第三章碳酸饮料加工

Logo《食品工艺学》第三章碳酸饮料加工Logo学习目的和要求：通过本章的学习，应掌握碳酸饮料的概念、分类、生产工艺；主要是工艺过程：包括糖液制备、糖浆调合、碳酸化、灌装、清洗(CIP清洗)和生产中常见质量问题以及解决方法。Logo碳酸饮料(CarbonatedDrinks)俗称汽水，指在一定条件下充入二氧化碳气的饮料制品，成品中CO2的含量（20℃时体积倍数）不低于2.0倍，但是不包括由发酵法自身产生CO2气的饮料。一、碳酸饮料的概念和分类果汁型汽水果味型汽水可乐型汽水低热量型汽水：甜味剂热量≦75kJ/100mL其他型汽水碳酸饮料Logo果汁型：原果汁≥2.5%，果汁调整风味，如：黑松鲜橙Ｃ，黑松柠檬Ｃ果味型：原果汁2.5%，香精香料作赋香剂，如：雪碧，七喜可乐型：含可乐果、古柯叶、月桂等物质提取的辛香和白柠檬油、甜橙油等果香的混合型香气，焦糖色，磷酸，如：可口可乐，百事可乐低热量型：以甜味剂部分或全部代替蔗糖，成品热量75kJ/100ml，如：健怡可口可乐，轻怡百事可乐其它型：盐汽水，苏打水，充二氧化碳的矿泉水，滋补汽水，如：延中盐汽水，碧纯盐汽水Logo全国碳酸饮料销售额前十名及均价（2006年3月全国连锁超市统计信息）Logo二、饮料配方设计配方：是某一个品种饮料的原辅料组成及数量。⑴了解原料的糖酸含量⑵了解参考配方的原辅料比例⑶自行设计实验及实验研究⑷中试及配方调整⑸批量生产试验⑹正式生产１、软饮料企业如何进行配方设计Logo、糖酸比糖酸比＝甜度含量/酸含量每一种产品均有特定的糖酸比(但应根据地域、人群、知识层次、性别进行调整)。糖酸比是决定汽水风味的决定性因素。甜度以1%的蔗糖溶液为1，其他甜味剂参照甜度倍数换算为蔗糖含量。一般来说，各种汽水的甜度为8-15%，常见为12.5-13.5%。各种汽水的酸度为0.05-0.25%，常见为0.08-0.15%。Logo、汽水配方举例：砂糖8%甜蜜素0.1%(相当于蔗糖5%)柠檬酸0.12%桔子原汁5%桔子香精0.12%日落黄色素0.002%胭脂红色素0.0001%底料量500mL/瓶Logo、工业生产配方⑴以饮料重量为配料依据：％(w/w)需要测定糖液的比重，换算麻烦。⑵以饮料体积为配料依据：％(w/v)实际生产时均以灌装体积进行计量，此法一般推广。研究配方时按％(w/v)设定配方比例，通过试验确定最佳比例。计算工业生产配方时，只需在原百分比配方上乘以相应的倍数即可得到工业生产配方。Logo三、碳酸饮料加工工艺Logo二次灌装法（现调式）：先配好调味糖浆灌入包装容器，再灌装碳酸水（充入二氧化碳的水）。Logo二次灌装法特点：1）工艺过程简单，便于掌握；2）设备投资少，易于操作；3）生产规模较小，适合于小型工厂；4）调整配方容易，便于转向；5）底料占据体积，刹口感较小。Logo一次灌装法（预混法）：将调味糖浆、气、水定量混合，再灌装。Logo一次灌装法特点：(1)工艺过程复杂，但自动程度较高;设备复杂，投资大；(2)生产规模大，适合大型连续化工厂；(3)调整配方较难，刹口感强。Logo加工工序：1、水处理2、糖液的制备3、糖浆调配4、碳酸化5、空瓶的清洗6、碳酸饮料的灌装Logo、原糖浆的制备提供稠度而有助于传递香味；提供能量和营养价值。饮料厂来说，从卫生和浓度控制的观点出发，糖浆的制备是重要的。将糖溶解于水后的溶液，一般称为原糖浆。必须是优质砂糖，溶解于一定量的水中，制成预计浓度的糖液，再经过滤、澄清后备用。Logo砂糖→称量→糖的溶解→糖浆过滤→杀菌→冷却→脱气→测定浓度溶糖方式：间歇式和连续式。（1）间歇式：分为冷溶和热溶冷溶：配制短期内饮用的饮料糖浆。采用装搅拌器的容器，把糖和水正确配准，在室温下进行搅拌，待完全溶化，过滤去杂即成。一般45－65%（要存放1天必须是65%）。冷溶法生产须有严格的卫生控制措施，但可以节省燃料。Logo热溶：要求延长贮藏期的碳酸饮料。热溶能杀灭糖内细菌；分离出凝固糖中的杂质；溶解迅速，短期内可生产大量糖液。一般采取不锈钢的双层溶糖锅，并备有搅拌器，锅底部有放料管道。（1）蒸汽加热溶解（2）热水溶解：国内厂家多采取热水溶解的方法，即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。Logo（2）连续式：连续式：指糖和水从供给到溶解、杀菌、浓度控制和糖液冷却均连续进行。糖、水计量→混合→热溶解→脱气、过滤→糖度调整→杀菌、冷却→糖液生产效率高，全封闭，全自动操作，糖液质量好，浓度差异小，但设备投资大。国外自动控制程度较高，多用此法。Logo溶糖注意：（1）温度对溶解度的影响：如100℃溶解83%糖，0℃时，约溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。（2）糖浆浓度测定：糖度计、比重计、波美表法（3）糖浆过滤：对于高质量优质砂糖制备的糖浆，采取不锈钢丝网、帆布、棉饼、板框等方式。