饮料工艺学实验.doc

饮料工艺学

实验指导书

生物与食品工程学院

食品工程系

实验一 纯净水的制作实验
一、实验目的
1.通过实验加深理解纯净水的生产过程、制作方法及原理。
2.对实验过程及其操作条件的变化引起各种仪表的变化有详细记录，最后写出实验报告，并对数据进行分析，给出实验结果。
二、设备和用具
小型反渗透水处理系统，包括：砂滤器，活性炭过滤器、树脂软化器、臭氧灭菌系统、精密过滤器、RO反渗透、灌装机、贮水罐、纯净水贮水罐、RO膜、纯水泵、多路阀、树脂桶、紫外线灭菌灯、压力控制器、电导仪、液位传感器、药剂、纯净水桶。
三、实验原理
反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透的孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。
四、工艺流程（单级反渗透）
饮用水→贮水罐→纯水泵→砂滤→活性炭吸附→保安过滤器→反渗透→臭氧杀菌或紫外线杀菌→灌装→密封→检验→贴标→成品
五、操作要点
1.打开水源阀门，启动原水泵。
2.按下运行开关，启动整个反渗透系统。
3.按要求逐渐调节高压阀（工作压力不超过1.7MPa），观察并记录各仪表的变化。
4.按下紫外线灭菌灯的开关，进行消毒。
5.灌装并封口。
6.贴标即为成品。
六、讨论题
1.系统压力的高低对生产有何影响？
2.臭氧杀菌、紫外线杀菌的原理是什么？
3.水的硬度如何表示？
4.水中有哪些杂质？

实验二 胡萝卜汁饮料制造实验
一、实验目的
1.了解浑浊胡萝卜汁饮料的制造原理；
2.掌握胡萝卜的漂烫和碱法去皮的方法；
3.掌握调配的方法和影响澄清度的因素；
4.掌握均质和杀菌的方法。
二、原料及试剂
水果、柠檬酸、D-异抗坏血酸钠、白砂糖、水果型香精、去离子水、氢氧化钠、碳酸钠、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、山梨酸钾等。
三、仪器、器皿及材料
榨汁机、高温蒸汽灭菌锅、夹层锅、半自动液体灌装机、胶体磨、手持糖量计、pH计、离心过滤机、250mL大容量离心机、捣碎机、均质机、电热水浴锅、真空脱气罐、200～300目不锈钢筛、不锈钢锅、不锈钢刀、电炉、500ml玻璃烧杯、500ml量桶、饮料瓶、纱布等。
四、工艺流程
原料选择→清洗→碱法去皮→切分→预煮→捣碎→过滤→调配→均质→脱气→装瓶→灭菌→冷却→成品。
五、操作方法
1.原料 选择个体较大,表面光滑，中间黄心较少的胡萝卜。
2.清洗 用自来水洗去表面的杂质。
3.碱法去皮 将1％氢氧化钠和1％碳酸钠的混合溶液煮沸后，把胡萝卜放入后至表皮脱去为止，取出后用清水洗净。
4.切分 将胡萝卜用刀切至1厘米的薄片，然后放入2倍体积的沸水中煮制15分钟左右，至组织软烂为宜。
5.破碎 将果实和3倍的去离子水混合,为防止褐变,添加0.015%异Vc钠,用组织捣碎机捣至浆状。
6.过滤 将果浆用双层纱布过滤，再用100目的筛布过滤。
7.调配 根据口味、气味、色泽和稳定性等感官指标，进行单因素试验和正交试验，筛选出较佳的饮料配方。用50～55％的蔗糖溶液和10%柠檬酸溶液，调配果汁至适量的糖酸比，并添加恰当的香精和稳定剂等。

表1 甜味剂和酸味剂调配试验（可修改）

实验序号
胡萝卜汁
（％）
白砂糖
（％）
柠檬酸
（％）
感观评分
(100分制)
1

45
8

2

10

3

12

4

50
8

5

10

6

12

7

55
8

8

10

9

12

表2 增稠剂单因素稳定性试验

实验序号
胡萝卜汁
（％）
羧甲基纤维素钠
（％）
外观稳定性
(100分制)
1
20%
0.2

2

0.25

3

0.3

4
25%
0.2

5

0.25

6

0.3

4
30%
0.2

5

0.25

6

0.3

表3 胡萝卜汁配方正交试验试验
实验序号
胡萝卜汁
（％）
白砂糖
（％）
柠檬酸
（％）
羧甲基纤维素钠
（％）
香精
（‰）
感观评分
(100分制)
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

