第五章 花卉饮料加工工艺（二）

2018-04-15 作者： 樊建；赵天瑞

第五章 花卉饮料加工工艺（二）

5.乳化剂的选用原则

根据HLB值选择

软饮料种类多，成分复杂，要求乳化剂具有的特性也各不相同，因此可首先按食品的特性要求，选择具有相应HLB的乳化剂。Www.Pinwenba.Com 吧

相似相溶原则

根据软饮料中主要成分的结构特征，在具体选用乳化剂时可选择与其有类似结构的乳化剂，也可以使用两种或两种以上乳化剂混合使用。

透光度测定法

乳化剂的乳化作用越强，形成的乳状溶液越稳定，其透光度越低。因此在确定某种软饮料最适合的乳化剂及用量时可采用透光度测定法。

增稠剂

是指能够改善食品的物理性状、提高食品黏度或形成凝胶的一类添加剂。增稠剂种类很多，分天然和合成两大类。天然增稠剂多从含多糖类黏质物的植物和海藻类制取，如淀粉、果胶、琼脂、瓜尔豆胶、海藻酸等。也有从含有蛋白质的动物制取，如明胶、酪蛋白等，以及从微生物制取的黄原胶、环状糊精等。合成增稠剂主要有CMC、藻酸丙二醇酯、变性淀粉等。

目前，允许使用于食品中的增稠剂：琼脂、明胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、果胶、卡拉胶、阿拉伯胶、黄原胶、海藻酸丙二醇酯、罗望子多糖胶、羧甲基淀粉钠、淀粉磷酸酯钠、羟丙基淀粉、乙酰化二淀粉磷酸酯、羟丙基二淀粉磷酸酯、磷酸化二淀粉磷酸酯、甲壳素、微晶纤维素、黄蜀葵胶、亚麻籽胶、田菁胶、聚葡萄糖等。

软饮料中常用的增稠剂主要是：琼脂、明胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、果胶、黄原胶、海藻酸丙二醇酯、卡拉胶、环状糊精等。

琼脂：为白色至浅黄色薄膜带状或碎片、颗粒及粉末；不溶解于冷水，但在冷水中可吸水20倍以上而膨润软化；溶解于沸水；使用前应当预先用冷水浸泡10h以上，再稀释、加热、搅拌、溶解。在pH值4~10范围内，其凝胶强度变化不大，但pH值小于4或大于10时，凝胶强度下降；本品耐热性较强，但长时间加热或酸度过高，也会导致凝胶力消失。

明胶：为白色至浅黄色半透明微带光泽的薄片状或颗粒；不溶解于冷水，但在冷水中可吸水5~10倍或以上而膨胀软化；溶解于热水；长时间加热，会引起分解加快，凝固力下降甚至消失。因此，使用时加热温度不宜超过82℃。

羧甲基纤维素钠：为白色或浅黄色纤维性粉末；易分散于水中成为胶体溶液；耐热性较好；本品在pH值7左右时需要适量使用。

海藻酸钠：为白色至黄色纤维状粉末，溶于水而成黏稠状胶体液；黏性在pH值6~9时最稳定，80℃以上时黏度降低。使用时不宜用水直接冲稀，应当在搅拌下缓慢撒入水中，待静置到颗粒湿透时再加热、搅拌至全溶。配制溶液要求用软化水，宜现配现用。

果胶：为白色至黄色的粉末，溶于20倍水中成为乳白色黏稠状胶体液，呈弱酸性，耐热性强，不溶于乙醇等有机溶剂。在酸性条件下比在碱性条件下稳定。使用时不宜用水直接冲，常用8倍以上的砂糖与之充分拌匀后，再用90℃热水搅拌、再搅拌，使之充分溶解，然后再混入到配料中。宜现配现用。高甲氧基果胶在可溶性糖的含量大于60%、pH值2.6~3.4内可形成不可逆性凝胶，凝胶强度随甲氧基含量的增大而增大，凝胶速度随浓度、含糖量、酸度的增大而增大，胶凝温度随冷却温度和pH值的降低而降低；低甲氧基果胶在低钙浓度下软而黏、几乎透明，随着钙浓度的增加，逐渐变硬、变脆、变浊，对糖酸含量及比例要求不严格；凝胶强度在pH值为3和5时最大，pH值为4时最小；温度越低，凝胶强度越大；凝胶临界温度为30℃，故果冻等产品应当贮存在25℃以下。

