页数:222页文件大小:17.34 MB来源: 软饮料工艺学ppt课件
本课件讲解蛋白饮料,涵盖植物蛋白饮料的分散体系与乳化原理、豆乳生产工艺与配方设计、稳定性的浓度粒度pH电解质温度五因素,以及含乳饮料、发酵乳饮料与酸奶的工艺要点和HACCP质量控制。
第三章蛋白饮料学习目的和要求:通过本章的学习,应掌握植物蛋白饮料和含乳饮料的基本概念与特点、生产原理及关键技术问题、生产工艺,具备开发新产品的能力。
第一节蛋白饮料基本概念一、概念蛋白饮料:是由蛋白质(植物蛋白或动物蛋白)、脂肪(植物油脂或动物油脂)、糖类、食用纤维(水溶性或水不溶性)、淀粉类、维生素类(水溶性或油溶性)、矿物质类等物质组成的营养性饮料。
植物蛋白饮料是以大豆、花生、核桃、山杏仁、绿豆、椰子、芝麻等植物性原料,经磨浆、浸提、过滤、均质等工序,调配制成的蛋白饮品。第二节植物蛋白饮料
油+水→混合油分散→界面能↑→自动降低→最小值→集合。降低表面张力→稳定均匀的乳状液↑存在于油水界面的乳化剂表面自由能取决于表面积和表面张力。
HLB值:亲水亲油平衡值
不同HLB值乳化剂的分散性与用途:下表列出相关数据。
| HLB值 | 在水中的分散性 | HLB值 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| 1~3 | 不溶于水 | 1~3 | 消泡剂 |
| 3~6 | 分散性很差 | 3~8 | W/O型 |
| 6~8 | 极力振荡可形成乳液 | 7~9 | 润湿剂 |
| 8~10 | 稳定性乳液 | 8~16 | O/W型 |
| 10~13 | 半透明至透明溶液 | 13~15 | 洗涤剂 |
| 13 | 溶解,透明溶液 | >15 | 增溶剂 |
常用乳化剂的HLB值:下表列出相关数据。
| 乳化剂名称 | HLB值 |
|---|---|
| 甘油单油酸酯 | 3.4 |
| 单硬脂酸甘油酯 | 3.8 |
| 甘油单月桂酸酯 | 5.2 |
| 乙酰化甘油单硬脂酸酯 | 3.8 |
| 二乙酰化酒石酸甘油酯 | 8.0 |
| 聚乙烯(20)甘油单硬脂酸酯 | 13.1 |
| 山梨醇酐单油酸酯(Span80) | 4.3 |
| 山梨醇酐单硬脂酸酯(Span60) | 4.7 |
| 山梨醇酐单月桂酸酯(Span20) | 8.9 |
注:源文件在「聚乙烯(20)山梨…」处截断,吐温系列数值未完整提取,未作补充,建议对照原课件补录。
式中wi—乳化剂i在混合乳化剂中的质量分数HLBi—乳化剂i的HLB值混合乳化剂的HLB值为:例:乳化剂1:0.2g,HLB=3.8乳化剂2:0.5g,HLB=11乳化剂2:0.3g,HLB=15HLB混=(0.2×3.8+0.5×11+0.3×15)/(0.2+0.5+0.3)=10.76
pH值蛋白质等电点碱性(或中性)提高蛋白质溶解度和提取率pH=8.0~9.0解决方法:电渗析、离子交换、反渗透等。阳离子H+:Ca2+、Mg2+等二价和其他多价阳离子:
二、工艺流程大豆→清洗→脱皮→浸泡→磨浆→浆渣分离→真空脱臭→调制→均质→杀菌→灌装→包装→成品普通豆乳生产工艺流程
大豆→预清理→脱皮→后清理→浸泡→磨碎→分离→脱臭→调制→均质→冷却贮藏→超高温杀菌→包装→成品丹麦奶制品承包公司豆乳生产工艺流程图
大豆→脱皮→酶钝化→磨碎→分离→调制→杀菌脱臭→均质→冷却→包装→成品日本精研舍株式会社豆乳生产工艺流程图
大豆→浸泡→磨碎→酶钝化→分离→调制→澄清→超高温杀菌→包装→成品瑞典阿伐-拉伐有限公司豆乳生产工艺流程
大豆→加热→脱皮→蒸煮→磨碎→均质→调制→超高温杀菌→包装→成品美国伊利诺斯州豆乳生产工艺流程图
提高蛋白质提取率的新技术──超声波萃取法用超声波处理经过热处理的大豆,是高效率萃取蛋白质的方法。用超声波处理8min,可提取残留的蛋白质。
★滤浆工厂化机械滤浆方法主要有卧式离心筛滤浆、平筛滤浆、圆筛滤浆以及挤渣滤浆等。卧式离心筛滤浆是目前比较先进、比较理想和工业生产应用最广泛的滤浆方法。它速度快、噪音低、动力小、分离效果好。1皮带罩2轴承盒3主轴4进料管5分离伞6离心转子7出渣口8出浆口9外套10电机11机座12传动轮
