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猕猴桃原浆的冷破碎与热破碎工艺对比

发表时间:2025-12-08

猕猴桃原浆的破碎工艺是决定产品品质的核心预处理环节,直接影响原浆的营养保留、感官特性、加工适应性及货架期稳定性。冷破碎与热破碎作为两类主流技术路径,基于不同的温度控制逻辑实现原料破碎与内源酶调控,其工艺原理、操作参数及对产品品质的影响存在显著差异。本文从工艺特性、品质影响、适用场景等维度系统对比分析,为猕猴桃原浆的工业化生产提供技术参考。

一、工艺原理与操作特性

1. 冷破碎工艺

冷破碎工艺以“低温抑制内源酶活性、减少营养成分热损失”为核心设计原则。其基本流程为:新鲜猕猴桃经清洗、去皮、切分后,迅速置于0~10℃的低温环境中,通过胶体磨、高速剪切机或超声波破碎设备实现果肉细胞破碎,整个破碎过程(包括原料预处理、破碎操作、后续暂存)的温度严格控制在15℃以下,破碎后立即进行低温储存(4℃以下)或后续杀菌工序。

该工艺的核心特性的是低温环境可快速抑制猕猴桃果肉中多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、果胶酶等内源酶的活性,避免酶促褐变与营养成分降解;同时,低温破碎过程中细胞结构破坏更温和,减少细胞内功能性成分的氧化暴露。工艺优势在于操作温和、营养保留完整,但对设备的低温控制能力与加工效率要求较高,需配备制冷装置与快速加工生产线,避免原料在常温下停留过久。

2. 热破碎工艺

热破碎工艺采用“高温快速钝化内源酶、强化细胞破碎效率”的技术逻辑,其基本流程为:新鲜猕猴桃清洗、去皮、切分后,迅速投入85~95℃的热水或蒸汽环境中进行2~5分钟的热烫处理,随后立即通过破碎机(如打浆机、均质机)实现细胞破碎,破碎过程中物料温度维持在60~80℃,破碎后可直接衔接巴氏杀菌或浓缩工序。

该工艺的核心机制是高温可快速钝化内源酶(PPOPOD灭活率达90%以上),从根本上阻断酶促褐变路径;同时,高温能软化果肉组织与细胞壁结构,降低破碎阻力,提升破碎效率,使果肉细胞破碎更彻底,利于后续营养成分溶出与原浆均质化。工艺优势在于酶灭活效果彻底、加工效率高、设备投资成本较低,无需复杂的低温控制装置,但高温处理会不可避免地导致部分热敏性营养成分降解。

二、对原浆品质的多维度影响

1. 营养成分保留

冷破碎工艺因全程低温控制,能极大程度减少热敏性营养成分的降解与氧化:维生素C保留率可达 85%~95%,多酚类物质(黄酮、酚酸)保留率为80%~90%,且结合态多酚向游离态转化的比例较低,抗氧化活性(DPPH自由基清除率)保留率达90%以上;有机酸(柠檬酸、苹果酸)几乎无挥发损失,保留率达95%~100%;膳食纤维结构破坏温和,可溶性膳食纤维(SDF)含量较原料提升5%~10%,总膳食纤维(TDF)保留率达98%以上。

热破碎工艺的高温处理会导致部分营养成分损失:维生素C保留率降至65%~75%,高温持续时间越长(超过 3 分钟),降解越显著;多酚类物质因热氧化与聚合,保留率为60%~70%,且部分多酚转化为醌类物质,抗氧化活性下降15%~20%;有机酸因热挥发,保留率为85%~90%;高温可促进细胞壁结构破坏,SDF含量较原料提升10%~15%TDF保留率达95%以上,但热加工会导致部分膳食纤维的网状结构坍塌,功能性略有下降。

2. 感官品质表现

色泽方面,冷破碎工艺可有效抑制酶促褐变,原浆的亮度(L值)保留率达90%以上,红绿色差(a值)基本维持原料水平,色泽呈现新鲜猕猴桃的鲜绿色或黄绿色,无褐变现象;而热破碎工艺虽能钝化酶,但高温会导致叶绿素降解与美拉德反应轻微发生,原浆L值下降10%~15%a值升高(褐变倾向),色泽偏深黄色或黄褐色,新鲜度感知下降。

风味方面,冷破碎工艺低温处理可很大程度保留猕猴桃的挥发性风味物质(酯类、醛类、萜烯类),保留率达 85%~95%,原浆具有浓郁的新鲜果香与自然酸甜风味,无异味;热破碎工艺的高温会导致挥发性风味物质大量挥发与分解,同时产生轻微的热加工味,原浆的新鲜果香减弱,风味辨识度降低,酸甜平衡感略有变化。

质地方面,冷破碎工艺破碎后的原浆细胞碎片均匀,果胶结构保留完整,原浆黏度适中(200~300mPas25℃),质地细腻均匀,无明显颗粒感,静置后不易出现分层沉淀;热破碎工艺因高温软化果胶与果肉组织,原浆黏度略低(150~250mPas25℃),质地更稀薄,细胞破碎更彻底,颗粒感不明显,但热降解导致果胶稳定性下降,长期储存后易出现轻微分层现象。

