饮料生产技术 笔记
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【食品加工技术】第四章 饮料生产技术 笔记
4.1 饮料的定义及分类
饮料是指以水为基本原料, 由不同的配方和制造工艺生产出来, 供人们直接饮用的液体食品. 饮料除提供水分外, 由于在不同品种的饮料中含有不等量的糖, 酸, 乳以及各种氨基酸, 维生素, 无机盐等营养成分, 因此有一定的营养.
硬饮料: 酒精饮料, 含酒精饮料, 如: 啤酒, 香槟等含酒精饮料.
软饮料: 非酒精饮料, 无酒精饮料, 如: 碳酸饮料, 果汁饮料等. 可含 0.5% 酒精作为香料溶剂, 另外发酵饮料可能产生微量酒精.
根据国家标准 GB 10789-2015 <饮料通则>, 其中规定了饮料的定义:
饮料 (或饮品) 是经过定量包装的, 供直接饮用或按一定比例用水冲调或冲泡饮用的, 乙醇含量 (质量分数) 不超过 0.5% 的制品. 也可为饮料浓浆或固体形态.
饮料分类
根据国家标准 GB 10789-2015 <饮料通则>, 饮料按原料和产品形状分为 11 类:
包装饮用水
以直接来源于地表, 地下或公共供水系统的水为水源, 经过加工制成的密封于容器中可直接饮用的水. 比如饮用天然矿泉水, 饮用纯净水及其他类饮用水 (饮用天然矿泉水, 饮用天然水等).
果蔬汁类及其饮料
用水果和 (或) 蔬菜 (包括可使用的根, 茎, 叶, 花, 果实) 等为原料, 经加工或发酵制成的饮料. 如果蔬汁 (浆), 浓缩果蔬汁 (浆), 果蔬汁 (浆) 类饮料等.
蛋白饮料
以乳或乳制品, 或其他动物来源的可食用蛋白, 或含有一定蛋白质的植物的果实, 种子或种仁等为原料, 添加或不添加其他视频原辅料和 (或) 食品添加剂, 经加工或发酵制成的液体饮料. 如含乳饮料, 植物蛋白饮料和复合蛋白饮料等.
碳酸饮料 (汽水)
以食品原辅料和 (或) 食品添加剂为基础, 经加工制成的, 在一定条件下充入二氧化碳气体的液体饮料. 如果汁型, 果味型和可乐型碳酸饮料等. 不包括由发酵自身产生的二氧化碳气体的饮料.
特殊用途饮料
加入具有特定成分的适应所有或某些人群需要的饮料. 如运动饮料, 营养饮料, 能量饮料, 电解质饮料以及其他特殊用途饮料等.
风味饮料
以糖 (包括食糖和淀粉糖) 和 (或) 甜味料, 酸度调节剂, 使用香精 (料) 等的一种或多种作为调整风味的主要手段, 经加工或发酵制成的液体饮料. 如茶味饮料, 果味饮料, 乳味饮料, 咖啡味饮料, 风味水饮料等.
茶 (类) 饮料类
以茶叶或茶叶的水提取液或其他浓缩液, 茶粉 (包括速溶茶粉和研磨茶粉) 或直接以茶的鲜叶为原料, 添加或不添加食品原辅料和 (或) 食品添加剂, 经加工制成的液体饮料. 如: 原茶汁 (茶汤) / 纯茶饮料, 茶浓缩液, 果汁茶饮料, 奶茶饮料, 复 (混) 合茶饮料, 其他茶饮料等.
咖啡 (类) 饮料
以咖啡豆和 (或) 咖啡制品 (研磨咖啡粉, 咖啡的提取液或其浓缩液, 速溶咖啡粉等) 为原料添加或不添加糖 (食糖, 淀粉糖), 乳和 (或) 乳制品, 植脂末等食品原辅料和 (或) 食品添加剂, 经加工制成的液体饮料. 如浓缩咖啡饮料, 咖啡饮料, 低咖啡因饮料, 低咖啡因浓咖啡饮料等.
植物饮料
以植物或植物提取液为原料, 添加或不添加食品原辅料和 (或) 食品添加剂, 经加工或发酵制成的液体饮料. 如可可饮料, 谷物饮料, 草本 (木草) 饮料, 食用菌饮料, 藻类饮料, 其他植物饮料, 不包括果蔬汁类及其饮料, 茶 (类) 饮料和咖啡 (类) 饮料.
固体饮料类
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, 供冲调或冲泡饮用的固态制品. 如风味型固体饮料, 果蔬固体饮料, 蛋白固体饮料, 茶固体饮料, 咖啡固体饮料, 植物固体饮料, 特殊用途固体饮料, 其他固体饮料等.
其他类
4.2 饮料用水及水处理
天然水的分类及其特点
地表水
地表水是指地球表面所积的水. 包括河水, 江水, 湖水 和水库水, 池塘水和浅井水等. 其中含有各种有机物质及无机物质, 污染严重, 必须经过严格的水处理方能饮用.
地下水
地下水是指经过地层的渗透和过滤, 进入地层并存积在地层中的天然水. 主要是指井水, 泉水和自流水井等. 其中含有较多的矿物质, 如 铁, 镁, 钙等, 硬度和碱度都比较高.
城市自来水
城市自来水是指地表水经过适当的处理工艺, 水质达到生活用水标准, 并通过管网输送的一种生活和工业用水, 其特点是在理化和卫生指标上都符合一定的标准.
