊，糖类以可溶性糖为主，其中蔗糖含量居于首位，果糖和葡萄糖含量稍次之^[4]，同时柑橘中脂类含量较少，其微量元素及常量元素依据其品种特性所含种类及含量差异较大。柑橘果实中蛋白质含量丰富且品质优良，维生素含量远远高于其他果品，其中尤其以维生素A、C占据主导地位。柑橘不仅仅作为维生素和矿物质的补给源，也是非常重要的膳食纤维的补给源，其水溶性膳食纤维的含量远远高于谷物类纤维^[5]。

1.1.2柑橘果实中生物活性物质

生物活性物质是指参与人体新陈代谢，调节有关的生理活动，对人体保健和疾病防治有重要作用的天然功能性物质。生物活性物质的种类很多，目前公众较为认可的分类方式是将其分为酚类和萜类化合物^[6]。柑橘果实中的生物活性物质主要有类黄酮（Flavonoids）、类柠檬苦素（Limonoid）、香豆素类(Coumarins)和类胡萝卜素(Carotenoids)等几大类^[7],其含量丰富、品种多样远远优于其他果品。柑橘中以类黄酮、酚酸、多甲氧基黄酮为代表的酚类化合物经研究表明，具有一定的抗氧化活性^[8]，明显表现于对自由基的清除能力及对金属离子的还原能力。以类柠檬苦素为代表的萜类化合物，经小鼠实验证实^[9]，具有一定的抗癌活性。因而，柑橘果实中的生物活性物质在对于人体的抗癌、抗菌、抗炎、抗氧化^[10]等的需求下，也变为一种辅助性的饮食追求。

1.2 柑橘饮料的研究现状

柑橘果汁饮料是目前世界上最大宗的果汁饮料品种。柑橘汁按照不同的制造原料可被分为甜橙汁、葡萄柚汁、柠檬汁、宽皮柑橘汁等多种类型，其中甜橙汁是最重要的柑橘汁品种，占柑橘汁总产量的95％左右^[11]。柑橘果汁饮料类产品主要分为两大类，分别为柑橘果汁类与柑橘果汁饮料类。其主要差别在于饮料成分差异，果汁类一般通过柑橘直接加工制成且未经发酵，而果汁饮料一般是通过糖、水、酸味剂等与果汁调制而成的混汁制品。

1.3 柑橘饮料加工方式

1.3.1 柑橘果汁类

柑橘果汁因其加工方式不同，可将其分为冷冻柑橘浓缩汁、还原型柑橘原汁及非浓缩冷凉柑橘汁（not-from concentrate，NFC）^[11]。冷冻浓缩汁是指生产厂家在对柑橘进行检验、分级、清洗后对其进行压榨，而后对汁液进行离心、脱气、浓缩从而进行包装流通。这类产品一般可提供给下游的饮料厂家通过稀释、调配后生产柑橘饮料，也可通过加水稀释还原为还原型柑橘原汁进行销售，因其易于保存、贮运便利，受到很多饮料生产厂商的青睐。但随着人民对果汁饮料的要求日益上升，仅仅满足与口感的还原型柑橘汁没有办法满足市场的需要，因而加工过程更为简便且营养损失较少的非浓缩冷凉柑橘汁受到更多消费者的追捧，NFC柑橘汁是将果汁经过压榨、均质、脱气，采用超高温瞬间杀菌（UHT）后对其进行无菌灌装、冷链贮运。对比还原型果汁，其营养成分损失较少、风味物质保留全面、销售及饮用更为方便。

1.3.2 柑橘果汁饮料类

果汁饮料依据国标GB10789-1996中定义为以水果（包括可食的根、茎、叶、花、果实）或其浓缩果汁（浆）为原料经加工或发酵，通过加入糖、酸、香精、色素等辅料，经相应工艺制成的可直接饮用的饮料。柑橘果汁饮料依据添加辅料的不同，将其分为四大类，柑橘果汁饮料、柑橘砂囊果汁饮料、柑橘果茸果汁饮料和其他柑橘果汁饮料。柑橘果汁饮料是指柑橘果汁（浆）添加量大于10％的果汁饮料，其中未有其他状态物质加入，呈液体状态。柑橘砂囊果汁饮料是指含有柑橘砂囊的果汁饮料，依据砂囊在饮料中的状态，又可将其分为悬浮型柑橘砂囊饮料和非悬浮型柑橘砂囊饮料^[12]。悬浮型柑橘砂囊饮料可以给予消费者柑橘果肉的真实视觉冲击，同时柑橘砂囊带来的饱满颗粒感也为饮料口感的提升有所助力，而为了是产品感官效果更为理想，通过均质及配比变化，使得砂囊在饮料中呈现悬浮状态，更加能够满足消费者对于“色、香、味”的追求。柑橘果茸果汁饮料是指在饮料生产过程当中，添加以柑橘砂囊壁为主的茸状物，其含有果汁的全部营养且富含纤维素^[13]。其他柑橘果汁饮料主要指柑橘浓缩汁经过发酵等加工后制成的饮料抑或是加入其他果蔬汁从而制成的复合型饮料。

1.3.3 柑橘砂囊果汁饮料

悬浮型柑橘砂囊饮料是指添加有悬浮胶体，砂囊均匀悬浮于汤汁中的饮料。按其透明度又可分为透明型与浑浊型。柑橘砂囊果汁饮料的生产过程主要基于柑橘果汁饮料的生产过程并在其中加入柑橘砂囊半成品的处理。

柑橘砂囊半成品的加工过程主要有：柑橘品种选择→分级→热烫去皮→分瓣→酸碱处理→砂囊分离→硬化→漂洗→预热^[14]。将预热过的柑橘砂囊半成品加入已经经过配置的柑橘饮料糖水中进行预调，最后经过灌装灭菌即为产品。在柑橘砂囊加工过程中，柑橘品种的选择对于加工成品的品质具有较大的影响，应选择砂囊圆整、色泽美观的柑橘品种，同时应兼有砂囊壁不易破碎、砂囊间易分离和纤维质少的物理特性^[15]。

非悬浮型柑橘砂囊饮料又称果肉橙汁饮料，其中以可口可乐公司的“果粒橙”为代表。其将砂囊加入天然果汁或饮料中配制而成，果汁含量要求略高于悬浮型柑橘砂囊饮料，砂囊含量为5％—30％^[16]。

1.3.4 柑橘果茸果汁饮料

柑橘果茸是指一种以柑橘砂囊壁为主的茸状物，其中富含纤维素，一般果汁中果茸添加量为3％左右。目前我国生产柑橘果茸半成品的方式主要有两种，分别为改进螺旋压榨法和双道打浆法^[13]。改进螺旋压榨法一般用于宽皮柑橘果茸的制作，而双道打浆法一般更为适合于甜橙果茸的制作。