《蛋白饮料》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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。,参考书目,1.邵长富.软饮料工艺学.,中国轻工业出版社. 1997年,2.黄来发.蛋白饮料加工工艺与配方.,中国轻工业出版社.1996年,3.石彦国.大豆制品工艺学.,中国轻工业出版社.1993年,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。,特点：,客观不稳定的分散体系。蛋白质及果肉、纤维素等微粒形成的悬浮液“脂肪水乳化剂”的乳状液以糖类、盐类形成的真溶液质量问题：油层上浮(环斑现象)油水分离絮凝蛋白质部分聚集，可逆凝结蛋白质沉淀，油滴聚集，不可逆,解决方法：适量乳化剂、增稠剂、品质改良剂等，,保持稳定。,二、蛋白饮料分类,植物蛋白饮料,(植物性),蛋白饮料,乳饮料,(动物性),果汁乳饮料,咖啡乳饮料,巧克力乳饮料,蛋奶饮料,(中性),调制乳饮料,乳酸发酵乳:酸奶(凝固型、搅拌型),双歧杆菌酸奶,酒精发酵乳：酸奶酒,乳酸菌饮料：活菌型、杀菌型,发酵乳饮料,(酸性),原汁饮料：纯豆浆,调制饮料：果味豆奶、椰汁、杏仁露,发酵型饮料：酸豆奶,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,一、基本原理,特点：,客观不稳定的分散体系。蛋白质及果肉微粒形成的悬浮液“脂肪水乳化剂”的乳状液以糖类、盐类形成的真溶液,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,值的乳化剂在水中的分散性及主要用途,HLB,值,在水中的分散性,HLB,值,主要用途,13,不溶于水,13,消泡剂,36,分散性很差,38,W/O,型,68,极力振荡可形成乳液,79,润湿剂,810,稳定性乳液,816,O/W,型,1013,半透明至透明溶液,1315,洗涤剂,13,溶解，透明溶液,15,增溶剂,常用乳化剂的,HLB,值,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,聚乙烯(20)山梨醇酐单油酸酯(,Tween80),14.9,聚乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯(,Tween60),15.0,聚乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯(,Tween20),16.9,蔗糖脂肪酸酯,3.016.0,蔗糖甘油脂肪酸酯,3.018.0,大豆磷脂,3.011.0,柠檬酸甘油单酸酯、柠檬酸甘油二酸酯,4.012.0,聚甘油脂肪酸酯,6.015.0,式中,w,i,乳化剂,i,在混合乳化剂中的质量分数,HLB,i,乳化剂,i,的,HLB,值,混合乳化剂的,HLB,值为：,例：乳化剂1: 0.2,g，HLB=3.8,乳化剂2: 0.5,g，HLB=11,乳化剂2: 0.3,g，HLB=15,HLB,混,=(0.23.80.5110.315)/(0.20.50.3) =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=8.09.0,解决方法:电渗析、离子交换、反渗透等。,阳离子,H,+,:,Ca,2+,、Mg,2+,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,浸泡大豆(蛋白体膜松脆) 蛋白质溶出机械破碎 细度粗蛋白质不易溶出细蛋白质易溶出纤维进入豆浆产品粗糙，色泽灰暗。堵塞筛孔，影响滤浆效果，产率降低。实际生产:溶出与分离综合效果，粉碎细度在100120目，颗粒直径为1012,m,磨浆,三、工艺要点,干豆:泡好豆1:2.4,加水方式：,研磨时与进料速度配合定量进水。流水带动大豆在磨内起润滑作用；磨运转时会发热，加水可以起冷却作用，防止大豆蛋白质热变性；可使被磨碎的大豆中的蛋白质溶离出来，形成良好的溶胶体。 一般磨的转速越高，水的流量越大。石磨用水量要比砂轮磨少。磨豆时的加水量，一般为每千克泡好的豆加25千克水。,磨浆设备,石磨 ：大豆组织破碎效果好，蛋白质溶出率高。但生产效率比较低，磨片大而笨重，占地面积大，易磨损，修复困难且费用高。钢磨：大豆组织破坏不彻底，蛋白质溶出率低。结构简单，占地面积小，效率高，维修方便，高速研磨使豆糊升温快，易影响产品质量。砂轮磨：是目前比较理想的磨浆设备。磨碎程度均匀，豆糊温升低，质量好，得率高，有利于浆渣分离。