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软饮料工艺学 食品科学系 蒲 彪,绪 论 一、软饮料的概念与分类 （一）饮料的定义 饮料—是经过加工制作，供人饮用的食品,以提供人们生活必需的水分和营养成分，达到生津止渴和增进身体健康为目的 （二）饮料的功能 1、消暑解渴 2、醒神兴奋 3、味感需要 4、补充营养 5、保健疗效,（三）饮料的分类 由于消费习惯、生产工艺、包装形式各异，从而导致分类方法各异，至今尚无世界统一的分类标准主要有两种分类方法： 1、按是否含酒精分为两类： 含酒精饮料（硬饮料）：包括啤酒、果露酒、葡萄酒、黄酒、蒸馏酒等 不含酒精饮料（软饮料）：并非完全不含酒精，如香精的溶剂、发酵饮料等均可能含有微量酒精2、按产品组织形态分为三类： 固体饮料：是指水分含量在5%以下，具有一定形状，经冲溶后才能饮用的饮料 共态饮料：是指那些既可是固态，又可是液态，在形态上处于过渡状态的饮料 液态饮料：是指那些固形物含量为5%--8%（浓缩者达30%--50%），无一定形状，容易流动的饮料四）软饮料的分类 何为软饮料，国际上无明确规定，一般认为不含酒精的饮料即为软饮料（soft drinks）但各国规定差异较大 美国 软饮料法规规定为：软饮料是指人工配制的，酒精（用作香精等配料的溶剂）含量不超过0.5%的饮料。

但不包括果汁、纯蔬菜汁、乳制品、大豆乳制品、茶叶、咖啡、可可等以植物性原料为基础的饮料 日本 没有软饮料的概念，称为清凉饮料包括：碳酸饮料、水果饮料、固体饮料，与美国法规差异最大的是将天然果汁列入软饮料，但又不包括天然蔬菜汁英国 法规定义为“任何供人类饮用而出售的需要稀释或不需要稀释的液体产品”包括：各种果汁饮料、汽水（苏打水、奎宁汽水、甜化汽水）、姜啤以及加药或植物的饮料；不包括水、天然矿泉水（包括强化矿物质的）、果汁（包括加糖和不加糖的、浓缩的）、乳及乳制品、茶、咖啡、可可或巧克力、蛋制品、粮食制品（包括加麦芽汁含酒精的，但不能醉人的除外）、肉类、酵母或蔬菜等制品（包括番茄汁）、汤料、能醉人的饮料以及除苏打水外的任何不甜的饮料 欧盟其它国家的定义与英国基本相似 中国 GB10789-1996规定：软饮料是指不含乙醇或乙醇含量小于0.5%的饮料制品又称不含酒精饮料或非酒精饮料根据BG10789-1996，按照原辅料或产品形式的不同，将软饮料分为以下十类 1、碳酸饮料类 2、果汁（浆）及果汁饮料类 3、蔬菜汁饮料类 4、含乳饮料类 5、植物蛋白饮料类 6、瓶装饮用水类 7、茶饮料类 8、固体饮料类 9、特殊用途饮料类 10、其他饮料类,二、我国软饮料工业的现状与发展前景 （一）经济地位和现状 1、我国软饮料行业改革开放以来取得的成就 （1）产量大幅度增长 （2）质量稳步提高 （3）品种丰富多彩、包装不断更新、设备日益完善 （4）生产规模化、企业集团化、产品名牌化初见成效 （5）管理水平逐步提高，各类标准逐渐完善,2、我国软饮料工业发展中存在的主要问题 （1）发展的总体起点不高，企业规模普遍较小，专业化程度低，技术装备落后，产品质量低，经济效益差。

（2）品种仍嫌单调，结构不合理，假冒伪劣现象严重 （3）国家投入偏少，企业包袱沉重，资金短缺 （4）以可口可乐、百事可乐为代表的外资企业的严重冲击 （5）布局不合理，发展不平衡 （6）专业技术人才缺乏，企业研发能力弱 （二）我国软饮料行业的发展前景 1、发展前景 我国软饮料的生产消费与发达国家比较，存在较大差距，目前我国年人均消费量约10kg，仅为世界平均水平的1/4，美国的1/30，因而发展前景诱人更不说还可开拓国际市场2、发展方向与战略目标 当今世界对食品和饮料的总体要求，可以归纳为： “四化” —多样化、简便化、保健化、实用化 “三低”—低脂肪、低胆固醇、低糖 “二高”—高蛋白、高膳食纤维 “一无”—无添加剂(防腐剂、香精、色素等)面对我国已加入WTO，全球经济一体化的现状，我们应充分利用和发展我国可利用的丰富资源优势，遵循天然、营养、同归自然的发展方向，适应消费者对饮料多口味的需要，积极发展果蔬汁、植物蛋白饮料、饮用天然矿泉水、乳、茶等天然饮料，并继续改进饮料包装，大力推广饮料主剂“集中生产，分散罐装”的产业政策以名优产品为龙头，形成主剂生产厂与灌装厂专业化协作重点扶持名优产品，发展适销对路产品，打造我国饮料的民族品牌，积极开拓国际市场。