★均质均质──改善口感,提高稳定性。影响因素▲均质压力:压力越高效果
四、豆奶饮料生产的HACCP
式中:G─配方中原料的用量(%)a─成品中蛋白质含量(%)b─原料中蛋白质含量(%)N─原料蛋白质提取率(%)原料用量计算:
示例:已知大豆原料蛋白质含量为40.5%,现有技术大豆蛋白质提取率为70%~80%,考虑生产过程可能有损失,故取70%。设定成品中蛋白质含量为2.0%,脂肪含量为1.0%。以蛋白质含量计算,设配料误差为10%,故实际蛋白质含量应为2.2%。将上述数据代入公式,经计算可得:G=7.76%考虑实际配料方便,大豆用量取8.0%。此时脂肪含量为1.6%,高于设定值。
3.乳化剂确定:
HLB值A值最佳HLB值
组合1←最佳乳化剂组合A值HLB值最佳HLB值组合2组合3组合4组合5
⑶最佳用量确定:最佳用量确定的实验方法同前。一般用量为原料重量的0.5~2.0%。实际用量为0.1%左右。
六、植物蛋白饮料的稳定性问题植物蛋白饮料生产中经常出现分离沉淀问题,大多数厂家都采用添加食品乳化稳定剂的方法,因此纯天然的原料生产出的却不是纯天然的产品。
按照胶体化学理论分析,植物蛋白饮料是一个复杂的分散系。主体由三种互不相溶的液相组成:其分散质为蛋白质和脂肪,分散剂为水,外观呈乳状液态,属热力学不稳定体系。
1、蛋白质浓度对蛋白饮料稳定性影响在植物蛋白饮料乳状液体系中,存在蛋白质、脂肪两种微粒。在一定条件下,蛋白质-蛋白质相互作用,发生絮凝而产生沉淀;而蛋白质-脂类相互作用,有利于乳状液的稳定。这两种相互作用都与蛋白质浓度有一定关系。
蛋白质浓度对范德华引力和静电斥力的影响在胶体溶液中,被分散的胶体粒子受到两种方向相反的力,范德华引力与粒子表面存在双电层而引起的静电斥力。蛋白质-蛋白质相互作用一般发生在蛋白质多肽链间静电斥力受到抑制而范德华引力增大的情况下。
范德华引力的大小与两个因素有关:粒子大小和粒子浓度。其中粒子浓度是主要因素,粒子浓度越大,范德华引力就越大。静电斥力不仅受粒子浓度的影响,也受其他因素的影响。如:离子浓度、绝对温度、双电层厚度、表面张力等。可以认为,蛋白质浓度对范德华引力的影响是重要的。因此,选择较稀的蛋白质浓度,有利于防止蛋白质相互吸引产生絮凝作用。因而,也有利于植物蛋白饮料的稳定。
蛋白质浓度对油/水(O/W)型乳状液的稳定作用当把植物蛋白饮料看作是O/W型乳状液时,脂肪是被分散的粒子,蛋白质是大分子乳化剂。可溶性蛋白质能够扩散并吸附在油水界面上,是决定蛋白质乳化性质的最重要的特征。当固体有足够大的界面的时候,大多数蛋白分子广泛地展开和散布成一单分子层,形成界面。
这种界面膜一旦破裂,将造成脂肪球粒相联结和界面减少,发展到极端情况时,均匀的脂相与均匀的水相之间出现一个流变性质和厚度的变化。由于蛋白质从水溶液中主体相扩散到界面的速度是低的,又由于蛋白质在主体相中的浓度因吸附在油滴上而被降低,因此,必须有一定的蛋白质浓度才能够形成足够厚度和良好流变性质的蛋白质膜。
通常在蛋白质乳化的O/W型体系中,要求界面蛋白质浓度为0.5~20mg/cm3,体系蛋白质浓度在0.5%~5%之间。在理论上适宜的蛋白质浓度可由公式求出,而在实际生产中,计算的结果偏差过大,需经多次选择实验,即可确定蛋白质浓度。
2、粒度对植物蛋白饮料稳定性的影响及高压均质的作用植物蛋白饮料在生产中应尽量经过过滤。但其中含有微量的植物细胞碎片。脂肪球粒和蛋白粒子也较大。在不考虑电荷的影响时,其沉降速度符合斯托克斯定律。v=2gr2(ρ1-ρ2)/9η2式中v-上浮或沉淀的速度g-重力加速度r-油滴半径ρ1-油相密度ρ2-水相密度η2-水相黏度
要使饮料稳定,必须选择沉降速度的最小值。保持植物蛋白饮料纯天然特性时,除加一定比例的白砂糖外,不加任何添加剂,因此介质粘度、介质密度都为定值,无疑只有选择颗粒直径的最小值。采用高压均质是使颗粒直径减小,粒子达到微粒化的一个重要措施。均质的压力和温度是保证均质效果的两个重要工艺参数。选择依据是即要避免蛋白质变性,又要使粒子微粒化。