黄原胶：为浅黄至淡棕色粉末；易溶于水；耐酸碱；其溶液对大多数盐类具有极佳的配伍性和稳定性，添加氯化钠和氯化钾等电解质，可提高其黏度和稳定性，钙、镁等二价盐类也具有相似效应。可赋予饮料爽口感，使不溶解的成分良好地悬浮，防止浑浊果汁的沉淀于分层。

海藻酸丙二醇酯：为白色至浅黄色纤维状粉末或粗粉；溶于水；在pH值2~3时最稳定，pH值＞6.5时则分解；能与明胶反应制成具有渗透性的不溶于水的膜。

GB2760-2011规定，本品可用于乳及乳制品，其最大使用量为3.0g/kg；也可用于淡炼乳和植物蛋白饮料中，其最大使用量为5.0g/kg；还可用于冰激凌、啤酒及麦芽饮料中，其最大使用量分别为1.0g/kg、0.3g/kg和0.3g/kg。

卡拉胶：按照不同结构，卡拉胶可分为7种类型，在食品工业中常用的有κ-卡拉胶、ι-卡拉胶、λ-卡拉胶。本品为白色或浅褐色颗粒或粉末；溶于80℃热水。采用巴氏杀菌时宜选用λ-卡拉胶；生产牛奶凝胶宜选用κ-卡拉胶加ι-卡拉胶。用于可可牛奶的参考量为0.25g/kg；用于牛奶凝胶的参考用量为2~3g/kg；脱脂牛奶中常添加0.2~0.4g/kg；酸牛奶中常使用0.2~0.3g/kg的κ-卡拉胶并添加1~2g/kg的刺槐豆胶。

六、防腐剂与抗氧化剂

1.防腐剂

防腐剂是指对微生物具有杀灭、抑制或阻止生长作用的食品添加剂。

在酸性软饮料中，引起败坏的主要微生物是酵母。这是因为酸性情况下细茵不易繁殖，而霉菌在氧供应不足的情况下，也受到抑制，所以只有酵母易于生存。为防止酵母引起的败坏，果汁饮料有加热杀菌的工序，若同时使用防腐剂，则可在一定程度上降低加热杀菌条件而使制品品质提高。对碳酸饮料，除其本身构成的酸性环境外，也要加防腐剂以保证确能防止酵母及其他微生物可能引起的败坏作用。

我国食品添加剂使用标准中，对苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、二氧化硫等已做了规定。此外，国外尚广泛使用对羟基苯甲酸酯类。

苯甲酸及苯甲酸钠

苯甲酸为白色有光泽的片状或针状结晶；性质稳定；有吸湿性。使用时应当注意以下性质：本品在100℃开始升华，酸性条件下易随水蒸气挥发。因此，应当注意饮料配料时的加料顺序，常常先加热，再加苯甲酸，最后加酸度调节剂。苯甲酸难溶解于常温水，故常常使用苯甲酸钠。苯甲酸杀菌效果最好的pH值2.5~4.0，在此范围内完全抑菌的最小浓度为0.05%~0.1%。

苯甲酸钠为白色颗粒或结晶性粉末；易溶于水；溶于乙醇；pH值3.5时，0.05%的浓度便可完全阻止酵母生长。1g苯甲酸钠相当于0.847g苯甲酸。

山梨酸及山梨酸钾

山梨酸为无色单斜晶体或白色结晶性粉末；耐光、耐热；但长期置于空气中则会氧化变色；水溶液加热可随水蒸气挥发；难溶于水，溶于乙醇等；本品为酸性防腐剂，在pH值8以下防腐作用稳定，pH值越低，抗菌作用越强；对霉菌、酵母和其他耗氧菌有明显的抑制作用。使用时应当注意以下三方面的问题：本品适用于酸性食品；宜在加热结束后添加，以免随水蒸气挥发；难溶于水，应当采用合适的方法使其溶解、分散。