天然水中的杂质及其对水质的影响
悬浮物质
粒度大于 0.2μm 的杂质.
胶体物质
粒径在 0.001μm-0.2μm 之间的杂质.
溶解物质
粒径小于 0.001 μm, 以分子或离子状态存在. 如: 气体, 溶解盐 (硬度), 碱度 (OH⁻, CO₃²⁻, CO₃⁻)
水的硬度与碱度
水的硬度
硬度是指水中离子沉淀肥皂的能力. 硬脂酸钠 +钙或镁离子→硬脂酸钙或镁↓
通常水的硬度指的是水中钙, 镁离子盐类的含量. 水的硬度分为总硬度, 碳酸硬度, 非碳酸硬度.
碳酸盐硬度
碳酸盐硬度 (暂时硬度), 主要化学成分是钙, 镁的重碳酸盐. 其次是钙, 镁的碳酸盐. 由于这些盐类一经加热沸煮就分解成为溶解度很小的碳酸盐, 硬度大部分可以出去, 故又称暂时硬度.
非碳酸硬度
非碳酸硬度 (永久硬度) 表示水中的钙, 镁氯化物 (CaCl₂, MgCl₂), 硫酸盐 (CaSO₄, MgSO₄), 硝酸盐[Ca(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂] 等盐类的含量. 这些盐类经加热沸煮不会发生沉淀, 硬度不变化, 故又称永久硬度.
水的总硬度是暂时硬度和永久硬度之和.
目前水的硬度标准单位是 mmol/L (毫摩尔每升), 在国美的常用硬度单位是 mg/L (毫克每升), mmol/L (毫摩尔每升).
饮料用水的水质, 要求硬度小于 3.03 mmol/L. 硬度高会产生碳酸钙沉淀, 影响产品口味及质量, 这样的水要求进行软化处理.
碱度
水的碱度取决于天然水中能与 H⁺ 结合的 OH⁻, CO₃²⁻ 和 HCO⁻的量, 称为重碳酸盐碱度. 水中 OH⁻, CO₃²⁻ 和 HCO⁻ 的含量为水的总碱度, 以 mmol/L 表示. 为通常饮用水的 pH 为 6.5-8.5, 碱度过高的水会中和饮料的酸性使饮料变味, 又会使饮料中微生物更容易存活, 故不适于饮料的生产.
饮用水的处理
一般情况下, 无论使用那种水源, 都不一定完全符合饮料生产的要求. 必须首先进行水的处理, 以得到符合工艺和品质要求的原料水.
水处理的目的
概括起来, 水处理的主要目的有:
- 保持用水的水质稳定性和一致
- 出去水中的悬浮物和胶体
- 去除异臭异味
- 脱色
- 将水的碱度降低到标准限度以下
- 去除微生物, 使微生物指标符合规定标准
- 去铁, 锰, 排气
水处理的具体方案选择应根据原水的水质, 水的用途, 饮料产品的类型 (透明与浑浊, 碳酸与非碳酸等) 和包装容器的种类等决定.
水处理方法
水处理的方法有很多, 在生产商主要包括三个方面:
- 去除水中不容物质的方法: 如混凝, 沉淀, 过滤等. 主要是为了去除水中的悬浮物质, 胶体物质以及一些浮游生物, 微生物菌体
- 改变水中溶解性物质的方法: 如硬水软化, 离子交换, 电渗析与反渗透除盐, 矿化等. 主要是通过降低水中溶解性物体含量或调整原有溶解性物质间比例关系, 或掺入新的物质成分, 使天然水符合工艺用水标准
- 灭杀水中微生物的方法: 如氯气消毒, 紫外线杀菌 ,臭氧杀菌等. 主要是为了将水中所含的微生物降低到规定所要求的, 不致对人体产生危害和对饮料质量产生损害的程度
过滤
过滤分为:
- 沙过滤: 初级过滤
- 沙滤棒过滤器: 原水质基本满足要求
- 活性炭过滤器: 除水中色和味
- 微孔滤膜过滤器: 精滤
沙滤:
- 原理: 通过粒状介质层分离不溶性杂质的方法
- 包括阻力节流重力沉降, 接触凝聚
砂滤棒过滤器:
- 当用水量较小, 原水中硬度, 碱度指标基本合乎要求, 只含有少量的有机物, 细菌及其他杂质时, 可采用砂滤棒过滤器
- 直径: 0.16μm-0.41微米, 水中存在的少量有机物及微生物可被微孔保留, 滤出的水可达到基本无菌
- 砂滤棒须及时清洗或跟换
活性炭过滤器:
- 多孔物质, 具有很强的吸附能力, 能吸附水中的气体, 臭味, 氯离子, 有机物, 细菌及铁与锰等杂质, 一般可将水中有机物除去 90% 以上
微孔膜过滤器:
- 滤芯为高分子材料, 决定过滤效果
软化
- 石灰软化法: 适用于碳酸盐硬度较高的水源. 在水中加入石灰, 可降低碳酸盐硬度和碱度
- 离子交换软化法:阳离子交换树脂可吸附钙, 镁离子, 阴离子交换树脂可吸附 Cl⁻, HCO₃⁻, SO₄²⁻, CO₃²⁻ 等.
