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第二章碳酸饮料碳酸饮料：在经过净化的饮用水中，压入二氧化碳气的饮料。或者是：在糖液中，加入果汁（或不加果汁），酸味剂、着色剂及食用香精等制成调和糖浆，然后加入碳酸水（或调和糖浆与水按比例混合后，吸收碳酸气）而制成的饮料。第一节概述一、碳酸饮料的分类（1）果汁型碳酸饮料——指原果汁含量不低于２.５％的碳酸饮料。如桔汁汽水、橙汁汽水、菠萝汁汽水或混合果汁汽水等。（2）果味型碳酸饮料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。（3）可乐型碳酸饮料——指含有焦糖色素、可乐香精、水果香精或类似可乐果、水果香型的辛香和果香混合香气的碳酸饮料。无色可乐可不含焦糖色素。（4）低热量型碳酸饮料——指以甜味剂全部或部分代替糖类的各种碳酸饮料和苏打水，其热量每１００ｍl不高于７５Ｊ。（5）其他碳酸饮料。指除了上述４种类型以外的含有植物抽提物或非果香型的食用香精力赋香剂的碳酸饮料。如姜汁汽水、沙示汽水等。二、二氧化碳的作用▲饮料溢出大量的碳酸气泡沫，给予人们一种心理上的条件反射，增长一种必欲得之痛饮为快的意识感。▲刺激消化液分泌，增进食欲。饮用碳酸饮料，可刺激口腔唾液和肠胃消化液的分泌，使人们食欲顿增。▲饮料中二氧化碳的汽化能吸收和带走人体内部的部分热量，从而使人们感到饮后的清凉感和快感，同时收到消暑解渴的效果。▲饮料瓶中充满碳酸气并具有一定的压力，能抑制大部分细菌的增殖。第二节碳酸饮料的生产工艺流程碳酸饮料生产大多数采用两种工艺流程：“二次灌装”法（现调式或称三段装瓶法)“一次灌装”法（预调式或前混合式）二次灌装法二次灌装法二次灌装法第三节糖浆的制备糖浆制备的生产工艺流程：砂糖→称量→溶解→净化过滤→杀菌、冷却→脱气→浓度调整→配料→精滤（均质）→杀菌→冷却→贮存（缓冲罐）→糖浆一、糖溶液的制备为配制混合糖浆所用的糖水溶液，称为“糖液”或“单纯糖液”。我国碳酸饮料中使用最多的甜味料是蔗糖，一般使用质量最好的白砂糖。在国外，广泛应用异构糖，异构糖可广泛使用玉米、木薯等普通原料来制成，其成本只有白糖的70％，而且所含的微量元素远较白糖丰富，在营养上有其特点。我国饮料——现广泛采用异构糖、果葡糖浆等。对普通碳酸饮料来说。甜度最适宜的砂糖用量为10％左右。但不同的饮料，甜味和酸味的比例不尽相同，调配时要适当地增减酸甜度。单纯糖液的一般浓度标准为30～32ºBe，相当于55.2％（质量）。确定这一浓度标准的理由：比这浓度稀时容易腐败变质，比这一浓度标准浓时，虽然保存性能好，但冷却后粘度过大，不容易计量和稀释处理。制备糖溶液首先需将砂糖溶解，砂糖的溶解（包括糖液的处理）分为:间歇式▼热溶（又分为蒸汽加热溶解和热水溶解)▼冷溶连续式1．间歇式（1）冷溶法——在室温条件下不经加热，把砂糖加入水中不断进行搅拌溶解的方法。优点：设备简单，省去了加热和冷却过程，减少了费用。缺点：但是溶解时间长，设备大，利用率低。由于完全不经加热，缺少杀菌工序。对于防止糖液的污染是不利的。冷溶法成本最低，在美国一般采用此法。由于这种工艺对卫生管理要求特别严格，从配浆室到装瓶的整个过程，必须充分保证清洁卫生，美国可口可乐工厂规定每星期六停止生产，专门搞卫生，从配浆室到装瓶工段都要进行彻底的清洁消毒。冷溶时，把预先计量的经过处理的无菌水用泵抽入化糖锅内，开动搅拌机并投入称量好的砂糖，通过搅拌使糖完全溶化。由于激烈搅拌会卷入很多空气，使糖液受到污染，因而，搅拌速度不宜过快，在糖完全溶化后应立即停止搅拌。如要使用部分葡萄糖，可先用足够的热水使葡萄糖溶解，然后加入纯水，再投入砂糖使之搅拌溶解。冷溶法制得的糖液必须马上用完。这是一条必须遵循的原则。如因偶然的原因，确实做不到这一点，应立即加入酸液，以抑制微生物的繁殖。但添加酸的量，不能超过配方中的酸量。（２）热溶①蒸汽加热溶解法——将水和砂糖按比例加入到溶糖罐内，通蒸汽加热，在高温下搅拌溶解。