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调配型酸性含乳饮料工艺
与装备研究 —张开敏 ,唐 昆 ,唐 湛
调配型酸性含乳饮料工艺流程与装备研究 Ξ
张开敏 1 ,唐 昆 1 ,唐 湛 2
(11 合肥通用机械研究所 ,合肥 230031 ; 21 合肥美菱股份有限公司技术中心)
摘要 : 本文介绍了调配型酸性含乳饮料的最新生产工艺 , 加工与包装设备的选型 , 以及关
键的产品质量控制点。
关键词 :调配性酸性含乳饮料 ;工艺流程 ;加工与包装设备 ;质量控制点
中图分类号 : TS252 文献标识码 :B 文章编号 :1005 - 1295(2001) 06 - 0011 - 05
Study on Technological Process and Equipment for the Mixed Acidity Drink Including Milk
ZHANG Kai-min et al
Abstract : This paper introduces the new technological process of the mixed acidity drink including milk , the select
way’ s of the processing and packaging equipment and the quality control points of the key products.
Key words : the mixed acidity drink including milk ; technological process ; processing and packaging equipment ; the
quality control points
1 国内外概况
调配型酸性含乳饮料是指用柠檬酸或果汁将
牛乳的 pH调整到酪蛋白的等酸点 (pH416) 以下
而制成的一种乳饮料。根据国家
, 这种饮料
的蛋白质含量应大于 1 % , 因此它属于乳制品的
一种。目前市场销量最大的为果味奶。
调配型酸性含乳饮料产品 , 几年前就已出现
在国内市场 ,而且这些年来 ,此类饮料的发展非常
迅速 , 每年的增长速度估计在 20 %以上。从目前
来看 , 大多数调配型酸性含乳饮料均采用小塑料
瓶包装 ,容量在 90~160ml 不等。由于这类包装产
品通常都含有防腐剂 , 故产品的保质期一般可达
六个月。适应人们对健康的要求 , 现在大都在产
品内强化了维生素 A、维生素 D 和钙 ,铁 ,锌 ,并将
此产品称之为 AD 钙奶或铁锌钙奶。国内现有多
个知名品牌 ,如娃哈哈、乐百氏、金义等。
从 1998 年开始 ,包装于砖形纸盒无菌包的调
配型酸性含乳饮料出现于国内市场 , 这类产品采
用超高温瞬间杀菌及无菌灌装设备 ,饮用方便、口
感好且不含防腐剂 , 因此一上市即受到消费者的
普遍欢迎。
调配型酸性含乳饮料在国外并不多见 , 只有
一些亚洲国家如日本能发现类似的产品。在欧美
国家 ,同类产品通常是牛乳与纯果汁的混合物 ,产
品的档次及质量要高得多。
2 生产原料及其对饮料质量的影响
饮料质量的好坏 , 除了配方的特点及工艺技
术和生产设备条件以外 , 主要决定于所使用的原
料的质量。调配型酸性含乳饮料 ,主要原料有水、
甜味剂、酸味剂、香料、乳化剂、防腐剂、乳粉或原
乳等。根据原料在饮料中的作用不同 , 各有相应
的质量要求 , 必须适合软饮料原辅材料的要求
GB10791 - 89。
211 水
在饮料中 , 水占总量的 80 % - 90 %左右 , 是
最主要的组分之一。水源的选用和处理是饮料生
产中最重要的一个环节。
212 原料乳及乳粉的质量
应符合 GB5408 , GB5410 , GB5411 要求。要生
产高品质的调配型酸性含乳饮料 , 必须使用高品
质的乳粉或原料乳。乳粉还原后应有好的蛋白稳
定性。
213 甜味剂Ξ 收稿日期 :2001 - 10 - 08
作者简介 :张开敏 (1968 - ) ,女 ,安徽合肥市人 , 1987 年大专毕业 ,现在合肥通用机械研究所从事包装
机械技术工作。