- 电渗析法: 常用与海水和咸水的淡化, 或用自来水制备初级纯水. 电渗析通过具有选择通透性和良好导电性的离子交换膜, 在外加直流电场的作用下, 根据异性相吸, 同性相斥的原理. 使原水中阴, 阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜而达到净化作用的一项技术
- 反渗透法: 在溶液的液面上市价一个大于改溶液渗透压的压力时, 溶剂将以原来的渗透相反的方向, 开始从溶液向溶剂一侧流动
饮用水消毒
消毒的方法包括:
- 氯消毒
- 紫外线消毒
- 臭氧消毒
氯消毒
利用次氯酸 (HOCl) 的强氧化作用破坏微生物的酶系统.
常用的消毒法:
- 氯胺
- 漂白粉
- 次氯酸钠
- 二氧化氯
紫外线消毒:
- 利用营养细胞中的蛋白质和核酸吸收紫光谱的能量, 导致蛋白变性, 使微生物死亡. 波长: 200-295nm. 装置: 低压灯管
臭氧消毒:
- 利用臭氧分解产生的原子氧 (强氧化剂) 与水中的细菌及其他微生物或有机物作用, 使其失活. 臭氧的发生: 3O₂→2O₃ -148kJ/mol 臭氧不稳定, 需随时制取当场应用, 臭氧的加注装置: 喷射法. 臭氧的杀菌作用比氯快 15-30 倍, 但成本高
4.3 包装饮用水加工技术
包装饮用水分类
根据 GB 10789-2015 <饮料通则>, 包装饮用水是以直接来源于地表, 地下或公共供水系统的水为水源, 经加工制成的密封于容器中可直接饮用的水.
包装饮用水包括 3 大类:
- 饮用天然矿泉水
- 饮用纯净水
- 其他天然饮用水
饮用天然矿泉水
从地下深处自然涌出的或经钻井采集的, 含有一定量的矿物质, 微量元素或其他成分. 在一定区域未受到污染并采取预防措施避免污染的水. 在通常情况下, 其化学成分, 流量, 水温等动态指标在天然周期波动范围内相对稳定.
饮用纯净水
以直接来源于地表, 地下或公共供水系统的水为水源, 适当的水净化加工方法, 制成的制品.
其他天然饮用水
包括:
- 饮用天然矿泉水: 以地下自然涌出的泉水或经钻井采集的地下泉水, 且未经过公共供水系统的自然来源的水源, 制成的制品
- 饮用天然水: 以水井, 山泉, 水库, 琥珀或高山冰川等, 且未经过公共供水系统的自然来源的水源, 制成的制品
- 其他饮用水: 饮用天然矿泉水和饮用天然水之外的饮用水. 如以直接来源于地表, 地下或公共供水系统的水为水源, 经过适当加工方法, 为调整口感加入一定量的矿物质, 但不得添加糖或其他食品配料制成的制品
矿泉水生产工艺流程
饮用天然矿泉水
原水 (天然水, 山泉水) 经增压泵进入预处理阶段, 再经精密过滤器过滤后, 进入超滤主机, 生产的矿泉水送入储水罐, 同时对储罐中矿泉水进行杀菌, 然后进入灌装阶段大桶灌装机小瓶生产线, 最后成品出厂.
工艺要点:
- 引水:
- 防止水温变化和水中气体散失
- 防止周围地表水渗入
- 防止空气中氧气的氧化作用
- 有害物质的污染
- 曝气
- 使原水与净化空气充分接触, 脱除 CO2 和 H2S 气体, 并发生氧化作用 (Fe, Mn), 变为沉淀去. 使原水由酸性变为碱性
- 自动曝气: 矿泉水在一个容器内通过一条或多条装在支管上的喷嘴进行喷洒, 自动与空气接触
- 强制曝气: 矿泉水在喷洒时,以鼓风机强大气流强制曝气
- 过滤
- 过滤的目的: 除去水中的不溶性杂质及微生物使水质清澈透明, 清洁卫生
- 一般包括三级过滤: 粗滤, 精滤和超滤
- 灭菌
- 紫外和臭氧灭菌
饮用纯净水
纯水的从原水 (自来水等) 中部分或完全去除无机离子, 有机物, 微粒子 (包括微生物) 等杂质的水. 可以说, 纯水是高度纯净的水, 几乎不存在杂质, 例子和细菌, 完全由水分子组成的一种无色无味的水. 制造纯水的重要指标是电阻率 (MΩ/cm) 或电导率 (μS/cm) (电阻与电导率互为倒数). 导电率是决定纯水风味的重要因素. 饮用纯水的导电率一般为 1-10μS/cm. 微粒子也是纯水的主要指标, 饮用纯水的微粒子数一般为 10 个/100ml 左右 (1μm 以上的微粒), 其中的无机离子明显低于一般饮用水, 其微生物指标极为重要.
目前, 直接饮用的纯水, 也称为纯净水, 太空水, 蒸馏水. 一般用反渗透的水称为纯水, 用微滤或超滤处理的水称为纯净水, 蒸馏取得的水为蒸馏水. 饮用纯净水以直接来源于地表, 地下或公共供水系统的水为生产用源水, 采用蒸馏法, 电渗析法, 离子交换法, 反渗透法及其他水净化方法. 生产制作原理简单, 即过滤掉杂质, 而使水中对人体有益的溶解氧等有益物质透过. 蒸馏法在降低低分子有机物含量方面没有反渗透有效, 从而影响部分口感, 且蒸馏法制取的纯水能耗打, 成本高.
