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饮料工艺学
饮料工艺学
第一章绪论
1、饮料:
传统定义是指经过加工制作,供人饮用的食品,以供人们生活必需的水分(85%)和营养成分,达到生津止渴和增进身体健康的目的。
软饮料:
是指所有能提供水分和营养成分,以达到生津止渴和增进身体健康为目的的非酒精饮料。
2、常见饮料种类
(1)碳酸饮料包括果汁型碳酸饮料、果味型碳酸饮料、可乐型碳酸饮料、其他型碳酸饮料
(2)果汁和蔬菜汁类包括:
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、发酵型果蔬汁饮料、水果饮料和其他果汁饮料。
(3)蛋白饮料类包括:
含乳饮料、植物蛋白饮料和复合蛋白饮料3类。
其中含乳饮料分为:
配制型含乳饮料、发酵型含乳饮料和乳酸菌饮料。
(4)包装饮用水类包括:
饮用天然矿泉水、饮用天然泉水、其他天然水饮用水、饮用纯净水和其他包装饮用水
(5)茶饮料类包括:
茶饮料(茶汤)、茶浓缩液、调味茶饮料和复合茶饮料。
调味茶饮料又分为:
果汁茶饮料果味茶饮料、奶茶饮料和奶味茶饮料、碳酸茶饮料和其他调味茶饮料。
(6)咖啡饮料类包括:
浓咖啡饮料、咖啡饮料和低咖啡因咖啡饮料(7)植物饮料类食用菌饮料、藻类饮料、可可饮料、谷物饮料和其他植物饮料(8)风味饮料包括:
果味饮料、乳味饮料、茶味饮料、咖啡味饮料和其他风味饮料
(9)特殊用途饮料包括:
运动饮料、营养素饮料和其他特殊用途饮料
(10)固态饮料包括:
果汁粉、豆粉、茶粉、咖啡粉、果味型固体饮料、固态汽水、姜汁粉
(11)其他饮料类
第二章饮料用水及水处理
1、常见水源种类及特点
(1)地表水特点:
水量丰富,矿物质含量低;水质不稳定,容易受污染,杂质较多,目前污染比较严重。
硬度1.0~8.0mmol/L。
常见杂质:
黏土、沙、水草、腐殖物、昆虫、微生物、无机盐等,有时还有有害物质如工业废水。
(2)地下水特点:
水质较澄清,水温稳定,矿物质含量高。
硬度在2~10mmol/L,有的高达10~25mmol/L。
(3)城市自来水特点:
水质好且稳定,达到饮用水标准;水价高,增加成本
2、水中常见杂质主要有三种:
溶解物质、胶体物质、悬浮物质
杂质分类
真溶液中溶解物质
胶体
悬浮物
粒径卩
m(nm毫微米)
v0.001
0.001〜0.2
>0.2
特征
透明
光照下混浊
混浊
肉眼可见
常用处理法
离子交换
自然
沉降、过滤
混凝、澄清、过滤
3、反应水质的指标的含义、相互间的关系及负面影响
(1)水的硬度:
是指水中离子沉淀肥皂的能力。
水的总硬度二水的暂时硬度(碳酸盐硬度)+永久硬度(非碳酸盐硬度)
暂时硬度又称碳酸盐硬度,主要是指水中钙、镁的重碳酸盐,其次是水中钙、镁的碳酸盐,这些盐类一经加热煮沸就能生成溶解度很小的碳酸盐沉淀下去,硬度
大部分可除去。
永久硬度又称非碳酸盐硬度,是指水中钙、镁的氯化物(CaCI2,MgCI2)、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,硬度不会发生变化。
水的硬度有很多表示方法,我国采用的表示方法与德国度相同。
国际通用单位是mmoI/L意为:
1L水中含有相当于100mg的碳酸钙(CaCO3);德国度(°d),简称度意为:
1L水中含有相当于10mg的氧化钙;换算关系:
1mmol/L=2.804°d;饮料用水的水质要求硬度v8.5°do
负面影响:
水的硬度过大对饮料的质量影响为:
A、Ca(HCO3)2等与有机酸反应产生沉淀,影响产品感官质量
B、非碳酸盐硬度过高时,会使饮料呈现盐味;
C、在洗瓶时,在浸瓶槽上形成水垢,增加烧碱的用量。
(2)水的碱度
水的碱度是指水中能与H4结合的OH-CO32、HCO3的含量,以mmol/L表示;水中OH-CO32-HCO3的总含量为水的总碱度,其中OH的含量称为氢氧化物碱度HCO3-的含量称为重碳酸盐碱度。