山梨酸钾为无色至浅黄色鳞片状结晶或结晶性粉末；与山梨酸相比，其最大的优点在于它易溶于水，因此被广泛应用。

对羟基苯甲酸酯类

对羟基苯甲酸甲酯钠为白色吸湿性粉末。易溶于水，呈碱性。

对羟基苯甲酸乙酯及其钠盐为无色细小结晶或白色结晶粉末；微溶于水，易溶于乙醇、花生油；防腐力强；在pH值4~8范围内有良好的抗菌效果。其最大优点在于其发挥作用的pH值范围较广。

对羟基苯甲酸丙酯及其钠盐为无色细小结晶或白色结晶性粉末；难溶于水；易溶于乙醇等；防腐力比对羟基苯甲酸乙酯强；在pH值4~8范围内有良好的抗菌效果，其发挥作用的pH值范围较广。

2.抗氧化剂

食品因氧化所引起的变质，已屡见不鲜。加工方法中也相应地采取了一系列对策。如脱氧、充氮、防止金属离子混入起催化作用等等，以减少氧化作用的发生。但微量氧以至溶解氧的完全除去是困难的，为保持加工食品的品质，进一步降低氧化作用引起的变质，在食品加工中通过使用抗氧化剂的方法，以尽可能将氧化作用降低到最低限度。在使用抗氧化剂的同时，往往还要使用金属离子螯合剂，以提高其抗氧化效果。这些金属离子螯合剂隶属于抗氧化剂的增效范畴。

抗氧化剂有油溶及水溶之分，软饮料生产中使用的是水溶性的抗氧化剂，如抗坏血酸、异抗坏血酸、亚硫酸盐类、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等。抗氧化剂的增效剂则主要是使金属离子特别是铁离子和铜离子螯合，不再促进氧化作用的一些成分，如许多有机酸都可具有一定程度的这种作用。

油溶性抗氧化剂包括：叔丁基对羟基茴香醚、2，6-二叔丁基对-甲酚、没食子酸丙酯、叔丁基对苯二酚。

水溶性抗氧化剂包括：抗坏血酸及其盐类、茶多酚、葡萄糖氧化酶、芦丁、儿茶素、迷迭香提取物等天然抗氧化剂。

第三节 饮料用水及水处理

一、饮料用水的水质要求水是饮料生产中占比例最大的成分，是饮料生产中最重要的原料之一，占85%~95%，甚至有的软饮料本身就是水，如瓶装水，因此，水质的好坏，直接影响成品的质量，由于生产所用水源各不相同，如天然水、自来水等，一般都不符合饮料用水要求，须进行各种处理后，方可达到要求，因此，全面了解水的各种性质，对于饮料用水的处理工作具有重要意义。

1.饮料用水的水源分类及其特点

地表水

地表水是指地球表面所存积的天然水，包括江水、河水、湖水、水库水、池塘水和浅井水等。地表水在地面流过，其特点是水量丰富，由于其流经的环境不一样，故其中所含的杂质也不尽相同，含有较多的黏土、沙、水草、腐殖质、钙镁盐类、其他盐类及细菌等，而矿物质较少，这类水的硬度约为1.0~8.0毫克当量／升。地表水水质不稳定，受自然因素影响较大，所含杂质会随地理位置如发源地、上游、下游和季节的变化如雨季、旱季等而发生改变。

应当指出，江河水不一定全部是地表水，其中部分可能是地下水穿过土层或岩层而流至地表。所以江河水除含有泥沙、有机物外，还有多种可溶性盐类，我国江河水的含盐量通常为70~990mg/L。

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。主要包括深井水、泉水和自流井水等。由于经过地层的渗透和过滤而溶入了各种可溶性矿物质，如钙、镁、铁的碳酸氢盐等，地下水一般含盐量为100~5000mg/L。硬度约为2~10mmol/L，有的高达10~25mmol/L，但由于水透过地质层时，形成了一个自然过滤过程，地质层可滤去大部分的悬浮物、水草、藻类、微生物等，所以它很少含有泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄清。