4.4 碳酸饮料加工
碳酸饮料概念
碳酸饮料是指以食品原辅料和 (或) 食品添加剂为基础, 经加工制成的, 在一定条件下充入二氧化碳气的饮料, 不包括由发酵法自身产生的二氧化碳气的饮料.
碳酸饮料中充入的二氧化碳气体可增强饮料的特殊味感. 它能使饮料风味突出, 口感强烈, 还能使人产生清凉舒爽的感觉, 是人们在炎热夏天消热解渴的饮品.
碳酸饮料的风味不仅取决于饮料内含物的种类, 也取决于各种内含物的比例, 以及饮料内含物之间的相互作用. 采用不同的成分和不同的配比可制成风味各异的碳酸饮料.
碳酸饮料分类
果汁型碳酸饮料
即含有一定量果汁的碳酸饮料, 如橘汁汽水, 橙汁汽水, 菠萝汽水或很合果汁汽水等.
果味型碳酸饮料
以果味香精为主要香气成分, 含有少量果汁或不含果汁的碳酸饮料, 如橘子味汽水, 柠檬味汽水等.
可乐型碳酸饮料
以可乐香精或类似可乐果香型的香精为主要香气成分的碳酸饮料.
其他型碳酸饮料
上述 3 类意以外的碳酸饮料, 如苏打水, 盐汽水, 姜汁汽水, 沙士汽水等.
饮料中二氧化碳的主要作用
清凉作用
二氧化碳溶解在饮料中成为一定浓度的碳酸, 在人体腹中由于温度升高, 压力降低即进行分解. 由于该反应是吸热反应, 当从人体内排放出来时就会把人体内的热量带出, 起到清凉作用.
静菌作用
静菌作用, 阻碍微生物生长, 延长汽水的货架寿命. 碳酸饮料对微生物来说是不完全的培养基. 此外, 由于酸味强, pH 值在 2.5-4 之间, 除耐酸菌外其他微生物难以繁殖. 特别是因为空气含量分场地, 二氧化碳含量高, 所以能致死需氧微生物, 并由于汽水具有一定的压力, 抑制了微生物的生长. 国际上认为 3.5-4 倍气量是汽水的安全区. 因为这种静菌作用能使制品的保存性能提高, 所以, 在日本的碳酸饮料中一直利用二氧化碳的作用而不许使用防腐剂.
工艺要点
原糖浆的制备
将糖溶解与水中, 一般称为原糖浆或单糖浆. 必须是优质砂糖, 溶解与一定量的水中, 制成预计浓度的糖液, 再经过滤, 澄清后备用. 其水也必须是纯净的水, 其水质可与灌装用水相同.
冷溶
配置短期内饮用的饮料糖浆. 采用装搅拌器的容器, 把糖和水正确配比, 在室温下进行搅拌, 待完全溶化, 过滤去杂即成. 一般 45-65oBx (要存放 1 天必须是 65 oBx). 冷溶法生产须有严格的卫生控制措施, 但可以节省燃料.
热熔
零散饮料, 纯度要求高, 或要求延长贮藏期的饮料. 热熔能杀灭糖内细菌, 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.
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 15 min, 温度保持 80ºC, 通过过滤器前加入 0.1% 硅藻土, 避免活性炭塞过滤器面层.
突出香味
二氧化碳在汽水中逸出时, 能带出香味, 增强饮料风味.
具有特殊的刹口感
饮用碳酸饮料时, 二氧化碳对口腔产生刺激性的刹口感, 能给人快感.
碳酸饮料的生产工艺
目前, 国内外生产碳酸饮料的方法有一次灌装法 (又称预调式) 和二次灌装法 (又称现调式) 两种.
一次灌装法
一次灌装法是现将各种原辅料按工艺要求配置成调和糖浆, 然后与含二氧化碳的水在配比器内按一定比例进行充分混合, 进入灌装机一次灌装.
一次灌装法的优点:
- 糖浆和水的比例确定, 灌装容易控制
- 当灌装容量发生变化时, 不需要改变比例, 产品质量一致
- 灌装时, 糖浆和水的温度一致, 气泡少, 二氧化碳的含量容易控制和稳定
- 产品质量稳定, 含气量足, 生产速度快, 已成为碳酸饮料生产发展的方向
二次灌装法
就是先将调和糖浆通过灌装机定量灌入瓶中, 再通过灌装机充入碳酸水.
碳酸饮料的生产工艺发展趋势为一次灌装法, 因为这种方法适合于大型化, 自动化, 连续化和使用主剂的碳酸饮料生产.
容器和设备的清洗系统
CIP 清洗系统俗称就地清洗系统, 被广泛的用于饮料, 乳品, 果汁, 果浆, 果酱, 酒类等机械化程度较高的食品饮料生产企业中. 就地清洗定位或定位清洗 (Cleaning in Place). 就地清洗是指其定义为不拆卸设备或元件, 在密闭的条件下, 用一定温度和浓度的清洗液对清洗祖航之加以强力多用, 使食品接触的表面洗净和杀菌的方法. CIP 清洗不仅能清洗机器, 而且还能控制微生物.