8.均质 将调配好的饮料放入中，在20～30Mpa压力的均质机中均质一次。
9.脱气 将均质后的饮料用真空脱气机或真空泵脱气3～5分钟。
10.装瓶和灭菌 将脱气后的饮料装入玻璃瓶或耐热塑料瓶中，密封后，放入90℃热水中加热15～20分钟后，取出后用冷水冷却至室温。

实验三 碳酸饮料的制造实验
一、实验目的
1.通过碳酸饮料的制作实验，使学生在理论知识的基础上，加深对碳酸饮料生产中的几个主要过程的感性认识，同时也将锻炼学生动手能力、观察能力、分析问题和解决问题的能力。
2.掌握以食用香精为主要赋香剂，采用二次混合法制作果味型碳酸饮料的工艺过程。
二、设备和用具
手持糖量计、半自动液体灌装机、真空脱气实验机、汽水混合机、夹层锅、双联过滤器、糖浆冷却机、天平、饮料瓶、压盖机、瓶刷等。
三、实验原理
以食用香精味主要赋香剂，采用二次混合法制作果味型碳酸饮料。二次混合法是先将原料按生产配方混合调配出糖浆，然后再和碳酸饮料混合的制作原理。
四、参考配方
1.草莓汽水，白砂糖130g，苹果酸0.2g，柠檬酸0.9g，柠檬酸钠0.2g，苋菜红（1％水溶液）0.3g，苯甲酸钠0.2g，草莓香精1.5g，加水至1000ml。
2.菠萝汽水 白砂糖130g，维生素0.1g，柠檬酸0.9g，柠檬酸钠0.1g，柠檬黄（1％水溶液）0.2g，日落黄（1％水溶液）0.2g，乳浊剂1.5g，菠萝香精1g，加水至1000ml。
五、工艺流程
瓶→水浸→碱浸→刷瓶→冲瓶→控水
酸味剂+色素+香精+防腐剂+果汁
↓
砂糖→称量→溶解→过滤→冷却→糖浆调配→糖浆→定量灌装→（加碳酸水）灌装→压盖→成品
六、操作要点
1.将空瓶浸泡入30～40℃清水中，然后放入2％～3％氢氧化钠溶液，在55～65℃条件下保持10～20min浸泡 处理，再放入20～30℃清水内进行刷瓶、冲瓶、控水等处理。
2.糖浆调配
按照配方要求精确称取白砂糖、酸味剂、色素、防腐剂、香精等原料，然后分别加入经过滤的水，搅拌溶化处理后混合。配制过程中物料加入顺序：原糖浆配好，测定其浓度及其需要的体积；有机酸（酸味剂），一般常用50％的柠檬酸溶液或柠檬酸用温水溶解；加入香精；加入色素（用热水溶化）；加水至规定容积为止。要在不断搅拌的强矿下投入各种原料。
3.灌装 若糖浆浓度为50～67°Bx，用1份糖浆加5份碳酸水或1份糖浆加4份碳酸水，即糖浆：水为1：5或1：4。一般要求液面与瓶口距离最高不超过6cm。
4.压盖 利用手工压盖机压盖密封，要求密封严密，以保证内容物的质量。
七、质量鉴别
色泽 产品色泽与品名相符，要近似的色泽和习惯的颜色，无变色现象，色泽鲜亮一致。
香气和滋味 具有本 产品应有的香气和滋味，不得有异味。
外观形态 澄清透明，不浊、不分层、无沉淀、无杂质。
空隙高度 液面与瓶口距离最高不超过6。
八、讨论题
1.配制过程中物料加入顺序的原因是什么？
2.二次混合法制作碳酸饮料的特点是什么？

实验四 蛋白质饮料制造及稳定性能实验
一、实验目的
1.了解蛋白质饮料的制造工艺；
2.掌握稳定剂的作用及对蛋白质饮料稳定性的影响；
3.掌握成品的感官评定与检测方法。
二、原料及试剂
花生、大豆、葵花子等蛋白质含量丰富的植物原料，奶粉，磷酸一氢钠，磷酸二氢钠，海藻酸钠，羧甲基纤维素钠，单甘酯，琼脂，碳酸钠，碳酸氢钠，白砂糖，柠檬酸，水果型香精等。
三、仪器及玻璃器皿
榨汁机、高温蒸汽灭菌锅、夹层锅、半自动液体灌装机、胶体磨、手持糖量计、离心过滤机、250mL大容量离心机、捣碎机、磨浆机、组织捣碎机、均质机、不锈钢锅、远红外电烤箱、不锈钢筛、精密酸度计、瞬时超高温杀菌器、调配罐、电炉、500ml玻璃烧杯、电子天平、台秤、500ml量桶。
四、工艺流程
原料→清洗→脱皮→粗磨浆→胶体磨磨浆→过滤→一次均质→调配→二次均质→灌装→杀菌→成品
四、操作方法
1.原料清洗 选择颗粒饱满，无霉烂变质的新鲜花生，去除杂质，用清水洗净。
2.脱皮 将清洗干净的花生米，放入电热烤箱中，在120℃条件下，烘烤20分钟左右，然后脱去表皮。
3.粗磨浆 将去皮的花生和水以1：20左右的比例混合用磨浆机磨碎。
4.一次均质 将磨浆后的豆浆用胶体磨磨碎，使得溶液经一步细化。
5.煮浆 将豆浆放入不锈钢锅中，在100℃下煮10分钟。
6.调配
表1 调配试验表
实验序号
白砂糖（％）
奶粉（％）
香精（％）
感观评分
1

