第五章 饮料加工工艺,第一节 饮料概述,学习目的和要求,1、了解饮料的发展历史、现状、地位、特点以及发展方向，国内外饮料知名企业及产品概况。 2、掌握饮料的定义及分类。,饮料是 什么？,一、传统“饮料”、软饮料定义、分类,（一）传统“饮料”经加工制作、供人们饮用的食品。 提供必需水分和营养成分，生津止渴、增进健康。按主要成分的区别分为：含酒精饮料(硬饮料）、不含酒精饮料（软饮料）。,1、定义（GB10789-1996）不含乙醇或乙醇含量小于0.5的饮料制品。又称为不含酒精饮料或非酒精饮料。,（二）软饮料的定义与分类,美国、日本、英国、欧盟国家等对“软饮料”有不同的定义和分类方法。,2、分类（GB10789-2007）：11大类,二、饮料（beverage)的定义与分类,（一）定义(GB10789-2007)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0.5%的制品，不包括饮用药品。,1、碳酸饮料类(carbonated beverages),（二）分类,（1）定义：在一定条件下充入二氧化碳气的制品。 成品中二氧化碳气的含量(20时的容积倍数)不低于1.5倍。,（2）分类：果汁型、果味型、可乐型及其他型,韩国大麦味（其他型）,健力宝果汁型,可口可乐果味型,娃哈哈可乐型,2、果汁和蔬菜汁类(fruit and vegetable juices),（1）定义：用水果和（或）蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果实）等为原料，经加工或发酵制成的饮料。,3、蛋白饮料类(protein beverages),定义：以乳或乳制品、或有一定蛋白质含量的植物的果实、种子或种仁等为原料，经加工或发酵制成的饮料。,分类：含乳饮料、植物蛋白饮料、复合蛋白饮料3种类型 。,4、包装饮用水类(drinking water),定义：指密封于容器中可直接饮用的水。,分类：饮用天然矿泉水、 饮用天然泉水、其他天然饮用水、饮用纯净水、饮用矿物质水、其他包装饮用水 6种类型。,5、茶饮料类 (tea beverages),定义：以茶叶的水提取液或其浓缩液、茶粉等为原料，经加工制成的饮料。,分类：茶饮料（茶汤）、茶浓缩液、调味茶饮料、复（混）合茶饮料4种类型。,6、咖啡饮料类(coffee beverages),定义：以咖啡的水提取液或其浓缩液、速溶咖啡粉为原料，经加工制成的饮料。,分类：浓咖啡饮料、咖啡饮料、低咖啡因咖啡饮料3种类型。,7、植物饮料类(botanical beverages),定义：以植物或植物抽提物（水果、蔬菜、茶、咖啡除外）为原料，经加工或发酵制成的饮料。,分类：食用菌饮料、藻类饮料、可可饮料、谷物饮料、其他植物饮料5种类型。,8、风味饮料类(flavored beverages),定义：以食用香精（料）、食糖和（或）甜味剂、酸味剂等作为调整风味主要手段，经加工制成的饮料。,分类：果味饮料、乳味饮料、茶味饮料、咖啡味饮料、其他风味饮料5种类型。,9、特殊用途饮料类 (beverages for special uses),定义：通过调整饮料中营养素的成分和含量，或加入具有特定功能成分的适应某些特殊人群需要的饮料。,分类：运动饮料、营养素饮料、其他特殊用途饮料3种类型。,10、固体饮料类（ powdered beverages),定义：用食品原料、食品添加剂等加工制成粉末状、颗粒状或块状等固态料的供冲调饮用的制品。,举例：果汁粉、豆粉、茶粉、咖啡粉、果味型固体饮料、固态汽水（泡腾片）、姜汁粉。,11、其他饮料类,除上述10种类型以外的饮料,三、饮料的发展现状及发展趋势,（一）世界饮料的发展现状 1、总销售额：2010年超过2100亿美元。 2、强国：美国、日本、德国、法国、巴西、英国、意大利、中国、墨西哥、加拿大等。 3、发展趋势：健康、天然、安全饮料，如纯天然果蔬植物饮料、茶饮料、功能型饮料、花草饮料、矿泉水。,（二）中国饮料的发展现状,1、饮料行业的特点 （1）产品的生命周期短。 （2）产品季节性强，但相对利润率较高。 （3）寡头垄断竞争的格局逐渐形成。 （4）产品品类多元化。 （5）品牌消费集中化：碳酸饮料CR490%，果汁饮料60%，茶饮料75%、瓶装饮用水50% （6）产品竞争转向产业链竞争。,注释：行业集中率是指该行业的相关市场内前N家最大的企业所占市场份额的总和。例如，CR4是指四个最大的企业占有该相关市场份额。同样，五个企业集中率（CR5）、八个企业集中率（CR8）均可以计算出来。,2、成就,（1）产量大，增长速度快2012年预计可实现工业总产值约9000亿元，产量约12000万吨，比上年同期增长了11.2%。2012年中国饮料市场上果蔬汁饮料、茶饮料、植物凉茶饮料、瓶装饮用水、碳酸饮料占据了85%以上的份额。2014年前三季度，中国饮料行业累计产量突破1.2亿万吨，增速高于全球主要饮料生产大国。,（2）质量稳步提高随着QS认证的实施，全国饮料产品质量稳步提升。,（3）品种丰富多彩、包装不断更新、生产设备不断完善。,（4）企业规模化、集团化、名牌化战略逐渐成熟。 国际企业：可口可乐、百事可乐、达能、雀巢、卡夫（固体饮料） 中国企业：加多宝、娃哈哈、乐百氏、统一、顶津、汇源、达利园、露露、养生堂 河南品牌：澳得利、中沃、九头崖、栗子园等,3、存在问题,（1）发展不平衡,（2）食品安全问题,（3）面临国际品牌的巨大压力,（4）技术人才缺乏,（5）部分企业面临资金短缺、产品更新慢、设备陈旧、管理落后等问题。,4、发展趋势,（1）产品品种结构进一步调整总体归纳为：四化、三低、两高、一无。,（2）包装更趋多样化PET材料占据主导地位。,（3）产品质量：更趋稳定,（4）口味：向清淡口味方向发展,（5）饮料企业发展：集中扶植优势企业和名优品牌。打造民族品牌，积极开拓国际市场。,第二节 饮料用水及水处理,学习目的和要求,1、了解天然水源的类型及特点。 2、熟悉水质对饮料品质的影响。 3、掌握饮料用水水质要求的主要指标。 4、掌握饮料用水的主要处理方法、步骤和原理，并能用这些知识指导实践。,一、饮料用水的水质要求 （一）饮料用水的来源,1.地下水井水、泉水、自流井水 等。特点A：含各种可溶性矿物质。含量多少取决于流经地质层中矿物质含量。B：很少含泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄清。,2.地表水,指河水、江水、湖水、水库水、池塘水 等。特点A：矿物质较少。B：常含有黏土、砂、水草、腐殖质、钙镁盐类、其它盐类及细菌等。杂质情况很大差别。近几年，地表水污染严重。,3.自来水,经过适当的水处理工艺，水质达到一定要求并贮存在水塔中。特点A:水质好且稳定，符合生活饮用水标准。B:价格较高。C:某些指标通常不符合饮料用水要求。,（二）水中杂质来源及对饮料品质的影响,天然水源中杂质分类按微粒分散的程度分为三类： 悬浮物、胶体物质、溶解物。,天然水源杂质的分类与特征,、悬浮物（1）特点为粒度大于200 nm的杂质。呈混浊状态，可自行沉降。主要是无机物质，浮游生物及微生物。（2）对饮料的影响导致饮料混浊、异味、变质、影响CO2溶解等。,、胶体杂质,（1）特点粒度大致为1200 nm。具有丁达尔现象；稳定性。多数是无机胶体，还含有高分子有机胶体。（2）对饮料的影响混浊（无机胶体）带色（有机胶体）,、溶解物,粒度1 nm以下，以分子或离子状态存在。主要是溶解气体、溶解盐类和其它有机物。（1）溶解气体氧气、二氧化碳、硫化氢、氯气等。影响饮料风味、色泽，碳酸饮料中CO2溶解量。,（2）溶解盐类,所含溶解无机盐构成水的硬度和碱度。 水的硬度（H表示）指水中钙离子和镁离子盐类的总含量。分为总硬度、暂时硬度和永久硬度。,又称碳酸盐硬度，主要化学成分是钙、镁的酸式碳酸盐，其次是碳酸盐。加热煮沸分解生成碳酸盐可除去。Ca(HCO3)2 CaCO3 +CO2 +H2OMg(HCO3)2 Mg(OH)2 + CO,问题：水垢的主要成分是什么？,暂时硬度,永久硬度,又称非碳酸盐硬度，表示水中钙、镁的氯化物（CaCl2、 MgCl2）、硫酸盐 (CaSO4、MgSO4)、硝酸盐Ca(NO3)2、Mg(NO3)2 等盐类的含量。