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第五章饮料加工工艺第一节饮料概述学习目的和要求•1、了解饮料的发展历史、现状、地位、特点以及发展方向，国内外饮料知名企业及产品概况。•2、掌握饮料的定义及分类。饮料是什么？一、传统“饮料”、软饮料定义、分类（一）传统“饮料”经加工制作、供人们饮用的食品。提供必需水分和营养成分，生津止渴、增进健康。•按主要成分的区别分为：含酒精饮料(硬饮料）、不含酒精饮料（软饮料）。•1、定义（GB10789-1996）•不含乙醇或乙醇含量小于0.5％的饮料制品。•又称为不含酒精饮料或非酒精饮料。（二）软饮料的定义与分类•美国、日本、英国、欧盟国家等对“软饮料”有不同的定义和分类方法。2、分类（GB10789-2007）：11大类碳酸饮料（汽水）类其他饮料类固体饮料特殊用途饮料类风味饮料类植物饮料类咖啡饮料类茶饮料类包装饮用水类蛋白饮料类果汁和蔬菜汁类软饮料二、饮料（beverage)的定义与分类•（一）定义(GB10789-2007)•经过定量包装的，供直接饮用或用水冲调饮用的，乙醇含量不超过质量分数0.5%的制品，不包括饮用药品。1、碳酸饮料类(carbonatedbeverages)（二）分类（1）定义：在一定条件下充入二氧化碳气的制品。成品中二氧化碳气的含量(20℃时的容积倍数)不低于1.5倍。（2）分类：果汁型、果味型、可乐型及其他型韩国大麦味（其他型）健力宝果汁型可口可乐果味型娃哈哈可乐型2、果汁和蔬菜汁类(fruitandvegetablejuices)（1）定义：用水果和（或）蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果实）等为原料，经加工或发酵制成的饮料。果汁和蔬菜汁类其他果蔬汁饮料水果饮料发酵型果蔬汁饮料果汁（浆）和蔬菜汁(浆)浓缩果汁（浆）和浓缩蔬菜汁（浆）果汁饮料和蔬菜汁饮料果汁饮料浓浆和蔬菜汁饮料浓浆复合果蔬汁（浆）及饮料果肉饮料3、蛋白饮料类(proteinbeverages)定义：以乳或乳制品、或有一定蛋白质含量的植物的果实、种子或种仁等为原料，经加工或发酵制成的饮料。分类：含乳饮料、植物蛋白饮料、复合蛋白饮料3种类型。4、包装饮用水类(drinkingwater)定义：指密封于容器中可直接饮用的水。分类：饮用天然矿泉水、饮用天然泉水、其他天然饮用水、饮用纯净水、饮用矿物质水、其他包装饮用水6种类型。5、茶饮料类(teabeverages)定义：以茶叶的水提取液或其浓缩液、茶粉等为原料，经加工制成的饮料。分类：茶饮料（茶汤）、茶浓缩液、调味茶饮料、复（混）合茶饮料4种类型。6、咖啡饮料类(coffeebeverages)定义：以咖啡的水提取液或其浓缩液、速溶咖啡粉为原料，经加工制成的饮料。分类：浓咖啡饮料、咖啡饮料、低咖啡因咖啡饮料3种类型。7、植物饮料类(botanicalbeverages)定义：以植物或植物抽提物（水果、蔬菜、茶、咖啡除外）为原料，经加工或发酵制成的饮料。分类：食用菌饮料、藻类饮料、可可饮料、谷物饮料、其他植物饮料5种类型。8、风味饮料类(flavoredbeverages)定义：以食用香精（料）、食糖和（或）甜味剂、酸味剂等作为调整风味主要手段，经加工制成的饮料。分类：果味饮料、乳味饮料、茶味饮料、咖啡味饮料、其他风味饮料5种类型。9、特殊用途饮料类(beveragesforspecialuses)定义：通过调整饮料中营养素的成分和含量，或加入具有特定功能成分的适应某些特殊人群需要的饮料。分类：运动饮料、营养素饮料、其他特殊用途饮料3种类型。10、固体饮料类（powderedbeverages)定义：用食品原料、食品添加剂等加工制成粉末状、颗粒状或块状等固态料的供冲调饮用的制品。举例：果汁粉、豆粉、茶粉、咖啡粉、果味型固体饮料、固态汽水（泡腾片）、姜汁粉。11、其他饮料类•除上述10种类型以外的饮料三、饮料的发展现状及发展趋势•（一）世界饮料的发展现状•1、总销售额：2010年超过2100亿美元。