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包装与食品机械 2001 年第 19 卷第 6 期
甜味剂是软饮料生产中的基本原料。使用甜
味剂的目的 ,是赋予软饮料甜味 ,调节口味以适应
不同人的喜好。同时考虑与其他成分混调后的味
道构成、物性的变化 ,以及营养功能。甜味剂一般
以天然甜味剂为主 ,如白砂糖 ,其次是合成甜味剂
等。
214 稳定剂
调配型酸性含乳饮料最适宜的稳定剂是果胶
或其与其他稳定剂的混合物。考虑到成本问题 ,
国内厂家通常采用其他一些胶类为稳定剂 , 如耐
酸的羧甲基纤维素 (CMC) 、黄原胶等。在实际生产
中 , 二种或三种稳定剂混和使用比单一使用效果
好 ,使用量根据酸度、蛋白质含量的增加而增加。
在酸性含乳饮料中 , 稳定剂的用量一般在 1 %以
下 ,同时 ,必须充分溶解后再与乳混和 ,否则不易
混匀。目前 ,也有一些国内厂家生产复合稳定剂 ,
主要用于调配型酸性含乳饮料 , 但这些复合稳定
剂通常不含果胶。总的来说 , 用不含果胶的复合
稳定剂生产出来的产品与用果胶为稳定剂生产出
来的产品 , 在稳定性及口感方面均存在明显的差
距。
215 乳化剂
乳化剂主要用于改善饮料的感官性质。它使
配制的饮料外观接近天然果汁 , 保持均匀、稳定 ,
减少饮料分层、沉淀现象。在原料乳或乳粉的配
比较低时 ,使用乳化剂可改善果奶的品质。
216 酸味剂
酸味剂的主要功能有 : 提供爽快的酸味和可
口性能 ,增强解渴效果 ; 改善糖的甜度 ; 具有一定
的防腐作用 ; 有助于溶解纤维素及 Ca、P等物质 ,
促进消化吸收。
调配型酸性含乳饮料可以使用柠檬酸、乳酸
和苹果酸作酸味料 , 且以用乳酸生产出的产品质
量最佳。但由于乳酸为液体 , 运输不便 , 价格较
高 , 国外一般采用柠檬酸与乳酸的混合酸溶液作
酸味剂。
我国软饮料目前使用的酸味剂几乎只有柠檬
酸 , 生产中预先配制成 50 %的溶液 , 贮放在不锈
钢或玻璃容器中 ,其他酸味剂还处于开发阶段。
217 香料香精
饮料的香味是很重要的感官性质 ,如果说水、
糖、酸是饮料的基本组成部分 ,那么香精就是饮料
的特征部分。
218 防腐剂
饮料中含有砂糖、果汁等营养丰富的物质 ,适
于微生物繁殖。为了控制饮料中微生物的繁殖 ,
预防饮料腐败而加入防腐剂。国际上允许使用的
防腐剂有苯甲酸及其钠盐、山梨酸及山梨酸钾
等。防腐剂必须在饮料中均匀分散 , 在大量生产
时尤应注意。如果分散不均匀 , 有的部分过少达
不到防腐效果 , 有的部分过多甚至超过防腐剂使
用标准。
饮料使用的大多数是水溶性防腐剂 , 加料次
序的先后在工艺上必须严格掌握。苯甲酸钠应在
柠檬酸之前加入糖浆中 , 否则防腐剂会被酸排出
液外 ,而在溶液
面形成极难再溶的浮渣。
3 调配型酸性含乳
饮料的加工工艺
311 配料及加工工艺流程
调配型酸性含乳饮料一般以原料乳或乳粉 ,
柠檬酸 ,白砂糖 ,稳定剂 ,香精 ,色素等为原料 ,有
时根据产品需要也加入一些维生素和矿物质 , 如
维生素 A、维生素 D 和钙铁等。调配型酸性含乳饮
料的加工一般是先用酸溶液将牛乳的 p H 从
616~618 调整到 410~412 , 然后加入其他配料 ,
再经混合搅拌均匀、灭菌 ,然后进行灌装 ,包装后
再二次灭菌。
典型的调配型酸性含乳饮料的配料成分如
下 :
乳粉 3 %
白砂糖 6 %
郎氏蛋白糖 0115 %
稳定剂 0135 %~016 %
防腐剂 0102 %
柠檬酸 013 %
果汁或果味香精 适量
色素 适量
典型的调配型酸性含乳饮料的成品标准如
下 :
脂肪 ≥110 %
蛋白质 ≥110 %
糖 6 %
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调配型酸性含乳饮料工艺流程与装备研究 —张开敏 ,唐 昆 ,唐 湛
总固形物 9 %
调配型酸性含乳饮料具体的工艺流程如下
图。
312 加工过程中的质量控制点
31211 乳粉的还原
用大约一半的水来溶解乳粉 , 在保证乳粉能
很好还原的情况下水温应尽可能的低。因为高温
下不易控制 ,很难达到理想的酸化过程。
31212 稳定剂的溶解方法
(1) 在高速搅拌下 (2500~3000r/ min) 下 ,将稳
