【大学课件】饮料工艺学PPT(P81).ppt

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1、饮 料 工 艺 学,http:/,第一章 饮料的属性及分类,1、饮料的定义：以补充人体水分、满足消费者嗜好为主要目的的流质食品。其他作用：清凉作用（如碳酸饮料）醒神作用（如茶、咖啡）疗效作用2、软饮料的定义：不含乙醇或作为香料等配料用的溶剂的乙醇含量不超过0.5%的饮料。,http:/,3、软饮料的种类,1）、以原料、产品形态、作用为依据：Carbonated Beverages Fruit Juice&Fruit Beverages Vegetable Juice&Vegetable Beverages Milky Beverages Plant Protein Beverages,http

2、:/,Bottled Drinking Water Tea Drinks Solid Drinks Special Use Beverages Other Beverages,http:/,2）、以加工工艺为依据：采集型：不加工或简单处理 提取型：植物经破碎、压榨或浸提等 工艺 配置型：天然原料和添加剂配置而成 发酵型：微生物（酵母、乳酸菌等）发酵而成,http:/,第二章 水,饮料中水体积占85%以上，不同饮料之间的差别仅在于加入水中的其他添加剂的数量和方法不同而已。,http:/,1、水源,地表水：未经地层过滤，污染重，泥沙、微生物多，硬度较低。地下水：经地层过滤，可溶性成分多，泥沙、微生

3、物较少,较澄清，但硬度较高。,http:/,2、水中的杂质,悬浮杂质：0.1m，包括泥沙、虫类、微生物，稳定性差，一般工艺（如过虑）即可除去。胶体杂质：0.0010.1m，包括高分子有机物（如蛋白质、腐植酸等），稳定性较好。溶解杂质：0.001m，包括各种离子、溶解气体等，稳定性更好。,http:/,3、水质控制的指标（水中杂质影响饮料质量的因素）,水的硬度水的盐度或总溶固含量水的碱度水的浊度水中有机物水中的溶解气体,http:/,水的硬度,概念：水中钙离子和镁离子含量的总和。水的软化：去除水中钙镁离子的过程。硬度1度：1L水中含有10mgCaO。1mgMgO=1.4mgCao饮料生产中要求硬

4、度小于8度的软水。,http:/,硬度,永久硬度,暂时硬度,碳酸氢钙、碳酸氢镁等盐类，在煮沸过程中回转化为碳酸盐或氢氧化物沉淀，因此又称碳酸盐硬度。,硫酸钙、氯化钙等盐类，在煮沸时不沉淀，又称为非碳酸盐硬度。,http:/,水的盐度,通常用总溶固含量（总溶解固体的含量）来表示水中的总含盐量。也称矿化度（Minerality）或盐度（Salinity），用TDS(Total Dissolved Solid)表示。水中无机盐含量一般为0.20.5g/l，均以离子状态存在测定水的电导率可表示盐类的含量。,http:/,水的碱度,概念：水中所含的能与强酸发生中和作用的，即能接受质子的物质总量（浓度）。

5、组成：强碱 弱减 强碱弱酸盐,http:/,碱度的表示：甲基橙碱度（M）酚酞碱度（P）由于碱度可以中和汽水的酸性，使汽水变味，且会使汽水中的残存微生物更易生存，所以，碱度过高的水不适于汽水生产。,http:/,水的浊度、色度,水中各种微粒使水浑浊并带有颜色。浊度和色度定量表示水中这些颗粒的含量。浊度：水中悬浮物（粒）的总含量(mg/l)。色度：水中胶体粒子的总含量(mg/l)。浊度1度（1mg/l）：1升水含有1毫克高岭土（或硅藻土）。,http:/,水中的有机物,来源：土壤中微生物对大地表面有机成分的腐败作用而产生。水中含有机物即说明有微生物污染，且有机物含量越高，微生物数量越多。需经处理才

