第三節 生產中常見問題及防止方法
果蔬汁以其色香味好而深受消費者歡迎。但果蔬汁經常出現敗壞、變色、變味等質量問題，如何防止這種現象的產生是生產上比較突出的問題，也是提高果蔬汁飲料品質的關鍵。
一、果蔬汁的敗壞
果蔬汁敗壞常表現為表面長霉、發酵，同時產生二氧化碳、醇或因產生醋酸而敗壞。
1.細菌的危害
常遇到的是乳酸菌，除產生乳酸外，還有醋酸、丙酸、乙醇等，并產生異味。這種菌耐二氧化碳，在真空和無氧條件下繁殖生長，其耐酸力強，溫度低于8℃時活動受到限制。因醋酸菌、丁酸菌等感染引起蘋果汁、梨汁、橘子汁等敗壞，使汁液產生異味。它們能在嫌氣條件下迅速繁殖，對低酸性果蔬汁具有極大的危害。
2.酵母菌的危害
酵母是引起果蔬汁敗壞的重要菌類，引起果蔬汁發酵產生乙醇和大量的二氧化碳，發生脹罐現象，甚至會使容器破裂。有時可產生有機酸，分解果實中原有的酸；有時可產生酯類物質。酵母菌需氧，在低溫條件下活性受到抑制。
3.霉菌的危害
霉菌主要侵染新鮮果蔬原料，當原料受到機械損傷后，霉菌迅速侵入造成果實腐爛，霉菌污染的原料混入后易引起加工產品的霉味。這類菌大多數都需要氧，對二氧化碳敏感，熱處理時大多數被殺死。它們在果蔬汁中破壞果膠引起果蔬汁渾濁，分解原有的有機酸，產生新的異味酸類，使果蔬汁變味。
果蔬汁中所含的化學成分如碳水化合物、有機酸、含氮物質、維生素以及礦物質，均是微生物生長活動所必需的。因此在加工中必須采取各種措施來處理，盡量避免微生物的污染，如：采用新鮮、健全、無霉爛、無病蟲害的原料取汁；注意原料取汁打漿前的洗滌消毒工作，盡量減少原料外表微生物數量；防止半成品積壓，盡量縮短原料預處理時間；嚴格車間、設備、管道、容器、工具的清潔衛生，并嚴格加工工藝規程；在保證果蔬汁飲料質量的前提下，殺菌必須充分，適當降低果蔬汁的pH值，有利于提高殺菌效果等。只有這樣，才能減少微生物的污染，生產出質量較好的產品。
二、果蔬汁的變味
一種果蔬汁能否滿足消費者的要求，關鍵在于能否保存其風味。果蔬汁飲料加工的方法不當以及貯藏期間環境條件不適宜都會引起產品變味。原料不新鮮，絕對不可能生產風味良好的產品；加工時過度的熱處理會明顯降低果蔬汁飲料的風味；調配不當，不僅不能改變果蔬汁的風味，反而會使果蔬汁飲料風味下降；加工和貯藏過程中的各種氧化和褐變反應，不僅影響果蔬汁的色澤，風味也隨之變劣，非酶褐變引起的風味變化尤以菠蘿汁和葡萄柚汁為甚，金屬離子可以引起果蔬汁變味，如鐵和銅能加速某些不良化學變化，銅的污染加劇抗壞血酸的氧化，同時銅的催化常因鐵的存在而加劇，從而引起汁液風味變劣；此外微生物活動所產生的不良物質也會使果蔬汁變味。
因此，防止果蔬汁變味，應從多方面采取措施，首先選擇新鮮良好的原料，合理加熱，合理調配，同時生產過程中盡量避免與金屬接觸，凡與果蔬汁接觸的用具和設備，最好采用不銹鋼材料，避免使用銅鐵用具及設備。
柑橘類果汁比較容易變味，特別是濃度高的柑橘汁變味更重。柑橘果皮和種子中含有柚皮苷和檸檬苦素等苦味物質，榨汁時稍有不當就可能進入果汁中，同時果汁中的橘皮油等脂類物質發生氧化和降解會產生萜品味。研究認為，α-萜品醇、4-乙烯基愈創木酚和2，5-二甲基-4-羥基-3（2H）-呋喃酮是橙汁貯存過程中變味的主要化合物。因此，對于柑橘類果汁可以采取以下措施防止變味：