优点溶糖速度快，可杀菌，能量消耗相对较少缺点★直接通蒸汽到溶糖罐内会因为蒸汽冷凝的缘故带入冷凝水，糖液浓度和质量受到影响★若用夹层锅加热，则因锅壁温度较高，搅拌出现死角时，容易粘结，影响传热效果和糖液质量★有凝固杂质浮于液面，一般需要进行过滤★蒸汽会影响操作环境②热水溶解法——边搅拌边把糖逐步加入到热水中溶解，然后加热杀菌、过滤、冷却。该方法克服了上述一些方法的缺点。具体流程：（50～55℃）热水搅拌溶糖→粗滤（90℃）杀菌（杀菌不良则返回溶糖罐）→（39℃）精滤冷却（至20℃）→糖液（配料用）优点☆避免了用蒸汽加热时糖在锅壁上黏结，采用50～55℃热水，减少了蒸汽给操作带来的影响；☆粗过滤可除去糖液中的悬浮物和大颗粒杂质（优质糖可省略此步骤）减轻了后工序（精滤）的负担；☆糖液在低温下（39℃）过滤，可避免产生絮凝物。采用精滤，精度达5um以下，过滤出来的糖液呈无色透明状。２．连续式砂糖的连续溶解——糖和水从供给到溶解、杀菌、浓度控制和糖液冷却都是连续进行。国外因自动控制程度较高，大多采用此法。该方法生产效率高，全封闭，全自动操作，糖液质量好，浓度误差小（士０.1°Bx),但设备投资较大。流程计量、混合→热溶解→脱气、过滤→糖度调整→杀菌、冷却→糖液白利度，Bx或Brix——糖的质量（g)百分比。常用手持糖量仪测定。３．溶糖设备溶糖设备——不锈钢夹层锅、冷热缸（罐）或带有加热盘管的容器。为了保证糖浆的质量，除去砂糖带来的和溶糖过程中带入的杂质，如灰尘、纤维、砂粒和胶体，糖液必须进行净化处理。糖液净化处理方法：(1)以过滤为主要手段(2)以吸附为另一种手段(1)以过滤为主要手段高质量的精细优质砂糖或饮料用糖，采取普通的过滤形式净化——不锈钢丝网、尼龙布、帆布、绢布、纸浆等为介质，进行热过滤或冷过滤即可。过滤以压力分:常压过滤加压过滤(2)以吸附为另一种手段砂糖质量较差（包括原来质量较差和受污染两种）或者一些特殊的饮料，如无色透明的白柠檬汽水，对糖液的色度要求很高，则要用活性炭(一般用量为糖质量的０.５％～ｌ％）吸附脱色、硅藻土助滤的办法，使糖液达到要求。活性炭一次性使用的活性炭多次性使用的活性炭★一次性活性炭多为细小的颗粒（0.05mm),表面积大，吸附效果好，用量较少。★多次性使用的活性炭，颗粒较大，例如水净化用的活性炭颗粒粒径在１.５～３.０ｍｍ，二氧化碳净化用的颗粒粒径则多为０.５～２ｍｍ。活性碳过滤器主要用于除去水中有机物、胶体、微生物余氯臭味及部分重金属离子。是矿泉水、纯净水改善口感的理想设备。糖液净化处理后，应配制到一定浓度。一般汽水的砂糖用量在１０%左右，糖浆用量为装瓶容器容量的１５％～２０％。配制糖液时，如果糖液浓度高，则粘度大特别是冷冻糖液，容易造成糖液注入量的不稳定（尤其是采用“二次灌装”法时，注入量不稳定）会影响糖液与其他配料的混合，若搅拌过度则会因空气严重混入影响汽水质量；但如果糖液浓度太低，则会利于微生物的生长繁殖，容易造成发酵变质。一般糖溶解为６５％的质量浓度，再经配料调整糖液质量浓度。二、糖浆的调配糖浆的调配——根据不同碳酸饮料的要求，在糖液中加入酸味剂和香精、色素、防腐剂、果汁及定量的水等，混合均匀即为糖浆的过程１．物料处理为了使配方中的物料混合均匀，减少局部浓度过高而造成的反应，物料不直接加入而是预先制成一定浓度的水溶液，并经过过滤，才进行混合配料。（1）甜味剂●实际生产中往往使用两种或两种以上的甜味剂。●用其他甜味剂代替砂糖时，饮料的固形物含量会下降，水量增多，物料的相对密度、粘度、外观都会发生改变，口感也会稀薄，必须加入增调剂。如：０.０５％～０.１５％的耐酸性羧甲基纤维素钠（CMC),可保持稠厚３个月；黄原胶，可保持稠厚６个月之久。●增调剂使用时要注意结块的问题。（2）酸味剂一般先配成５０％溶液，也有部分厂家在溶糖时添加，要注意砂糖在酸的作用下会分解成果糖和葡萄糖。不同品种的饮料使用不同的酸味剂：◎柠檬酸常用于柑桔风味的碳酸饮料◎酒石酸则多用于葡萄风味的碳酸饮料和一些混合饮料（3）色素☆饮料的色泽保持与名称相对应，果汁饮料应接近水果或果汁的色泽。