定剂慢慢地溶于 60~80 ℃的热水中。
(2) 将稳定剂与为其质量 5~10 倍的糖预先
混合 , 将稳定剂在正常搅拌速度下加入到饱和糖
溶液中 , 因为稳定剂不溶于饱和糖溶液中 , 因此 ,
在正常搅拌情况下它可均匀地分散于溶液里。
(3) 然后在正常搅拌速度下将稳定剂和糖的
混合物加入到 70~80 ℃的热水中溶解。
31213 混合
将稳定剂溶液、糖溶液等加入巴氏杀菌乳中 ,
混和均匀后 ,再冷却至 20 ℃以下。
31214 酸化
酸化过程是调配型酸性含乳饮料生产中最重
要的步骤 ,成品的品质取决于调酸过程。
(1) 为得到最佳的酸化效果 ,酸化前应将牛乳
的温度降至 20 ℃以下。
(2) 为保证酸溶液与牛乳充分均匀地混合 ,混
料罐应配备一只高速搅拌器 (2500~3000r/ min) 。
同时 ,酸液应缓慢地加入到配料罐内的湍流区域 ,
以保证酸液能迅速、均匀地分散于牛乳中。加酸
过快会使酸化过程形成的酪蛋白颗粒粗大 , 产品
易产生沉淀。
(3) 为易于控制酸化过程 ,通常在使用前应先
将酸液稀释成 10 %或 20 %的溶液。同时为避免局
部酸度偏差过大 , 可在酸化前在酸液中加入一些
缓冲盐类如柠檬酸钠等。
(4) 为保证酪蛋白颗粒的稳定性 ,在升温及均
质前 ,应先将牛乳的 pH降至 410 以下。
31215 配料
酸化过程结束后 ,将香精、色素、有机酸等配
料加入到酸化的牛乳中 , 同时对产品进行标准
化。
31216 杀菌
由于调配型酸性含乳饮料的 pH 一般在
318~412 之间 , 其杀灭的对象菌为霉菌和酵母
菌 , 故采用高温瞬时的巴氏杀菌即可得到商业无
菌。通常大多数工厂以无菌包装的产品 , 均采用
105~115 ℃, 15~30s 的杀菌公式 , 也有一些厂家
采用 137 ℃,4s 的杀菌公式。对包装于塑料瓶中的
产品来说 ,通常在灌装后 ,再采用 95~98 ℃, 20~
30min 的二次杀菌。
4 果奶加工与包装设备
411 生产线设备流程 ,见示意图 (图 2)
412 水处理设备
41211 砂棒过滤器
砂棒过滤器是一种初滤设备。当原水中的杂
质含量较少 ,尤其是机械杂质含量较少时 ,如自来
水 ,这时可采用砂棒过滤器。
41212 活性碳过滤器
有些水中含有余氯和异臭杂味 , 将极大地影
响饮料质量。为了保证水质无色、无臭、无味 ,必
须将水进行处理。活性碳过滤器是进行这种处理
的最好且最常用的设备。
41213 离子交换器
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包装与食品机械 2001 年第 19 卷第 6 期
采用不同的树脂和流程 ,可以使水软化 ,也可
以除盐。离子交换脂是离子交换器的主要工作物
质。
不管是进行软化或是除盐 ,所用的阴、阳离子
交换器的结构基本相同。所不同的只是树脂种
类、水处理流程以及再生方式等。
41214 紫外线杀菌消毒设备
杀菌消毒速度快、工作效率高、性能稳定、效
果好、不改变水的理化指标、不产生有毒物质、且
操作简单、管理方便 ,已成为饮料厂的主要消毒设
备。
413 配料设备
41311 化糖锅与糖浆过滤器
化糖锅是一种结构较简单 , 并兼有加热和冷
却装置的溶糖设备。
41312 配料桶
不管是一次灌装 ,或是二次灌装 ,均需先配制
好糖浆 ,即将经溶解、过滤后的澄清糖液 ,按配方
加上其他原料 ,如稳定剂、香精、色素、果汁等 ,均
匀调和在一起。配料桶主要由桶身、搅拌装置 ,冷
却装置等组成。
41313 料液混合泵
料液混合泵是利用高速旋转的翼轮 , 将所需
混和的乳粉和水进行充分的拌和 , 以得到所需的
还原乳。本设备所吸料之最高温度为 80 ℃。
41314 强力搅拌桶
要求搅拌速度达到 2500~3000r/ min ,用于酸
化处理和配料。带外夹套 ,中通水冷却。
41315 冷热缸
该设备用于饮料的加热、冷却、保温、杀菌、老
化、贮存。新型冷热缸 ,均可与 CIP清洗系统配套
使用 ,具有以下优点。
A、设备进出口采用 I1D1F标准制作 ;
B、锥底、封头经旋压滚边加工 ;
C、保温采用 PU聚氨酯发泡工艺、保温性能
好 ,加热 (冷却)快 ;