•2、强国：美国、日本、德国、法国、巴西、英国、意大利、中国、墨西哥、加拿大等。•3、发展趋势：健康、天然、安全饮料，如纯天然果蔬植物饮料、茶饮料、功能型饮料、花草饮料、矿泉水。（二）中国饮料的发展现状•1、饮料行业的特点•（1）产品的生命周期短。•（2）产品季节性强，但相对利润率较高。•（3）寡头垄断竞争的格局逐渐形成。•（4）产品品类多元化。•（5）品牌消费集中化：碳酸饮料CR4＞90%，果汁饮料＞60%，茶饮料＞75%、瓶装饮用水＞50%•（6）产品竞争转向产业链竞争。注释：行业集中率是指该行业的相关市场内前N家最大的企业所占市场份额的总和。例如，CR4是指四个最大的企业占有该相关市场份额。同样，五个企业集中率（CR5）、八个企业集中率（CR8）均可以计算出来。2、成就•（1）产量大，增长速度快•2012年预计可实现工业总产值约9000亿元，产量约12000万吨，比上年同期增长了11.2%。•2012年中国饮料市场上果蔬汁饮料、茶饮料、植物凉茶饮料、瓶装饮用水、碳酸饮料占据了85%以上的份额。•2014年前三季度，中国饮料行业累计产量突破1.2亿万吨，增速高于全球主要饮料生产大国。•（2）质量稳步提高•随着QS认证的实施，全国饮料产品质量稳步提升。•（3）品种丰富多彩、包装不断更新、生产设备不断完善。（4）企业规模化、集团化、名牌化战略逐渐成熟。•国际企业：可口可乐、百事可乐、达能、雀巢、卡夫（固体饮料）•中国企业：加多宝、娃哈哈、乐百氏、统一、顶津、汇源、达利园、露露、养生堂•河南品牌：澳得利、中沃、九头崖、栗子园等3、存在问题（1）发展不平衡（2）食品安全问题（3）面临国际品牌的巨大压力（4）技术人才缺乏（5）部分企业面临资金短缺、产品更新慢、设备陈旧、管理落后等问题。4、发展趋势（1）产品品种结构进一步调整总体归纳为：四化、三低、两高、一无。（2）包装更趋多样化PET材料占据主导地位。（3）产品质量：更趋稳定（4）口味：向清淡口味方向发展（5）饮料企业发展：集中扶植优势企业和名优品牌。打造民族品牌，积极开拓国际市场。第二节饮料用水及水处理学习目的和要求•1、了解天然水源的类型及特点。•2、熟悉水质对饮料品质的影响。•3、掌握饮料用水水质要求的主要指标。•4、掌握饮料用水的主要处理方法、步骤和原理，并能用这些知识指导实践。一、饮料用水的水质要求（一）饮料用水的来源•1.地下水•井水、泉水、自流井水等。•特点•A：含各种可溶性矿物质。含量多少取决于流经地质层中矿物质含量。•B：很少含泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄清。2.地表水•指河水、江水、湖水、水库水、池塘水等。•特点•A：矿物质较少。•B：常含有黏土、砂、水草、腐殖质、钙镁盐类、其它盐类及细菌等。杂质情况很大差别。•近几年，地表水污染严重。3.自来水•经过适当的水处理工艺，水质达到一定要求并贮存在水塔中。•特点•A:水质好且稳定，符合生活饮用水标准。•B:价格较高。•C:某些指标通常不符合饮料用水要求。（二）水中杂质来源及对饮料品质的影响•天然水源中杂质分类•按微粒分散的程度分为三类：悬浮物、胶体物质、溶解物。杂质类型溶解物胶体物质悬浮物粒径＜1nm1~200nm＞200nm状态透明光照下浑浊浑浊（肉眼可见）识别电子显微镜超显微镜普通显微镜常用处理法离子交换混凝、澄清、自然沉降、过滤天然水源杂质的分类与特征•１、悬浮物•（1）特点•为粒度大于200nm的杂质。•呈混浊状态，可自行沉降。•主要是无机物质，浮游生物及微生物。•（2）对饮料的影响•导致饮料混浊、异味、变质、影响CO2溶解等。２、胶体杂质•（1）特点•粒度大致为1～200nm。•具有①丁达尔现象；②稳定性。•多数是无机胶体，还含有高分子有机胶体。•（2）对饮料的影响•混浊（无机胶体）•带色（有机胶体）３、溶解物•粒度1nm以下，以分子或离子状态存在。主要是溶解气体、溶解盐类和其它有机物。•（1）溶解气体•氧气、二氧化碳、硫化氢、氯气等。•影响饮料风味、色泽，碳酸饮料中CO2溶解量。（2）溶解盐类•所含溶解无机盐构成水的硬度和碱度。