水的碱度过大对饮料质量的影响:
A、与饮料中有机酸反应,改变饮料的碳酸比与风味;
B、会降低饮料的酸度,使微生物容易生存;
C、与果汁里的某些成分反应,产生沉淀;
D与金属离子反应形成水垢,产生不良气味;
E、影响二氧化碳的溶解。
总碱度和总硬度的关系:
天然水中的总碱度通常与该水中的暂时硬度大小相符合。
总碱度大于总硬度时,说明该水中存在氢氧根、碳酸根,属于碱性水;总碱度大于总硬度时,说明水中存在钙、镁离子的氯化物,碳酸根和氢氧根基本上不存在,属于非碱性水,若钙镁离子与氢氧根碳酸根同时存在,则会生成沉淀。
4、水的处理
包括混凝沉淀、过滤、硬水软化、消毒
(1)混凝沉淀
定义:
是指在水中加入某些溶解盐类,使水中细小悬浮物或胶体物质相互吸附结合而成较大颗粒,从水中沉淀下来的过程。
适合除去水中细小悬浮物和胶体物质。
混凝剂:
分为铝盐和铁盐。
铝盐有明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等;铁盐包括硫酸亚铁、硫酸铁及三氯化铁3种。
(2)水的过滤方法、原理、过程
方法:
机械过滤、滤料过滤、过滤器过滤
原理:
阻力截留:
发生在滤料表层
重力沉降:
发生在滤料深层
接触凝聚:
发生在滤料深层
过程:
过滤工艺过程分为:
过滤和冲洗
过滤:
为生产清水的过程冲洗:
是从滤料表面冲洗掉污物,使之恢复过滤能力的过程多数情况下过滤和冲洗的水流方向相反
(3)硬水软化方法及原理,适用范围及软化后水的特点
A、石灰乳软化法原理:
在水中加入石灰等化学药剂,在不加热的条件下除去水中的Ca2+Mg2+降低水的硬度,达到软化目的,这种方法称为石灰软化法。
石灰添加量可按下式计算:
G=【56DX(Hca+Hmg+CO2+0.175)】/(KX1000)
【G为需投加的石灰量(kg/h);D为处理水量(t/h);Hca为原水的钙硬度
(mol/L);Hmg为原水的镁硬度(mol/L);CO2为原水中游离的CO2量(mol/L);0.175为石灰的过剩量;K为工业用石灰纯度(一般为60%^85%;56为CaO的摩尔质量。
】根据经验,每降低1m3水中暂时硬度1度,需添加纯CaO10g每降低1m3水中CO2勺浓度1mg/L,需加纯CaO1.27g。
适用:
碳酸盐硬度较高,非碳酸盐硬度较低,无需高度软化的水;锅炉用水和洗瓶用水。
软化后特点:
碳酸盐降至0.2〜0.4mmol/L,碱度降至0.4〜0.6
mmol/L;有机物除去25%,硅酸化合物可降30〜35%;原水中铁残留量v0.1mg/L。
B、离子交换法原理:
是使用带交换基团的树脂,利用树脂离子交换的性能,去除水中的金属离子。
树脂中的交换基团按水处理的要求,将原水中所不需要的离子通过交换而暂时占有,然后再将它释放到再生液中,使水得到软化的水处理方法。
再生的原理是水处理的逆反应;再生方法:
顺流式和逆流式离子交换树脂的分类
根据树脂所带化学官能团的性质分类:
阳离子交换树脂分为强酸性和弱酸性树脂阴离子交换树脂分为强碱性和弱碱性树脂强酸性阳离子交换树脂一般不受pH限制弱酸性阳离子交换树脂的交换能力随pH值增加而提高强碱性阴离子交换树脂使用的pH值范围没有限制弱碱性阴离子交换树脂pH值越低,交换能力越强。
C:
反渗透法原理:
半透膜是一种只能让溶液中的溶剂单独通过而不让溶质通过的选择透性膜,它的孔径大多w10X10-10m当用半透膜隔开2种不同浓度的溶液时,稀溶液中的溶剂就会透过半透膜进入浓溶液一侧,这种现象叫渗透。
由于渗透作用,溶液的两侧在平衡后会形成液面的高度差,由这种高度差所产生的压力叫渗透压。
如果在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时,溶剂就会由浓溶液一侧通过半透膜进入稀溶液中,这种现象成为反渗透。
