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1、软饮料工艺学 食品科学系 蒲 彪,绪 论 一、软饮料的概念与分类 (一)饮料的定义 饮料是经过加工制作,供人饮用的食品,以提供人们生活必需的水分和营养成分,达到生津止渴和增进身体健康为目的。 (二)饮料的功能 1、消暑解渴 2、醒神兴奋 3、味感需要 4、补充营养 5、保健疗效,(三)饮料的分类 由于消费习惯、生产工艺、包装形式各异,从而导致分类方法各异,至今尚无世界统一的分类标准。主要有两种分类方法: 1、按是否含酒精分为两类: 含酒精饮料(硬饮料):包括啤酒、果露酒、葡萄酒、黄酒、蒸馏酒等。 不含酒精饮料(软饮料):并非完全不含酒精,如香精的溶剂、发酵饮料等均可能含有微量酒精。,2、按产品
2、组织形态分为三类: 固体饮料:是指水分含量在5%以下,具有一定形状,经冲溶后才能饮用的饮料。 共态饮料:是指那些既可是固态,又可是液态,在形态上处于过渡状态的饮料。 液态饮料:是指那些固形物含量为5%-8%(浓缩者达30%-50%),无一定形状,容易流动的饮料。,(四)软饮料的分类 何为软饮料,国际上无明确规定,一般认为不含酒精的饮料即为软饮料(soft drinks)。但各国规定差异较大。 美国 软饮料法规规定为:软饮料是指人工配制的,酒精(用作香精等配料的溶剂)含量不超过0.5%的饮料。但不包括果汁、纯蔬菜汁、乳制品、大豆乳制品、茶叶、咖啡、可可等以植物性原料为基础的饮料。 日本 没有软饮
3、料的概念,称为清凉饮料。包括:碳酸饮料、水果饮料、固体饮料,与美国法规差异最大的是将天然果汁列入软饮料,但又不包括天然蔬菜汁。,英国 法规定义为“任何供人类饮用而出售的需要稀释或不需要稀释的液体产品”。包括:各种果汁饮料、汽水(苏打水、奎宁汽水、甜化汽水)、姜啤以及加药或植物的饮料;不包括水、天然矿泉水(包括强化矿物质的)、果汁(包括加糖和不加糖的、浓缩的)、乳及乳制品、茶、咖啡、可可或巧克力、蛋制品、粮食制品(包括加麦芽汁含酒精的,但不能醉人的除外)、肉类、酵母或蔬菜等制品(包括番茄汁)、汤料、能醉人的饮料以及除苏打水外的任何不甜的饮料。 欧盟其它国家的定义与英国基本相似。 中国 GB107
4、89-1996规定:软饮料是指不含乙醇或乙醇含量小于0.5%的饮料制品。又称不含酒精饮料或非酒精饮料。,根据BG10789-1996,按照原辅料或产品形式的不同,将软饮料分为以下十类。 1、碳酸饮料类 2、果汁(浆)及果汁饮料类 3、蔬菜汁饮料类 4、含乳饮料类 5、植物蛋白饮料类 6、瓶装饮用水类 7、茶饮料类 8、固体饮料类 9、特殊用途饮料类 10、其他饮料类,二、我国软饮料工业的现状与发展前景 (一)经济地位和现状 1、我国软饮料行业改革开放以来取得的成就 (1)产量大幅度增长 (2)质量稳步提高 (3)品种丰富多彩、包装不断更新、设备日益完善 (4)生产规模化、企业集团化、产品名牌化
5、初见成效 (5)管理水平逐步提高,各类标准逐渐完善,2、我国软饮料工业发展中存在的主要问题 (1)发展的总体起点不高,企业规模普遍较小,专业化程度低,技术装备落后,产品质量低,经济效益差。 (2)品种仍嫌单调,结构不合理,假冒伪劣现象严重。 (3)国家投入偏少,企业包袱沉重,资金短缺。 (4)以可口可乐、百事可乐为代表的外资企业的严重冲击。 (5)布局不合理,发展不平衡。 (6)专业技术人才缺乏,企业研发能力弱。 (二)我国软饮料行业的发展前景 1、发展前景 我国软饮料的生产消费与发达国家比较,存在较大差距,目前我国年人均消费量约10kg,仅为世界平均水平的1/4,美国的1/30,因而发展前景
6、诱人。更不说还可开拓国际市场。,2、发展方向与战略目标 当今世界对食品和饮料的总体要求,可以归纳为: “四化” 多样化、简便化、保健化、实用化。 “三低”低脂肪、低胆固醇、低糖。 “二高”高蛋白、高膳食纤维。 “一无”无添加剂(防腐剂、香精、色素等)。,面对我国已加入WTO,全球经济一体化的现状,我们应充分利用和发展我国可利用的丰富资源优势,遵循天然、营养、同归自然的发展方向,适应消费者对饮料多口味的需要,积极发展果蔬汁、植物蛋白饮料、饮用天然矿泉水、乳、茶等天然饮料,并继续改进饮料包装,大力推广饮料主剂“集中生产,分散罐装”的产业政策。以名优产品为龙头,形成主剂生产厂与灌装厂专业化协作。重点
