软饮料工艺学复习word版
软饮料工艺学复习
饮料的分类
按是否含酒精分为两类：
含酒精饮料（硬饮料）：
不含酒精饮料（软饮料）：含酒精在0.5％（W/W）以下。
中国
GB10789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。
水中的杂质及对饮料生产的影响
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
溶解物
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。
各自的定义
（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（1 0d ）。我国的表示方法与德国同。
饮料用水的水质，要求硬度小于8.5度。
2、水的碱度
水中碱度取决于天然水中能与Ｈ＋结合的OH-、CO32-和HCO3-的总含量,其含量以mmol/L表示。
氢氧化物碱度，
碳酸盐碱度，
重碳酸盐碱度
水的总碱度。分别指什么？
天然水中一般只有碳酸氢盐（重碳酸盐）碱度。
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。
水的过滤
水的过滤是一系列不同过程的综合，包括阻力截留、重力沉降和接触吸附。
（三）过滤的形式
1、池式过滤
2、砂滤芯过滤
3、活性炭过滤
4、其他过滤
（1）钛棒过滤
（2）化学纤维蜂房式
（3）大孔离子树脂
饮料用水在使用前必须进行软化处理，使原水的硬度降低。
硬水软化的方法主要有：石灰软化法、离子交换法、电渗析法和反渗透法。
石灰软化法
适用范围
离子交换法
离子交换法是利用离子交换树脂的离子交换能力，按水处理的需要交换水中的离子，从而使水达到使用要求的方法。
1、离子交换树脂的分类
阳离子交换树脂
阴离子交换树脂
阳离子交换树脂分为强酸性和弱酸性树脂；
把阴离子交换树脂分为强碱性和弱碱性树脂。
离子交换树脂的选择原则
1）选择大容量，高强度树脂
2）根据原水中需要除去离子种类要求来选择
如果只需除去水中吸附性较强的离子(如Ca2+、Mg2+等)，可选用弱酸性或弱碱性树脂。 但是，当必须除去原水中吸附性能比较弱的阳离子(如K + 、Na +)或阴离子(如HCO3-)时，用弱酸或弱碱树脂就较困难甚至不能进行交换反应。此时必须选用强酸性或强碱性树脂。
2、离子交换树脂净化水的工作原理
离子交换树脂在水中是解离的，如
阳树脂:
RSO3H→RSO3－＋H＋
阴树脂：
R4NOH→R4N++OH－
（三）反渗透法
反渗透是通过反渗透膜把溶液中的溶剂(水)分离出来。
1、反渗透的基本原理
(四）电渗析法
电渗析也是一种膜分离技术，其设备昂贵，成本较高，对膜要求也较高。
四、水的消毒
软饮料用水经混凝、过滤、软化等处理后，大部分微生物已随悬浮物、胶体、溶解物等杂质被除去，但仍有部分微生物存在于水中，为了确保卫生，还应对水进行杀菌消毒。 氯消毒，紫外线消毒，臭氧消毒
第二章 碳酸饮料
第一节 碳酸饮料的分类及产品技术要求
一、碳酸饮料的分类（GB10789）
1、果汁型碳酸饮料
是指果汁含量在2.5%以上的碳酸饮料。如各种果汁汽水。具有果实特有的色香味，不仅可消暑解渴，而且还有一定营养，属大力发展的高档汽水。
2、 果味型碳酸饮料
是指以食用香精为主要赋香剂或原果汁含量低于2.5%的碳酸饮料。如桔子汽水、柠檬汽水等。主要起清凉解暑作用，营养价值较低。
3、可乐型碳酸饮料
4、低热量型碳酸饮料
5、其他碳酸饮料
二次灌装法（后混法）
二次灌装法特点