CIP 的优点:
- 能维持一定的清洗效果, 保证产品的安全性
- 节约操作时间, 提高效率, 以实现商业的最大利润
- 节省劳动力, 保证操作的安全性
- 节省清洗用水和蒸汽
CIP 装置的分类
根据清洗液的使用方式可以分为以下三种类型:
- 清洗剂单次使用 CIP 系统 (Signle-Use CIP Systems)
- 清洗剂重复使用的 CIP 系统 (Reuse CIP Systems)
- 清洗剂多次使用的 CIP 系统 (Multi-Use CIP Systems)
CIP 清洗操作程序
| 程序 | 内容 | 清洗介质 | 时间(min) | 温度(ºC) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 预冲洗 | 清洗或工艺用水 | 3-5 | 常温或 < 60 |
| 2 | 碱洗 | NaOH 1%-3% | 10-20 | 60-80 |
| 3 | 中间冲洗 | 工艺用水 | 5-10 | < 60 |
| 4 | 酸洗 | NHO₃ 1%-2% | 10-20 | 60-80 |
| 5 | 最后冲洗 | 工艺用水 | 3-10 | 常温或 < 60 |
| 6 | 生产前消毒 | 工艺用水 | 15-30 | 92-95 |
4.5 果汁饮料加工
基本概念
果汁和蔬菜汁类饮料是指用水果和 (或) 蔬菜 (包括可使用的根, 茎, 叶, 花, 果实) 等为原料, 经过加工或发酵制成的饮料.
果蔬汁饮料的分类
果蔬汁饮料产品按国标 GB10789-2007 分 9 类:
- 果汁和蔬菜汁
- 浓缩果汁 (酱) 和浓缩蔬菜汁 (酱)
- 果汁饮料和蔬菜汁饮料
- 果汁饮料浓浆和蔬菜汁饮料浓浆
- 符合蔬果汁 (浆) 及饮料
- 果肉饮料
- 发酵果蔬汁饮料
- 水果饮料
- 其他果蔬汁饮料
工艺要点
原料的选择和洗涤
应有良好的风味和芳香, 色泽稳定, 酸度适中, 并在加工和贮存过程中仍然保持这些优良品质, 无明显的不良变化.
汁液丰富, 取汁容易, 出汁率较高.
原料新鲜, 无烂果. 采用干果原料时, 干果应该无霉烂果或虫蛀果.
破碎榨汁
破碎的目的: 提高出汁率.
破碎的方法:
- 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
- 大部分水果果汁包含在整柜果实中: 破碎压榨
- 有厚外皮 (柑橘类和石榴等): 逐个榨汁或先去皮
果实的出汁率取决于果实的质地, 品种, 成熟度和新鲜度, 加工季节, 榨汁方法和榨汁效能.
加热
原理: 加热使细胞原生质中蛋白凝固, 改变细胞的半透性, 同时使果肉软化, 果胶水解, 降低汁液的粘度, 从而提高出汁率. 处理条件: 60-70ºC / 15-30min
粗滤
加热后的果汁要立即进行一级分离, 以离心的方式排出果汁中不溶性粗淀粉及较大的果渣. 主要设备为: 碟片式离心分离机.
果汁的澄清和过滤
制取澄清果蔬汁时, 需要通过澄清和过滤去除新鲜榨出汁中的全部悬浮物及胶粒. 悬浮物包括发育不完全的种子, 果心, 果皮和维管束等的颗粒以及色粒. 这些物质中除色粒外, 主要成分为纤维素, 糖苷和酶等. 还含有果胶质, 树胶质和蛋白质等亲水胶体, 它们均能影响果蔬汁的品质和稳定性, 故须清除.
澄清的方法要有以下几种:
- 自然澄清法
- 加明胶及单宁澄清法
- 瞬时加热澄清法
- 酶处理法
自然澄清法
将果蔬汁置于密闭容器中, 较长时间的静置, 使悬浮物沉淀. 在长时间静置时, 果胶物质逐渐水解而沉淀, 降低了果蔬汁的黏性, 同时蛋白质和单宁也可以逐渐形成不溶性的单宁酸盐而沉淀, 因而果蔬汁得以澄清.
由于果蔬汁营养十分丰富, 是微生物的良好培养基. 因此果蔬汁长时间静置易引起发酵变质, 故要加入防腐剂. 此法一般应用在亚硫酸保藏果蔬汁半成品的生产上.
加明胶及单宁澄清法
此法是利用单宁与明胶络合成不溶性的鞣酸盐沉淀夹带出果蔬汁中的悬浮物, 达到澄清果蔬汁的目的. 所用明胶和单宁溶液的浓度各为 0.5% 或 0.1%, 使用前先做澄清试验, 而后确定用量. 一般单宁的用量为 5-10g / 100L 之间, 明胶量为果蔬汁的 0.001%-0.002%, 是单宁的 2 倍. 溶液加入后, 应于 10-15ºC 下静置 6-12h, 令其沉淀.
瞬时加热澄清法
此法是将果蔬汁迅速加热 80-82ºC, 维持 80-90min, 然后以同样短的时间冷却至室温, 由于温度的剧变, 使果蔬汁中的蛋白质和其他胶质变性凝固析出而达到澄清目的. 为减少芳香物质的损失, 加热必须在无氧条件下进行, 并可与巴氏杀菌同时进行.