磨的体积小，噪音低，生产能力大，耗电少，使用方便。,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8,min ，,可提取残留的蛋白质。,去除杂色的主要途径,选用接近纯白的大豆原料品种。,用碱类、,二氧化硫,等微量试剂进行漂白。,添加防腐剂、稳定剂防止变质或解决引起白色的变化。,减少生产过程中的污染。,豆乳的豆腥味及苦涩味去除,来源:,大豆生长中形成的豆腥味和苦味成分脂肪酶降解不饱和脂肪酸产生豆腥味磷脂类氧化产生苦味,解决方法:干热处理 大豆脱皮入水前，热空气高温瞬时加热大豆，一般干热处理温度为120200，处理时间为 1030秒。 蒸汽法 大豆脱皮入水前，高温蒸汽高温瞬时加热处理，一般用120200的高温蒸气加热78秒钟。热水浸泡法与热磨法 适用于不脱皮生产工艺。清洗过的大豆用80的水浸泡3060分钟，然后磨碎制浆；浸泡好的大豆沥水后加沸水磨浆，并在 80的条件下保温1015分钟。,热烫法 脱皮大豆迅速投入 80 的水中，保持1030分钟，然后磨碎制浆。一般80以上脱皮豆保温1820分钟，90以上脱皮豆保温1315分钟，沸水保温1012分钟。酸、碱处理法 调整溶液的,pH,值抑制脂肪氧化酶活性。 柠檬酸调节,pH,值3.04.5 ，适合于热浸泡法。 ,Na,2,CO,3,、 NaHCO,3,、Na0H、KOH,等调节,pH,值7.09.0之间。碱可在浸泡、热磨、热烫时加。,加碱的突出效果是对苦涩味的消减明显，而且可以提高蛋白质的溶出率。微生物发酵法香料掩蔽法真空脱臭法,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,单罐煮浆设备1.排气阀 2.排气管 3.排浆供汽管 4.三通 5.煮浆供汽管 6.煮浆罐 7.进浆管 8.电磁阀门 9.注浆器 10.温度计 11.排浆阀门,煮浆,溢流煮浆罐,脱气,：消除,泡沫,对后续操作极为不利 煮浆时易出现假沸现象 脱臭,消泡剂,（1）油脚 （2）油角膏 （3）硅有机树脂 （4）脂肪酸甘油脂,分为蒸馏品(纯度90以上)和未蒸馏品(纯度为4050)。蒸馏品的使用量为1.0，使用时均匀地加在豆糊中，一起加热即可。,脱气装置,1扩散泵 2脱气罐3电控箱 4出浆泵 5真空泵,调制,风味甜、酸、香营养补充维生素无机盐油脂改善口感和色泽,加热杀菌,常压杀菌82,0,C121,0,C,下保温15,min,高温短时间连续杀菌（,UHT）,超高温瞬时杀菌(,HTST),均质,均质改善口感，提高稳定性。影响因素 均质压力：压力越高效果越好，,一般采用1525,MPa,。 ,均质温度：均质温度越高，均质效果越好。7080之间比较适宜。根据均质机性能而定。 ,均质次数： 增加均质次数可提高均质效果。普遍采用的是两次均质。,包装,保温桶4,0,C,瓶塑料袋复合蒸煮袋无菌包装系统,四、豆奶饮料生产的,HACCP,影响豆奶质量的物理化学因素,（1）大豆中残存的霉变粒，杂质等未能清除而对豆奶色泽、稳定性、口感造成影响。（2）浸泡时某些因素如水温浸泡时间、,pH,值控制不当对蛋白质提取率、产品、稳定性、豆奶腥味的影响。（3）酶钝化时温度，,pH,值控制不准对豆奶质量产生不良影响。（4）脱臭工序中，真空度、温度、时间掌握不准致使豆腥味残存或香味损失。（5）豆奶调制中乳化剂，增稠剂，香料等添加量的变化影响成品的稳定性，香味等。（6）均质的压力，温度，次数的不同对成品口感的细腻，乳化效果的影响。（7）杀菌温度，时间掌握不当导致产品褐变，维生素，糖类等营养成分损失。,影响豆奶质量的生物因素,（1）原料中残存霉变粒导致产品污染。（2）黄豆因浸泡时间过长致使微生物大量繁殖污染成品。（3）半成品豆浆调配时间过长，不能及时杀菌导致产酸菌生长，饮料,pH,值下降，蛋白质凝固变性。（4）杀菌温度偏低或时间偏短导致耐热芽孢菌在饮料中残存，存放期间菌又大量繁殖而污染产品。（5）包装容器因消毒不彻底，残留微生物对产品造成危害。（6）无菌灌装环境中残存微生物进入饮料中导致污染。（7）包装材料密封性不好或包装时封口不严导致细菌进入豆奶中造成二次污染。,五、配方设计,.设计依据：原料的蛋白质、脂肪、碳水化合物含量，脂肪酸组成。查阅相关数据自行测定,.基础配方确定：蛋白质、脂肪含量： 根据国家有关标准或行业、地方、企业标准进行确定。 如普通豆奶的主要指标 蛋白质2.0% 脂肪1.0% 如学生豆奶的主要指标 蛋白质2.5% 脂肪2.0%,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。,甜度:一般植物蛋白饮料的甜度可设为610%强化剂:植物蛋白饮料虽然含有较丰富的蛋白质和脂肪，但仍需强化维生素和微量元素。