这些盐类经加热煮沸不会发生沉淀，硬度不变化，故称永久硬度。,总硬度,总硬度为暂时硬度和永久硬度之和。总硬度Ca2+/40.08+Mg2+/24.3 Ca2+ 、Mg2+ 表示水中钙、镁离子含量（mg/L）。单位:mmol/L（通用单位）、德国度（） 、mg/L,mmol/L 2.804德国度50.045 mg/L （以CaCO3表示）,硬度过高对饮料的影响, 与二氧化碳反应，降低碳酸饮料产品酸度，影响风味，缩短贮存期； Fe2+、Mn2+等氧化，引起混浊变色； 设备沉垢； 形成水垢，洗瓶增加耗碱量。,浑浊：一般用于水中有固体或者沉淀，而不清楚，相对应用偏向科学具体，由于沉淀或沉积物而混浊不清 。 混浊：更多用于空气或者社会，相对更抽象一点。, 水的碱度（用A表示）,是能与H+结合的OH-、CO32-和HCO3-的总含量，合称总碱度，用mmol/L表示。天然水中通常不含OH-、CO32-，仅有HCO3-存在。只有在含Na2CO3或K2CO3的碱性水中，才存在有OH-、CO32-离子。,碱度过高对饮料的影响, 与金属结合形成水垢； 产生不良气味； 与有机酸反应，影响饮料糖酸比，因酸度下降，使微生物在饮料中生存； 影响二氧化碳溶解度； 与果蔬汁中某些成分反应，产生沉淀。, 总碱度与总硬度的关系,有三种情况： 天然水中，总碱度与暂时硬度大致相等（即总硬度总碱度）硬度大于碱度，水中有非碳酸盐硬度存在即存在钙、镁离子的氯化物，OH-、CO32-基本上不存在，属于非碱性水； 硬度小于碱度，说明水中存在OH-、CO32-，属于碱性水，水中有负硬度存在；总碱度减去总硬度的量即为负硬度。总碱度等于总硬度时，说明水中只含Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐。,知识链接 水中总碱度与总硬度的测定,水总硬度的测定：配位滴定法，以铬黑T为指示剂，先与金属离子形成配合物，再用EDTA滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色为终点。 水总碱度的测定：酸碱中和滴定法，可以酚酞或甲基橙为指示剂。,（三）饮料用水的水质要求,根据饮料企业生产中水的用途，将饮料用水分为：1、一般用水2、冷却用水3、饮料生产用水：首先要求符合我国“生活饮用水卫生标准（GB 57492006）”，此外对某些指标有更高要求，详见下表或16页表1-1-3.,表1 轻工业部部颁碳酸饮料工艺 用水水质要求,二、饮料用水的处理 水处理实质去除水中固体物质降低硬度和碱度杀死微生物除异味 水处理程序混凝 过滤 软化 消毒,（一）混凝,1.概念在水中加入某些溶解盐类，使水中的细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合成较大颗粒，在水中沉淀下来的过程。所添加的溶解盐类被称为“混凝剂”。,2.混凝的原理,沉降,胶体（带负电）,混凝剂（带正电）,中和电荷，形成絮状物,按结构分为无机和有机混凝剂,（三）混凝剂,常见无机混凝剂,（1）铝盐常见种类：明矾 KAl(SO4)2.12H2O 十二水合硫酸铝钾 、硫酸铝及碱式氯化铝等。特点：价格便宜，易购；比重小，水温低时，絮粒较轻而疏松，处理效果较差。操作要求以明矾为例:a:水的pH（6.57.5）；b:水温（2535）；c:搅拌；d:用量（0.0010.02）。,（2）铁盐 常见种类：三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁特点生成的絮粒沉淀速度较快；处理浊度低、水温较低的废水，效果比较显著。 FeCl3易吸水潮解；铁盐腐蚀性强，对混凝土会腐蚀；残留水中的Fe2+会使处理后的水带色。,(3)其它混凝剂,无机高分子混凝剂聚合氯化铝 (碱式氯化铝，简称PAC)、聚合硫酸铁(碱式硫酸铁)(简写PFS) 有机混凝剂天然高分子混凝剂主要有动物胶、淀粉、甲壳素等；人工合成高分子混凝剂，水处理中常用阴离子型、阳离子型、非离子型3种，如聚丙烯酰胺等。,