①用錐形榨汁機或全果榨汁機壓榨時分別取油和取汁，或先行磨油再行榨汁，同時改變操作壓力，不要壓破種子和過分壓榨果皮，以防橘皮油和苦味物質進入果汁。殺菌時控制適當的加熱溫度和時間。
②將柑橘汁于4℃條件下貯藏，風味變化較緩慢；如果在21～27℃下貯藏，柑橘汁在2～3個月后就會變味。
③在柑橘汁中加入少量經過除萜處理的橘皮油，以突出柑橘汁特有的風味。
三、果蔬汁的色澤變化
果蔬汁色澤的變化比較明顯，包括色素物質引起的變色和褐變引起的變色兩種變化。
1.色素物質引起的變色
果蔬汁中的天然色素按其化學結構的特性可分為卟啉色素（葉綠素）、類胡蘿卜素色素和多酚類色素等。
果蔬汁進行加熱處理時，葉綠素蛋白變性釋放出葉綠素，同時細胞中的有機酸也釋放出來，促使葉綠素脫鎂而成為脫鎂葉綠素；在果蔬汁中加酸，同樣會使葉綠素變成脫鎂葉綠素，而使果蔬汁的顏色消失。葉綠素受光輻射可發生光敏氧化，從而裂解為無色的產物。果蔬中存在的葉綠素水解酶可使葉綠素水解為脫葉醇基葉綠素及葉綠醇，最后被氧化成無色產物。葉綠素只有在常溫下的弱堿中穩定，在堿液中加熱則分解為葉綠醇、甲醇及水溶性的葉綠酸，該酸呈鮮綠色而且較穩定；此外，若用銅離子取代卟啉環中的鎂離子，使葉綠素變成葉綠素銅鈉，可形成穩定的綠色。
類胡蘿卜素色素是包含異戊二烯共軛雙鍵的一類色素，按結構上的差異可分為胡蘿卜素（結構特征為共軛多烯烴）和葉黃素（共軛多烯烴的含氧衍生物）兩大類。類胡蘿卜素色素為脂溶性色素，比較穩定，一般耐pH變化，較耐熱，在鋅、銅、錫、鋁、鐵等金屬存在時也不易破壞，只有強氧化劑才能使其破壞褪色，但光敏氧化作用極易使其褪色。因此，含類胡蘿卜素色素的果蔬汁飲料必須采用避光包裝或避光貯存。
多酚類色素包括花青素類、花黃素類、單寧物質類，均為水溶性色素。花青素類是一類極不穩定的色素，其顏色隨環境pH值的改變而改變，易被氧化劑氧化而褪色，對光和溫度也極敏感，含花青素的果蔬汁飲料在光照下或稍高的溫度下會很快變褐色，二氧化硫可以使花青素褪色或變成微黃色。花青素還可以與銅、鎂、錳、鐵、鋁等金屬離子形成配合物而變色。花黃素主要是黃酮及其衍生物，顏色自淺黃至無色，偶為鮮明橙黃色，但遇堿會變成明顯的黃色，遇鐵離子可變成藍綠色，如能控制果蔬汁飲料的鐵離子含量，則花黃素對果蔬汁飲料色澤的影響較小。
2.褐變引起的變色
果蔬汁發生非酶褐變產生黑蛋白，使其顏色加深。非酶褐變引起的變色對淺色果蔬汁飲料明顯，對類胡蘿卜素含量較高的柑橘汁及含花青素較多的紅葡萄汁等的影響較小，對濃縮果蔬汁色澤影響較大，因為褐變反應的速度隨反應物濃度的增加而加快。影響非酶褐變的因素主要是溫度和pH值，果蔬汁加工中應盡量降低受熱程度，控制pH值在3.2或以下，避免與非不銹鋼的器具接觸，延緩果蔬汁的非酶褐變。果實組織中的酶，在加工過程中接觸空氣，多酚類物質在酶的催化下氧化生成有色的醌類物質，使果蔬汁發生酶褐變。還可添加適量的抗壞血酸及蘋果酸等抑制酶褐變，減少果蔬汁色澤變化。
四、果蔬汁的渾濁與沉淀
澄清果蔬汁要求汁液清亮透明，渾濁果蔬汁要求有均勻的渾濁度，但果蔬汁生產后在貯藏銷售期間，常達不到要求，易出現異常，例如，蘋果和葡萄等澄清汁常出現渾濁和沉淀，柑橘、番茄和胡蘿卜等渾濁汁，常發生沉淀和分層現象。
1.澄清果蔬汁的渾濁沉淀