可参照国家有关营养标准进行添加，但要考虑损失量。,3. 乳化剂确定:,80,ml,水2,g,相应纯油脂，分别乳化，定容至100,ml。,组成比例,10:0,8:2,6:4,4:6,2:8,0:10,HLB,值,HLB,1,HLB,2,HLB,3,HLB,4,HLB,5,HLB,6,吸光度,A,1,A,2,A,3,A,4,A,5,A,6,最低,HLB,值乳化剂最高,HLB,值乳化剂,组合,(亲油型) (亲水型),取乳化后的溶液0.5,ml，,定容至100,ml。,取定容后的溶液分别测定吸光度值。,Griffin,提出“乳化某种油所需要的,HLB,值”,HLB,值,A,值,最佳,HLB,值,亲油型乳化剂:,Q,y,1、,Q,y,2,Q,y,m,亲水型乳化剂:,Q,s,1、,Q,s,2,Q,s,n,最佳,HLB,值,正交试验设计法,均匀设计法,混料试验设计法,回归正交试验设计法,响应曲面法,试验方法,最佳乳化剂组合确定:,a.,选择不同,HLB,值的乳化剂，分别按最佳,HLB,值配制复合乳化剂。,b.,定量水中加入2%相应的纯油脂，分别加入不同组合的复合乳化剂进行乳化。,c.,取乳化后的溶液0.5,ml，,用蒸馏水定容至100,mld.,取定容后的溶液分别测定吸光度,A,值。,e.,以,HLB,值系列为横坐标，以吸光度,A,值为纵坐标，作图。,f.,由图中查找吸光度,A,值最大时对应的乳化剂组合，即为最佳乳化剂组合。,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,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0.52.0%。 实际用量为0.1%左右。,.增稠剂确定:增稠剂以黄原胶、羧甲基纤维素(,CMC)、,海藻酸钠等使用最多，用量0.050.1%为宜。生产用量需进行实际探索。可采用复合增稠剂,5.其它成分确定:香精:果味等分散剂:磷酸盐等,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。,影响蛋白饮料稳定的因素主要有浓度、粒度、,pH,值、电解质、温度等。这几因素不是孤立存在的，互相之间有着紧密的联系。受上述因素的影响，饮料中蛋白质会出现集聚、絮凝和凝结几种现象，形成沉淀。脂肪也会聚集上浮，饮料的稳定性由此被破坏。下面分述各因素对饮料稳定性的影响及相应的措施。,、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0.520,mg/cm,3,，,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。,、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,=2gr,2,(,1,-,2,)/9,2,式中,v,上浮或沉淀的速度,g ,重力加速度,r ,油滴半径,1,油相密度,2,水相密度,2,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。,0.,1,m,，,悬浮液(商业乳状液,0.52.5,m),1,m,，,乳白色乳状液,0.11,m,，,蓝白色乳状液,0.0010.10,m，,胶体物质,0.001,m,，,分子或离子状态,无布朗运动,有布朗运动,直径10,m,的分散油滴上浮速度为 2,cm/h,直径 1,m,的分散油滴上浮速度为0.01,cm/h,颗粒大小平均粒径,粒径均匀化,避免大颗粒!,纳米食品乳状液,根据斯托克斯方程，液滴上浮或下降的速度正比于两相的密度差。 若密度差为零，则乳状液不发生上浮或下降。,密度调整剂：,油相,乙酸异丁酸蔗糖酯(简称糖酯),松香酸甘油酯(酯胶),、,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,pH35,范围内都可产生絮凝沉淀，而且在,pH56,之间，蛋白质溶解度产生突变，生产中控制不好即发生沉淀。,因此，蛋白饮料的最终,pH,最好控制在78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。,、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,Ca,2+,、Mg,2+,等二价离子或多价阳离子时，体系的稳定性将降低。