应用范围:
太空水、纯净水、蒸馏水等制备;酒类制造及降度用水;医药、电子等行业用水的前期制备;化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备;锅炉补给水除盐软水;海水、苦咸水淡化;造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
4、水的消毒包括:
氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒
氯消毒原理:
消毒剂是通过与病原体细胞在新陈代谢过程中所必需的酶作用,使酶失去活性而导致细胞死亡的。
因为酶是在细胞原生质内产生的,所以对病菌的化学消毒在理论上是分两步进行的:
穿透细胞壁;与细胞中的酶反应。
几种常用的氯消毒剂
(1)漂白粉有效氯含量是36%
(2)次氯酸钠杀菌能力较强
(3)氯胺在水中分解缓慢,能逐渐释放出次氯酸
第三章饮料常用的辅料
1、常见甜味剂及其使用特点砂糖、葡萄糖浆、阿力甜、山梨糖醇、甜蜜素、异麦芽酮糖醇葡萄糖浆:
用葡萄糖浆生产饮料可降低成本,但其加入量不可过多,通常为加入的砂糖总糖量的5%〜7%。
葡萄糖浆量加入过多会使物料的粘度增加,因而影响饮料的口感。
阿力甜:
最大使用量为0.1g/kg。
山梨糖醇:
在饮料中的参考用量为70g/kg。
甜蜜素:
它还有掩盖别的甜味剂苦味的作用,因此,常将其与糖精一起混合使用。
甜蜜素在饮料中的最大使用量为0.65g/kg。
用异麦芽酮糖醇生产的食品可供糖尿病人食用,不致龋。
异麦芽酮糖醇在饮料中可按生产需要适量使用。
2、常见酸味剂及其使用特点柠檬酸、苹果酸、乳酸、酒石酸、磷酸、葡萄糖酸及富马酸柠檬酸:
使用量依据饮料的品种而定,一般为0.05〜0.25%。
柠檬酸的酸味特点:
酸味圆润、柔和、爽快、可口,入口后即可达到最高酸味感觉,后味延续时间较短。
苹果酸:
酸味强度是柠檬酸的1.2倍,苹果酸与柠檬酸混合使用,有增强酸味、圆润口感的效果。
乳酸:
乳酸乳酸的酸味强度是柠檬酸的1.2倍,有涩味、收敛味,与水果的酸味不同,切忌在果味和果汁饮料中使用乳酸。
酒石酸:
酒石酸的酸味强度是柠檬酸的1.2〜1.3倍,有涩味和收敛味。
使用时以混合使用效果最佳。
磷酸:
磷酸的酸性比柠檬酸和酒石酸强烈,但口感酸味弱,有涩味。
葡萄糖酸:
具有与柠檬酸相似的酸味,稍有臭味,酸味强度是柠檬酸的0.5倍,常与其他酸味剂混合使用。
富马酸具有独特的酸味,酸味强度是柠檬酸的1.8倍。
富马酸钠的溶解度比富马酸约大10倍,酸味比富马酸更好,酸味强度是柠檬酸的0.6〜0.7倍。
3、合成色素与天然色素的特点
合成色素:
a、较天然色素色彩鲜艳b、着色力好,牢度强c、可任意调色d、质量稳定,价格低天然色素:
采自天然色素,其色素含量和稳定性不如合成色素,但安全性高,因此,发展很快。
第四章碳酸饮料
1、CO2在碳酸饮料中的作用
a、清凉解暑
b、抑制微生物生长,延长饮料货架寿命
c、突出香味,增强饮料的风味特征
d、增加对口腔的刺激,给人以爽口感
2、碳酸饮料生产和灌装方法:
一次灌装、二次灌装
3、原糖浆的制备方法
制备方法:
A.溶糖方法:
间歇式【冷溶和热溶(蒸汽加热和热水)】和连续式冷溶法特点:
较热熔法设备简单;省去了加热和冷却过程,减少了费用;溶解时间较长;所需设备大,利用率低热熔法特点:
纯度要求高,或要求延长贮藏期的饮料;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
B.糖浆浓度的测定
C.糖液的净化
4、调和糖浆调配的投料顺序及遵循的原则
投料的一般顺序:
糖液f防腐剂f甜味剂f酸味剂f果汁f乳化剂f稳定剂f色素f香精f加水定容
遵循原则:
a、
- 配套讲稿:
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