6、能用于饮料生产。微生物可能影响产品的味道和气味，使产品变质，或病原菌使消费者生病。,http:/,水中的溶解气体,各种气体均会不同程度地溶解在水中。饮料生产用水，只有CO2的存在是有利的，其他气体在水中的存在都是不利的 危害最大的是O2 惰性气体的存在会影响碳酸化效果 H2S等气体会产生不良味道,http:/,4、饮料用水的处理,澄清-除去悬浮物质软化和除盐-除去溶解物质消毒去除水中的气体,http:/,水的澄清除去悬浮、胶体物质,方法：混凝、絮凝、沉淀等。混凝剂：向水中添加的、能使水中微粒增大，加速沉降的化学药品。即能解离出正离子的有机可溶性物质或无机阳离子 如硫酸铝、三氯化铁、聚氯化铝等混

7、凝助剂：促使混凝剂形成带正电荷的微粒的物质。,http:/,水的过滤除去悬浮物质,水流通过一种多孔性或具有空隙结构的介质时，水中的一些悬浮物即被截留在空隙或孔口中、或介质的本身上，这种把杂质从母液中分离出来的方法称为过滤。以巨大的面积截留杂质，除去水中杂质。,http:/,水的软化除去溶解物质,1）、热软化法Ca(HCO3)2 热 CaCO3+H2+CO2Mg(HCO3)2 热 MgCO3+H2+CO2注：MgCO3具反常溶解度。,http:/,2）、石灰法和石灰-苏打软化法原理：CaCO3和Mg(OH)2的溶解度在任何温度下都极低，因此，把所有的钙、镁盐类都转化成CaCO3和Mg(OH)2，

8、即使在不加热的情况下，也能进行水的软化。石灰法除去碳酸盐（暂时）硬度石灰-苏打法-除去非碳酸盐（永久）硬度,http:/,石灰法：CaO+H2O Ca(OH)2 石灰消化反应CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O 除CO2Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 2CaCO3+2H2OMg(HCO3)2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCO3+H2OMgCO3+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCO3,http:/,石灰-苏打法：MgSO4+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaSO4MgCL2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCL2CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4Ca

9、CL2+Na2CO3 CaCO3+2NaCL,http:/,3）、离子交换软化法离子交换：树脂上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应。阳离子交换树脂：出水pH2.44.5，pH上升，即交换到终点。阳离子交换树脂对阳离子的选择性：Fe3+Ca2+Mg2+K+NH4+Na+H+Li+即原子价数越高、原子序数越大，亲和力越强。但当浓度很高时，浓度的大小则成为离子交换反应的决定因素,http:/,水的除盐除去溶解物质,除去或降低全部阳离子和全部阴离子。方法：水的蒸馏和冻结 电化学法 电渗析法 反渗透法 离子交换法,http:/,2.反渗透的原理,http:/,http:/,电渗析法：,利用电力

10、把阴、阳离子分开除去。通电后，阳离子向阴极移动，过半透膜进入阴极区；阴离子向阳极移动，过半透膜进入阳极区。,半透膜（阳膜）,半透膜（阴膜）,处理后的水,Na+,Ca2+,CL-,HCO3-,http:/,离子交换法：,阴、阳离子交换树脂串联阳离子交换树脂在前，阴离子交换树脂在后出水pH7.00.2,http:/,水的消毒,杀灭水中的病原菌及其他有害微生物，防止水致传染病的危害方法：氯化消毒法 臭氧消毒法 紫外线消毒法 超声波消毒法,http:/,第三章 配 料,香料香精甜味料酸味料着色剂其他,http:/,1、香料和香精,香料：发香（或发臭）的物质。植物性香料 天然香料 动物性香料 调和香料（

11、精油工业）香料 调和 单体香料 单离香料 食品香料（合成香料工业）合成香料,http:/,香精：水溶性香精：香料溶于40-60%乙醇油溶性香精：香料（10-20%）溶于植物油脂等油溶性溶剂（80-90%）乳化香精：以油性香料为分散相，以水为连续相，加乳化剂等制成粉末香精：香料附着于乳糖之类的载体上，连同乳化剂等分散于水溶液中再喷雾干燥成粉状,http:/,2、甜味料,白砂糖：8-14%葡萄糖果葡糖浆食品添加剂,http:/,3、酸味料,柠檬酸酒石酸乳酸磷酸口味、杀菌,http:/,4、着色剂,（基本色）红 黄 蓝 红 黄（二次色）橙 绿 紫 橙（三次色）橄榄 灰 棕褐 合成色素 天然色素,ht

