饮料工艺学复习思考题.docx
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饮料工艺学复习思考题
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(softdrinks)。
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。
1复习思考题
1.简述水在软饮料生产中的重要性。
2.简述软饮料用水对水质的一般要求。
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。
表1-6饮用水和饮料用水在指标上的差异
指标
饮用水
饮料用水
浊度(度)
<3
<2
色度(度)
<15
<5
总固形物(mg/l)
<1000
<100
总固形物(以CaCO3计)(mg/l)
<450
<500
铁(以Fe计)(mg/l)
<0.3
<0.1
高锰酸钾消耗量(mg/l)
---
<10
总碱度(以CaCO3计)(mg/l)
---
<50
游离氯2(mg/l)
---
<0.1
致病菌
---
不得检出
注:
1.溶解性总固体<1000mg/l
2.在与水接触30min后不低于0.3mg/l,集中式除出水厂应符合上述要求外,管网末梢水不应低于0.05mg/l。
3.什么是水的硬度、碱度,说明水的硬度、碱度对饮料生产的影响。
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。
硬度的分为:
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
硬度的表示方法:
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。
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;CO3-2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-、CO32-、HCO-3的总含量称为水的总碱度。
水中一般不含OH-;CO32-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CO32-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。
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-、CO32-,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-、CO32-,属于非碱性水。
如果Ca2+、Mg2+和OH-、CO32-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。
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。
4.硬水软化的常用方法有那些?
分别说明石灰软化法、离子交换法、反渗透法、电渗析法的软化原理、适用范围和注意事项。
硬水软化的常用方法:
石灰软化法、离子交换法、反渗透法、电渗析法。
(一)石灰软化法是饮料工业中常用的硬水软化法,主要有石灰软化法、石灰—纯碱软化法、石灰—纯碱—磷酸三钠软化法等三种方式。
1、石灰软化法
适用范围:
适用于碳酸盐硬度较高,非碳酸盐硬度较低的水;不要求高度软化的水;作为离子交换法的前处理。
软化原理:
CaO+H2O→Ca(OH)2(生石灰→熟石灰)a
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2Ob
Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→CaCO3↓+H2Oc
Ca(OH)2+Mg(HCO3)2→CaCO3↓+Mg(OH)2↓d
Ca(OH)2+MgCO3→CaCO3↓+Mg(OH)2↓e
Ca(OH)2+NaHCO3→CaCO3↓+Na2CO3+H2Of
反应式a除去了二氧化碳,有利于c、d、e的进行,f是水中碱度大于硬度时才会出现。
石灰软化法除除去碳酸盐硬度外,还可除去部分铁和硅的化合物。
石灰添加量
56DX(Hca+HMg+CO2+0.175)
公式法:
G=—————————————
KX103
式中:
G——石灰消耗量(kg/h);56——CaO的摩尔质量;D——软化水量(t/h);Hca——原水中的钙硬度(mol/L);
HMg——原水中的m镁硬度(mol/L);CO2——原水中游离CO2量;0.175——石灰的过剩量;K——石灰的纯度。
经验法:
每降低一吨水中的暂时硬度10,需加CaO10g,每降低水中CO2浓度1mg/L,需加CaO1.27g。
经石灰软化后,一般可将碳酸盐降至0.2-0.4mmol/L,碱度降至0.4-0.6mmol/L,原水中的铁残留量小于0.1mg/L。
2、石灰纯碱(苏打)软化法
适用范围:
用于总硬度大于总碱度的水,对钠盐含量要求不高的水。
软化原理:
石灰除去碳酸盐硬度,苏打除去非碳酸盐硬度。
反应式见P27。
纯碱(苏打)消耗量
106XD(H永+a)
经验公式:
G=——————————
E
式中:
G——纯碱消耗量(g/h);D——软化水量;106——Na2CO3的摩尔质量;a——纯碱的过剩量(mol/L);E——纯碱的纯度(%)。
石灰—纯碱—磷酸三钠软化法
特点:
此法以石灰—纯碱作为基本软化剂,以少量的磷酸三钠作为辅助软化剂,同时通入蒸汽加热,并加入混凝剂。
方法较新,效果较好。
原理:
用石灰—纯碱除去大部分钙镁离子,残存的钙镁离子则通过与磷酸三钠反应生产磷酸盐沉淀除去,从而使水得到软化。
(二)离子交换法是利用离子交换树脂的离子交换能力,按水处理的需要交换水中的离子,从而使水达到使用要求的方法。
1、离子交换树脂的分类
一般根据离子交换树脂所带的化学功能团的性质进行分类,所带的化学功能团能与水中阳离子交换的叫阳离子交换树脂;能与阴离子交换的叫阴离子交换树脂。
由于树脂上化学功能团的酸碱性强弱程度不同,又可把阳离子交换树脂分为强酸性和弱酸性树脂;把阴离子交换树脂分为强碱性和弱碱性树脂。
见表1-9。
2、离子交换树脂净化水的工作原理
离子交换树脂是一种由有机分子单体聚合而成的,具有三维网络结构的多孔海绵状高分子化合物。
在构成网络的主链上