软饮料加工工艺.ppt

软饮料 授课教师 栗俊广1352659522859747075 第十四章 软饮料 一 饮料 饮品 的定义 在国际上一般认为不含酒精的饮料即为软饮料 我国软饮料的定义 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为0 5 的饮料制品 不包括饮用药品 种类 含酒精与不含组织形态不同 液态 固态 共态 第一节 碳酸饮料 碳酸饮料是指充有CO2气体的软饮料的总称 果汁型 原果汁含量 2 5 果味型可乐型 含焦糖色 可乐等香精香料 低热量型 成品热量 75kJ 100mL 其他型目前国内外生产方法主要有一次灌装法和二次灌装法两种 一次灌装法 预调法 配料CO2 水 处理 混合 冷却 碳酸化 灌装 封口 检验 贴标 产品优点 1 混合均匀 质量均一 2 糖浆和水温度一致 减少溢出 CO2用量少20 3 减少糖浆机 自动化程度高 缺点 设备投资大 要求防漏性好 现调式二次灌装法工艺 饮用水 水处理 冷却 气水混合 CO2 糖浆 调配 冷却 灌浆 灌水 密封 混匀 检验 容器 清洗 检验成品二次灌装法是先将调味糖浆定量注入容器中 然后加入碳酸水至规定量 密封后再混合均匀 又称为现调式灌装法 预加糖浆法或后混合 postmix 法 7 2 预调式 一次灌装法 水与调味糖浆按一定比例预先调好 再经冷却混合碳酸化 成品达一定含气量灌入容器中 特点 糖浆与水的比例准确度高 容器容量变化时无需改变加注量比例 产品质量稳定 糖浆和水混合温度一致 气泡小 不适宜灌装带果粒的汽水 二次灌装法工艺 优点加料机结构简单 灌装时糖浆与水各成系统 便于分别清洗 分别控制微生物 灌装时灌装机漏液仅损失水而不损失糖浆 含果肉果汁饮料也可以顺利灌装 缺点碳酸水与糖浆温度不一致 在灌水时易产生大量泡沫涌出 降低含气量 同时影响操作 仅在水中含有气体 糖浆中不含气体 因此要求水中含气量远高于成品要求的含气量 容器改变后必须调整加料量 且容器规格不一时产品质量不稳定要求加糖浆量一定 太小时则浓度太高不利于设备工作 太多时加水量过低含气量易不足 一般30 50ml 9 二 主要工艺要点1 生产工艺用水 GB5749 2006 生活饮用水卫生标准 GB T10791 1989 软饮料原辅材料的要求 10 水中的污染粒子可溶性无机物 Ca Mg Si CO2 N P等可溶性有机物 如除草剂 杀虫剂 气溶胶 动植物组织腐蚀物微生物水的硬度 水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力 一般指水中Ca2 Mg2 盐类的含量 通用单位mmol L 11 总硬度碳酸盐硬度 暂时硬度 Ca HCO3 2 Mg HCO3 2 CaCO3 MgCO3非碳酸盐硬度 永久硬度 CaCl2 MgCl2 CaSO4 MgSO4 Ca NO3 2 Mg NO3 2等水的硬度一般分类 mmol L 很软水0 1 4265软水1 4265 2 8530中等硬水2 8530 5 7061硬水5 7061 10 6989很硬水 10 6989 12 2 调味糖浆的制备 1 糖的溶解冷溶 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 冷溶法生产须有严格的卫生控制措施 但可以节省燃料 热溶 零散饮料 