•①水的硬度（H表示）•指水中钙离子和镁离子盐类的总含量。•分为总硬度、暂时硬度和永久硬度。•又称碳酸盐硬度，主要化学成分是钙、镁的酸式碳酸盐，其次是碳酸盐。•加热煮沸分解生成碳酸盐可除去。•Ca(HCO3)2→CaCO3+CO2+H2O•Mg(HCO3)2→Mg(OH)2+CO２问题：水垢的主要成分是什么？暂时硬度永久硬度•又称非碳酸盐硬度，表示水中钙、镁的氯化物（CaCl2、MgCl2）、硫酸盐(CaSO4、MgSO4)、硝酸盐[Ca(NO3)2、Mg(NO3)2]等盐类的含量。•这些盐类经加热煮沸不会发生沉淀，硬度不变化，故称永久硬度。总硬度•总硬度为暂时硬度和永久硬度之和。•总硬度＝[Ca2+]/40.08+[Mg2+]/24.3[Ca2+]、[Mg2+]表示水中钙、镁离子含量（mg/L）。•单位:mmol/L（通用单位）、德国度（）、mg/L１mmol/L＝2.804德国度＝50.045mg/L（以CaCO3表示）d。硬度过高对饮料的影响•①与二氧化碳反应，降低碳酸饮料产品酸度，影响风味，缩短贮存期；•②Fe2+、Mn2+等氧化，引起混浊变色；•③设备沉垢；•④形成水垢，洗瓶增加耗碱量。浑浊：一般用于水中有固体或者沉淀，而不清楚，相对应用偏向科学具体，由于沉淀或沉积物而混浊不清。混浊：更多用于空气或者社会，相对更抽象一点。②水的碱度（用A表示）•是能与H+结合的OH-、CO32-和HCO3-的总含量，合称总碱度，用mmol/L表示。•天然水中通常不含OH-、CO32-，仅有HCO3-存在。•只有在含Na2CO3或K2CO3的碱性水中，才存在有OH-、CO32-离子。碱度过高对饮料的影响•①与金属结合形成水垢；•②产生不良气味；•③与有机酸反应，影响饮料糖酸比，因酸度下降，使微生物在饮料中生存；•④影响二氧化碳溶解度；•⑤与果蔬汁中某些成分反应，产生沉淀。③总碱度与总硬度的关系•有三种情况：•天然水中，总碱度与暂时硬度大致相等（即总硬度＞总碱度）①硬度大于碱度，水中有非碳酸盐硬度存在即存在钙、镁离子的氯化物，OH-、CO32-基本上不存在，属于非碱性水；②硬度小于碱度，说明水中存在OH-、CO32-，属于碱性水，水中有负硬度存在；总碱度减去总硬度的量即为负硬度。③总碱度等于总硬度时，说明水中只含Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐。知识链接水中总碱度与总硬度的测定•水总硬度的测定：配位滴定法，以铬黑T为指示剂，先与金属离子形成配合物，再用EDTA滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色为终点。•水总碱度的测定：酸碱中和滴定法，可以酚酞或甲基橙为指示剂。（三）饮料用水的水质要求•根据饮料企业生产中水的用途，将饮料用水分为：•1、一般用水•2、冷却用水•3、饮料生产用水：首先要求符合我国“生活饮用水卫生标准（GB5749－2006）”，此外对某些指标有更高要求，详见下表或16页表1-1-3.表1轻工业部部颁碳酸饮料工艺用水水质要求项目标准项目标准总硬度（以CaCO3计）低于100mg/L混浊度低于2度溶解性总固体低于500mg/L细菌总数每1mL水样不超过100个游离氯低于0.1mg/L大肠菌群每1L水样中不超过3个色度低于5度致病菌不得检出二、饮料用水的处理•水处理实质•①去除水中固体物质•②降低硬度和碱度•③杀死微生物•④除异味•水处理程序•混凝→过滤→软化→消毒（一）混凝•1.概念•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成较大颗粒，在水中沉淀下来的过程。•所添加的溶解盐类被称为“混凝剂”。2.混凝的原理沉降胶体（带负电）混凝剂（带正电）中和电荷，形成絮状物按结构分为无机和有机混凝剂（三）混凝剂常见无机混凝剂•（1）铝盐•①常见种类：明矾KAl(SO4)2.12H2O十二水合硫酸铝钾、硫酸铝及碱式氯化铝等。•②特点：价格便宜，易购；比重小，水温低时，絮粒较轻而疏松，处理效果较差。•③操作要求•以明矾为例:•a:水的pH（6.5～7