12、tp:/,5、其 他,乳化剂防腐剂抗氧化剂包埋剂酶制剂助滤剂泡沫剂消泡剂,http:/,第三章碳酸饮料,概念：含有碳酸汽（CO2）的一类饮料的总称。我国习惯称为汽水。种类：普通型：不使用香料，主要含有矿物质；果汁型：原果汁含量不低于2.5%；果味型：原果汁含量低于2.5%，以食用香料为主要赋香剂；,http:/,可乐型：含有某些植物种子或根茎的特殊成分的萃取液或类似香精、色素，成品带有特殊的色泽和刺激感；乳蛋白型：含乳与乳制品；大豆蛋白型：用大豆蛋白进行营养强化；低热量型：以甜味剂代替糖；,http:/,第一节 碳酸气CO2,CO2是有机物的最高氧化物，不会使其他成分氧化。CO2是碳酸饮料的灵

13、魂！产品特色 产品质量 货架寿命,http:/,CO2在碳酸饮料中的作用,1）、清凉作用：饮料中，CO2+H2O H2CO3 人体内，H2CO3 CO2+H2O（吸热反应）2）、抑制微生物作用：酸性、缺氧、高CO23）、突出香味作用：4）、刺激口腔的作用：,http:/,CO2的来源,生产石灰副产CO2 CaCO3 热 CaO+CO2酒精发酵副产CO2 C6H12O6 2CO2+2C2H5OH+2ATP重油或焦碳燃烧反应 C+O2 CO2 H2+O2 H2O,http:/,CO2气田：江苏、广东、甘肃、吉林等省化工副产品硫酸与小苏打,http:/,CO2 的 净 化,http:/,CO2钢瓶,

14、高锰酸钾塔,湿气分离器,水塔,活性炭塔,CO2接收塔,http:/,第二节 碳酸化,概念：CO2冲入水或糖浆中，使CO2溶解于水或糖浆的过程。其实质就是在压力作用下，使碳酸气与水混合，进而发生如下反应的过程：CO2+H2O H2CO3,http:/,CO2在水中的溶解特性,温度不变时，压力增加，溶解度随之增加；压力不变时，温度降低，溶解度随之增加；水温越高，达到所需CO2溶解量使用的压力就越高CO2容积（碳酸饮料中常用的CO2溶解量单位）：在压力为1.013x105Pa、温度为0oC时，1体积水所溶解的CO2的体积数。,http:/,影响CO2在碳酸饮料中溶解的因素,1、空气 影响CO2溶解：

15、1容积空气的溶解量可取代50容积CO2的溶解量。影响品质（O2、微生物）空气来源：水、CO2、糖浆空气排除：真空脱气、CO2洗涤,http:/,2、CO2分压3、水的温度4、气液两相接触的表面积5、气液两相接触的时间,http:/,第三节 糖浆配制,http:/,糖的溶解,冷溶法：用于配制短期内饮用的饮料。把糖和水（5oC)计量准确，混合，室温搅拌，完全溶化后过滤去杂质。节约能源，时间长。热溶法：把糖和水计量准确，混合，搅拌煮沸5min，过滤去杂质。溶解迅速、能杀菌、去热凝固物。,http:/,糖浆的配制单糖浆,概念：把糖溶解于水中称为单糖浆或原糖浆。配制：砂糖的比重约为1.61，即1升砂糖的