7、扶持名优产品,发展适销对路产品,打造我国饮料的民族品牌,积极开拓国际市场。,三、软饮料工艺学的主要研究内容 软饮料工艺学是食品工艺学的一个分支,是一门应用学科。是根据技术上先进、经济上合理的原则,研究软饮料生产中的原材料、半成品和成品的加工过程和工艺方法的一门学科。 软饮料工艺学不是一门简单的技艺学问,它需要生物学、化学、物理学、数学、食品微生物学、食品工程原理、食品机械与设备等诸多学科相关知识的融会贯通和灵活应用。要求学生素质和能力的综合体现。,推荐参考书目 1、邵长富、赵晋府主编软饮料工艺学,轻工出版社 2、吴永娴、蒋和体编著软饮料工艺学,成都科大出版社 3、田呈瑞、张富新主编软饮料工艺学
8、,陕西科技出版社 4、阎进福编,饮料学,经济日报出版社 5、杨桂馥 、罗 瑜编著现代饮料生产技术,天津科技出版社,第一章 软饮料用水及水处理 【教学目标】 1.了解水质对软饮料品质的影响 2.熟悉软饮料用水对水质的基本要求 3.掌握水处理的基本原理和常用方法,第一节 软饮料用水的水质要求 一、水源的分类及特点 (一)地表水 是指地球表层表面所存积的天然水,包括江、河、湖、池、库等所存在的水。其特点为: 1、矿物质含量少; 2、硬度低,一般为1.0-8.0mmol/L; 3、常含泥沙、水草、腐植质、钙镁盐、微生物等杂质。,(二)地下水 经过地层的渗透、过滤,进入地层并存积在地层中的天然水。其特点
9、为: 1、矿物质含量多,含盐量高,一般达100-500mg/L; 2、硬度大,一般为2-10mmol/L,甚至达10-25mmol/L ; 3、泥沙、腐植质、钙镁盐、微生物等杂质含量少,水质较澄清。 (三)自来水 已经过水处理,达到饮用水标准,饮料厂水处理较简单,但水价较高,小型工厂多采用。,二、水中的杂质及对饮料生产的影响 (一)天然水中杂质的特征 天然水中的杂质按其微粒分散程度可分为三类:悬浮物、胶体和溶解物。 1、悬浮物 是指粒径大于200nm的微粒,其特征为: (1)使水质混浊,静置后自行沉降; (2)主要成分是泥沙等无机物、悬浮生物和微生物; (3)造成饮料沉淀,影响CO2溶解,影响
10、风味,甚至导致产品变质。,2、胶体 粒径大小在1-200nm的微粒,其特征为: (1)具有光束通过被散射而成混浊的丁达尔现象; (2)具胶体稳定性,粒子间带相同电荷互相排斥而不能自行沉降; (3)多数是无机胶体(如硅酸胶体和粘土),由许多离子和分子聚集而成,是造成水混浊的主要原因。少数是有机胶体(如蛋白质、腐殖质等),是造成水带色的主要原因。 3、溶解物 粒径在1nm以下,以分子或离子状态存在于水中的微粒。 (1)溶解性盐类:其在水中的总含量称为“矿化度”或“盐度”。 (2)溶解性气体:可能影响饮料的风味和色泽。,(二)水中杂质对饮料生产的影响 1、水的硬度 是指水中存在的金属离子沉淀肥皂的能
11、力。硬度的大小由水中所含的Ca2+、Mg2+的多少决定。 (1)硬度的分类 分为:总硬度、暂时硬度和永久硬度。 暂时硬度(碳酸盐硬度),主要是水中的Ca(HCO3)2、Mg (HCO3)2和MgCO3等盐类,经加热大部分可变成溶解度很小的碳酸盐或氢氧化物沉淀而除去。 永久硬度(非碳酸盐硬度)是指水中的非碳酸盐如CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4造成的硬度。加热煮沸不能沉淀。 总硬度=暂时硬度+永久硬度,计算公式如下: Ca2+ Mg2+ 总硬度=+(mmol/L) 40.08 24.3,(2)硬度的表示方法 德国度(0d):1L水中含有相当于10mg的CaO,定义为1德国度(10d