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 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 13 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 板框等方式净化 针对质量较差的砂糖 会导致饮料产生凝结物 沉淀物 甚至异味 装瓶时出现大量泡沫等 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 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 2020 1 18 14 3 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 配合好各种原料 可作灌装的糖浆 投料顺序 在不断搅拌的情况下 但不能太剧烈 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 乳化剂 稳定剂 色素香精加水到规定容积 15 碳酸化 1 CO2的作用 清凉作用 阻碍微生物生长 舒适的刹口感 2 CO2溶解量的影响因素 气液体系的绝对压力和液体的温度 CO2气的纯度和液体中存在的溶质的性质 气体和液体的接触面积和时间 16 CO2的溶解度 在0 1MPa 1个绝对大气压 下 15 56 时 1体积水可溶解1体积CO2 纯水较含糖或含盐的水更易溶解CO2 空气对碳酸化的影响 降低CO2在水中的溶解度 促进霉菌和腐败菌生长 氧化香气成分 17 3 CO2净化 纯度 99 5 4 碳酸化系统 CO2调压站其他工业生产 发酵制酒 的副产品 天然CO2气 自制CO2气等贮于钢瓶中的液体CO2干冰 水冷却器 混合机 碳酸化罐 填料塔 文丘里管 汽水配方实例 可乐白纱糖109 2磷酸0 728焦糖1 248咖啡因0 104215071香草香精0 3132054可乐浆1 644加碳酸水至1000 果蔬汁加工技术 果蔬汁的分类果蔬汁是果汁和菜汁的合称 一般是指天然汁 即指天然的从果蔬中直接压榨或提取而得到的汁液 人工加入他种成分的称为果汁或菜汁饮料或软饮料 天然的果蔬汁与人工配制的果蔬汁饮料在成分和营养功效上截然不同 前者为营养丰富的保健食品而后者纯属嗜好性饮料 一 原果蔬汁原果蔬汁又称天然果蔬汁 是由新鲜水果蔬菜直接制取的汁液 或原汁 商品果汁经加工时可略加调整或调配 未经浓缩 原果蔬汁可分为澄清果蔬汁和混浊果蔬汁两种 一 澄清果蔬汁澄清果蔬汁也称为透明果蔬汁 外观呈清亮透明的状态 原料经过提取后所得的汁液往往含有一定比例的微细组织及蛋白质 果胶物质等 使汁液混浊不清 放置一段时间后 使其出现分层现象 产生沉淀 经过滤 静置或加澄清剂后 即可得到澄清透明果蔬汁 二 混浊果蔬汁混浊果蔬汁的外观呈混浊均匀的液态 果蔬汁内含有微粒 其制造工艺与清汁有所不同 不经澄清处理 但须经过高压均质等处理 不允许有大颗粒 以免影响商品价值 混浊果汁中留有果肉微粒 其营养成分大部分存在于果汁的悬浮微粒中 故风味 色泽和营养价值都较清汁好 二 浓缩果蔬汁原果蔬汁经蒸发或冷冻 或其他适当的方法 使其浓度提高到20 Be以上的浓厚果汁不得加糖 色素 防腐剂 香料 乳化剂及人工甜味剂等添加剂 浓缩倍数有3 