尤其是,Ca,2+,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0.51,mol/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,Ca,2+,、Mg,2+,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。,、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24,h,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。56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(025)试验一般连续23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,=R,2,/g=V,2,/R/g= ,2,Rn,2,/900g,式中,Kc,分离因数;,R,转鼓半径(,m) ,转鼓回转角速度(,rad,/s); g ,重力加速度(9.8,m/s,2,) V,转鼓回转线速度(,m/s),V=2,Rn,/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30000-40000,rpm/min,速度旋转10,min,而不分层，它将是很稳定的。,粒子自然沉降的斯托克斯定律：,v,zr,=2gr,2,(,1,-,2,)/9,2,式中,v ,上浮或沉淀的速度；,g ,重力加速度,r ,油滴半径；,1,油相密度,2,水相密度；,2,水相黏度离心时：,v,lx,=2Kcgr,2,(,1,-,2,)/9,2,则有,v,lx,/,v,zr,=,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 =,v,zr,t,zr,S =,v,lx,t,lx,v,zr,t,zr,=,v,lx,t,lx,t,zr,=,v,lx,t,lx,/,v,zr,=,Kc,t,lx,=,(,2,Rn,2,/900g ),t,lx,若一台离心机的,R=0.2m，,则不同转数下的对应参数为：,n(rpm/min),Kc t,lx,(min),t,zr,(min/,d,) 5000 5595 10 55950/,38.9,10000 22380 10 223800/,155.4,15000 50355 10 503550/,349.7,20000 89520 10 895200/,621.7,30000 201420 10 2014200/,1398.8,若设计一种可以储存2年的蛋白饮料(乳化稳定性)，采用,R=0.2m，30000 rpm/min,的离心机进行测定，达到分层的时间为：,t,lx,=,t,zr,/,Kc,=,5.22,min,若需要1,min,完成测定，应采用的离心机转数为,68535,rpm/min。,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,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,1000,万,/,ml,大肠菌群阴性,乳酸菌饮料,将乳或乳制经乳酸菌或酵母以酵后所得的糊状或液状制品作为主要原料而加水稀释的饮料,无脂乳固形物,3.0%,以上,(,乳制品,),无脂固形物,3.0%,以下,(,非乳制品,),乳酸菌数,:,乳制品,1000,万,/,ml,非乳制品,100,万,/,ml,大肠菌群阴性,乳饮料的分类,1.咖啡乳饮料：以乳,(,全乳,、,脱脂乳,、,全脂或脱脂乳粉等还原乳,),，,糖类,，,咖啡为主,，,另加香料等制成。咖啡不使用带强酸者,多选用苦味类型,按对制品,0.6%2.5%,的量比配合,。,2.,水果乳饮料：以乳,(,主要是脱脂乳粉,),，,糖,，,果汁,(,加入量,5%),，,酸味剂,，,稳定剂,，,香精,，,色素等制成,。,3.,酸乳,：,可分为软质酸乳(搅拌型酸乳),、,硬质酸乳(凝固型酸乳)，调味和无味酸乳,。,4.,乳酸菌饮料,：,可分为活菌型和杀菌型,。,5.,非乳制品乳酸菌饮料：可分为两种类型,:,一为将活菌类型乳酸菌饮料稀释,;,另一为将果汁杀菌冷却后进行乳酸发酵,。,我国的几种主要乳饮料,：,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,32,。,表,32,乳的化学成分,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,/%,乳中,12.60,3.80,3.35,2.78,4.75,0.7,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,乳的性质包括物理性质和,化学性质,，,物理性质主要包括下列几点,:,1.,乳的相对密度,乳的相对密度以,15,为标准,平均,d=1.032,。