这两者之间存在对立,也存在统一。据报道:高压均质增加了相界面,提高了蛋白质―脂类相互作用的程度,而蛋白质和脂类的结合又能防止蛋白质的热变性,主要原因是存在着高热容量的基团和水的相对缺乏。因此,高压均质对蛋白饮料的稳定性起到了重要作用。
3、pH对稳定性的影响在蛋白质乳状液中,pH值对其稳定性的影响是极其重要的。从结构上讲,蛋白质分子是由若干氨基酸分子以多肽链形式联接而成的,而每一个氨基酸都有一个独特的侧链,可以分为非极性或疏水性链、极性链、带正电链和带负电侧链,此外,还含有一个羧基、一个氨基,这些可解离基团都能参与酸、碱平衡,即在不同pH值时,呈现酸性或碱性。
尽管两种形式都带有众多的电荷,但是存在一个使发生净电荷为零的pH值即等电点。在水溶液中,大多数离子化基团位于蛋白质的表面。由于某一基团的离子化受附近的离子化基团、疏水基或氢链的影响,因此,蛋白质多肽链中的可解离基团的解离程度会有较大变化。
就是说,溶液的pH值与蛋白质等电点pH值相差越大,蛋白质分子的解离越多,与溶液中的脂类、水分子作用的机会就越大,即在远离蛋白质等电点的pH下,蛋白质和分散剂之间产生最高的相互作用,尤其是水化作用。
当pH值没有远离等电点时,蛋白质同水的作用是很弱的,它们的净电荷可以小到使多肽链能相互靠拢,有的形成聚位体导致蛋白质沉淀。对于种子蛋白质,在碱性(或中性)pH条件下,通过增加蛋白质的净电荷,能提高其溶解度和提取率。实际上受温度、浓度、粒度和纯度等因素的影响,在pH3~5范围内都可产生絮凝沉淀,而且在pH5~6之间,蛋白质溶解度产生突变,
因此,蛋白饮料的最终pH最好控制在7~8之间,浸提液选择碱性缓冲溶液pH控制在9.5左右。pH值的测定方法应选用准确、快捷、方便的方法,可用pH计测定。
4、电解质对稳定性的影响按胶体化学理论分析,该体系中的分散质带有净电荷是保持胶体稳定的主要因素。在pH值对该体系的影响中,实际上是酸碱电解质对蛋白质所带电荷的影响。
在胶体溶液中加入电解质溶液,这样就增加了胶体中离子的总浓度,而给带电荷的胶体粒子创造了吸引带相反电荷离子的有利条件。于是,胶体粒子所带的电荷部分地或全部地被中和,从而失去了保持稳定性的主要因素。电解质的种类和浓度对胶体稳定性有较大影响。
在碱性pH时,种子蛋白带有许多负电荷,此时,溶液中若含有大量阳离子,如Ca2+、Mg2+等二价离子或多价阳离子时,体系的稳定性将降低。尤其是Ca2+的影响更大,因为钙离子通过蛋白质电离的羧基能形成交联蛋白质,而这种蛋白钙通常是难溶的,当加热时还会形成凝胶。
电解质浓度的影响则反映在中性盐的“盐溶效应”和“盐析效应”上。在0.5~1mol/l浓度时,具有“盐析效应”。这是因为大多数水分子能同盐强烈结合,而降低了蛋白质的水化作用,使蛋白质-蛋白质相互作用比蛋白质-水相互作用更为强烈,这将导致蛋白质分子的聚集和沉淀。
因此,在植物蛋白饮品的生产中,应该避免高浓度的中性盐和含有Ca2+、Mg2+等二价金属离子和其他多价离子的存在。因此,采用电渗析、离子交换、反渗透或超滤等方法将阳离子除去,能提高蛋白质的溶解度。
5、温度对稳定性的影响温度对植物蛋白饮料稳定性的影响主要表现在对蛋白质变性作用的影响。低温和高温都可导致这种变性。低温对原料作用较大。冬季贮存原料温度低于0℃以下,将使蛋白变性,这可能和蛋白质的疏水相互作用有关,导致某些基团的解离和重排。
制做产品时蛋白质溶解度降低,将产生凝结沉淀。高温使分子间产生剧烈运动,易于打断稳定蛋白质二三级结构的键,蛋白质的疏水基团暴露,使蛋白质与水分子间的作用减弱,导致溶解度下降。因此,生产中在满足生产工艺要求情况下,应尽量缩短加热时间,增强蛋白质与脂类的相互作用,杀菌后迅速冷却,这些都有利于减小变性程度,从而提高产品的稳定性。
七、植物蛋白饮料稳定性实验有许多不同方法用于试验乳状液稳定性,下面介绍测定乳状液稳定性常用的方法:
1、冷冻后融化试验这是普遍使用的方法,即使乳状液在冰点(约-10℃)和融点(大约在37℃或40℃)循环几次,记录下其迹象。当采用此方法时,制备出的乳状液在24h内进行冷冻和融化试验,试验前让乳状液在室温下保持温度恒定。5~6次冷冻和融化试验可指出乳状液固有稳定性,但并不等于有足够的贮存期。