4 5 6等几种 可溶性固形物有的可高达60 一75 果蔬汁加工工艺 原料选择 清洗 破碎 取汁 粗滤 澄清和精滤 均质与脱气 浓缩 调整与混合 包装与杀菌 一 原料的选择 1 合适的种类 品种 具有良好的风味和香气 无异味色泽美观而稳定糖酸比合适品种要出汁率高 取汁容易品种性能稳定 在加工贮藏中能保持优良品质 2 适当的成熟度 严格要求 未成熟或过熟的果蔬均不宜制汁 3 新鲜的状态 特别强调 剔除霉烂果 病虫果 二 取汁前预处理 挑选目的 原料经过挑选 剔除霉变果 腐烂果 未成熟和受伤变质的果实 保证产品质量 清洗目的 去除果蔬表面的微生物 农药残留 泥土等污物 清洗方法 浸泡洗涤 鼓泡洗涤 喷水冲洗 化学溶液清洗 注意洗涤水的清洁 洗涤用水不宜重复使用 1 挑选与清洗 2 破碎作用 以提高原料的出汁率 果蔬破碎时常喷入适量的氯化钠及Vc配成抗氧化剂 防止或减少氧化作用的发生 破碎机类型 磨破机 锤式破碎机 挤压式破碎机 打浆机 3 加热处理原因 在破碎过程中和破碎以后的果蔬中酶被释放 活性大大增加 引起果蔬汁色泽变化 目的 加热抑制酶的活性 使果肉组织软化 使细胞原生质中的蛋白质凝固 改变细胞膜的半透性 有利于细胞中可溶性物质向外扩散 使胶体物质发生凝聚 使果胶水解 提高出汁率 4 酶处理目的 利用果胶酶 纤维素酶 半纤维素酶有效分解果肉组织 提高出汁率 方法 用水或果汁配成1 10 酶液 用计量泵按需加入 三 取汁 打浆 取汁是制汁生产的重要环节 不同的果蔬原料采用不同的取汁方式 同一种原料也可采用不同的取汁方式 含果汁丰富的果实 压榨法 含汁液较少的果实 浸提法 浆果类 直接打浆 1 压榨取汁 压榨 利用外部的机械挤压力 将果蔬汁从果蔬或果蔬浆中挤出的过程 要求 榨汁时间短 防止和减轻榨汁过程中果蔬色 香 味的损失 防止营养物质的分解 减少空气的混入 榨汁方法 依果实的结构 果汁存在的部位 组织性质以及成品的品质要求而异 果实的出汁率取决于果品种类和品种 加工季节 压榨方法和压榨机效能 3 过滤方法 1 沉降分离 2 离心分离 3 过滤分离粗滤 除去分散于果蔬汁中和的较大颗粒或悬浮粒 精滤 将果蔬汁中细小的悬浮物除去 得到澄清果蔬汁 常用设备 板框压滤机 真空过滤机 离心分离机 沉降器 2 浸提取汁 浸提取汁 在不施用机械力 果肉组织未被完全崩解的情况下 对完整果实或经适当破碎的果实加以一定量水或浸提溶剂 在适当的条件下分次或连续浸提 将果实中的可溶性成分提取出来 与压榨取汁的区别 浸提取汁的是果蔬原汁和水的混合物 加水的果蔬汁 压榨取汁的是果蔬原汁 浸提取汁的方法 1 一次浸提法一次浸汁的可溶性固形物含量高 果汁中果胶含量低 透明度高 色泽和风味均佳 但浸提率低 一次浸提后的果渣可再进行综合利用 2 多次浸提法多次浸提法的浸提率高 果蔬中各种成分的提取比较彻底 但可溶性固形物含量低 浓缩时能耗大 芳香物质损失严重 多次浸提后的果渣中残留的营养成分含量很低 利用值不大 可废弃 2 2影响浸提取汁的因素 加水量 浸提时要依据浸汁用途 确定浸汁的可溶性固形物的含量 温度 一般60 80 最佳70 75 时间 一次浸提1 5 2 0h 多次浸提6 8h 破碎程度 适当破碎 粗滤 粗滤原理与操作对于浑浊果汁要在保存色粒以获得色泽 风味和香味特性的前提下 除去分散在果汁中的粗大颗粒或悬浮颗粒 对于透明果汁 粗滤以后还需精滤 