工艺过程简单，便于掌握 .设备投资少，易于操作.生产规模较小，适合于小型工厂。调整配方容易，便于转向。底料占据体积，刹口感较小。
一次灌装法（预调式）
一次灌装法特点
工艺过程复杂，但自动程度较高。设备复杂，投资大。生产规模大，适合大型连续化工厂
调整配方较难，刹口感强
糖浆的制备
根据不同碳酸饮料的要求，在糖液中加入香精、色素、防腐剂、果汁及定量的水等，混合均匀，此过程称为糖浆的调配。
糖浆浓度的测定和调和时的计算
浓度测定：可用比重计、波美计、白利度表示，3者之间关系可查表。
白利度是指含糖量的重量百分率，如白利度55°Bx是指100g糖液中含有55g糖。白利糖度可用手持糖度仪测定。
一般标准糖浆浓度为30－32波美度，对应于白利度为55－60％。
糖浆调和时浓度的计算
65％糖液 稀释至35％
0 30
35
65 35
取30份水＋35份浓糖浆（65％）混合即可得到35％糖液
2、糖浆调配的投料顺序
用量大的先调入，如糖液、水；
相互间易发生化学反应的隔开调入，如酸味剂与防腐剂（苯甲酸钠）；
粘度大、易起泡的配料较迟调入，如乳浊剂、稳定剂；
挥发性的配料最后调入。
一般顺序如下：
标准糖液（55％）→防腐剂→甜味剂→酸味剂→果汁→ 乳化剂→色素→香精→加水定容
当全部辅料加入后，55％的糖液浓度会下降，再加软水配成50％的混合糖浆，以便于掌握加水量。
碳酸化
将二氧化碳与水混合的过程称为碳酸化。
在碳酸化器（汽水混合机）中进行，实质是在一定压力和温度下，CO2在水中溶解的过程。
二氧化碳在水中的溶解度
在一定温度和压力下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫做二氧化碳在水中的溶解度。 碳酸饮料是二氧化碳的过饱和溶液。
气体的溶解度多用溶于液体中的气体体积来表示，对于二氧化碳来说，在一个标准大气压（0.1MPa）下，温度为15.56℃（600F）时，1体积水可以溶解1体积二氧化碳。也就是说此时二氧化碳的溶解度为1。二氧化碳在不同温度、压力下，溶解度各不相同。 二氧化碳的溶解量，欧洲用每升溶液中所含二氧化碳的质量（g/L）来表示。
影响二氧化碳含量的因素
1、二氧化碳气体的分压力
2、水的温度
3、气液接触面积与时间
4、气液体系中空气的含量
5、液体的种类及存在于液体中的溶质
二氧化碳的需要量
1、二氧化碳理论需要量的计算
根据气体常数1mol气体在0·1MPa、0℃时为22·41L，因此，1molCO2，在T℃时的体积Vmol为:
则在15.56℃时的体积（L)为:
0·lMPa、l5·56℃时，CO2的理论需要量G理(g)可用下式计算:
式中：G理-----CO2理论需要量（g） ；
V汽------汽水体积（L）（忽略了汽水中其他成分对CO2溶解度的影响和瓶颈空隙部分的影响）；
N------气体吸收率即汽水含CO2的体积倍数；
44.01----- CO2的摩尔质量（g）；
Vmol---T ℃下1mol CO2的容积（L）。
例：一家汽水厂生产355mL/ 罐的汽水，24罐为一箱， CO2的吸收率为3，问在室温为25℃时，生产100箱汽水理论上需要多少克CO2？
解：先计算25℃时CO2的Vmol，再计算CO2的理论需要量G理。
2.二氧化碳实际需要量的计算
CO2在装瓶过程中的损耗一般为40%-60%。
例：一个钢瓶装20kg CO2，问能生产容量为355mL/罐，气体吸收率为3·5的汽水多少箱（每箱24瓶）？（ CO2利用率为40%，室温为25℃。）
解：首先算出每箱汽水的CO2理论需要量，
然后计算出每箱汽水的CO2实际需要量。
碳酸化的方式