3. 加工适应性与货架期

冷破碎原浆因内源酶仅被低温抑制而非完全灭活,后续加工需快速衔接杀菌工序(如超高压杀菌、低温巴氏杀菌),否则在储存过程中易发生酶促褐变与微生物增殖;经杀菌处理后,冷藏(4℃)货架期可达6~12个月,常温货架期为3~6个月,货架期内品质稳定性较好,营养成分损失率低于10%

热破碎原浆因内源酶已被高温钝化,加工适应性更强,后续可衔接巴氏杀菌、UHT灭菌等多种杀菌工艺,且在加工过程中不易发生褐变;经杀菌处理后,常温货架期可达6~12个月,冷藏货架期延长至12~18个月,货架期内品质稳定性优于冷破碎原浆,主要得益于酶灭活彻底,减少了储存过程中的酶促劣变。

4. 后续加工特性

冷破碎原浆的果胶与蛋白质结构保留完整,在后续浓缩、干燥等加工中,黏度变化更易控制,浓缩过程中不易结壁,干燥后产品(如原浆粉)的复水性较好,能快速恢复原浆的质地与风味;但因未经过高温处理,原浆中部分不溶性物质(如膳食纤维碎片)含量较高,对后续澄清型产品的加工(如澄清果汁)需增加过滤工序。

热破碎原浆因高温导致果胶部分降解与蛋白质变性,后续浓缩过程中黏度下降更快,浓缩效率更高,能耗更低;但热加工导致原浆的胶体稳定性下降,在浓缩与干燥过程中易出现结块现象,干燥产品的复水性略逊于冷破碎产品;同时,高温破碎使原浆中的悬浮颗粒更细小,无需额外过滤即可满足澄清型产品的加工要求。

三、工艺选择与优化建议

1. 基于产品定位的工艺选择

若生产高端猕猴桃原浆,以“天然、营养、新鲜”为核心卖点,目标客户为注重营养与感官体验的消费者,建议选择冷破碎工艺。该工艺能极大程度保留猕猴桃的营养成分与天然风味,产品附加值高,可搭配超高压杀菌技术,进一步提升品质竞争力,但需承担较高的设备投资与运行成本(低温控制能耗、快速加工生产线)。

若生产大众市场的猕猴桃原浆、果汁饮料或用于后续浓缩、发酵的原料(如猕猴桃酒、猕猴桃醋),建议选择热破碎工艺。该工艺酶灭活彻底、加工效率高、成本较低,能满足规模化生产需求,且产品货架期长、稳定性好,适合常温销售与长距离运输,虽营养与感官品质略有损失,但能满足大众消费者的基本需求。

2. 工艺参数优化方向

冷破碎工艺的优化重点在于温度控制与破碎效率的平衡:原料切分后应在30分钟内进入低温破碎环节,破碎温度严格控制在10℃以下,可采用“超声波预处理+高速剪切破碎”组合方式,提升细胞破碎率(达95%以上)的同时减少破碎时间;破碎后立即进行低温暂存或杀菌,避免酶活性恢复导致褐变。

热破碎工艺的优化核心在于热烫温度与时间的精准控制:建议采用90℃、2~3分钟”的热烫参数,既能实现内源酶彻底钝化,又能减少营养成分过度降解;热烫后立即进行破碎,破碎过程中维持温度在60~70℃,避免温度骤降导致果肉组织凝固;破碎后快速冷却至40℃以下,再进入后续杀菌工序,减少热加工对风味的影响。

3. 协同工艺应用建议

冷破碎工艺可与“超高压杀菌+真空包装”协同使用,冷破碎保留营养与风味,超高压杀菌保障微生物安全性,真空包装减少氧化,三者结合可使产品冷藏货架期延长至12~15个月,品质接近新鲜原浆;若需提升原浆的稳定性,可在破碎后添加少量天然抗氧化剂(如维生素C、茶多酚),进一步抑制氧化褐变。

热破碎工艺可与UHT灭菌+无菌灌装”协同使用,热破碎钝化酶,UHT灭菌彻底杀灭微生物,无菌灌装避免二次污染,产品常温货架期可达12个月以上,适合规模化生产与全国性销售;若需改善热破碎产品的营养保留率,可在破碎后补充适量维生素C,弥补热加工损失,同时提升产品的抗氧化性能。

冷破碎与热破碎工艺在猕猴桃原浆生产中各有优劣:冷破碎工艺以“低温保藏”为核心,营养成分与天然风味保留优异,适合高端产品定位,但成本高、对设备要求严格;热破碎工艺以“高温钝化酶”为核心,加工效率高、成本低、产品稳定性好,适合规模化、大众化产品生产,但存在一定的营养与感官品质损失。

实际生产中,需根据产品定位、市场需求、生产成本等因素综合选择工艺,并通过优化参数与协同技术提升产品品质。未来发展方向可聚焦于“冷破碎+低成本低温控制技术”与“热破碎 + 温和热加工技术”的研发,在保障产品品质的同时降低成本,推动猕猴桃深加工产业向多元化、高品质方向发展。

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