或先行澄清后过滤 务必除去全部悬浮颗粒 生产上粗滤常安排在榨汁的同时进行 也可在榨汁后独立操作 4 2粗滤后果蔬汁的保存 粗滤后的果蔬汁若不能及时处理 必须采用防腐处理后方可保存 常用方法如下 1 加热杀菌法 用85 90 的高温维持3 5min或采用90 95 温度维持40 60s 冷却后装入消毒过的贮罐内密闭保存 2 防腐剂保存法 采用亚硫酸 苯甲酸 山梨酸及其盐类保存 3 二氧化碳保存法 将果蔬汁装入能密闭 耐压 耐腐蚀的容器内 压入二氧化碳 4 冷藏法 将灭酶 杀菌后的果蔬汁装入贮藏罐后置于0 2 的环境中 澄清果蔬汁的澄清与精滤 澄清的目的由于果蔬中的果胶 可溶性淀粉 蛋白质及微小颗粒等物质 随榨汁而入果蔬汁中 这些物质会导致果蔬汁的浑浊或沉淀 一 各种澄清处理的操作要点1 酶处理酶法澄清是利用果胶酶 淀粉酶等来分解果汁中的果胶物质和淀粉等达到澄清目的 酶法无营养素损失 而且试剂用量少 效果好 常用的商品酶制剂有果胶酶 此外还有一定数量的淀粉酶等 使用果胶酶应注意反应温度与处理时间 通常控制在55 以下 反应的最佳pH因果胶酶种类不同而异 一般在弱酸条件下进行 pH为3 5 5 5 酶制剂可直接加入榨出的新鲜果汁中 2 高分子化合物絮凝法将极少量可溶性高分子化合物加入到果蔬汁中 可迅速导致水溶性混浊胶体迅速沉淀 沉淀呈疏松的棉絮状 这类沉淀称为絮凝物 这种现象称为絮凝作用 能产生絮凝作用的高分子化合物称为絮凝剂 天然的高分子絮凝剂有明胶 淀粉和改性多糖等 常用的高分子絮凝法有 1 蛋白质 单宁絮凝法 适用于单宁含量较高的水果 如苹果 葡萄等 单宁可以与明胶 干酪素等形成络合物沉淀 2 膨润土 明胶 硅溶胶 絮凝法 明胶 膨润土 硅溶胶 3 物理澄清法加热澄清法 果汁中的胶体物质受到热的作用会发生凝集 形成沉淀 2 冷冻澄清法 利用冷冻可以改变胶体的性质 解冻时可破坏胶体形成沉淀 二 各种过滤方法的操作要点过滤设备主要有硅藻土过滤机 纤维过滤器 板框压滤机 真空过滤器 离心分离机及膜分离等 过滤速度受到过滤器孔大小 施加压力 果蔬汁粘度 悬浮颗粒的密度和大小 果蔬汁的温度等的影响 1 硅藻土过滤机过滤它是果汁 果酒及其他澄清饮料生产使用较多的方法 硅藻土具有很大的表面积 既可作过滤介质 又可以把它预涂在带筛孔的空心滤框中 形成厚度约1mm的过滤层 具有阻挡和吸附悬浮颗粒的作用 它来源广泛 价格低廉 过滤效果好 因而在小型果汁生产企业中广泛应用 2 板框过滤机过滤它是另一用途广泛的方法 该机也是目前常用的分离设备之一 特别是近年来常作为果汁进行超滤澄清的前处理设备 对减轻超滤设备的压力十分重要 3 离心分离它同样是果蔬汁分离的常用方法 在高速转动的离心机内悬浮颗粒得以分离 有自动排渣和间隙排渣两种 缺点为混入的空气增多 4 真空过滤是加压过滤的相反例子 主要利用压力差来达到过滤 过滤前的真空过滤器的滤筛上涂一层厚0 7cm的硅藻土 滤筛部分浸在果汁中 过滤器以一定速度转动 均一地把果汁带入整个过滤筛表面 过滤器内的真空使过滤器顶部和底部果汁有效地渗过助滤剂 损失很少 由一特殊阀门来保持过滤器内的真空和果汁的流出 过滤器内的真空度一般维持在84 6kPa 5 膜分离技术这是近几年来发展起来的新兴技术 但已在果汁加工业中显示出了很好的前景 在果汁澄清工艺中所采用的膜主要是超滤膜 膜材料有陶瓷膜 聚砜膜 磺化聚砜膜 