2、老化检查乳状液稳定性时进行恒定温度贮存试验是必要的。贮存试验一般在低温(~5℃)、高温(40℃)和常温下进行,在高、低温下,界面膜减弱或破坏更容易。室温(0~25℃)试验一般连续2~3年,根据温度每升高10℃后为第一次反应双倍的原理。可在高温下试验,以确定常温贮存稳定性,加果乳状溶在40℃,6个月内是稳定的,则在20℃它可以贮存2年。
3、离心力分离因数:物料所受的离心力与重力之比值。Kc=Rω2/g=V2/R/g=π2Rn2/900g式中Kc-分离因数;R-转鼓半径(m)ω-转鼓回转角速度(rad/s);g-重力加速度(9.8m/s2)V-转鼓回转线速度(m/s)[V=2πRn/60(m/s)]n-转鼓的转速(rpm/min)可利用离心力检查乳状液的稳定性。如果乳状液在超高速离心作用下,以30000-
粒子自然沉降的斯托克斯定律:vzr=2gr2(ρ1-ρ2)/9η2式中v-上浮或沉淀的速度;g-重力加速度r-油滴半径;ρ1-油相密度ρ2-水相密度;η2-水相黏度离心时:vlx=2Kcgr2(ρ1-ρ2)/9η2则有vlx/vzr=Kc设粒子沉降的距离为S,则在自然情况下和离心时离子的运动时间分别为:S=vzrtzrS=vlxtlx∴v
离心机参数对照:下表列出相关数据。
| n(rpm/min) | Kc | tlx(min) | tzr(min/d) |
|---|---|---|---|
| 5000 | 5595 | 10 | 55950/38.9 |
| 10000 | 22380 | 10 | 223800/155.4 |
| 15000 | 50355 | 10 | 503550/349.7 |
| 20000 | 89520 | 10 | 895200/621.7 |
注:源文件末行「895200/6」后数字缺失,此处按表内同一换算关系(895200min÷1440)补齐为621.7天。
4、观察可以用显微镜或眼睛观察乳状液,使用染色法,可以是油溶的或水溶的来帮助测定分散相粒子大小,一般,粒子分布越小,乳状液越稳定。当可以测定粒子大小时,可以通过斯托克斯方程计算出沉降速度,由此可以推算出植物蛋白饮料的保质期。
5、低剪切力速度鉴定在实验室中,使用搅拌器或振动器加速乳状液相的分离,3天后,发现有相分离情况,说明乳状液固有不稳定性。在检查乳状液稳定性时,还应注意检查其特性,如光对乳状液的反射,乳状液成分中化学不容性,乳状液的氧化作用,以及抗微生物稳定性等。
6、物性测定法
生产设备与工艺
其他植物蛋白饮料生产工艺自学。
第三节 含乳饮料种类:下表列出相关数据。
| 种类 | 定义 | 成分规格 |
|---|---|---|
| 含乳饮料 | 以牛乳为主要原料制造的咖啡乳饮料、水果乳饮料、巧克力乳饮料、蛋乳饮料等 | 杂菌数<3000个/ml;大肠菌群阳性 |
| 发酵乳 | 乳或乳制品以乳酸菌或酵母发酵制得的糊状或液状制品 | 无脂乳固形物8%以上;乳酸菌数>1000万/ml;大肠菌群阴性 |
| 乳酸菌饮料 | 将乳或乳制品经乳酸菌发酵后配制成的液状饮料(源文件此行文字被截断) | — |
注:源文件第三行「乳酸菌饮料」的定义与规格文字在转为文本时被截断,建议对照原课件补全。
一、原料乳及乳制品乳是哺乳动物产仔后母腺分泌的,不透明微黄具有香甜味的,包括真溶液,胶体浮液和乳浊液的胶体物质。它的主要成分包括脂肪,蛋白质(主要是酪蛋白),乳糖和灰分,见表3—2。
表3—2 乳的化学成分:下表列出相关数据。
| 乳别 | 总固体含量/% | 脂肪含量/% | 蛋白质含量/% | 酪蛋白含量/% | 乳糖含量/% | 灰分含量/% |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 牛乳 | 12.60 | 3.80 | 3.35 | 2.78 | 4.75 | 0.70 |
| 山羊 | 13.18 | 4.24 | 3.70 | 2.80 | 4.51 | 0.78 |