酶处理法
酶处理法是利用果胶酶制剂或淀粉酶来水解果蔬汁中的果胶物质, 使果蔬汁中其他胶体失去果胶的保护作用而沉淀, 达到澄清的目的. 用来澄清果蔬汁的一些商品果胶酶制剂. 使用量约为果蔬汁的 0.05%, 反应温度为 55-55ºC, 最适宜的 pH 为 3.5-5.5, 约 4h 后果蔬汁因果胶物质大部分被分解而得以澄清. 添加的时间可以在榨汁时加入, 也可以在加热杀菌后加入, 也可以在加热杀菌后加入.
不论采用哪一种澄清方法澄清果蔬汁, 最后都要通过过滤操作, 以分离其中的沉淀和悬浮物, 使果蔬汁澄清透明. 一般常用的过滤设备有袋过滤器, 纤维过滤器及板框压滤器等. 滤材有帆布, 不锈钢丝布, 纤维或石棉, 棉浆等. 过滤器的滤空大小, 液汁压力, 果蔬汁粘度, 果蔬汁中悬浮的密度大小, 以及果蔬汁温度等都会影响过滤的速度. 果蔬汁的过滤不论采用何种形式的过滤器, 都必须能减少可压缩性的果肉淤塞滤孔, 以提高过滤效率. 在选择和应用过滤器及辅助设备时, 应特别注意防止果蔬汁被金属所污染, 并尽量减少与空气接触.
无菌冷灌装技术
无菌冷灌技术行内认为是一种完全可以替代过去的热灌装技术的优良方法, 它不需用热的灌装物来保证容器的杀菌, 而是通过控制灌装环境卫生条件得以保证. 无菌冷灌装技术对于灌装过程中无菌条件的要求十分严格, 灌装时所有接触物料的设备, 物品和空间都必须经过严格的消毒和灭菌处理.
主要的工艺条件为:
- 物料采用先进的 UHT 超高温瞬时灭菌工艺和设备
- 灌装之前要求对灌装设备及输送管道进行灭菌, 保证所有接触物
- 对包装物进行杀菌液杀菌, 并做到用无菌水冲洗干净并烘干后使用
- 对于其它接触到的物品, 如 N₂ 和 CO₂ 等要进行高精度地过滤后, 以达到除菌和洁净才可使用到物料之中
- 灌装车间室内要做到百级洁净空间, 通过微生物隔离层将其与周围环境隔离, 为果汁饮料和果酒灌装提供完全的无菌环境条件
另外无菌灌装工艺技术的推广应用, 更重要环节是人的因素, 由于无菌冷灌装技术的工艺条件较为复杂, 必须由素质高和责任心强的操作人员严格掌握, 按技术规程进行操作, 还必须制定严格的质量管理制度. 应用质量管理中的危害分析和关键控制点方法, 对产品质量进行全面的控制和管理.
4.6 蛋白饮料加工
概念
以乳或乳制品, 或其他动物来源的可食用蛋白, 或含有一定蛋白质的职务的果实, 种子或种仁为原料. 添加或不添加其他食品原辅料和 (或) 食品添加剂, 经加工或发酵制成的液体饮料.
蛋白饮料的分类
含乳饮料
以乳或乳制品为原料, 添加或不添加其他食品原辅料和 (或) 食品添加剂, 经加工或发酵制成的制品. 主要包含:
- 配置型含乳饮料
- 发酵型含乳饮料
- 乳酸菌饮料
植物蛋白饮料
以一种或多种含有一定蛋白质的植物果实, 种子或果仁等为原料, 添加或不添加其他食品原辅料和 (或) 食品添加剂. 经加工或发酵制成的制品. 如豆奶 (乳), 豆浆, 豆奶 (乳) 饮料, 椰子汁 (乳), 杏仁露 (乳), 核桃露 (乳), 花生露 (乳) 等.
以两种或两种以上含有一定蛋白质的植物果实, 种子或果仁等为原料, 添加或不添加其他食品辅料 (或) 食品添加剂, 经加工或发酵制成的制品也可称为复合植物蛋白饮料. 如花生核桃, 核桃杏仁, 花生杏仁复合植物蛋白饮料.
复合蛋白饮料
以乳或乳制品, 和一种或多种含有一定蛋白质的植物果实, 种子或果仁等为原料, 添加或不添加其他食品原辅料和 (或) 食品添加剂, 经加工或发酵制成的制品.
豆奶的配方
黄豆 6%, 白糖 8%, 奶粉 4%, 豆奶稳定剂 0.3%, 香兰素 0.001%.
原料挑选与去杂
大豆的质量决定豆乳的质量, 黄豆富含蛋白质, 脂肪, 也易受黄曲霉菌的污染. 一般以采用色泽光亮, 子粒饱满, 无霉变, 虫蛀, 病斑, 并且在良好的条件下存储 3-9 个月的新大豆为佳. 除去大豆中的霉烂豆粒以及石块杂质等, 要求豆粒粒大饱满, 皮薄, 清洁无杂质. 杂质控制在 1% 以下, 水分应在 13%-14%.
浸泡 & 去皮
- 目的是为了软化细胞组织, 增加效率
- 水: 干豆重量比为 3:1
- 浸泡时间: 6-10 h
- 去皮可以去苦涩味, 改善口感, 增加产品白度, 提高豆奶稳定性
- 脱皮方法
- 湿法脱皮: 浸泡后脱皮
- 干法脱皮: 热空气, 高温瞬时, 120-200ºC, 10-30s
磨浆及浆渣分离
磨浆工序总的要求是磨的要细, 一般浆体的细度应有 90% 以上的固形物通过 150 目滤网.