三、软饮料工艺学的主要研究内容 软饮料工艺学是食品工艺学的一个分支，是一门应用学科是根据技术上先进、经济上合理的原则，研究软饮料生产中的原材料、半成品和成品的加工过程和工艺方法的一门学科 软饮料工艺学不是一门简单的技艺学问，它需要生物学、化学、物理学、数学、食品微生物学、食品工程原理、食品机械与设备等诸多学科相关知识的融会贯通和灵活应用要求学生素质和能力的综合体现推荐参考书目 1、邵长富、赵晋府主编《软饮料工艺学》，轻工出版社 2、吴永娴、蒋和体编著《软饮料工艺学》，成都科大出版社 3、田呈瑞、张富新主编《软饮料工艺学》，陕西科技出版社 4、阎进福编，《饮料学》，经济日报出版社 5、杨桂馥 、罗 瑜编著《现代饮料生产技术》，天津科技出版社,第一章 软饮料用水及水处理 【教学目标】 1.了解水质对软饮料品质的影响 2.熟悉软饮料用水对水质的基本要求 3.掌握水处理的基本原理和常用方法,第一节 软饮料用水的水质要求 一、水源的分类及特点 （一）地表水 是指地球表层表面所存积的天然水，包括江、河、湖、池、库等所存在的水其特点为： 1、矿物质含量少； 2、硬度低，一般为1.0-8.0mmol/L； 3、常含泥沙、水草、腐植质、钙镁盐、微生物等杂质。

二）地下水 经过地层的渗透、过滤，进入地层并存积在地层中的天然水其特点为： 1、矿物质含量多，含盐量高，一般达100-500mg/L； 2、硬度大，一般为2-10mmol/L，甚至达10-25mmol/L ； 3、泥沙、腐植质、钙镁盐、微生物等杂质含量少，水质较澄清 （三）自来水 已经过水处理，达到饮用水标准，饮料厂水处理较简单，但水价较高，小型工厂多采用二、水中的杂质及对饮料生产的影响 （一）天然水中杂质的特征 天然水中的杂质按其微粒分散程度可分为三类：悬浮物、胶体和溶解物 1、悬浮物 是指粒径大于200nm的微粒，其特征为： （1）使水质混浊，静置后自行沉降； （2）主要成分是泥沙等无机物、悬浮生物和微生物； （3）造成饮料沉淀，影响CO2溶解，影响风味，甚至导致产品变质2、胶体 粒径大小在1-200nm的微粒，其特征为： （1）具有光束通过被散射而成混浊的丁达尔现象； （2）具胶体稳定性，粒子间带相同电荷互相排斥而不能自行沉降； （3）多数是无机胶体（如硅酸胶体和粘土），由许多离子和分子聚集而成，是造成水混浊的主要原因少数是有机胶体（如蛋白质、腐殖质等），是造成水带色的主要原因 3、溶解物 粒径在1nm以下，以分子或离子状态存在于水中的微粒。

（1）溶解性盐类：其在水中的总含量称为“矿化度”或“盐度” （2）溶解性气体：可能影响饮料的风味和色泽二）水中杂质对饮料生产的影响 1、水的硬度 是指水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力硬度的大小由水中所含的Ca2+、Mg2+的多少决定 （1）硬度的分类 分为：总硬度、暂时硬度和永久硬度 暂时硬度（碳酸盐硬度），主要是水中的Ca（HCO3）2、Mg （HCO3）2和MgCO3等盐类，经加热大部分可变成溶解度很小的碳酸盐或氢氧化物沉淀而除去 永久硬度（非碳酸盐硬度）是指水中的非碳酸盐如CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4造成的硬度加热煮沸不能沉淀 总硬度=暂时硬度+永久硬度，计算公式如下： [Ca2+] [Mg2+] 总硬度=————+————（mmol/L） 40.08 24.3,（2）硬度的表示方法 ① 德国度（0d）：1L水中含有相当于10mg的CaO，定义为1德国度（10d）我国的表示方法与德国同 ② 美国度（mg/L）： 1L水中含有相当于1mg的CaCO3，称为1美国度（mg/L） ③ 法国度（0f）： 1L水中含有相当于10mg的CaCO3 ，称为1法国度（0f）。