| 绵羊 | 17.00 | 5.30 | 6.30 | 4.60 | 4.60 | 0.80 |
2.酸度正常的新鲜乳是偏酸性的。我国<<乳,乳制品及其检测方法>>规定酸度试验以滴定酸度为标准,通常以“°T”或乳酸百分率来表示。测定滴定酸度(°T),以酚酞为指示剂,中和100ml乳消耗0.1mol/l氢氧化钠溶液1ml,即为1°T。正常新鲜牛乳的酸度应为16~18°T,若用乳酸百分率表示时,则滴定后可按下列公式计算:
乳酸(%)=正常新鲜乳的乳酸含量为0.15~0.16%。
二、水果乳饮料㈠工艺流程
㈢制造方法首先将稳定剂加热溶解制成2%~3%浓度的的溶液,将砂糖溶于牛乳或脱脂乳中后将稳定剂溶液加入,再添加果汁和有机酸。添加时要使其浓度尽可能低,且边加边进行强力搅拌,添加果汁和有机酸以后再添加香精和色素,按市乳生产进行均质、杀菌、冷却和装瓶。均质操作可以使稳定剂效果充分发挥。
三、咖啡乳饮料㈠概述咖啡饮料是以咖啡豆的提取物制成的饮料。咖啡豆的提取物中含有咖啡因,饮后兴奋神经,刺激胃液分泌,消除疲劳,舒展血管,并有利尿作用。但饮量过多,则会刺激神经,使其过度兴奋而久久不能抑制,并促使胃液分泌过多,影响人体正常消化功能,特别是日久饮用,会形成嗜好。
3.乳乳有鲜乳,全脂乳粉,脱脂乳粉,炼乳,加糖炼乳,奶油等,可单独使用,也可混合使用。选用原料时,应尽可能选用菌数少的原料,同时要注意是否存在D值大的菌。
4.香料、菊苣和焦糖常规饮用的咖啡,大约使用8%左右的焙炒咖啡豆,而牛奶咖啡饮料,在不同品种的规定含量分别为:(1)清凉饮料含咖啡豆1%~2.5%(生豆汁,下同);(2)咖啡饮料含2.5%~5%;(3)咖啡含5%以上。这样,咖啡豆的使用量远比常规饮用的量少,这就使风味不足。为使制品具有足够的风味,就需要用香料,菊苣,焦糖来补充。使用菊苣和焦糖要注意使用量,防止过量而造
㈣咖啡乳饮料工艺流程:
㈤工艺要点1.咖啡汁的提取将咖啡豆或代用品经焙炒粉碎后用水作提取剂进行提取。提取通常在90~100℃的热水中进行,根据应用的目的来控制抽提温度、时间及加水量等,获得所需要的提取液。由于抽提液在较高温度下,时间延长会造成走味现象,所以,对抽提后的抽提液应马上冷却至常温,并进行过滤以除去不溶解的原料,然后进行脱酸处理。
2.糖的溶解可采用碳酸饮料的糖液制备方法,但为了保证成品咖啡饮料的稳定性,必须对糖液中可能引起产酸的嗜热细菌进行灭菌处理,一般采用紫外线杀菌机进行杀菌。3.乳品的调制
4.调配将咖啡提取液、糖液、乳液、香料、稳定剂、pH值调整剂等原料混合在调配缸内,加水调制成所需要的浓度。为了避免咖啡提取液同乳蛋白发生凝结现象,应考虑先在调配缸中加入定量的溶解水,待水温升至60℃时,先加入碳酸氢钠或碳酸氢钠与磷酸二钠的混合液,经搅拌均匀后再进行均质。使用脱酸咖啡汁,无需加碱中和酸度。如果使用的未脱酸
5.装填和杀菌原料调配后经粗滤及均质处理,用板式热交换器加热至85~95℃,迅速密封。因本制品易起泡,故不应装填过满。制品应保持39.9~53.3kPa(300~400mmHg柱)的真空度。为防止耐热性芽孢菌造成的牛奶咖啡饮料败坏,通常要进行中心温度达120℃、20min的杀菌处理。杀菌中的温度管理是十分重要的。要防止温度控制失当导致杀菌不足或杀菌过度
杀菌后一般要冷却至70℃以下再打开杀菌器。成品可以直接供应市场,或再冷至40℃以下供应市场。为了提高制品品质,缓和加热杀菌条件,高桥化研究了一些天然物对耐热芽孢菌的作用。研究发现使用甘氨酸、月桂酸单甘油酯和癸酸单甘酯,可以将杀菌条件缓和为120℃,10min(当10ml饮料中菌数为104~105时),且对风味不会带来大的影响。
㈥咖啡汁的脱酸方法咖啡汁中含有绿原酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、丙酮酸等有机酸,能与乳蛋白形成沉淀。因此应对咖啡汁先进行脱酸处理,才可保证咖啡饮料的稳定性。然而在咖啡汁中加入食用碱,虽可中和咖啡中的酸度,但往往影响咖啡饮料的风味。
咖啡饮料中易引起凝结沉淀的部分是乳液中的蛋白质。在pH值较低的情况下,蛋白质在等电点结絮沉淀。引起咖啡饮料pH值下降的原因除咖啡本身含酸外,糖液中微生物的作用也使含酸量增加。因此,除去咖啡汁中的有机酸,则是保证咖啡饮料稳定性的关键。