12、)。我国的表示方法与德国同。 美国度(mg/L): 1L水中含有相当于1mg的CaCO3,称为1美国度(mg/L)。 法国度(0f): 1L水中含有相当于10mg的CaCO3 ,称为1法国度(0f)。 英国度(0e): 1L水中含有相当于14.28mg的CaCO3 ,称为1英国度(0e)。 通用硬度(mmol/L): 1L水中含有相当于1 mmol(100.08mg)的CaCO3 ,称为1通用硬度(mmol/L)。 换算关系:1通用硬度=2.804德国度=50.045美国度,2、水的碱度 水的碱度是指水中能与H+结合的物质的总量。主要由NaOH、Ca(OH)2、NH3、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐
13、、磷酸盐等构成。在水中以OH-、CO32-、HCO3-、PO43-等离子形式存在,单位以mmol/L表示。其中: OH-的含量称为氢氧化物碱度; CO2-3的含量称为碳酸盐碱度; HCO-3的含量称为碳酸氢盐(重碳酸盐)碱度。水中OH-、CO2-3、HCO-3的总含量称为水的总碱度。水中一般不含OH-; CO2-3的含量也较低,只有在有碳酸钠、碳酸钾存在而使 水呈碱性时,才有CO2-3的存在;此外, OH-和HCO-3不能同时存在,因为二者将结合成碳酸盐和水。所以天然水中一般只有碳酸氢盐(重碳酸盐)碱度。,3、水的硬度与碱度的关系 总硬度=暂时硬度+永久硬度,总碱度通常与暂时硬度相符。 (1)
14、总碱度大于总硬度时,说明水中存在OH-、CO2-3, 属于碱性水; (2)总碱度小于总硬度时,说明水中存在Ca2+、Mg2+的氯化物,基本上不存在OH-、CO2-3,属于非碱性水。如果Ca2+、Mg2+和OH-、CO2-3同时存在,则会发生沉淀。 (3)总碱度等于总硬度时,说明水中只含有Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐。,4、水的硬度与碱度对软饮料生产的影响 (1)硬度的影响:钙镁离子与有机酸反应产生沉淀,影响产品感官;非碳酸盐硬度过高时,使饮料出现盐味;在加工容器、管道、锅炉内形成水垢。 (2)碱度的影响:与金属离子反应形成水垢,并产生不良气味;和有机酸反应,改变饮料的糖酸比与风味;影响碳酸饮料
15、的二氧化碳溶解量;使饮料酸度下降,造成微生物感染;生产果汁型碳酸饮料时,与果汁的某些成分发生反应,产生沉淀。,三、软饮料用水的水质要求 水是软饮料生产最主要的原料,占80%-95%,水是质量好坏直接影响产品质量,因此,保证软饮料用水的质量极为重要。软饮料用水除符合GB5749-85 生活饮用水卫生标准(表1-5)外,还应强调如下指标,见表1-6。,第二节 软饮料用水的水处理 如前所述,从表1-1可见软饮料用水要求极为严格,对不符合要求的水,必须进行水处理,以改良品质,达到要求。在进行水处理前,首先要对水质进行全面分析,了解水中杂质的种类、状态,并确定用水量,从而合理选用水处理的工艺、设备。水处
16、理的工艺步骤一般为: 一、混凝沉淀 混凝是指在水中加入某些溶解盐类,使水中的细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合而成较大颗粒,从水中沉淀下来的过程。这些溶解盐类称为混凝剂。 机理:一方面混凝剂溶解于水后,带与悬浮物或胶体微粒等杂质相反的电荷,能中和其电性;另一方面是吸附作用。 (一)混凝剂 铝盐:如明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等。 铁盐:如硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁等。,(二)助凝剂 助凝剂是指为了提高混凝效果,加速沉淀,在混凝沉淀时加入的辅助试剂。它本身不起混凝作用,仅帮助絮凝的形成。 常用的助凝剂有:活性硅胶、海藻酸钠、CMC、粘土、聚丙烯酰胺(PMA)、聚丙烯等以及用来调节pH的石灰、碳酸钠、氢氧化钠等。 (三)混凝条件的确定 在确定混凝条件时,应先作小试,并主要考虑以下因素: (1)原水的状况,包括水温、 pH值及其他理化性质; (2)混凝剂的性质及添加量; (3)助凝剂的性质及添加量; (4)混凝沉淀的设备、装置状况; (5)混凝沉淀的工艺操作。,二、