冷却降温和加压相结合。
碳酸饮料的质量评价
一、执行标准（GB10789）
二、常见质量问题及产生原因
1、混浊、沉淀 微生物污染、原辅材料质量差或处理不当。
2、变色 褪色（光照、高温等）。
3、变味 原材料质量差、香精等氧化或挥发、微生物污染、配料不当等。
4、气不足或爆瓶 碳酸化效果差（原因很多）；贮存温度过高或瓶内二氧化碳压力过大、瓶子质量太差。
5、可见杂质 瓶子清洗不干净、调配过程中混进。
造成二氧化碳含量不足的原因；
(１) 二氧化碳不纯，从酒厂发酵液回收的、未经分离处理的、酸或碱法生产的二氧化碳。 (２) 水温过高。
(３) 混合不好。
(４) 有空气混入。
(５) 混合机碳酸水阀门或管路漏气。
(６) 灌装机胶嘴漏气，边灌边漏气或自动机灌装位置偏低。
(７)瓶摘下后放置时间过长，压盖不及时，使二氧化碳在高气温下散失。
(８) 压盖不严。
(９) 盖、瓶口不合格，或瓶，盖不配套。
第三章 果蔬汁饮料
果蔬汁的加工工艺
一般工艺流程
原料 预处理 取汁 澄清 均质 精滤 脱气 浓缩 干燥 杀菌 灌装 冷却 成品 成分调整 成分调整 粗滤
原料选择
质量要求：
优质的制汁原料应有良好的风味和芳香，色泽稳定、糖酸适宜，在加工和贮存过程中仍然保持这些优良品质，无明显的不良变化；
汁液丰富，取汁容易，出汁率高；
原料新鲜，无烂果
取 汁
1. 打 浆
主要用于果浆、混浊果汁类生产，适合于桔瓣、番茄、桃等果蔬原料，注意皮和种子不要被磨碎。
详见教材
2. 压 榨
压榨取汁法：适用于大多数水果、蔬菜。常用设备有轧辊式压榨机、螺旋式压榨机等。 锥汁法：可防止压榨法将苦味或其他不良风味物质带入果蔬汁中，主要用于柑桔类果实。常用设备有美国FMC柑桔锥汁机、锥形榨汁机等。
3. 浸提（萃取）
主要用于果汁含量少的果实。一般用热水浸提。
粗滤汁贮存
以待继续加工成澄清果汁、汽水果汁等
保存方法：
冷藏法：粗滤汁经片式杀菌器85-90℃1min处理，趁热装入密封容器中，冷却后置0℃冷库保存。
充CO2法：粗滤汁经片式杀菌器加热至90℃，趁热装盛容器密封，冷后冲入CO2达0.3-0.4MPa保存。
粗滤汁贮存（续）
防腐剂保存法：粗滤汁经片式杀菌器加热至90℃，趁热装盛容器密封，随即加入0.08-0.1％苯甲酸钠或山梨酸钾，搅拌并调整pH 3.4以下，密封低温保存。
明胶--单宁澄清法
澄清机理
明胶、鱼胶、蛋清等蛋白物质，可与单宁反应形成不溶性的单宁酸盐络合物，此络合物在沉淀的同时，果汁中的悬浮颗粒被缠绕而随之下沉。
果汁中的果胶、维生素、单宁和多聚戊糖等带负电荷，而明胶、蛋白质、纤维素等在酸性介质中带正电荷，正负电荷相互作用，使胶体物质不稳定而沉淀，果汁得以澄清。
混浊果蔬汁的均质
均质处理使果汁中的细小颗粒进一步破碎，粒子大小均匀能悬浮，促进果胶溶出与果汁亲和，保持果汁的均匀混浊。
十二、浓缩果汁的浓缩
真空浓缩法
冷冻升华浓缩法
反渗透浓缩和超滤浓缩
真空浓缩法：
浓缩温度一般控制在25-35℃，对于耐热果汁（如苹果汁），也不宜超过55 ℃ 。此法会造成芳香物质损失，在加热浓缩前用蒸气蒸馏法将芳香物质收回，再加入浓缩汁中，对甜橙汁保存风味很有效。
冷冻升华浓缩法
溶液在共晶点或低共熔点前，部分水分呈冰晶析出，溶液的浓度提高。
先将果汁在冷冻浓缩机中缓缓冷却，在达到果汁浓度相应的冰点温度时，果汁中水分
即形成许多比较粗大的冰晶，同时果汁的浓度相应提高，用离心机分离冰晶后，即得到浓果汁。继续冷却至另一新的冻结点，再次析出冰晶，分离，果汁浓度进一步提高。
反渗透浓缩
甜橙汁制造工艺流程
过滤
过滤
甜橙汁苦味重，如何脱苦
针对柚皮苷和柠碱