实践证明,采用壳聚糖吸附咖啡汁的有机酸,方法简单易行,壳聚糖可以再生循环使用。壳聚糖是以甲壳类动物或节枝类动物的外壳为原料,经过酸碱处理后制得甲壳素,再脱去分子中的乙酰基,转变成壳聚糖。壳聚糖不溶于水易溶于酸性液体,故称可溶性甲壳素,其为无毒白色粉末,是天然高分子聚合物,系直链状的氨基多糖。而咖啡因和其它非酸性物质则不被吸附。
壳聚糖用于果蔬汁脱酸的效果已被公认。因为壳聚糖具较强的吸附作用,采用壳聚糖(或甲壳素)处理咖啡汁饮料,则可防止由于单独处理原糖液因粘度大而造成的工艺上的麻烦。如此既可避免乳蛋白因酸度增大而沉淀,又可避免因加碳酸氢钠对饮料带来的异味。经过焙炒的咖啡使用壳聚糖胶酸,是先将壳聚糖经过55%异丙醇水溶液预处理,烘干即可使用。
用壳聚糖处理咖啡时,将咖啡汁的固形物控制在12%~15%时效果更好。壳聚糖对咖啡汁中酸的吸附处理应考虑接触时间,接触温度以及咖啡汁和壳聚糖的比例。接触时间一般约30min,接触温度60℃,咖啡汁与壳聚糖的接触比例要以咖啡汁的浓度而定,一般采用1:30~50为宜,即1g壳聚糖可对30~50g10%~13%的咖啡汁进行脱酸,脱酸效果可达
如果咖啡汁的浓度增大,则壳聚糖的脱酸能力有所降低。有资料报道,咖啡汁先经过电渗析处理,再采用壳聚糖脱酸,无论焙炒的咖啡汁或生咖啡汁均可较大幅度地提高pH值,制得中性咖啡汁。经过电渗析或壳聚糖处理的咖啡汁,咖啡中的有效成份咖啡因含量不变,因此,咖啡汁的色、香、味不受影响。
壳聚糖同样可用于糖液、果蔬汁及其他液体饮料的脱酸处理。用于脱酸后的壳聚糖,可用异丙醇和1mol/l氢氧化钠的混合溶液再生。再生的方法是将1kg脱酸使用后的壳聚糖悬浮在10kg异丙醇和1mol/l氢氧化钠混合液中(异丙醇:1mol/l氢氧化钠为1:1),于室温下搅拌15min,离心脱水,真空干燥。
四、乳饮料用稳定剂乳中酪蛋白在等电点pH值4.6~5.2时,即会失去同性电荷的斥力而凝集成大分子沉淀。稳定剂保证制品不发生分离沉淀。
(一)藻酸丙二醇酯(PGA)藻酸丙二醇酯能在酸性情况下稳定存在,适合于酸性食品,在水果乳饮料中是最适宜的稳定剂。在酸性情况下,PGA添加量超过电荷中性点时,在PGA-蛋白质结合物上进一步吸附PGA,将蛋白质的负电荷包围起来,使之成为极稳定的胶体分散体系。这样稳定化的乳蛋白即使添加果汁,也不会产生沉淀。使乳蛋白均匀分散所需的PGA量,因溶液
(二)羧甲基纤维素钠(CMC)在酸性条件下,CMC与牛乳蛋白质作用形成稳定的复合体,该复合体形成的pH值因蛋白质的种类而不同。随着CMC的聚合度、酯化度的增加,其分散程度也增大。但当酸量增加时,乳蛋白本身正电荷数量增大,而CMC的溶解度在酸性情况下有所下降。因此要得到稳定的胶体粒子,就必须有高离解度(即高酯度)的CMC。一般来说,使用酯化度高、粘度高的CMC较好。
(三)低甲氧基果胶(LM)低甲氧基果胶当存在钙、镁等二价金属离子时由于它们在果胶的羧基之间形面交联,故可不受pH值影响。
第三节发酵乳饮料一、概述世界各地生产发酵乳的历史悠久,种类繁多,名称各异。随着现代化科学的进步,人们对发酵乳的认识越来越深,人们已发现它在保健和营养上起着重要的作用,是一种极为有益的食品和饮料。目前世界各国都在运用现代化科学技术,生产繁多的发酵乳。
发酵乳中存在的活性乳酸菌在人体健康和预防疾病上具在特殊价值。乳酸菌对人体存在的有害微生物具有抵抗作用。乳酸菌生成的乳酸对许多微生物具有抑菌或杀菌作用,乳酸在肠道内被中和之后仍然存在有许多抗菌性因子,这一点不能忽视。
酸奶中的蛋白质经乳酸发酵后酪蛋白形成微细而软的凝块,蛋白质被显著水解,形成准消化状态,游离氨基酸及肽类含量较普通消毒奶高(因蛋白质大部分已被降解),易于受消化酶的作用。总的游离氨基酸含量:普通牛乳为6%酸奶可达24%酸奶对蛋白质摄入缺欠者、肝硬化患者及恢复期患者有效。
二、种类与概念发酵乳种类繁多,名称各异,概念也可能不太清楚。为了统一认识,这里先作一般介绍。凡以牛乳为原料,用乳酸菌或酵母或两者共用,对乳进行恒温培养发酵所生产的乳统称为发酵乳。发酵乳主要可分为乳酸发酵乳和酒精发酵乳两大类。