2

3

4

5

6

表2 稳定性试验表
实验序号
稳定剂
浓度
（％）
均质条件
温度、压力、次数
稳定性结果
1
羧甲基纤维素钠
0.05

2
羧甲基纤维素钠
0.10

3
羧甲基纤维素钠
015

4
海藻酸钠
0.05

5
海藻酸钠
0.10

6
海藻酸钠
0.15

7.二次均质 将调配好的饮料预热至50～65℃，通过25MPa压力均质，防止脂肪上浮，改善组织状态和消化吸收程度。
8.灌装 将二次均质的饮料灌装到玻璃瓶中，旋紧盖子。
9.杀菌 将饮料瓶放入杀菌锅中，在120℃下杀菌20分钟。
10.成品 将饮料从杀菌锅中取出，迅速冷却至常温。
实验五 茶饮料制造实验
一、实验目的
1.了解茶饮料的制造工艺；
2.掌握茶叶的浸提工艺；
3.茶多酚的检测方法；
4.掌握成品的感官评定。
二、原料及试剂
茶叶，碳酸氢钠，柠檬酸， D-异抗坏血酸钠，白砂糖，柠檬酸，磷酸氢二钠，磷酸二氢钠，酒石酸钾钠，硫酸亚铁，水果型香精，去离子水，耐热PET瓶或玻璃饮料瓶等。
三、仪器及玻璃器皿
高温蒸汽灭菌锅、夹层锅、半自动液体灌装机、手持糖量计、离心过滤机、250mL大容量离心机、捣碎机、组织捣碎机、不锈钢锅电热恒温水浴锅，电热恒温干燥箱，721分光光度计，精密酸度计，瞬时超高温杀菌器，高速离心机，微孔膜过滤器，中空超滤器，紫外线杀菌器，浸提罐，调配罐，比塞皿，植物粉碎机，250～300目不锈钢筛，电炉，500ml玻璃烧杯，500ml量桶等。
四、工艺流程
茶叶→粉碎→浸提→过滤→茶多酚的测定→维生素C和碳酸氢钠等调和→加热→灌装→杀菌→冷却→成品
五、操作方法
1.茶叶粉碎 将茶叶粉碎至粒径为40～60目左右（茶叶粒径太大，则茶叶中的有效成分布容易萃取出来；粒径太小，则会为后续的过滤工序带来困难）。
2.浸提 称取10克左右已粉碎的茶叶加入500mL的烧杯中，用去离子水稀释至20至30倍，放入水浴锅中，在80～95℃下萃取15分钟，为了提高萃取率，也可将滤渣加入适当的去离子水，进行二次浸提。
3.过滤 将浸提液用250～300目不锈钢筛或尼龙布过滤，除去浸提液中的茶渣及杂质，并迅速降低其温度。
4.茶多酚的测定 采用酒石酸亚铁比色法，测定浸提液中的茶多酚的含量（方法见附录）。
5.调和 根据浸提液中茶多酚的含量，调节最终饮料含有400mg/L以上的茶多酚，根据个人嗜好加入适当的白砂糖，600mg/L的D-异抗坏血酸钠，再用碳酸氢钠调节pH至6.0,加入适当的香精。
6.加热 将调配好的饮料加热至90℃左右。
7.灌装 趁热将调配好的饮料加入饮料瓶中，尽量减少顶隙，拧紧瓶盖。
8.杀菌及冷却 将灌装好的饮料瓶放入90℃的水浴锅中加热15分钟后迅速冷却至室温。