采用 90ºC 热水磨浆, 有灭酶钝化的效果, 可有效去豆腥味和提高蛋白质得率.
一般磨浆时加水量为: 豆 : 水 = 1 : 8-10
调配
添加稳定剂
常用的稳定剂有蔗糖酯, 单甘醇和卵磷脂. 其添加量一般为油脂的 12% 左右. 豆乳的稳定性还与粘度有关, 常用增稠剂 CMC-Na, 黄原胶等来提高产品稠度, 用量为 0.05%-0.1%. 不同增稠剂常与不同乳化剂配合使用. 常艳红的分散剂有: 磷酸三钠, 六偏磷酸钠, 三聚磷酸钠和焦磷酸钠等, 其添加量为 0.05%-0.30%.
添加赋香剂
生产中常用的香味物质调制成各种风味的豆乳, 还有利于掩盖豆乳本身的豆腥味. 常用的香味物质有奶粉, 鲜奶, 可可, 咖啡, 椰浆以及奶油香精等.
添加营养强化剂
豆乳中虽然含有丰富的营养物质, 但也有不足之处, 如硫胺酸, 维生素A, 维生素D等都有必要强化. 豆乳生产中最常补充的是钙, 以碳酸钙最好. 由于碳酸钙溶解度低, 易均质前添加, 避免碳酸钙沉淀.
高温瞬时灭菌与脱臭
调配好的豆乳应进行高温瞬时灭菌 (UHT), 灭菌的条件为 110-120ºC. 10-15s. 其目的主要是破坏抗营养物质, 钝化残存酶的活性, 杀灭部分微生物, 同时提高豆乳温度, 有助于脱臭. 灭菌后豆乳应及时入真空脱臭进行脱臭处理, 真空度控制在 0.03-0.04Mpa 为佳, 不宜过高, 以防气泡冲出.
均值
均值可改善豆乳的口感和稳定性. 经过均质的豆乳, 组织细腻, 口感柔和, 经过一定时间存放无分层, 无沉淀.
豆乳在高压下, 经均质阀的狭缝压出, 将脂肪, 蛋白质等颗粒微粒化, 从而形成均一的分散液. 均质效果好坏由三个因素决定:
- 均质压力: 压力越高均质效果越好, 但受设备性能限制. 豆乳均质压力常为 13-23MPa
- 均质温度: 通过实验, 均质温度一般控制在 70-80ºC 之间比较适宜
- 均质次数: 均质次数越多效果越好, 但考虑到具体生产情况, 常采用的是二次均质技术. 第一次均质压力约为 20-25Mpa, 第二次约为 25-40MPa
杀菌
豆乳由于蛋白质含量高, pH 接近中性, 产品如长期保存, 杀菌应以肉毒梭状芽孢杆菌为杀菌对象, 要采用高温杀菌工艺, 才能杀死全部耐热型芽孢, 成品可在常压下存放 6 个月.
超高温瞬时灭菌是将豆乳加热至 130-138ºC, 经过数十秒灭菌, 然后冷却和无菌包装. 该方法可以显著提高豆乳的稳定性和口感, 是目前豆乳生产中日渐采用的方法.
包装
豆乳的包装形式多样, 有蒸煮袋, 玻璃瓶, 金属罐等. 无菌包装是目前发展迅速的包装形式, 其优点是豆乳贮藏期厂, 包装材料轻巧, 无需回收, 饮用方便, 其缺点是设备投资大, 操作要求高.
主要生产设备
提升机, 组合清理筛, 浸泡罐, 螺旋输送机, 磨浆分离机, 真空脱臭罐, 离心分离筛, 调配罐, 均质机, 超高温瞬时灭菌机, 高压杀菌釜.
豆奶生产的质量控制
- 提取利用率, 溶解程度: 加热程度
- 稳定性 (蛋白质的稳定性和脂肪的稳定性)
- 胀气变质: 卫生条件, 密封, 杀菌效果
- 变色: 受热时间过长
- 豆腥味
4.7 茶饮料加工
茶叶饮料概念
茶 (类) 饮料是以茶叶或茶叶的水提取液或其浓缩液, 茶粉 (包括速溶茶粉和研磨茶粉) 或直接以茶的鲜叶为原料, 添加或不添加食品原辅料和 (或) 食品添加剂, 经加工制成的液体饮料, 如原茶汁 (茶汤) / 纯茶饮料, 茶浓缩液, 果汁饮料, 奶茶饮料, 复 (混) 合茶饮料, 其他茶饮料等.
茶饮料的分类
中国茶文化历史悠久, 源远流长. 在漫长的历史发展过程中, 我国历代茶人富有创造的开发了各种各样的茶类. 目前认知度最高的是按照颜色分类的方法, 茶叶分为六类:
- 绿茶
- 红茶
- 黄茶
- 黑茶
- 乌龙茶
- 白茶
茶饮料 (茶汤)
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, 保持原茶汁应有风味的液体饮料, 可添加少量的食糖和 (或) 甜味剂.
复 (混) 合茶饮料
以茶叶和植 (谷) 物的水提取液或其浓缩液, 干燥粉为原料, 加工制成的, 具有茶与植 (谷) 物混合风味的液体饮料.