㈠乳酸发酵乳(Lacticacidfeimentedmilk)主要使用乳酸菌发酵剂,不用酵母而生产的发酵乳,称为乳酸发酵乳。产品中含乳酸及其他有机酸和微量的芳香成分如丁二酮(联乙酰)等而不含酒精。常见品种有:酸乳(或称酸奶)、发酵酪乳、嗜酸菌乳、双歧杆菌乳等。
㈡酒精发酵乳使用酵母和乳酸菌混合发酵剂制成的发酵乳称为酒精发酵乳。成品中不仅含有乳酸和其他有机酸,还含有酒精和二氧化碳气体。常见品种产品品种有:酸牛乳酒、酸马奶酒等。
㈢乳酸菌饮料以发酵乳为原料,配以柠檬酸、苹果酸等食用有机酸、蔗糖、葡萄糖、果葡糖浆等、少量稳定剂、食用香精及果汁配制而成的液状饮料即是乳酸菌饮料。乳酸菌饮料有浓缩型及稀释型,前者饮用时用水冲调,后者可直接饮用。按照成品中是否添加果汁也可分为酸乳型和果汁型两种。
三、发酵乳用发酵剂各种乳酸菌及酵母菌等纯培养菌种,经过活化并逐级扩大培养之后,添加于乳中而引起乳发酵,这种菌统称为发酵乳用发酵剂。
四、乳酸发酵的类型与反应在发酵乳制品生产中起主要作用的乳酸菌发酵,按其对糖发酵特性的不同可区分为同型发酵和异型发酵。㈠同型发酵凡乳酸菌在发酵过程中能使80%~98%的糖转化成乳酸,仅有极少量其化生成物的发酵称为同型发酵。属于这一类型的常用菌有:
㈡异型发酵某些乳酸菌在发酵过程中,能使大部分糖转化为醇、二氧化碳和醋酸及有限的乳酸的发酵称为异型发酵。属于这一类型的常用菌种有:
五、乳酸发酵的反应㈠乳糖的变化基本反应是按下式进行乳糖酶C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6乳糖葡萄糖半乳糖解糖酶2C6H12O64CH3COCOOH乳酸脱氢酶4CH3COCOOH4CH3COOHCOOH+Q(Q贮存于ATP中)
㈡蛋白质分解一般按下式进行反应:酶蛋白质+H2O多肽(蛋白酶)肽酶多肽+H2O氨基酸(缩氨酸酶)
乳酸菌中蛋白分解活性最高者为长杆状乳酸菌(L.bulgaricus,L.acieophillsu等都属于长杆状乳酸菌),其次为干酪乳杆菌、乳链球菌和乳脂链球菌等。蛋白质分解能力与乳酸生成能力之间有某种相关,乳酸球菌与乳酸杆菌之高酸生成者其蛋白质分解能力也强,故在选择发酵剂菌上是重要的。
㈢脂肪一般是按下式反应进行:脂酶乳脂肪+H2O脂肪酸+甘油有时脂肪酸与甘油更进一步分解生成其他化合物。
㈥乳酸发酵中风味及芳香物质的生成羰基化合物乙醛、丁二酮、3-羟基酮-[2]、丙酮及丁酮等是酸奶等乳酸发酵乳制品中基本的风味成分,其中尤以丁二酮为主体芳香物质。由柠檬酸及乳酸经丙酮酸的中间产物再为乙醛,乙醛经3-羟基丁酮,氧化变为丁二酮;还原则变为2,3-丁二醇。2,3-丁二醇不是风味和芳香物质,故为了尽可能转变为丁二酮,制出强力风味和芳香物质,除与
示例:种子发酵剂纯培养↓200ml母发酵剂纯培养↓100L中间发酵剂↓500L工作发酵剂↓2500L酸奶
3、制备发酵剂的工艺过程牛乳(鲜奶或还原奶)→热处理→冷却→接种→恒温培养→冷却→存贮↑种子发酵剂纯培养
⑵冷却:经热处理之后的乳须及时冷却到适合于菌种的温度,一般以42~43℃为最佳温度。球菌与杆菌之比最佳温度2:142℃1:143℃
⑶接种:每一阶段的接种操作都必须严密防止污染。接种量根据发酵剂菌种活力的不同,约在0.5%~2.5%之间,一般在活力正常情况下接种量可为2%。有时亦可采用2.5%~3%的接种量以缩短恒温培养时间。
⑷恒温培养接种后,乳酸菌即开始繁殖。一般在42~43℃恒温状态下培养,酸度达到100°T(0.990%乳酸)至125°T(1.125%乳酸)时即可。培养时间根据菌的活力约在3~20h间有所差异。一般16h乳酸菌的活菌数达最高点,测酸度达到要求后立即冷却。
⑸冷却培养达到要求的酸度后应立即冷却到10~12℃。如果不马上使用该发酵剂时,必须冷却到5℃,以免活力降低。
⑹存贮如欲存贮一部分发酵剂,须在-23℃温度下冷藏,或用液氮在-160℃温度下保藏。