聚丙烯腈膜及共混膜 用超滤膜澄清的果汁无论从外观上还是从加工特性上都优于其他澄清方法制得的澄清汁 超滤设备 六 浑浊果蔬汁的均质与脱气 一 均质均质是浑浊果蔬汁制造上的特殊操作 冷冻保藏的果汁和浓缩果汁无均质的必要 目的 使果蔬汁中所含的悬浮颗粒进一步破碎 使微粒大小均一 促进果胶的渗出 使果胶和果蔬汁亲和 均匀而稳定的分散于果蔬汁中 保持果蔬汁的均匀浑浊度 获得不易分离和沉淀的果蔬汁 1 均质处理的操作要点均质即将果蔬汁通过一定的设备使其中的细小颗粒进一步破碎 使果胶和果蔬汁亲和 保持果蔬汁均一性的操作 生产上常用的均质机械有高压均质机和胶体磨 1 高压均质机所用的均质压力随果蔬种类 物料温度 要求的颗粒大小而异 一般在15 40MPa 重复均质有一定的作用 2 胶体磨 利用磨的高速旋转 强大的离心力 达到均质 二 脱气 1 脱气 采用一定的机械和化学方法除去果蔬汁中气体的工艺过程2 目的 防止或减轻果蔬汁色素 维生素C 香气成分或其他物质的氧化防止品质变劣 去除附着于悬浮颗粒上的气体 减少或避免微粒上浮 以保持良好外观防止和减少装罐和杀菌时产生泡沫 减少马品铁罐内壁的腐蚀 3 脱气处理的操作要点脱气的方法有加热法 真空法 化学法 充氮置换法等 且常结合在一起使用 如真空脱气时 常将果汁适当加热 1 真空脱气 2 置换法 N2置换O2 3 化学脱气法 1 均质 1 基本原理通过均质处理 使汁液中的细小颗粒进一步破碎 使粒子均匀地分散和稳定于汁液中 保持产品的均匀混浊状态 均质使用的设备有高压均质机 超声波均质机等 2 影响因素 温度 压力 次数 2 脱气1 真空脱气法 2 气体置换法 3 酶法脱气 4 抗氧剂法 七 浓缩果蔬汁的浓缩 芳香回收 浓缩的优点 果蔬原汁含水量高 易于腐败 且贮存运输不便 果蔬汁浓缩后 可以增加产品的保存性 若在冷冻条件下保存期更长 减少体积 减轻重量 显著降低包装 运输费用 解决生产季节性强问题 浓缩果蔬汁可加水还原 作为其他食品工业的配料 一 各种浓缩法的操作要点1 真空浓缩法 在低于大气压的真空状态下 使果汁沸点下降 加热沸腾 使水分从原果汁中分离出来 2 膜浓缩法 超滤和反渗透3 冷冻浓缩 把果汁放在低温中使果汁中的水分先行结冰 然后将冰块与果汁分离 即得到浓厚的果汁 二 芳香物的回收 1 萃取 蒸馏法 在浓缩前先分离芳香物质 2 精馏法 对浓缩罐中蒸发的蒸汽进行精馏 回收分离芳香物质 芳香回收系统是各种真空浓缩果蔬汁生产线的重要部分 在加热浓缩过程中 将果蔬中部分典型的芳香成分进行回收浓缩 加入至果蔬汁中 目前苹果能回收8 10 黑醋栗10 15 葡萄 甜橙26 30 的芳香物质 其技术路线有两种 一是在浓缩前 首先将芳香成分分离回收 然后加到浓缩果汁中 另一种是将浓缩罐中蒸发蒸汽进行分离回收 然后回加到果汁中 芳香物回收还应注意只有从完整 新鲜和成熟的果实 蔬菜中制取的果蔬汁 才可能回收满意的浓缩香精 八 果蔬汁的调整与混合 为使果蔬汁符合一定规格要求和改进风味 常需要适当调整 使果蔬汁的风味接近新鲜果蔬 但调整范围不宜过大 以免丧失果汁原来的风味 调整范围主要为糖酸比例的调整及香味物质 色素物质的添加 调整糖酸比及其他成分 可在特殊工序如均质 浓缩 干燥 脱气以前进行 8 1糖 酸及其他成分调整含糖量的调整 主要蔗糖或果葡糖浆 含酸量的调整 主要柠檬酸或苹果酸 果蔬汁除进行糖酸调整外 