16、重量是1.61kg，1kg砂糖在糖溶液中所占的体积是0.626升。则，加糖和加水量的计算如下（例，要配制100升的糖浆）：,http:/,加糖量（kg）=100 x 糖浆的比重 x 糖浆的重量百分浓度加水量（升）=100 加糖量 x 0.626糖液浓度一般为65%（w/v）。因为100oC时糖的溶解度为83%，而0oC时的溶解度为64%。,http:/,糖浆的配制加香糖浆,概念：原糖浆+呈味物质配方添加原则：固体先溶解、用量少的先配成浓溶液、添加顺序如下：原糖浆 笨甲酸钠或其它防腐剂溶液（25%的浓溶液）糖精钠或其它甜味添加剂（50%）酸味剂溶液（50%）果汁 香精 色素（5%）加水定容。,h

17、ttp:/,影响饮料品评的因素,味的种类：心理味：色泽、透明度、包装等 物理味：粘度、浓度、温度、触感等 化学味：甜、咸、酸、苦、涩、香等味觉的变化：味的对比：一方刺激的存在增强或抑制另一方刺激的刺激强度。味的变调：一方刺激的存在改变了另一方刺激的刺激性质。,http:/,呈味差异：由于各呈味物质的性质不同和溶解于唾液的速度不同、以及人们舌头各部位对味的感受性不同，使各呈味物质之间存在味质差异和呈味的时间差异（显味和消味时间）。所以有“前味、中味、后味”。前味：一般是主味（甜、酸）后味：一般是副味（苦、咸）,http:/,酸,甜,咸,苦,甜,咸,咸,咸,酸,酸,苦,舌尖,舌根,http:/,温

18、度对味觉的影响：一般在1040oC温度范围内，舌头对各种味的感觉比较灵敏，其中以30oC最灵敏饮料饮用的温度范围为37 30oC，最佳为两端温度冷饮为715oC 热饮为5067oC,http:/,第四节 碳酸饮料灌装工艺,一、灌装原理：1、灌装过程的物理现象：设灌装过程中溶液的温度不变，则由理想气体方程式知：P1V1=P2V2=常数 P1为灌装前压力；V1为灌装前体积 P2为灌装后压力；V2为灌装后压力,http:/,有此方程式可知，为了保证溶入溶液的气体体积不发生变化，则需保证灌装前后压力不变。设在某一温度T和压力P0下，溶液中CO2的量为a0；当压力降至P1时，由理想气体方程CO2 的量应

19、为a1，但实际CO2可能并未从溶液中析出，溶解量仍为a0；则（a0-a1）为CO2在压力P1下的过饱和量。,http:/,当压力继续下降至Pg时，过饱和的CO2会突然迅速自溶液中分离，则Pg称为气体分离压力即某一温度下，某气的过饱和溶解量从该气溶液中分离的临界压力。因此，灌装时，应该 Pg大气压不同的溶液，其Pg值不同；温度越低，Pg值越小。,http:/,2、灌装原理,灌装过程的关键是必须能够最大限度的避免CO2从溶液中溢出。尽可能保证灌装过程中压力的恒定。灌装过程中压力波动的最低限度必须控制在不低于CO2在灌装温度下的Pg。根据这些原理，灌装过程如下所示：,http:/,接混合机,输入管,

20、输气管,阀1,瓶子,储液箱,阀2,输液管,含CO2溶液,CO2+空气,http:/,二、灌装工艺：,1、一次灌装法（预调式）：水先与加香糖浆按一定比例调好，再经冷却混合（碳酸化），将达到一定含气量的成品灌入容器中。2、二次灌装法（现调式）：水先经冷却和碳酸化，再与加香糖浆分别灌入容器中调和。,http:/,加香糖浆,水,调和机,冷却机,混合机,灌装机,瓶,压盖,贴标,装箱,成品,一次灌装法工艺流程,加香糖浆,冷却（47oC),瓶（15oC),灌装机,碳酸化,水,冷却（47oC),+CO2,压盖,贴标,装箱,成品,二次灌装法工艺流程,47oC,http:/,一次灌装法：糖浆和水比例准确 产品质量