,乳的相对与乳中乳固体的含量有关,可以通过巴布科克公式来计算,：,T=1.2F+0.25L+C,式中,:,T,乳固体,%,F,脂肪,%,L,牛乳密度计的读数,C,校正数,通常取,0.14,2.,酸度,正常的新鲜乳是偏酸性的,。,我国,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,100,ml,乳消耗,0.1,mol/l,氢氧化钠溶液,1,ml,，,即为,1,T,。,正常新鲜牛乳的酸度应为,1618,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、水果乳饮料工艺流程, 工艺原理,乳蛋白的等电点为,pH4.65.2,果汁酸味剂降低乳的,pH,到4.54.8乳蛋白凝集沉淀,解决问题：乳蛋白凝集沉淀,解决方法： 均质：沉淀颗粒减小到1,m ,稳定：加入稳定剂,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,。,水果乳饮料配方例,:,果汁 1,0,kg,牛乳,20,kg,脱脂乳,40,kg,砂糖,11,kg,柠檬酸,0.2,kg,耐酸性,CMC 0.3kg,着色剂,0.001,kg,香精,0.1,kg,加水至,100,kg,三,、,咖啡乳饮料,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,。,原料与配方,咖啡乳饮料的原料有咖啡,、,糖,、,乳,、,豆乳,、,稳定剂,、,香料等,。,1.,咖啡,咖啡豆需经焙烤炒制,，,粉碎提取,，如有可能，可以,浓缩干燥,，使用干粉。,2.,糖,咖啡中常使用的糖有砂糖,，,葡萄糖等,。,但与砂糖相比,，,葡萄糖,，,果葡糖浆用于咖啡乳饮料生产时,往往因在杀菌,、,储存时,pH,值下降而不如砂糖,。,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,，,防止过量而造成加热杀菌时由于其自身分解而生成过量的酸,。,5.,其他原料,以下所列的几种原料对应其所列目的加以使用,：,(1).,碳酸氢钠,、,磷酸氢二钠,:,调整,pH,值,。,(2),焦糖,:,着色剂,。,(3),食盐,、,植物油,:,改善风味,。,(4),蔗糖酯,:,防止生成豆腐状凝集物,;,防止硫化腐败菌引起的败坏,;,乳化,。,(5),食品用硅酮树脂制剂,:,消泡,。,(6),羧甲基纤维素,、,藻酸钠,:,稳定剂。,确定牛奶咖啡配方,：,确定生产种类,(,加咖啡的清凉饮料,、,咖啡饮料,、,咖啡乳饮料)确定甜度,咖啡添加量,乳原料的种类及添加量使用的容器, 咖啡乳饮料工艺流程,:,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,90100,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,。,如果使用的未脱酸咖啡汁,，,则应加入碳酸氢钠来调酸度,，,以使,pH,值达,6.57,为宜,，,否则将会引起蛋白质沉淀,。,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,8595,迅速密封,。,因本制品易起泡,故不应装填过满,。,制品应保持,39.953.3,kPa(300400mmHg,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,、,20,min,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引起品质恶化,。,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,120,10,min (,当,10,ml,饮料中菌数为,10,4,10,5,时,),，,且对风味不会带来大的影响,。,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,30,min,，,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,1:3050,为宜,，,即,1,g,壳聚糖可对,3050,g10%13%,的咖啡汁进行脱酸,，,脱酸效果可达,80%,以上,。,处理后的咖啡,pH,值可上升,11.3,单位,。