附录 茶多酚的测定方法
一、方法提要
茶叶中的多酚类物质能与亚铁离子形成紫蓝色络合物，用分光光度计法测定其含量。
二、仪器和试剂
2.1仪器
实验室常规仪器及下列各项： 分析天平 感量0.0001g，分光光度。
2.2试剂：所用试剂均为分析纯(AR)，实验用水应符合GB／T 6682中的三级水规格。
2.2.1 酒石酸亚铁溶液；称取0.1 g硫酸亚铁(FeSO4).7H2O)和0.50g酒石酸钾钠(C14H4O6KNa.4H2O)，用水溶解并定容至100mL(低温保存有效期10天)。
2.2.2 pH7.5磷酸缓冲液
23.37g/L磷酸氢二钠：称取23.87g磷酸氢二钠（Na2HPO4.12H2O），加水溶解后定容至1L。
9.08g/L磷酸二氢钾：称取经110℃烘干2h 磷酸二氢钾9.08 g，加水溶解后定容至1L。
取上述磷酸氢二钠溶液85mL和磷酸二氢钾溶液15mL混合均匀。
三、分析步骤
3.1试液制备
3.1.1 较透明的样液，如果味茶饮料：将样液充分摇匀后，备用。
3.1.2 较浑浊的样液，如果汁茶饮料：称取25ml充分摇匀的样液于50mL容量瓶中，加入15mL95％乙醇，充分摇匀，放置15分钟后，用水定容至刻度。用慢速定量滤纸过滤，滤液备用。
3.1.3含碳酸气的样液
量取100mL充分混匀的样液于250mL烧杯中，称取其总质量，然后置于电炉上加热至沸，在微沸状态下加热10分钟，将二氧化碳气排除。冷却后，用水补足其原来的质量。摇匀后，备用。
3.2测定
精确移取上述(3.1)制备的试液1～5mL于25mL容量瓶中，加4mL水、5mL酒石酸亚铁溶液(2.2.1)充分摇匀，用pH7.5缓冲溶液(2.2.2)定容至刻度，用10mm比色皿在波长540nm处，以试剂空白作参比，测定其吸光度(A1)。同时，移取等量的试液于(3.1)25mL容量瓶中，加4mL水，用pH7.5的缓冲溶液(2.2.2)定容至刻度，测定其吸光度(A2)。
四、分析结果
样品中茶多酚的含量按下式计算：

式中：X——样品中茶多酚的含量(mg/L)
A1——试液显色后的吸光度
A2——试液底色的吸光度
K——稀释倍数
V——测定时吸取样液的体积(mL)
1.957——用10mm比色皿，当吸光度等于0.50时，1ml中茶多酚的含量相当于1.957mg。
五、允许差
同一样品的两次测定结果之差不得超过平均值的5.0％。

实验六 固体饮料制造实验
一、实验目的
1.了解固体饮料的制造工艺；
2.掌握水分含量对固体饮料干燥和造粒的影响；
3.掌握成品的感官评定与检测方法。
二、主要原料及辅料
水果，白砂糖，麦芽糖浆，柠檬酸，苹果酸，柠檬酸钠，食盐，环烷酸钠，甜蜜素，香精等。
三、主要设备及工具
榨汁机、夹层锅、胶体磨、手持糖量计、离心过滤机、250mL大容量离心机、捣碎机、磨浆机、组织捣碎机、均质机、不锈钢锅打浆机，不锈钢刀，不锈钢锅，真空浓缩锅，过滤器，离心机，真空干燥箱。
四、工艺流程
水果→挑选→洗果→去皮→切分→打浆→过滤→浓缩→配料→造粒→干燥→包装→成品
五、操作要点
1.打浆 调好打浆机的筛网直径在0.6mm左右，将水果经打浆机进行打浆处理。因水果可能产生褐变，所以在打浆过程中要添加适当一些抗氧化剂，如维生素C等。
2.过滤 经打浆得到的果浆仍然有杂质存在，必须经过过滤处理，可浆果浆打入离心机中进行过滤，得到果汁。
3.真空浓缩 浆上述果汁打入真空浓缩锅内进行浓缩至3～4倍浓度，以利保存。注意真空度控制在80～90kPa，出锅温度50℃左右。
4.配料 生产固体饮料的天然果蔬汁，一般要求各种载体填充，再进行先期干燥，以添加固体饮料的溶解行和口感。填充料包括：蔗糖、葡萄糖、植物胶、糊精、羧甲基纤维素钠等。将主要原料中其他原料按一定比例称量好，置入搅拌直至松软状混合物为止，注意控制其水分含量在10％左右。
5.造粒 将上述物料移入造粒机内造粒，造粒机筛网直径10～12目。
6.干燥 将造粒好的物料装入托盘中，置真空干燥箱内进行干燥。抽真空，通蒸汽。注意压力、温度和真空度之间的关系。也可在70～80的烘箱内进行干燥，这种方法要求经验丰富、操作熟练，否则容易烘焦而影响产品质量和外观。
7.包装 干燥完毕后，待真空度回零位，开箱取出托盘，冷却后经检验合格即可进行包装。