（4）净化：针对质量较差的砂糖；或者对一些特殊的饮料如白柠檬汽水，对糖浆色度要求很高，一般要求净化处理。方法：加入0.5－1％活性炭到热糖浆中，一边添加一边搅拌，活性炭与糖液接触15min，温度保持80℃，通过过滤器前加入0.1%硅藻土，避免活性炭堵塞过滤器面层。Logo、糖浆调配调合糖浆（果味糖浆或加香糖浆）指根据产品技术要求，配合好各种原辅料，可直接灌装的糖浆。糖浆调配时的投料顺序依据：（1）调配量最大的先调入，如糖液；（2）配料间容易发生化学反应的间开调入，如酸和防腐剂；（3）粘度大，易起泡的原料较迟调入、如乳化剂、稳定别；（4）挥发性的原料最后调入，如香精、香料。Logo投料顺序与前处理：原糖浆：测定其浓度及需要的容积防腐剂：称量后温水溶解甜味剂：温水溶解后加入酸味剂：50％果汁（乳化、稳定剂）色素香精加水到规定容积Logo调合一般在具有搅拌器和容量刻度标尺的不锈钢容器内；搅拌方式多为倾斜式或腰部式，可避免因振动而致使灰尘和油污等杂质掉入糖浆。调合完毕后即可测定糖浆浓度，同时抽少量糖浆加碳酸水，观察色泽，评味，检查是否与标准样符合。调合：间歇式和连续式Logo间歇式：有热调和和冷调和两种。冷调合：常温下（低于20℃）进行配料，然后巴氏杀菌、冷却；多用于含热敏性香料多的果味型饮料和果汁型饮料的生产；热调合：在高温下进行配料，通常用热溶糖液直接配料，然后冷却；只经过一次加热就完成溶糖、调合与杀菌等工艺操作，节省能源，但破坏了果汁饮料的风味和营养成分，香精挥发损失大；所以要选耐热的香精，只适合于果味性饮料。Logo连续式：工艺过程：各溶液→定量比例泵→混合器→第一调合罐→均质机→第二调合罐→定量比例泵（用水调节调节浓度）→混合器→糖浆输出到灌装车间。连续式配制糖浆浓度精度高（∓0.05波美度），可大大降低糖原料的损耗，全封闭操作，卫生状况良好，设备一次投入大。Logo调合工艺流程的布置应遵循：注意卫生，溶糖和配料分开；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；要便于操作和计量。配制好的糖浆应立即装瓶，尤其是浑浊型饮料，糖浆贮存时间长，会发生分层，装瓶时应经常对糖浆加以搅拌。Logo、碳酸化将CO2与水（或原浆/水混合液）混合的过程称为碳酸化。（1）二氧化碳的作用清凉作用：碳酸在腹中由于温度升高，即进行分解，这个分解是吸热反应，当二氧化碳从体内排放出来时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。H2CO3↔CO2＋H2O阻碍微生物的生长，延长汽水货架寿命：国际上认为3.5～4倍含气量是汽水的安全区突出香味；有舒服的剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味。Logo（2）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（Carbonation）。实际上是一个化学过程：H2CO3↔CO2＋H2O亨利定律：气体溶解在液体中时，在一定温度下，一定量液体中溶解的气体量与液体保持平衡时的气体压力成正比。即当温度T一定时：V＝Hp（V－溶解气体量；p－平衡压力；H－亨利常数）道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压之和。Logo（3）CO2在水中的溶解度影响因素(A)气液体系的绝对压力和液体的温度；(B)CO2气体的纯度；(C)液体中存在的溶质的性质；(D)气体和液体的接触面积和接触时间。Logo（4）CO2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＝(273+T)/273×22.41(L)则：G理＝(V汽×N)/Vmol×44.01CO2理论需要量T℃下1molCO2的容积气体吸收率即汽水含CO2的体积倍数CO2的摩尔质量N=2~3Logo的利用率二氧化碳的实际消耗量在碳酸饮料生产中比理论需要量大，因为生产过程中二氧化碳的损耗很大。装瓶过程中损耗为40～60％，即实际上二氧化碳的用量为瓶内含气量的2.2～2.5倍；采用二次灌装时，用量为2.5～3倍。Logo的利用率方法：（1）选用性能优良的灌装设备，在不影响操作和检修的前提下，尽量缩短灌装与封口之间的距离；（2）经常对设备进行检修，提高设备完好率，减少灌装封口时的破损率（包括成品的）；（3）尽可能提高单位时间内的灌装、封口速度、减少灌装后在空气中的暴露时间，减少CO2的逸散；（4）使用密封性能良好的瓶盖，减少漏气现象。Logo压力对于饮料的味道影响很大：过少碳酸气给人的刺激太轻微，失去碳酸饮料应有的剎口感。CO2过高，使饮料的甜酸味减弱；对于风味复杂的碳酸饮料，CO2过高反而冲淡饮料应有的独特风味(柑桔型碳酸饮料)。另外，有