还需要根据产品的种类和特点进行色泽 风味 黏稠度 稳定性和营养价值的调整 8 2果蔬汁的配合不同果蔬汁具有不同的糖度 酸度 色泽和风味 如按适当比例混合 可以取长补短 从而得到风味较好的饮料 混合汁饮料是果蔬汁饮料加工的一个重点发展方向 九 果蔬汁的杀菌与包装 果蔬汁饮料的杀菌与包装是产品得以长期保藏的关键 9 1杀菌的目的消灭微生物 以免饮料败坏 钝化酶的活性 9 2杀菌的指标杀菌主要采用热杀菌 杀菌温度和杀菌时间是两个主要参数 9 3杀菌方法 1 高温或巴氏杀菌 LTS 将果蔬汁灌装密封后置于蒸汽或水浴中加热杀菌 温度一般在60 100 杀菌10 30min左右 然后迅速放入冷水中冷却至37 此法适用于pH值在4 5以下的果汁 2 高温短时杀菌 HTST 一般高温短时杀菌条件 93 2 保持15 30s 但对于低酸性的蔬菜汁 均采用106 121 的高温处理5 20s 然后迅速冷却至37 此法营养物质损失小 适宜于热敏性果汁 3 超高温瞬时灭菌 UHT 大都采用超高温120 135 时间控制在2 10s内的瞬时灭菌 冷却后在无菌条件下灌装密封 由于加热时间短 对于果蔬汁的色 香 味及营养成分保存非常有利 9 4果蔬汁的灌装方式 1 传统灌装法先将产品加热到85 以上 趁热灌装密封 在热蒸汽或沸水浴中杀菌一定时间 然后冷却到38 以下 2 热灌装热灌装是将果蔬汁经高温短时 HTST 或超高温瞬时 UHT 杀菌后 趁热灌装到清洗过的容器内 趁热密封 封口后将瓶子倒置10 30s 对瓶盖进行杀菌 然后迅速冷却至室温 10 包装 果蔬汁的包装方法因果蔬汁品种和容器种类而有所不同 1 包装容器 铁罐 玻璃瓶 纸容器 铝箔复合袋 2 灌装时要求 灌装前应将所采用的容器彻底消毒处理 使其符合使用标准 装罐时要注意在顶部留有一定的空隙 罐的顶隙度为2 3mm 瓶的顶隙度为10 15mm 包装容器 果汁的贮藏 1 一般性问题 果蔬汁的败坏 表面长霉 发酵 同时有酒精 二氧化碳 醋酸等生成 主要由细菌 酵母菌和霉菌引起 应从原料和生产卫生控制 风味变化 浓度高 贮藏温度高 导致风味变化快 避光 低温贮存等可减缓这些不良变化 营养成分的变化 维生素C的氧化 类胡萝卜素 黄酮类 花青素的分解与转化 避光 低温贮存等可减缓这些不良变化 罐内壁腐蚀 提高罐内真空度 提高罐防腐蚀性 降低贮温 采用软包装等可减轻腐蚀 5 混浊与沉淀澄清果蔬汁要求产品澄清透明 不会出现后混浊 混浊果蔬汁和果蔬带肉饮料则要求产品均匀混浊 贮藏 销售过程中产品不应该分层 澄清以及沉淀 6 浓缩汁的败坏长于产双乙酰细菌的高度感染和低劣的贮藏条件有关 第六节瓶装饮用水 一 定义矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的 未受污染的地下矿水 含有一定量的矿物盐 微量元素或二氧化碳气体 在通常情况下 其化学成分 流量 水温等动态在天然波动范围内的相对稳定 矿泉水是在地层深部循环形成的 含有国家标准规定的矿物质及限定指标 国家标准中规定的九项界限指标包括锂 锶 锌 硒 溴化物 碘化物 偏硅酸 游离二氧化碳和溶解性总固体 矿泉水中必须有一项或一项以上达到界限指标的要求 其要求含量分别为 单位 mg L 锂 锌 碘化物均 0 2 硒 0 01 溴化物 1 0 偏硅酸 25 游离二氧化碳 250和溶解性总固体 1000 市场上