☆用量应符ＧＢ2760—８６的规定。☆先把色素配成５％的水溶液，水应煮沸冷却后使用，或用蒸馏水，否则水的硬度太大而造成色素沉淀。☆溶解色素的容器用不锈钢或食用级塑料容器，不能使用钢、锡、铝等器具，避免金属产生影响。☆色素保存时应避光。☆尽量做到随配随用，并过滤。（4）防腐剂碳酸饮料因含有二氧化碳，具有压力并有一定的酸度，故不利于微生物的生长繁殖，因此防腐剂用量可相应少些。使用防腐剂时，先把防腐剂溶解成２０％～３０％的水溶液，然后在搅拌下缓慢加入到糖液中，避免由于局部浓度过高与酸反应而析出，产生沉淀，失去防腐作用。２．糖浆调配的顺序原则☆调配量大的先调入，如糖液、水☆配料容易发生化学反应的间开调入，如酸和防腐剂☆粘度大、起泡性原料较迟调入，如乳浊剂、稳定剂☆挥发性的原料最后调入，如香精、香料糖浆调配的顺序糖液→防腐剂→甜味剂→酸味剂→果汁→色素→香精→加水定容各种原料应先配成溶液过滤后，在搅拌下徐徐加入以避免局部浓度过高，混合不均匀；同时搅拌不能太激烈，以免造成空气大量混入影响、装和储藏。３．调和设备调和设备多为带搅拌器和容量刻度标尺的不锈钢容器：夹层锅调配罐冷热缸等４．调和工艺调和工艺分类:冷调和间歇式按调和时温度热调和连续式间歇式（1）热调和——在高温下进行配料，通常是用热溶糖的糖液直接配料，然后冷却。这样只经过一次加热就完成了溶糖。优点：可节省能源缺点：破坏了果汁饮料的风味和营养成分，香精挥发损失大（2）冷调和糖浆处理工艺冷调和——在常温下（也有提出要小于２０℃)进行配料，然后巴氏杀菌、冷却。该方法多用于热敏性香料多的和果汁型饮料的生产。连续式连续式调和糖浆处理工艺流程：各溶液高位槽→定量比例泵（调节各溶液比例）→混合器→第一调和罐→比例泵（用水调节糖浆浓度）→混合器→糖浆输出用这种流程配制的糖浆，精度可达士０.０５°Ｂｘ，可大量降低糖原料的损耗，并且由是全封闭全自动操作，卫生状况良好，但设备一次性投资大。调和工艺流程的布置应遵循原则■注意卫生，溶糖部分与配料部分应分隔开■配料间与灌装线应尽量靠近■管路要简捷，减少弯头，尽量利用液位差压力，避免使用临时胶管■与前后工序的设备能力要平衡要便于操作、计量碳酸化一、碳酸化原理水吸收二氧化碳的作用一般称为二氧化碳饱和作用或碳酸化作用。水和二氧化碳的混合过程实际上是一个化学反应过程：ＣＯ2＋Ｈ2OH2ＣＯ3这个过程服从亨利定律和道尔顿定律。亨利定律气体溶解在液体中时，在一定的温度条件下，一定量液体中溶解的气体量是与液体保持平衡时的气体压力成正比。即温度Ｔ一定时Ｖ＝ＨpＶ——溶解气体量p——平衡压力Ｈ——与溶质、溶剂及温度有关的常数道尔顿定律混合气体的总压力等于各组成气体的分压力之和。ｐi——分压，ｉ—１，２，…，ｎ，即各组分气体在温度不变时，单独占据混合气体所占的全部体积时对器壁施加的压力ｐ——总压力二、二氧化碳在水中的溶解度在一定的温度和压力下，ＣＯ2在水中的最大溶解量（ＣＯ2＋Ｈ2OH2ＣＯ3）的动态平衡叫做ＣＯ2在水中的溶解度。这时气体从液面逸出的速度和从液面进入液体的速度达到平衡，该溶液称饱和溶液。未达到最大溶解量的溶液叫不饱和溶液气体的溶解度多用溶于液体中的气体容积来表示。对于ＣＯ2来说，在０.1ＭＰa、以温度为15.56℃时，１体积水可以溶解1体积的ＣＯ2，也就是说在０.1ＭＰa、15.56℃时，ＣＯ2的溶解度近似为1。测定一瓶汽水的气体容积时，需要知道测定时的温度和瓶内压力。压力的测定有专门的汽水ＣＯ2测定计，测定计由压力表、夹钳、在瓶盖上开孔的顶针和排气阀组成。瓶内温度测定则可以用温度计测定。这样，根据压力和温度值就可以查表查出ＣＯ2的容积倍数，即ＣＯ2的溶解度。三、影响液体中二氧化碳含量的因素•二氧化碳的三相点：-56.6度，5.11帕•关键点：31度三、影响液体中二氧化碳含量的因素▲二氧化碳气体的分压力▲水的温度▲气体和液体的接触面积和时间▲气液体系中空气含量的影