自来水

主要是地表水经过适当的水处理工艺，小的杂质及细菌指标已达到饮用水的标准。其特点是水质好且稳定；水处理设备简单，容易处理，一次性投资小；但水价高，经常性费用大。使用时注意控制Cl-、Fe3+的含量以及碱度、微生物含量。由于饮料厂多数设在城市，多以自来水为水源，故在此也作为水源考虑。

2.饮料用水的水质要求

饮料用水，除应符合我国生活用水卫生标准外。当水样检出总大肠菌群时，应进一步检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群；水样未检出总大肠菌群时不必检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群。b.放射性指标超过指导值，应进行核素分析和评价，判定能否饮用。

二、软饮料用水的处理

水处理目的：除去水中的固体物质；降低硬度和碱度；杀灭微生物；排除所含气体。

水处理的定义：由于软饮料用水要求极为严格，因此必须对不符合软饮料用水要求的水质进行改良，这个过程称为水处理。

水处理的工艺流程：根据水源及水质情况而定，一般有：

若是地表水：地表水→混凝沉淀→过滤→软化→杀菌→处理水

若是地下水：地下水→过滤→软化→杀菌→处理水混凝与过滤

取一杯混浊的水进行观察。首先发现一些粗大颗料迅速沉淀，水逐渐澄清，但在一定时间以后，水就不容易进一步澄清。有时还带有颜色和臭味，此现象是由于细小悬浮物和胶体所致。

要解决此问题，水处理过程中有两种方法：

一种是在水中加入混凝剂，使水中细小悬浮物及胶体物质互相吸附结合成较大的颗粒沉淀出来，此过程称混凝。

另一种方法是将细小悬浮物和胶体物质直接吸附在一些相对较大颗粒表面而除去，即吸附过滤。若两种途径并用时，则过滤过程在混凝过程之后。

1.混凝

理论依据：胶体物质之所以能在水中能保持悬浮或分散不易沉降的稳定，其原因是同一种胶体的颗粒带有相同电性的电荷，彼此间存在着电性斥力，使颗粒之间相互排斥。使得它们不可能互相接近并结合成大的团粒，因而不易沉降。添加混凝剂后，胶体颗粒表面电荷被中和，破坏了胶体稳定性，促使小颗粒变成大颗粒而下降，从而达到澄清的目的。

混凝剂

水处理中常用的混凝剂是铝盐和铁盐：铝盐混凝剂主要有明矾［KAl2］·12H2O或K2SO4·Al23·24H2O，硫酸铝、碱式氯化铝等，铁盐包括硫酸亚铁、硫酸铁及三氯化铁等。

①明矾

硫酸钾铝［KAl2·12H2O］或［K2SO4Al23·24H2O］是一种复盐。在水中Al23发生水解作用生成氢氧化铝胶体。

Al232Al3++3SO2-4

Al3++H2OAl2++H+

Al2++H2OAl+2+H+

Al++H2OAl3↓+H+

氢氧化铝溶解性很小，经聚合，以胶体状态从水中析出，在近乎中性的天然水中，氢氧化铝带正电荷，而天然水中的自然胶体物质大都带负电荷，如此两者发生电性中和作用与吸附。在中和与吸附的共同作用下，水中的胶体微粒逐渐凝聚成大的絮状物沉淀下来，在沉淀过程中，可将其他悬浮物裹带同时下沉。

在使用明矾时要注意以下几点：

水的pH值一般在6.5～7.5。pH值过高或过低都会使氢氧化铝溶解，致使水中铝离子残留量上升。

水温一般要求在25℃～35℃。在一定温度范围内，水温上升，混凝剂溶解速度加快，混凝作用加强，生成的絮凝物量增加，有利于水中的杂质沉淀去除；水温下降，则相反。但当水温高于40℃时，生成的絮凝物细小，不利于沉淀；水温高于50℃时，则根本失去混凝作用。

搅拌，刚加入混凝剂时应快速搅拌，以利于氢氧化铝胶体的形成，并扩散到水中各部位及时同水中的杂质作用。当絮凝物开始形成后，不宜快速搅拌，否则絮凝物被搅散，不利于沉淀。

明矾的加入量一般为0.001％～0.02%。

②硫酸铝