食品百科

3.1 概述

2023-02-14

浓缩是食品工业中的重要操作,它是从溶液中去除部分溶剂,溶质与溶剂部分分离的 过程,最终获得浓度更高的溶液。液体食品多为水溶液,在以后叙述中,如不另加说明,都 指水溶液,即溶剂为水。液体食品除含有可溶性物质外,尚含不可溶物质如纤维(如番茄 汁含纤维,此时形成悬浮液)、脂肪(如牛乳含脂肪,此时形成乳浊液)等,所含的可溶性物 质与不溶性物质总称固形物。

食品工业中要浓缩的液体食品种类很多,有的是生物液,如牛乳、血液、蜂蜜等;有的 是萃取液,如茶汤、肉汁、甜菜汁等;有的是压榨液,如甘蔗汁、果汁等;有的是蒸煮液,如贻 贝汁等;有的是破碎液,如番茄浆等。

液体食品在理想的浓缩过程中,应当是选择性地仅去除部分溶剂水分而不改变 溶质,在用水稀释浓缩液后能获得原来的液体食品,这种性能称为复原性,又称复水 性。采用得当的浓缩方法与操作条件,可以接近这种理想的浓缩过程,但费用可能较 高,所以浓缩方法与操作条件的选择,必须权衡浓缩液质量与浓缩过程费用间这两个 方面问题。

液体食品浓缩的目的有以下几方面:

① 提高包装、贮藏和运输性能: 水分为液体食品中的主要组成部分,所以除去液体 食品中大量水分,可缩小包装,便于贮藏和运输,在经济上意义很大。例如,番茄汁含固形 物仅约4%左右,而浓缩所得番茄酱含固形物为28%,去掉占原质量6/7的水分,仅剩占 原质量1/7的浓缩物,这样,包装、贮藏、运输上的费用大为降低。

② 提高液体食品的保藏性: 浓缩使液体食品中糖分或盐分的浓度提高,使水的活性 降低,使制品达到不致产生细菌性腐败的程度,使食品的有效保藏期延长。例如高固体、 高糖的甜炼乳,其很高的糖含量起了保藏剂的作用,使其具有良好的保藏性;肉汁浓缩液 的高盐含量也起了同样的作用。

③ 浓缩经常用做干燥或更完全脱水操作的前处理: 因浓缩方法去除水分的费用低 于干燥方法去除水分的费用,所以尤宜于原液含水量很高的情况。典型的例子如含固形 物12%~13%的牛乳预先浓缩至含固形物46%~50%的浓乳,然后送去喷雾干燥成乳 粉,构成了经济上合理的浓缩-干燥联合操作。

④ 浓缩作为结晶操作的预处理: 当液体食品含单一晶体物质且易析出时,浓缩是结 晶工序的预处理过程,此时成为浓缩-结晶连续工序。典型的例子是蔗糖的分离精制、调 味料的浓缩分离。

⑤ 改变味感形成新产品: 不少液体食品随着其中目的物成分浓度的提高,可改变其 味感、形态与用途而成为一种新产品,如牛乳加糖经浓缩结晶而成炼乳,番茄浆浓缩而成 番茄酱,果汁浓缩而成果酱。

液体食品的浓缩方法,按浓缩时加热与否,分为加热浓缩与非加热浓缩。蒸发浓缩方 法属于加热浓缩,冷冻浓缩方法与膜浓缩方法属于非加热浓缩,因这类浓缩方法不需要加 热。按浓缩时的原理可分为平衡浓缩与非平衡浓缩,平衡浓缩是利用物质某物性的差异 而使之在两相中分配不同而获得溶剂与溶质的部分分离。蒸发浓缩与冷冻浓缩属于平衡 浓缩,而膜浓缩属于非平衡浓缩。

蒸发浓缩是当物料在一定的温度、压力条件下汽-液平衡时,水分(溶剂)与固形物 (溶质)挥发性能的不同,因而在汽-液两相中分配不同而使液相中固形物含量增高, 从而达到浓缩。目前工业上造成汽-液平衡的温压条件是通过加入热能使溶剂汽化实 现的,故属于加热平衡浓缩。冷冻浓缩是当溶液中所含溶质浓度低于低共熔浓度时,在 冷却后,部分水分(溶剂)结成冰晶与剩余的溶液形成固-液平衡状态,因冰晶析出而 使剩余溶液成为浓度较高的浓缩液,再用机械方法将浓缩液与冰晶分离,所以冷冻浓缩 属于非加热平衡浓缩。膜浓缩是利用一种半透膜,膜一侧溶液中的溶剂通过半透膜至 另一侧,使溶液得到浓缩。由于膜一侧的溶剂与另一侧的溶液不相接触,因而也不相平 衡,所以膜浓缩属于非加热非平衡浓缩。如果此过程中,除溶剂通过半透膜外,还有选 择地让某些溶质也通过半透膜,从而使不同溶质得到分离,此过程称为膜分离。显然膜 浓缩是膜分离中的一种情况。

蒸发浓缩、冷冻浓缩与膜浓缩这三种浓缩方法中,蒸发浓缩是发展最为完善、应用最 为广泛的一种浓缩方法。除此三种浓缩方法外,还有一些新的浓缩方法。本章只限于叙 述蒸发浓缩与冷冻浓缩,膜浓缩将在后面膜分离中介绍。

食品工业中,液体食品应用浓缩的实例很多,下面列举若干:

乳品工业: 各种乳粉、乳清粉的生产,炼乳的生产;

制糖工业: 甜菜萃取液、甘蔗榨汁都需浓缩而结晶成糖,精制糖生产也需浓缩;

制盐工业: 井盐、矿盐需经蒸发浓缩、结晶而得,精制盐也需浓缩;

盐化工业: 氯化钾、氯化镁、硫酸钾等盐化产品;

饮料工业: 苹果汁、梨汁等果汁制成浓缩汁,番茄汁、胡萝卜汁等蔬菜汁的浓缩或制 成固体饮料,茶粉或茶浓缩液、速溶咖啡的制取;

水产品与海产品加工: 水产品与海产品加工液的浓缩;

肉类加工: 肉汁浓缩、骨头蒸煮液的浓缩;

淀粉工业: 葡萄糖、果糖、糊精生产中的前蒸发与后蒸发,各种谷物浸提液的浓缩;

蜂蜜加工: 蜂蜜也需浓缩;

食品添加剂工业: 如红甜菜萃取液经浓缩、干燥而成甜菜红粉状色素,辣椒红、高粱 红等色素的生产也有浓缩工序;

调味品工业: 谷氨酸钠生产,结晶前也需浓缩。