引起澄清果蔬汁渾濁沉淀的原因可能有：加工過程中殺菌不徹底或殺菌后微生物再污染。由于微生物活動并產生多種代謝產物，而導致渾濁沉淀；果蔬汁中的懸浮顆粒以及易沉淀的物質未充分去除，在殺菌后貯藏期間會繼續沉淀，加工用水未達到軟飲料用水標準，帶來沉淀和渾濁的物質；金屬離子與果蔬汁中的有關物質發生反應產生沉淀；調配時糖和其他物質的質量差，可能會有導致渾濁沉淀的雜質；香精水溶性低或用量過大，從果蔬汁中分離出來引起沉淀等。
澄清果蔬汁出現渾濁和沉淀的原因是多方面的，為防止不同果蔬汁的渾濁和沉淀，在加工過程中嚴格澄清并充分殺菌，是減輕果蔬汁渾濁和沉淀的重要保障。
2.渾濁果蔬汁的沉淀和分層
導致渾濁果蔬汁產生沉淀和分層現象的因素有：果蔬汁中殘留的果膠酶水解果膠，使汁液黏度下降，引起懸浮顆粒沉淀；微生物繁殖分解果膠，并產生導致沉淀的物質；加工用水中的鹽類與果蔬汁中的有機酸反應，破壞體系的pH值和電性平衡，引起膠體及懸浮物質的沉淀；香精的種類和用量不合適，引起沉淀和分層；果蔬汁中所含的果肉顆粒太大或大小不均勻，在重力的作用下沉淀；果蔬汁中的氣體附著在果肉顆粒上時，使顆粒的浮力增大，引起果蔬汁分層；果蔬汁中果膠含量少，體系黏度低，果肉顆粒不能抵消自身的重力而下沉等。
導致渾濁果蔬汁分層和沉淀的原因很多，要根據具體情況進行預防和處理。在榨汁前后對果蔬原料或果蔬汁進行加熱處理，破壞果膠酶的活性，嚴格均質、脫氣和殺菌操作，是防止渾濁果蔬汁沉淀和分層的主要措施。
五、果蔬汁的懸浮穩定性問題
果粒果肉飲料中含有明顯的果肉顆粒，其懸浮問題是加工中的一項關鍵技術。果粒果肉飲料中果肉顆粒的平衡和下沉取決于其在重力場所中所受的重力、浮力以及上浮下沉運動中與運動方向相反的Stokes（斯托克斯）阻力3種作用力的合力效果。當果肉顆粒不能懸浮時，如果把果肉顆粒視為規則的圓形顆粒，則果肉顆粒上浮下沉的運動速度符合斯托克斯定律：
式中 v——果肉粒子上浮的速度；
d——果肉粒子的直徑；
ρ1——成品果肉飲料的密度；
ρ2——果肉粒子的密度；
g——重力加速度；
η——成品果肉飲料的黏度。
即果肉顆粒上浮或下沉的速度與果肉顆粒直徑的平方成正比，與汁液和顆粒的密度差成正比，與汁液的黏度成反比。果肉顆粒上浮或下沉的運動速度越小，則果粒果肉飲料的動力穩定性越大，如果果肉顆粒上浮或下沉的運動速度等于零或趨于零，則果粒果肉飲料趨于一穩定體系。為了增加果粒果肉飲料的懸浮穩定性，生產上可采取以下措施：
①在工藝允許的情況下，通過均質盡量降低果肉顆粒的粒度，以降低果肉顆粒的運動速度，增加果粒果肉飲料的懸浮穩定性。但由于果粒果肉飲料要求果肉顆粒有一定粒度，因此很難完全通過改變果肉顆粒的粒度來達到增加懸浮穩定性的目的。
②果粒果肉飲料生產中雖然很難使果肉顆粒密度與汁液的密度相等，但可以采取一些措施使兩者的密度接近。例如通過調整汁液的濃度來改變汁液的密度；通過對果肉顆粒進行適當的熱處理，部分破壞細胞膜的半透性，增加物質的通透性，當果肉顆粒加入到汁液中后，很快使兩者的密度接近；在果肉顆粒加入汁液之前，可在與汁液密度和成分相同或接近的液體中進行適當時間的浸泡，以縮小果肉顆粒與汁液的密度差。
③添加合適的穩定劑增加汁液的黏度。果肉顆粒要達到懸浮平衡必須有一定的汁液黏度值，臨界黏度值的確定既要考慮果肉顆粒的懸浮平衡，又要考慮果粒果肉飲料的口感風味，否則汁液黏度高，易品嘗到穩定劑的稠膩味。生產中通常使用混合穩定劑，穩定劑混合使用的穩定效果比單獨使用好。如果汁液中鈣離子含量豐富，則不能選用海藻酸鈉、羧甲基纖維素（CMC）作穩定劑，因為鈣離子可以使此類穩定劑從汁液中沉淀出來。