茶浓缩液
采用物理方法从茶叶的水提取液中除去一定比例的水分经加工制成, 加水复原后具有原茶汁应有风味的液体制品.
调味茶饮料
果汁茶饮料和果味茶饮料
以茶叶和水提取液或其浓缩液, 茶粉等为原料, 加入果汁, 食糖和 (或) 甜味剂, 食用果味香精等的一种或几种调制而成的饮料.
奶茶饮料和奶茶味饮料
以茶叶的水提取液或其浓缩液, 茶粉等为原料, 加入乳或乳制品, 食糖和 (或) 甜味剂, 食用奶味奶精等的一种或几种调制而成的液体饮料.
碳酸茶饮料
以茶叶的水提取液或其浓缩液, 茶粉等为原料, 加入二氧化碳气, 食糖和 (或) 甜味剂, 食用香精等调制而成的液体饮料.
其他调味茶饮料
以茶叶的水提取液或其浓缩液, 茶粉等为原料, 加入食品配料调味, 且在上述 3 类茶饮料以外的饮料.
茶叶的主要化学成分及功能
矿物质
是自然界中含矿物质较全面的植物. 含量达 4-7%, 其中 50-60% 可溶于热水, 能够被人体利用. 可调节人体血液的 pH 平衡.
蛋白质和氨基酸
蛋白质含量为 15-30%, 但能溶于沸水的不到 2%, 含有 8 中必须氨基酸, 其中谷氨酰乙胺含量最高.
茶氨酸是茶叶中特有的氨基酸, 具有增强记忆防治老年痴呆的作用.
碳水化合物
能被沸水冲泡出来的糖类只有 4-5%, 所以可认为是低热量饮料.
类脂
脂肪酸的来源有限.
维生素类
绿茶多于红茶, 维生素C 含量较高, B 类丰富, 且都溶于热水.
茶多酚
是茶叶中多酚类物质的总称, 有 30 多种, 占 20-30%. 具有显著的抗氧化特性, 抗癌防癌, 防高血压, 抗癌防癌, 抗辐射作用.
生物碱
主要成分是咖啡碱, 可可碱, 茶叶碱, 是茶叶中的一类重要生理活性物质, 咖啡碱可增强循环, 有利尿作用.
茶叶生产工艺要点
原料
茶叶的种类和产地对其风味影响很大, 用于茶饮料的原料主要是红茶, 乌龙茶和绿茶. 其中以红茶居多, 其次为乌龙茶. 一般以 3-4 级为主, 1-2 级因价格高用的较少.
用于加工茶饮料的茶叶应符合以下要求:
- 当年加工的新茶, 品质好, 感官评审无烟, 焦, 酸馊和其他异味
- 不含茶类恶化杂物及非茶类物质
- 无金属及化学污染, 冲泡后液体茶符合该级别标准. 茶香正常
- 茶叶中主要成分保存完好, 或者基本完好
浸提
选择合适的温度和时间对浸提茶汁十分重要. 通常在 70-100ºC 的萃取温度范围内, 尽可能在 20min 内完成. 应依茶的品种, 产品类型来确定具体浸提条件.
过滤与分离
茶汁在调配前一般经过两次过滤: 第一次为粗滤, 即将浸出茶叶与茶渣分离. 第二次过滤除茶汁中的细小微粒, 也可使用离心机.
澄清
茶叶中的主要成分为咖啡碱, 单宁和挥发油. 其中咖啡碱与单宁在天然状态下结合而存在. 在茶饮料加工中, 它往往使浸出茶汁发生褐变, 产生沉淀. 因此, 单宁在茶叶生产中必须除去.
浓缩
为了提高茶汁品质, 茶汁的浓缩最好采用反渗透法. 通常在茶汁中加入 0.5%-0.1% 的纤维素粉, 然后与茶汁一起进入反渗透浓缩系统. 由于纤维素会吸附茶汁中的部分香味物质, 影响茶汁风味. 因此, 可先使用部分茶汁浸渍待用的纤维素, 并反复使用.
调和
由于茶汤极易氧化褐变, 影响茶饮料的风味. 因此, 需加入一些抗氧化剂. 常用的抗氧化剂是维生素 C 及其钠盐和异抗坏血酸及其钠盐. 如果茶饮料偏酸, 则需调整 pH, 一般常用碳酸氢钠调节. 在茶饮风味允许的前提下, 宜将 pH 调低一些, 这样既有利于保持茶饮料中儿茶素等物质的稳定性, 还可防止微生物生长.
杀菌
茶饮料的 pH 在 4.5 以上时, 最好采用高压杀菌. 单一茶类产品采用 121ºC, 3-13 min 或 115ºC, 15min 杀菌处理, 或采用 131ºC, 30s 的高温瞬时杀菌, 均可有效杀灭茶饮料中肉毒梭状芽孢杆菌的芽孢, 达到预期的杀菌效果. PET 瓶或纸包装在灌装前要进行次氯酸钠或过氧化氢的容器杀菌.
包装
豆乳的包装形式多样, 有蒸煮袋, 玻璃瓶, 金属罐等. 无菌包装是目前发展迅速的包装形式. 其优点是豆乳贮藏期厂, 包装材料轻巧, 无需回收, 饮用方便, 其缺点是设备投资大, 操作要求高.
出处: 广州食品药品职业学院公开课
以上是关于饮料生产技术 笔记的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章