,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,。,壳聚糖对咖啡汁脱酸的方法,，,是将壳聚糖混在咖啡汁中,，,经充分搅拌,，,壳聚糖均匀地悬浮于其中,，,约,30,min,后离心过滤可得脱酸咖啡汁,。,也可将壳聚糖装入吸附柱中,，,咖啡汁经由装填壳聚糖的吸附柱中通过,，,吸附咖啡汁中的酸,，,在吸附柱下端收集脱酸咖啡汁,。,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,1,mol/l,氢氧化钠的混合溶液再生,。,再生的方法是将,1,kg,脱酸使用后的壳聚糖悬浮在,10,kg,异丙醇和,1,mol/l,氢氧化钠混合液中,(,异丙醇,:1,mol/l,氢氧化钠为,1:1),，,于室温下搅拌,15,min,，,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,pH,值,乳蛋白量,乳蛋白性质而不同,。,使用量不足,则不能中和蛋白质电荷,给人们糊状物的感觉,。,在经济上合理的前提下,以增大添加量为更安全,。,(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。,乳酸发酵饮料中乳酸的作用:可增进制品的保藏性使制品具有温和的酸味和爽快的风味可抑制有害微生物可使乳蛋白形成微细而软的絮凝物， 提高消化性可加快食物从胃传送入肠道的速度可提高对钙、磷、铁的利用性可促进胃液的分泌。,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 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。,乳酸发酵乳 （,Lactic acid feimented milk,）,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。,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。,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。,常用的乳酸菌有下列几种：,链球菌属（,streptococcus,）。,明串珠菌属,(,Leuconostoc),。,乳杆菌属,(,Lactobacillus),。,常用的酵母有：,酵母属,(,Saccharornyees),高加索乳酒酵母,(,Sacchkefis),。,圆酵母属,(,Torula),的乳脂圆酵母,(,Torulacremoris),。,假性酵母属,(,Candida),的热带假性酵母,(,Candpseudoropicalis),等。,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。,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：,1,、,链球菌属及其亚属（,streptococcus Roserkach,）,乳链球菌,Str laaactis (Lister) Lochuis,乳脂链球菌,(,Str cumoris Drla,Jensen),嗜热链球菌（,Str thermophi,lus Orla,Jerosen,）,丁二酮乳链球菌,(,Str diacet,ilactis),2,、,乳杆菌属,(,Lctobacillus Beijerirck),干酪乳杆菌,L.easei,(OrlaaJrnscn)Bergey,保加利亚乳杆菌,L.bulgaricus,(orla,Jensen) Bergey,嗜酸乳杆菌,L.aeidophilus,(Moro)Bergey,植物乳杆菌,L.plantaruor,(orla,Jensen) Bergey,瑞士乳杆菌,L.helveticus,(Orla,Jersen) Bergey,乳酸乳杆菌,l.lactis,(Orla,Jjersen) Holland,3,、,链杆菌属及其亚属（,Streptobac,terium,）,4,、,热细菌属（,Thermobacteriulr,）,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：,1,、,乳杆菌属,(,Lactobaacilcus,Beijerinck),异型乳酸杆,Betaabacterium,(Orla,Jensen)2,、,明串珠菌属,Leucomostoc,(Vam Teighem),噬柠檬酸明串珠属,(,L