4、凝固型及搅拌型酸奶的生产凝固型酸奶与搅拌型酸奶的区别:凝固型酸奶系接种发酵后,不经搅拌或均质处理,饮料呈凝固体直接供消费者食用;搅拌型酸奶在接种发酵后须经过充分搅拌或均质处理成为液态酸奶,再经灭菌装瓶供消费者食用。
⑴工艺流程均质→热处理杀菌中间发酵剂↑↓↓标准化冷却母发酵剂↑↓↓原料乳接种←工作发酵剂灌装发酵↓↓发酵冷却↓↓冷却添加果料↓(凝固型)灌装(搅拌型)冷藏
②标准化所谓标准化即是根据产品的质量要求,添加奶粉以提高乳固体含量;添加形成合适的甜酸比和一定的稳定剂以防止乳清过度析出,提高制品的和稠度,使保持较好的形态。此外若生料及其他品种的酸奶可添加果汁、果酱等。
④接种此工序与成品的质量密切相关,接种的温度在38~42℃,因此,杀菌后的乳必须用片式热交换器等设备冷却到此温度。发酵剂的加入量要根据菌种的活力而定。在工作发酵剂加入前必须严格灭菌,加入时要充分搅拌均匀。
⑤发酵将装箱后的产品入发酵室内发酵,温度控制在38~42℃,时间在2.5~3.5h。凝固终点判断:酸度为65~70°T,pH值在4.2~4.5过早酸奶组织柔嫩、风味差晚酸败度过高,乳清析出严重,风味差。
八、冷冻酸奶冷冻酸奶是美国于70年代开发的一种保健型酸奶,是将酸奶经杀菌后添加增香剂及果酱等制成的一种类似冰淇淋的酸奶。日本制订酸奶标准中有的类型允许含有活的乳酸菌,于是冷冻型酸奶就迅速发展起来。
㈠液状酸奶型乳酸菌饮料将杀菌并降温后的脱脂乳或半脱脂乳添加2%~3%的发酵剂,于35~37℃下恒温培养24h左右,然后冷却,再与预先配合好的糖液、酸味剂、稳定剂和香精在强力搅拌下混合,然后均质,必要时加水稀释,装瓶冷藏。
制造工艺:辅料↓发酵乳→配料混合→均质→杀菌→包装→冷却→成品↑冷却←杀菌←糖浆
液状酸奶型配料比:下表列出相关数据。
| 原材料 | 配合比/% |
|---|---|
| 发酵脱脂乳 | 40.00 |
| 蔗糖 | 14.00 |
| 稳定剂 | 0.35 |
| 香料 | 0.05 |
| 色素 | 适量 |
| 水 | 45.60 |
㈡果汁型乳酸菌饮料工艺流程同前。只是在辅料中增加果汁即可。
果汁型乳酸菌饮料配料比:下表列出相关数据。
| 原料 | 配比/% |
|---|---|
| 发酵脱脂乳 | 5.00 |
| 蔗糖 | 11.00 |
| 果汁 | 10.00 |
| 稳定剂 | 0.20(必要时) |
| 柠檬酸 | 0.15 |
| 维生素C | 0.05 |
| 香精 | 适量 |
| 色素 | 适量 |
| 水 | 73.50 |
※酸奶生产中HACCP的建立和应用HACCP是一个确认、分析、控制生产过程各环节中可能发生的生物、化学、物理危害的系统方法,是一种新的质量保证系统,HACCP主要包括HA,即危害分析(HazardAnalysis)以及CCP,即关键控制点(CriticalControlpoint)。通常要从以下几方面分析危害的种类、程度及改进条件、安全措施,如:原材料,加工过程和加工后食品的物理特性与组成变化,
四、讨论采取HACCP体系后,有利于将危害控制在最小,在执行该体系的过程中,要建立健全控制计划表,制定纠正措施计划及验证、文件记录。要保证任何点上的执行情况,都能够反映在计划审核时的文件记录上并可随时被检出,出现问题时有案可查,可以确定问题出现在哪一步,并及时采取有效的纠偏措施,使产品能够无质量缺陷,让企业能够拥有良好的信誉和市场。
※ISO14000认证当前,不少国外生产商在一些场合或产品宣传中总是不厌其烦地向经销商和消费者强调:他们的产品使用的是高质量、无污染的原料,在生产过程中严格遵守清洁、卫生的环境要求,完全达到了国际环境管理标准组织的要求,获得了国际通用的ISO14000认证。与此形成鲜明对照的是,我国的生产企业中只有极个别厂家通过ISO14000国际环境管理体系认证,获
可以预言,今后我国饮料行业将陆续有更多的企业开展ISO14000环境管理标准认证工作,并在此基础上不断提高自身的创新能力和综合管理素质,增强市场竞争力,为企业实现可持续发展奠定坚实的基础。
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