D、附带 CIP清洗头 ;
E、全封闭 ,附防蝇、防尘透气孔。
414 高压均质机
常用的均质压力以 25MPa ,均质后脂肪、维生
素呈更均分分布 ,促进了乳脂肪在人体的吸收 ,使
乳饮料具有新鲜牛乳的芳香气味 , 视觉与口感更
图 2 生产线设备流程图
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调配型酸性含乳饮料工艺流程与装备研究 —张开敏 ,唐 昆 ,唐 湛
好。
415 超高温瞬时灭菌机
广泛应用于豆奶、牛奶、果汁、饮料等流体饮
料的灭菌。由于受热时间极短 ,营养损失极小 ,是
现代最理想的灭菌设备。
416 自动包装线
可自动完成灌装 ,冲盖 ,封盖 ,二次杀菌。
设备组成 :1、灌装机 ;2、输送机 ;3、提升机 ;
4、杀菌机 ;5、冷却喷洗检验机
特点 :全线连续运行 ,自动控温。
5 安全与环保
511 成品稳定性的检查方法
(1) 在玻璃杯的内壁上倒少量饮料成品 ,若形
成了像牛乳似的、细的、均匀的薄膜 ,则证明产品
质量是稳定的 ;
(2) 取少量产品放在载玻片上 , 用显微镜观
察。若视野中观察到的颗粒很小且分布均匀 , 表
明产品是稳定的 ;若观察到有大的颗粒 ,表明产品
的贮藏过程中是不稳定的 ;
(3) 取 10ml 的成品放入带刻度的离心管内 ,
经 2800r/ min 转速离心 10min。离心结束后 ,观察
离心管底部的沉淀量。若沉淀量低于 1 % ,证明该
产品是稳定的 ;否则产品是不稳定的。
512 生产中常见的质量问题及解决办法
51211 沉淀及分层
沉淀是调配型酸性含乳饮料生产中最为常见
的质量问题 ,主要原因为 :
(1) 选用的稳定剂不合适 即所选稳定剂在
产品保质期内达不到应有的效果。为解决此问
题 , 可考虑采用果胶或与其他稳定剂复配使用。
一般采用纯果胶时 , 用量为 0135~016 % , 但具体
的用量和配比必须通过实验来确定 ;
(2) 酸液浓度过高 调配时 ,就很难保证在局
部牛乳与酸液能良好的混合 , 从而使局部酸度偏
差太大 , 导致局部蛋白质沉淀。解决的办法是酸
化前 ,将酸稀释为 10 %或 20 %的溶液 ,同时 ,也可
在酸化前 , 将一些缓冲盐类如柠檬酸钠等加入到
酸液中 ;
(3) 调配罐内的搅拌器的搅拌速度过低 很
难保证整个酸化过程中酸液与牛乳能均匀地混
合 ,从而导致局部 pH过低 ,产生蛋白质沉淀。因
此 ,为生产出高品质的调配型酸性含乳饮料 ,车间
内必须配备一台带高速搅拌器的配料罐 ;
(4) 调酸过程加酸过快 可能导致局部牛乳
与酸液混合不均匀 ,从而形成酪蛋白颗粒的悬浮 ,
因此整个调配过程加酸速度不易过快。
51212 产品口感过于稀薄
有时生产出来的酸性含乳饮料喝起来像淡水
一样。造成此类问题的原因为 , 乳粉的热处理不
当或最终产品的总固形物含量过低。因此 , 生产
前应确认是否采用了品质合适的乳粉及杀菌前检
测产品的固形物含量是否符合标准。
513 废水处理
含乳饮料生产中的废水主要是水处理、包装
容器与设备清洗、不合格饮料的倾倒环节中产生
的。没有废水处理设施的工厂 , 可以选择将废水
排放到下水道中 , 让城市污水工厂作进一步处
理。大型食品厂可兴建与城市污水处理类似的设
施 ,如废水净化用滴滤池、活性污泥废水净化系化
等。
514 废液固形物的处理
含乳饮料生产企业中的废旧包装膜与包装容
器 , 应尽可能将其加工或转换或更有用和更有价
值的物质 ,如通常用于再造粒。
对于食品生产和加工而言 , 废物处理总是个
难题和负担 , 随着时间的推移。这些问题大都变
得愈来愈严峻 , 对于大多数与食品相关的废物而
言 , 均有充足的控制办法 , 但通常都是极其昂贵
的。然而 ,为了保证环境和经济的协调发展 ,毫无
疑问应当对此制定相关法律并强制执行。这是我
们每个人的事情 , 因为环境影响着我们呼吸的空
气、饮用的水源以及其它人类赖以生存与发展的
条件。
参考文献 :
[ 1] 谢继志 , 范立冬 , 赵平编 . 液态乳制品科学与技术
[ M] . 北京 :中国轻工业出版社 ,1999.
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