④ 英国度（0e）： 1L水中含有相当于14.28mg的CaCO3 ，称为1英国度（0e） ⑤ 通用硬度（mmol/L）： 1L水中含有相当于1 mmol（100.08mg）的CaCO3 ，称为1通用硬度（mmol/L） 换算关系：1通用硬度=2.804德国度=50.045美国度,2、水的碱度 水的碱度是指水中能与H+结合的物质的总量主要由NaOH、Ca（OH）2、NH3、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐、磷酸盐等构成在水中以OH-、CO32-、HCO3-、PO43-等离子形式存在，单位以mmol/L表示其中： OH-的含量称为氢氧化物碱度； CO2-3的含量称为碳酸盐碱度； HCO-3的含量称为碳酸氢盐（重碳酸盐）碱度水中OH-、CO2-3、HCO-3的总含量称为水的总碱度水中一般不含OH-； CO2-3的含量也较低，只有在有碳酸钠、碳酸钾存在而使 水呈碱性时，才有CO2-3的存在；此外， OH-和HCO-3不能同时存在，因为二者将结合成碳酸盐和水所以天然水中一般只有碳酸氢盐（重碳酸盐）碱度3、水的硬度与碱度的关系 总硬度=暂时硬度+永久硬度，总碱度通常与暂时硬度相符 （1）总碱度大于总硬度时，说明水中存在OH-、CO2-3， 属于碱性水； （2）总碱度小于总硬度时，说明水中存在Ca2+、Mg2+的氯化物，基本上不存在OH-、CO2-3，属于非碱性水。

如果Ca2+、Mg2+和OH-、CO2-3同时存在，则会发生沉淀 （3）总碱度等于总硬度时，说明水中只含有Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐4、水的硬度与碱度对软饮料生产的影响 （1）硬度的影响：钙镁离子与有机酸反应产生沉淀，影响产品感官；非碳酸盐硬度过高时，使饮料出现盐味；在加工容器、管道、锅炉内形成水垢 （2）碱度的影响：与金属离子反应形成水垢，并产生不良气味；和有机酸反应，改变饮料的糖酸比与风味；影响碳酸饮料的二氧化碳溶解量；使饮料酸度下降，造成微生物感染；生产果汁型碳酸饮料时，与果汁的某些成分发生反应，产生沉淀三、软饮料用水的水质要求 水是软饮料生产最主要的原料，占80%-95%，水是质量好坏直接影响产品质量，因此，保证软饮料用水的质量极为重要软饮料用水除符合GB5749-85 生活饮用水卫生标准（表1-5）外，还应强调如下指标，见表1-6第二节 软饮料用水的水处理 如前所述，从表1-1可见软饮料用水要求极为严格，对不符合要求的水，必须进行水处理，以改良品质，达到要求在进行水处理前，首先要对水质进行全面分析，了解水中杂质的种类、状态，并确定用水量，从而合理选用水处理的工艺、设备水处理的工艺步骤一般为： 一、混凝沉淀 混凝——是指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而成较大颗粒，从水中沉淀下来的过程。

这些溶解盐类称为混凝剂 机理：一方面混凝剂溶解于水后，带与悬浮物或胶体微粒等杂质相反的电荷，能中和其电性；另一方面是吸附作用 （一）混凝剂 铝盐：如明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等 铁盐：如硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁等二）助凝剂 助凝剂是指为了提高混凝效果，加速沉淀，在混凝沉淀时加入的辅助试剂它本身不起混凝作用，仅帮助絮凝的形成 常用的助凝剂有：活性硅胶、海藻酸钠、CMC、粘土、聚丙烯酰胺（PMA）、聚丙烯等以及用来调节pH的石灰、碳酸钠、氢氧化钠等 （三）混凝条件的确定 在确定混凝条件时，应先作小试，并主要考虑以下因素： （1）原水的状况，包括水温、 pH值及其他理化性质； （2）混凝剂的性质及添加量； （3）助凝剂的性质及添加量； （4）混凝沉淀的设备、装置状况； （5）混凝沉淀的工艺操作二、水的过滤 （一）过滤的原理 原水通过多孔介质及由介质组成的具有空隙结构的滤层时，水中的一些悬浮物、胶体等杂质被截留在空隙中或介质表面，使水得到净化，这一过程称为水的过滤水的过滤是一系列不同过程的综合，包括阻力截留、重力沉降和接触吸附 1、阻力截留 当原水自上而下通过过滤介质（滤料）时，直径较大的悬浮杂质首先被截留在过滤介质的空隙之间，使过滤介质表层的空隙越来越小，从而截留更多的杂质，并在滤层表面逐渐形成一层由截留颗粒组成的新的滤层，该滤层同样起到过滤作用。

阻力截留作用发生在滤料的表层。