代谢脱苦法
采用乙烯利浸果，柠碱下降45％，但对柚皮苷无作用。
包埋法
β－CD 作为包埋剂，柠碱脱苦率49％，柚皮苷略有降低
吸附法
采用醋酸纤维振荡处理，效果好
酶法
固定化柚苷酶使柚皮苷下降49％，柠碱酸盐脱氢酶分解柠碱
第四章 植物蛋白饮料
大豆的酶类与抗营养因子
现已发现大豆中有近30种酶类，其中以脂肪氧化酶对豆奶质量影响最大。大豆中存在着七种抗营养因子（具体见教材），以胰蛋白酶抑制因子对豆奶的营养价值影响最大。
脂肪氧化酶
存在于多种植物中，以大豆中活性为最高。当大豆的细胞壁破碎后，只要有少量水分存在，就可使大豆中的亚油酸、亚麻酸氧化，产生明显的豆腥味。
研究表明豆腥味的主要成分是正己醇和正己醛。即使其含量达ppb级，也表现出强烈的不愉快感。
豆腥味的产生及防止
如前所述，豆腥味是由于脂肪氧化酶氧化不饱和脂肪酸的结果。要防止豆腥味就必须钝化脂肪氧化酶的活性。脂肪氧化酶失活的温度为80-850C，生产中一方面钝化脂肪氧化酶活性，防止豆腥味产生；另一方面又要防止其它蛋白质变性。
钝化脂肪氧化酶
加热法：
干豆加热（120-170℃热风15-30sec）再浸泡磨浆;
热烫（95-100℃水1-2min）后再浸泡磨浆;
但全粒豆加热使部分蛋白质受热变性而降低蛋白质溶解度和提取率
改进：热磨法－磨浆时保持浆料80℃10min以上，破坏酶活，磨浆后超高温瞬时杀菌（UHT）闪蒸冷却，去除豆腥味。
调pH值：脂肪氧化酶最适6.5，调至9.0，碱液浸泡大豆，抑制酶活，软化组织，提高蛋白质提取率
豆乳的生产工艺
1、工艺流程
大豆→（干热处理）→（脱皮）→浸泡→磨浆→调配→热处理→脱臭→乳化均质→杀菌
（UHT）→无菌包装→成品
包装 杀菌 冷却 检验 成品
2、工艺要点
（1）干热处理 120-2000C，干热处理2-10s，
（2）浸泡
目的
浸泡用水量一般为大豆的3-4倍，浸泡时适量加入（0.5%-1.0%）碳酸氢钠可缩短浸泡时间和减轻豆腥味。
（3）磨浆 生产中常用热磨豆浆法，即用820C以上的热水磨浆
（4）调配 纯豆乳经调配后可生产出外观、营养、风味、口感都接近于牛奶的调制豆乳和各种风味的豆乳饮料。应根据市场调查和产品标准按配方调配。
（5）热处理与脱臭 调配好的豆乳一般采用110-1200C瞬时灭菌10-15s以破坏残存酶活和抗营养因子。然后在0.33-0.4MPa条件下真空脱臭。
（6）乳化均质 为防止脂肪上浮、提高蛋白质稳定性、防止产生沉淀、改善成品口感，应进行均质。生产中一般20-25MPa，60-800C两次均质。
（7）装瓶、杀菌 同罐头工艺
UHT:130-138℃，几十秒
或15-30-15（min)
121℃
第五章 包装饮用水
天然矿泉水
饮用纯净水
我国（GB8537）的定义
饮用天然矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的、未受污染的地下矿水； 含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体；
在通常情况下，其化学成分、流量、温度等动态指标在天然波动范围内相对稳定。 其具体指标见教材
矿泉水的理化特征
1.温度比较高
2.含有较高浓度的离子成分
3.含有较多的气体成分
饮用纯净水的定义
饮用纯净水---以符合生活饮用水卫生标准的水为水源，采用蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法及其他适当的加工方法，去除水中的矿物质、有机成分、有害物质及微生物等加工制得的，密封于容器中且不含任何添加物可直接饮用的水。