21、一致 糖浆和水温一致 糖度低，易受细菌污染 不利于灌装带果肉饮料二次灌装法：易清洗 糖浆损失小 糖浆和水温度不一致 碳酸水含气量高 糖浆和水比例误差大 易分层,http:/,二次灌装法实例：,一般糖浆与水的比例为1：5若成品含气量要求达3容积，那么水的碳酸化应达到多少含气量？（1+5）x 3=5 x X X=3.6（容积）,http:/,第四章 果汁饮料,种类：1、原果汁 2、浓缩果汁 3、加糖果汁 4、带肉果汁,http:/,果汁生产工艺,http:/,原料选择,洗涤、分选,榨汁、浸提,澄清、过滤,均质、脱气,果汁调整,杀菌、包装,原果汁,调和,产品,瞬间杀菌,浓缩,杀菌包装,杀菌浓缩产品,

22、冷却(45oC),冷却(-58oC),包装,冷冻浓缩果汁,调和,均质、脱气,杀菌、包装,果汁饮料,果汁清凉饮料,http:/,1、原料选择：成熟度选择 品种选择2、洗涤与分选：3、榨汁与浸体：破碎 预处理 榨汁 粗滤 预处理：提高细胞的通透性，提高出汁率。热处理：蛋白质凝固、果胶水解；加果胶酶：粗滤：果汁与果汁中的种子、果皮等尽快分离，以免影响果汁的风味和外观。,http:/,4、澄清、过滤：去除悬浮物和易产生沉淀的胶粒。自然澄清法 明胶单宁澄清法 酶澄清法：降低粘度、其他胶体失去果胶的保护 瞬时加热澄清法5、均质和脱气：(1)、均质：混浊果汁的特有操作。目的是把液-液混合原料完全乳化，或把液

23、体中的粒子细微化，从而获得不易分层和沉淀的具有一定混浊度的果汁。,http:/,(2)、脱气：除去溶解在果汁中的空气。本质是脱氧。真空法 氮置换法 酶法：葡萄糖氧化酶,http:/,6、果汁调整：糖酸比,酸低糖高：先加水稀释，使糖度合乎标准，再根据果汁加水后的重量和含酸量，加酸补足。酸高糖低：先算出稀释多余酸量所需的加水量，再根据果汁的糖度算出缺糖量，将糖溶于水中，与果汁混合。酸高糖高：表示果汁具有良好的品质。先使糖度合乎标准，再按第一种情况处理。酸低糖低：先算出缺糖量，再根据果汁和糖的总量，算出缺酸量，将应加的糖和酸用少量果汁溶解，然后混合。,http:/,(1)、糖度调整：用折光计或糖度计

24、测定原果汁含糖量，然后按十字交叉法算出补加浓糖液的重量：,http:/,浓糖液的浓度D,B-C,X（浓糖液的重量）,B,原果汁的糖度C,D-B,W（原果汁的重量）,调整后果汁的期望糖度,则：(B-C)/(D-B)=X/W,X=W(B-C)/(D-B)(kg),http:/,例：350 kg 果汁，糖度为6度，欲将果汁糖度调到15度，需加入糖度为20度的糖液多少？X=W(B-C)/(D-B)(kg)X=350(15 6)/(20 15)=630(kg),http:/,(2)、酸度调整：,以酚酞为指示剂，用标准氢氧化钠溶液滴定，测出原果汁的酸度按下式计算调整到期望酸度应补加食用酸浓溶液的量：m2=m1(z-x)/(y-z)其中，m2为需补加食用酸的量（kg）；m1为果汁重量；z为要求的酸度；x为原果汁酸度；y为食用酸浓度；,http:/,7、果汁浓缩：体积减小，可节约包装及运输费用；提高了糖度和酸度，可长期保存。真空浓缩 冷冻浓缩 反渗透浓缩 超滤浓缩8、杀菌与灌装：灌装常见有热、冷灌装两种方法：,http:/,热灌装：用于金属、玻璃容器,15oC,热交换,30oC,加热,95oC,15s,95oC,热交换,80oC,灌装,冷灌装：用于纸质容器,15oC,热交换,80oC,加热,95oC,15s,95oC,热交换,30oC,分段冷却,5oC,灌装,http:/,